一种基于太阳能的电动力土壤修复系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于太阳能的电动力土壤修复系统，包括太阳能发电系统和电动力修复系统，电动力修复系统包括直流电源单元和反应单元，太阳能发电系统安装于处理场地地表且与直流电源单元连接，反应单元的阳极棒安放于垂直于地表向下延伸的阳极井中，反应单元的阴极棒安放于垂直于地表向下延伸的阴极井中，阳极井和阴极井中填充有电解液。本实用新型专利技术的基于太阳能的电动力土壤修复系统利用太阳能发电产生电源，为电动力修复设备提供清洁、环保的电力，有效的解决了电动力土壤修复消耗电能较高的现有技术问题。

An electro dynamic soil remediation system based on solar energy

The utility model discloses an electric power soil remediation system based on solar energy, which includes a solar power generation system and an electric power repair system. The electric power repair system includes a DC power supply unit and a reaction unit. The solar power system is installed on the ground surface and connected with the DC power unit, and the anode of the reaction unit. The rod is placed in an anode shaft perpendicular to the surface. The cathode rod of the reaction unit is placed in the cathode shaft perpendicular to the surface, and the anode well and the cathode well are filled with electrolyte. The solar powered soil remediation system based on solar energy uses solar power to generate power to provide clean and environmental power for electric power repair equipment, and effectively solves the existing technical problems of electric power soil remediation with high energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳能的电动力土壤修复系统
本技术涉及土壤修复领域，尤其涉及一种基于太阳能的电动力土壤修复系统。
技术介绍
由于重金属污染的危害性和特殊性，重金属污染土壤的修复技术已经成为全球环境科学与工程领域的研究热点之一。近年来，污染土壤修复技术与工程发展很快，特别在欧美等发达国家，随着点源污染逐渐被控制，污染土壤及地下水的修复已提到议事日程上来，他们非常重视研制、发展土壤及地下水污染治理、修复的技术，尤其是进行污染土壤修复的技术创新与方法改进。1994年，由美国发起并成立了“全球土壤修复网络”，标志着污染土壤的修复已经成为世界普遍关注的领域之一。土壤自身的净化能力和速率通常满足不了污染给环境造成的压力，人们开始重视土壤污染治理和修复技术的研究。污染土壤修复的概念可一般地理解为通过技术手段促使受污染的土壤恢复其基本功能和重建生产力的过程。污染土壤的修复方法和种类颇多，从修复的原理来考虑大致可分为物理方法、化学方法以及生物方法三大类。然而，在修复实践中，人们很难将物理、化学和生物修复截然分开，这是因为土壤中所发生的反应十分复杂，每一种反应基本上均包含了物理、化学和生物学过程，因而上述分类仅是一种相对的划分。土壤重金属污染修复的主要基本原理主要有以下几种：改变污染物在土壤中的存在形态，降低它的生物有效性，如施加改良剂、固定化技术、部分微生物修复(利用铜绿假单胞菌还原铬(Ⅵ)，此类技术最大缺点是重金属污染物仍然存在于土壤中，仍然有潜在的危害；改变污染物在土壤中的存在方式，使重金属污染物进入流动相，通过固液分离或者固气分离，从而达到去除重金属污染物的目的，如热修复、化学萃取、气相抽提、电动力修复、生物淋滤等技术；利用太阳能，通过生物能使重金属污染物通过生态系统的物质循环从土壤中进入生物体内，在通过对生物体的特殊处理达到去除重金属污染物的目的，如植物修复，但是植物修复中超积累植物往往植株矮小，生物量较低，生长速度慢，生长周期长，由于根系较浅对深层土壤污染修复能力较差，不易于大规模应用。目前，国内的重金属污染修复技术以稳定化、固化为主，只是改变了重金属存在的形态，降低它的生物有效性，如施加改良剂、固定化技术、部分微生物修复(利用铜绿假单胞菌还原铬(Ⅵ)，此类技术最大缺点是重金属污染物仍然存在于土壤中，仍然有潜在的危害。