一种污染土壤或地下水的电极修复方法技术

本发明专利技术涉及一种污染土壤或地下水的电极修复方法，所述方法包括如下步骤：S1：按照正3‑10边形布设电极，其中，中心电极为阴极或阳极，相应地周边每个顶点上为阳极或阴极；所有的阳极通过导线与电源正极相连，阴极通过导线与电源负极相连；S2：开通电源，保持电压梯度为1‑2V/cm，修复时间为5天‑1年，从而完成修复。所述方法通过特定导电电极的使用，以及特定的修复方法工艺，从而对于重金属污染和有机物污染的土壤或地下水具有良好的修复功能，在环境保护、土壤或地下水治理等领域具有良好的应用潜力和前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电极修复方法，更具体地涉及一种污染土壤或地下水的电极修复方法，属于环境修复

技术介绍
随着我国工业化和城市化进展、矿山开采冶炼以及农业化肥农药的大量使用，随之而来的是严重的土壤和地下水污染，直接威胁着人民健康和生态环境安全，已经成为我国当前的重大环境问题。开展污染土壤与地下水修复是当前我国环境保护的重点任务。对污染土壤和地下水的修复，目前已经存在多种方法，电动力学修复技术就是一种真正能够去除污染物、适应性强、有应用前景的技术，引起广泛关注。国际上对该技术的实验研究已经较为广泛，但是该技术在工程应用上仍然面临较大难题，电极腐蚀就是一个重要的技术瓶颈。常用于实验室电动修复研究中的石墨电极韧性差、易碎、易断、成本高，无法满足工程需求；金属电极强度好，但是使用过程中存在电极腐蚀形成绝缘层中断修复的问题。这个问题目前还没有很好地解决，严重制约了该技术的工程化应用。因此，发展一种非腐蚀性电极技术，对推进电动修复技术的工程化发展具有重要意义。对土壤污染的治理，人们进行了大量的深入研究，并取得了诸多成果，例如：CN1476747A公开了一种酸化土壤的修复改善方法，在于施用一年蓬植物对酸化土壤进行修复，步骤包括：施用前对一年蓬植物进行育种，在酸化土壤进行播种，一个月后对一年蓬进行翻埋，待一年蓬分解后，土壤即可进行农用。WO2005053866A公开了一种土壤材料的原位电修复方法，该方法包括：1、在陆地区域的各位置处的土壤中布置多个电极；2、通过所述电极供应电流；3、获得表示从各电极表面到土壤中的通路的电阻的信息；4、检测所述电阻是否增加；5、响应所述检测，临时将至少通过特定电极的电流降低至阶跃降低的水平，其中所述特定电极处于检测到电阻增加的通路中。CN1740317A公开了一种用于地表水修复的固定化颗粒制备方法，包括：1、向预先混合的PVA-NaAl凝胶液里添加活性炭、沸石粉或硅藻土，并添加酵母膏；2、向凝胶液中加入菌体种子液，制粒，凝胶粒子滴入交联剂化学交联，然后在固定剂中加固后，以无菌水水浸泡，冲洗，制得固定化颗粒。通过优化凝胶液配方各组分的含量制备的固定化颗粒微观结构均匀，孔隙率大于92％，扩散传质性能优异，为微生物提供了良好的生活环境；固定化颗粒机械强度高，长期使用不破碎，对外部环境具有显著的耐性，对以COD为主要指标的污染地表水具有明确的修复效果。CN1785539A公开了一种石油污染土壤的原位生物修复方法，如下步骤：1、在受石油污染的土壤中加入0.1-1kg/m2的液体混合微生物制剂、占土壤质量百分比为1-10％的添加剂、占土壤质量百分比为1-5％的有机肥和无机营养物质，使土壤中元素比例为C:N:P:K＝90-120:10-12:1-2:2-4，所述的液体混合微生物制剂由真菌液体培养物和细菌液体培养物组成，真菌液体培养物与细菌液体培养物的混合比例为1:0.1-10；所述的真菌液体培养物为刺孢小克银汉菌或白腐真菌黄孢原毛平革菌的单株液体培养物，或是两种真菌液体培养物的混合物，真菌培养物中的真菌含量为10-80mg干重/ml；细菌液体培养物是具有石油烃降解能力的细菌菌株的液体培养物，细菌含量为106-1012/ml；所述的添加剂为纤维素和木质素类天然生物质；2、采用保水保温措施覆盖多孔地膜，并采用灌溉和翻耕措施，保持土壤水份含量为20-30％；翻耕操作周期为1-4周1次。