一种用非均匀电动力学-过硫酸盐氧化联用法修复二氯苯污染土壤环境的方法技术

本发明专利技术涉及一种用非均匀电动力学-过硫酸盐氧化联用法修复二氯苯污染土壤环境的方法，其步骤为：提供非均匀电动力学-过硫酸盐氧化联用法修复装置；根据需要将电动反应柱两侧的第一电极室、第二电极室、第一隔离块和第二隔离块拆卸后，将待修复土壤均匀填入到其中，然后将修复装置组装好后，在第一电极室和第二电极室中通过进液孔向其中加入过硫酸盐溶液作电极液，保持两电极室液面相平，静置待整个体系达到水力稳定之后，在两个柱状铁电极之间施加直流电源，而在由此形成的非均匀电场作用下对污染土壤进行修复。该方法可实现二氯苯污染土壤的高效原位修复，且够避免均匀电场技术中常见的电极极化和酸性带的形成问题。

【技术实现步骤摘要】
-种用非均匀电动力学-过硫酸盐氧化联用法修复二氯苯 污染土壤环境的方法
本专利技术涉及一种用非均匀电动力学-过硫酸盐氧化联用法修复二氯苯污染土壤 环境的方法，属环境保护
。
技术介绍
二氯苯主要用于染料、医疗、橡胶、农药、涂料、轻工、化工等多个工业领域，其广泛 应用也使之成为了环境污染中主要污染物，其释放途径可以包括以下几个方面：（1)合成 及生产：随废水、废气和废渣排放进入环境；（2)原料或产品：如农药、医药等在使用中的散 溢和释放；（3)城市中固体废弃物处置：焚烧或其他处置过程中产生的含有二氯苯的飞灰、 渣以及渗滤液释放。 二氯苯对人体的危害主要集中在对神经系统和肝、肾等内脏器官的毒害作用。人 体暴露在有二氯苯污染的环境中时会通过吸入、食入或皮肤吸收氯苯，其对中枢神经系统 有麻醉作用，对皮肤和粘膜有刺激性，大剂量可造成实验动物肝、肾病变，当浓度增高或接 触时间延长时，肝脏损害可进展为坏死和实质性变性，对生物均具有亚急性和慢性毒性，对 人类的内分泌系统有干扰作用，也被称为环境雌激素。氯苯类化合物是环境外来化合物，故 自然界中的微生物缺乏相应的降解酶，所以难以被微生物利用。 对受氯苯类污染土壤的修复技术，按工艺原理可分为生物修复（如微生物修复 法、植物修复法等）、物理修复（如淋洗法、电动力学法等）和化学修复（如氧化法、还原法、 土壤改良剂投加等）三大类。按处置地点分类又可分为原位修复技术和异位修复技术。传 统的异位处理技术耗时长、成本高、破坏生态环境，其应用受到限制。由于克服了异位处理 的不足，原位修复技术成为近年来备受关注的一种绿色修复方法。在低渗致密性土壤体系 中，传统的原位处理方法（如淋洗等）效率极低而难以发展与应用。电动修复技术是近几 年发展起来的一种新型的土壤原位修复技术，该技术不受土壤异质与低渗透性的限制，避 免与污染土壤直接接触，通过电迁移、电渗析和电泳的作用，能够控制有机物的迁移方向， 增加迁移速率，从而达到快速原位修复的目的。电动力学法的原理是将电极插入受污染的 土壤两端，通过施加直流电形成直流电场，在电迁移、电渗及电泳的作用下，使土壤中的水 和荷电离子或粒子发生迁移运动，最终实现污染物的富集与去除。 化学修复主要是依靠氧化还原反应，通过氧化剂或还原剂的使用产生电子的转 移，从而使污染物的毒性或溶解度大大降低。常用于土壤修复的化学氧化剂包括高锰酸钾、 过氧化氢、Fenton试剂、过硫酸盐等。过硫酸盐是一种新兴的氧化剂被越来越多的应用于 原位修复技术，相对于Fenton试剂不能有效利用反应过程中产生的羟基自由基、过氧化氢 和臭氧在土壤中的使用周期过短及过氧化氢本身的不稳定性而言，过硫酸盐可克服之前化 学氧化剂的种种不足。过硫酸盐在水中会电离出S2082-，其分子中含有过氧基（-0-0-)具 有氧化性。S2082-的氧化还原电位EO高达+2. 01V，接近臭氧（E0为+2. 