CN105772500A公开了一种重金属土壤修复方法，向污染土壤中施加重金属吸附剂，在重金属污染土壤的周边修筑集水沟，施加重金属钝化剂后使用酸性淋洗液喷洒于重金属污染土壤的表面，直至测定得到的重金属污染土壤中的重金属含量不再改变为止，用清水淋洗所述重金属污染土壤至中性再施加重金属土壤调理剂、土壤改良剂。通过在重金属污染土壤的周边修筑集水沟，并在集水沟的底部铺设有防渗膜，可防止重金属污染土壤中的重金属向土壤更深处渗漏及扩散，多个重金属污染土壤范围可以共用一个集水池，节约资源，通过土壤改良剂和土壤调理剂可以补充土壤中流失的钙、镁、硅、钾、磷以及铁、锌、硼、钼元素，提高土壤肥力。CN105710125A公开了一种有机物污染土壤的化学修复方法。该方法将过硫酸盐/过氧化氢双氧化剂按比例加入到有机物污染土壤中，以土壤中固有铁氧化物作为催化剂，氧化降解土壤中的有机污染物。所述方法具有设备简单、操作方便、成本低廉、无选择性、有机污染物去除效率高、环境友好等优点，尤其适用于修复污染严重的难生物降解有机物污染土壤。CN105750311A公开了一种铅镉复合污染土壤综合生物修复方法，针对铅镉复合污染的土壤，以超累积植物修复为主，辅以能够提高植物修复效果的微生物修复和动物修复，增强土壤中铅、镉的生物有效性并由此促进植物的生长和吸收，提高污染土壤修复的综合效率。所述方法顺利实现了对土壤的原位生物修复，具有明显的效果，而且不对环境产生二次污染。CN105618478A公开了一种生物土壤修复剂，其由固体钝化剂和微生物液按1:15-30(L/kg)体积重量比混合而成，所述固体钝化剂由质量百分比的黏土载体50-60％、硅藻土15-30％、腐植酸10-15％和生物炭10-20％组成，所述微生物液由非孢子形成细菌和细黄链霉菌组成。所述土壤修复剂能够修复土壤生态系统，改善作物生长环境，还能有效钝化重金属污染物，如铅，降低其对植物的有效性。如上所述，现有技术中公开了修复污染土壤和/或水体的多种方法，但对于新颖的修复方法，以及使用独特的导电材料电极(目前仍没有使用塑料电极进行修复的报道)的修复方法仍存在迫切的需求，这也正是本专利技术得以完成的动力所在和基础所倚。
技术实现思路
为了研究新颖的污染土壤或地下水的修复方法，以及新型的导电材料电极等，本专利技术人对此进行了深入研究，在付出了大量的创造性劳动和经过深入实验探索后，从而完成了本专利技术。具体而言，本专利技术涉及一种污染土壤或地下水的电极修复方法，所述方法包括如下步骤：S1：按照正3-10边形布设电极，其中，中心电极为阴极或阳极，相应地周边每个顶点上为阳极或阴极；所有的阳极通过导线与电源正极相连，阴极通过导线与电源负极相连；S2：开通电源，保持电压梯度为1-2V/cm，修复时间为5天-1年，从而完成修复。根据本专利技术的土壤或地下水的电极修复方法，在所述步骤S1中，按照正3-10边形布设电极，例如可为等边三角形(即正3边形)、正方形、正5边形、正6边形、正7边形、正8边形、正9边形或正10边形；本领域技术人员在阅读本专利技术后，可根据实际情况而作出合适的选择，在此不再一一赘述。根据本专利技术的土壤或地下水的电极修复方法，在所述步骤S1中，所述阳极和阴极为导电材料制成的导电电极。根据本专利技术的所述导电材料，所述导电材料包括树脂母料、改性碳纤维、改性石墨烯、改性氧化铝、偶联剂、分散剂、增强剂、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、抗氧剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米铜粉。