07V)，大于高锰酸 根（E0为+1. 68V)和过氧化氢（(E0为+1. 70V)，可见S2O82-具有很高的氧化能力。在一定条 件下，过硫酸根会进一步活化成为硫酸根自由基?so4-，活化机理包括碱性激活、热激活、金 属离子激活和土壤矿物质激活等。王春艳等用室内模拟实验研究了过氧化氢、类Fenton试 齐U、活化过硫酸钠对人工模拟菲、芘污染土壤的去除效果。结果表明化学氧化修复能降低多 环芳烃（PAHs)污染土壤的植物毒性，减低土壤中的污染物浓度，其分别对菲和芘的降解率 均可达72%、87%和97%以上，由此可以看出过硫酸钠的高效性。进一步评价一种土壤修 复技术的好坏，不仅要考虑它对污染物的修复效果，还要考虑它对土壤质量的影响。其中， 土壤中有机质的质量分数就是一个重要的指标。Chen等采用高锰酸钾氧化修复土壤，发现 其会造成土壤中有机含量的减少；王春艳等比较了活化过硫酸钠、类Fenton、过氧化氢的 氧化处理效果、土壤中有机质含量、修复后土壤的植物毒性，三种氧化剂都对土壤的性质有 影响。但相比较而言，活化过硫酸钠对菲和芘的去除率较高且处理后土壤的有机质质量分 数下降要少的多、对植物毒性较小。由此可以看出，过硫酸盐是一种相对理想的氧化剂。 但无论是化学氧化法还是电动力学法对污染物的降解都有自身的局限性，因而， 土壤有机污染修复的最新趋势是各类技术联用以取得更好地修复效果。目前，已有研究将 电动力学与过硫酸盐联用，修复受有机污染物污染的粘性土壤，在电场作用下，促进过硫酸 盐在土壤中迁移，并激发过硫酸盐使之与污染物反应。Isosaari等研究了电动力学、过硫 酸盐氧化和电动力学-过硫酸盐氧化联用三种技术对受PAHs污染的粘土的修复效果，结果 表明，联用技术的去除率为35%，优于单一的电动力学技术（24% )和过硫酸盐氧化技术 (I2% ) ;YelizYukselen_Aksoy和KrishnaR.Reddy，F.ASCE用电动力学-过硫酸盐联用技 术处理初始浓度为50mg/KgPCB污染的高岭土，其去除率可达78%。 尽管这种工艺处理效率较高，但它容易产生使被修复场址固化和酸化、电极极化 以及能耗增加的现象，且修复效率有待进一步提_。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是针对现有方法的不足，提供一种用非均匀电动力学-过硫酸 盐氧化联用法修复二氯苯污染土壤环境的方法。该方法可以广泛用于治理受二氯苯污染的 土壤，实现二氯苯污染土壤的高效原位修复，且够避免均匀电场技术中常见的电极极化和 酸性带的形成问题。 为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下： ， 包括以下步骤： 提供非均匀电动力学-过硫酸盐氧化联用法修复装置，所述非均匀电动力学-过 硫酸盐氧化联用法修复装置包括电动反应柱、设于电动反应柱两侧的第一电极室和第二电 极室，所述的电动反应柱本体呈两端开口的圆筒形，所述的第一电极室和第二电极室为与 电动反应柱直径匹配的内侧开口的圆筒，所述第一电极室和第二电极室的筒壁上均开设有 进液孔和排气孔，所述的电动反应柱与第一电极室通过设置在两者之间的第一隔离块可拆 卸固定连接，所述的第一隔离块由纵向设置的第一柱状铁电极和设在电极两侧的第一多孔 隔离板组成，所述的电动反应柱与第二电极室通过设置在两者之间的第二隔离块可拆卸固 定连接，所述的第二隔离块分别由纵向设置的第二柱状铁电极和设在电极两侧的第二多孔 隔离板组成； 根据需要将电动反应柱两侧的第一电极室、第二电极室、第一隔离块和第二隔离 块拆卸后，将待修复土壤均匀填入到电动反应柱中，然后将非均匀电动力学-过硫酸盐氧 化联用法修复装置组装好后，在第一电极室和第二电极室中通过进液孔向其中加入过硫酸 盐溶液作电极液，然后保持两电极室液面相平，静置待整个体系达到水力稳定之后，在两个 柱状铁电极之间施加直流电源，而在由此形成的非均匀电场作用下对污染土壤进行修复。 按上述方案，所述修复过程中对电极的正负极进行定期切换，以形成不断变换的 非均匀电场对污染土壤进行修复。 按上述方案，所述的切换频率为每10-14h切换一次。 按上述方案，所述施加直流电源后形成的电压梯度为0. 5-2V/cm。 按上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用非均匀电动力学‑过硫酸盐氧化联用法修复二氯苯污染土壤环境的方法，其特征在于：包括以下步骤：提供非均匀电动力学‑过硫酸盐氧化联用法修复装置，所述非均匀电动力学‑过硫酸盐氧化联用法修复装置包括电动反应柱、设于电动反应柱两侧的第一电极室和第二电极室，所述的电动反应柱本体呈两端开口的圆筒形，所述的第一电极室和第二电极室为与电动反应柱直径匹配的内侧开口的圆筒，所述第一电极室和第二电极室的筒壁上均开设有进液孔和排气孔，所述的电动反应柱与第一电极室通过设置在两者之间的第一隔离块可拆卸固定连接，所述的第一隔离块由纵向设置的第一柱状铁电极和设在电极两侧的第一多孔隔离板组成，所述的电动反应柱与第二电极室通过设置在两者之间的第二隔离块可拆卸固定连接，所述的第二隔离块分别由纵向设置的第二柱状铁电极和设在电极两侧的第二多孔隔离板组成；根据需要将电动反应柱两侧的第一电极室、第二电极室和隔离块拆卸后，将待修复土壤均匀填入到电动反应柱中，然后将非均匀电动力学‑过硫酸盐氧化联用法修复装置组装好后，在第一电极室和第二电极室中通过进液孔向其中加入过硫酸盐溶液作电极液，然后保持两电极室液面相平，静置待整个体系达到水力稳定之后，在两个柱状铁电极之间施加直流电源，而在由此形成的非均匀电场作用下对污染土壤进行修复。...

【技术特征摘要】
1. 一种用非均匀电动力学-过硫酸盐氧化联用法修复二氯苯污染土壤环境的方法，其 特征在于：包括以下步骤： 提供非均匀电动力学-过硫酸盐氧化联用法修复装置，所述非均匀电动力学-过硫 酸盐氧化联用法修复装置包括电动反应柱、设于电动反应柱两侧的第一电极室和第二电极 室，所述的电动反应柱本体呈两端开口的圆筒形，所述的第一电极室和第二电极室为与电 动反应柱直径匹配的内侧开口的圆筒，所述第一电极室和第二电极室的筒壁上均开设有进 液孔和排气孔，所述的电动反应柱与第一电极室通过设置在两者之间的第一隔离块可拆卸 固定连接，所述的第一隔离块由纵向设置的第一柱状铁电极和设在电极两侧的第一多孔隔 离板组成，所述的电动反应柱与第二电极室通过设置在两者之间的第二隔离块可拆卸固定 连接，所述的第二隔离块分别由纵向设置的第二柱状铁电极和设在电极两侧的第二多孔隔 离板组成； 根据需要将电动反应柱两侧的第一电极室、第二电极室和隔离块拆卸后，将待修复土 壤均匀填入到电动反应柱中，然后将非均匀电动力学-过硫酸盐氧化联用法修复装置组装 好后，在第一电极室和第二电极室中通过进液孔向其中加入过硫酸盐溶液作电极液，然后 保持两电极室液面相平，静置待整个体系达到水力稳定之后，在两个柱状铁电极之间施加 直流电源，而在由此形成的非均匀电场作用下对污染土壤进行修复。2. 根据权利要求1所述的用非均匀电动力学-过硫酸盐氧化联用法修复二氯苯污染土 壤环境的方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝义国，宋萌萌，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42