其中，以重量份计，所述导电材料包括的具体组分和含量如下：根据本专利技术的所述导电材料，涉及组成的“包括”，既包含了开放式的“包括”、“包含”等及其类似含义，也包含了封闭式的“由…组成”等及其类似含义。根据本专利技术的所述导电材料，所述树脂母料的重量份为70-85份，例如可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤或地下水的电极修复方法，所述方法包括如下步骤：S1：按照正3‑10边形布设电极，其中，中心电极为阴极或阳极，相应地周边每个顶点上为阳极或阴极；所有的阳极通过导线与电源正极相连，阴极通过导线与电源负极相连；S2：开通电源，保持电压梯度为1‑2V/cm，修复时间为5天‑1年，从而完成修复。

【技术特征摘要】
1.一种土壤或地下水的电极修复方法，所述方法包括如下步骤：S1：按照正3-10边形布设电极，其中，中心电极为阴极或阳极，相应地周边每个顶点上为阳极或阴极；所有的阳极通过导线与电源正极相连，阴极通过导线与电源负极相连；S2：开通电源，保持电压梯度为1-2V/cm，修复时间为5天-1年，从而完成修复。2.如权利要求1所述的电极修复方法，其特征在于：所述阳极和阴极为非腐蚀性导电材料制成的导电电极，所述导电材料包括树脂母料、改性碳纤维、改性石墨烯、改性氧化铝、偶联剂、分散剂、增强剂、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、抗氧剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米铜粉。3.如权利要求2所述的电极修复方法，其特征在于：以重量份计，所述导电材料包括的具体组分和含量如下：4.如权利要求2或3所述的电极修复方法，其特征在于：所述树脂母料为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚苯硫醚的混合物，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚苯硫醚的重量比为1:2-3:1-2。5.如权利要求2-4任一项所述的电极修复方法，其特征在于：所述改性碳纤维是按照包括如下步骤的方法制备得到的：A1：将直径为15-25μm的碳纤维截切成0.2-0.5mm的长度，然后在无水乙二醇中充分浸泡60-70分钟，然后在300-350℃下充分干燥，得到干燥纤维，最后向所述干燥纤维上喷射雾化二甲基硅油，并使干燥纤维的表面被雾化二甲基硅油均匀润湿，最后在70℃下干燥30-40分钟，得到油基碳纤维；A2：将正硅酸异丙酯加入到丙酮和无水乙醇的等体积比混合溶剂中，配制成正硅酸异丙酯的酮醇溶液；A3：将步骤A1的油基碳纤维加入到所述酮醇溶液中，再加入聚乙烯吡咯烷酮-k30(即PVP-k30)，超声分散2-3小时；过滤，得到纤维，将其在600℃下煅烧40-50分钟，最后自然冷却至常温，即得到所述改性碳纤维。6.如权利要求2-5任一项所述的电极修复方法，其特征在于：所述改性石墨烯是按照包括如下步骤的方法制备得到的：B1：将鳞片石墨加入到质量百分比浓度为98％的浓硫酸中，两者的质量比为1:2；在氧气气氛中于室温下搅拌反应20-30分钟，分离出固体物，并用去离子水充分洗涤，得到弱氧化石墨烯；B2：将所述弱氧化石墨烯在500W的微波功率下进行微波照射，时间为120-130秒，然后在400℃下保温30-40分钟，最后冷至室温，得到膨化石墨烯；B3：将硝...

【专利技术属性】
技术研发人员：付融冰，郭小品，顾莹莹，
申请(专利权)人：付融冰，
类型：发明
国别省市：上海;31