土壤电动修复是一门新的经济型土壤修复技术，它是综合农业化学、环境化学、电化学和土壤化学等而形成的一门交叉研究领域，电动力修复也称作电修复、电动力土壤过程和土壤电化学污染治理。它具有以下三大优点：重金属污染物可回用；费用比较经济且处理彻底；不需挖掘需处理土壤。主要是通过在包含污染土壤的电解池两侧施加直流电压形成电场梯度，土壤中的污染物质通过电迁移、电渗流或电泳的途径被带到位于电解池两侧的处理室中并通过进一步的处理从而实现污染土壤样品的减污或清洁。它的对象既可以是无机污染物也可以是有机污染物的土壤。但该技术存在电耗较高的问题，因此并未展开应用。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种基于太阳能的电动力土壤修复系统，以解决电动力土壤修复消耗电能较高的现有技术问题。为实现上述目的，本技术提供了一种基于太阳能的电动力土壤修复系统，包括太阳能发电系统和电动力修复系统，电动力修复系统包括直流电源单元和反应单元，太阳能发电系统安装于处理场地地表且与直流电源单元连接，反应单元的阳极安放于垂直于地表向下的阳极井中，反应单元的阴极安放于垂直于地表向下的阴极井中，阳极井和阴极井中填充有电解液。进一步地，阳极井与阴极井的反应面设置有两层穿孔板，两层穿孔板之间设置一层离子交换膜，阳极井与阴极井的隔离面设置为绝缘材料隔离层。进一步地，太阳能发电系统包括太阳能电池方阵、控制器和蓄电池，太阳能电池方阵安装于处理场地地表且与控制器连接，蓄电池通过导线与控制器连接以存储太阳能电池方阵将太阳光转化为的电能，蓄电池通过导线与电动力修复系统的直流电源单元连接。进一步地，反应单元的阴极材料为石墨电极，反应单元的阳极材料为石墨或铁质材料。进一步地，直流电源单元还与市政电力系统连接。本技术具有以下有益效果：1、可同时接受太阳能发电系统和市政电力的供电，可以按照实际情况切换。2、太阳能发电系统具有蓄电功能，能够在修复实施前在场地预先安装，利用太阳能发电系统保证了电动力修复设备的用电需要。3、使用寿命长，具有可重复利用功能。太阳能发电系统的使用寿命达到3-5年，因而，待一个项目治理完毕后，可将太阳能发电系统拆下，运输到下一个修复项目重新安装使用。4、该系统具有低碳环保、清理去除重金属的特点。该系统利用太阳能供电，做到了低碳环保，同时，电动力修复可以将土壤中的重金属迁移出土壤或富集与阴极附近，从而能够去除土壤中的重金属，产生“清洁土壤”。5、富集的重金属可进一步处理，回收有价金属，比如可以送入重金属回收的冶炼企业，对其中的重金属进行冶炼回收，电动力修复后富集土壤的重金属可达到5g/kg以上，满足冶炼重金属回收的需要。6、应用广泛，可用于修复无机污染、有机污染和重金属污染，同时还能够与其他措施联合形成组合工艺，满足不同治理需求。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术优选实施例的一种基于太阳能的电动力土壤修复系统。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1，本技术首先提供了一种基于太阳能的电动力土壤修复系统，包括太阳能发电系统1和电动力修复系统2，电动力修复系统2包括直流电源单元201和反应单元202，太阳能发电系统1安装于处理场地地表且与直流电源单元201连接，反应单元202的阳极安放于垂直于地表向下的阳极井中，反应单元202的阴极安放于垂直于地表向下的阴极井中，阳极井和阴极井中填充有电解液。太阳能发电系统1接收太阳光并转化为电能，并通过导线连接至电动力修复系统2以为电动力修复系统2供电。污染土壤置于反应单元202中，在电场力的作用下，负离子往阳极迁移，正离子往阴极迁移。一般情况下重金属离子为正离子，因而，重金属离子会在阴极区域富集或者进入阴极电解液中，从而从原污染土壤中去除部分重金属离子，降低土壤中有害重金属离子的含量。待重金属离子富集到阴极区域或者阴极电解液后，对各区域土壤进行检测，符合修复目标后，电动力修复结束。对重金属富集区土壤或者阴极电解液收集后进行后续处理。修复达标的“清洁土壤”则及时原位回填处理。阳极井和阴极井的位置无特殊要求，主要是与连接直流电源的电极极性有关，可以按照矩阵的形式（一排阳极一排阴极间隔布置），也可按照矩形布置（阳极和阴极分别集中在两侧的方式），或者圆形布置（阴极在中心，阳极在四周的布置方式）。可以依据不同的场地进行布置。进一步地，阳极井与阴极井的反应面设置有两层穿孔板，两层穿孔板之间设置一层离子交换膜，阳极井与阴极井的隔离面设置为绝缘材料隔离层。反应面即为进行电动力修复时，离子通过井壁进入电解液的那一面井壁。反应面通常是设置两层穿孔隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于太阳能的电动力土壤修复系统，其特征在于，包括太阳能发电系统（1）和电动力修复系统（2），所述电动力修复系统（2）包括直流电源单元（201）和反应单元（202），所述太阳能发电系统（1）安装于待修复土壤场地地表且与直流电源单元（201）连接，所述直流电源单元（201）的负极与所述反应单元（202）中的安放于垂直于地表向下延伸的阳极井中的阳极棒连接，所述直流电源单元（201）的正极与所述反应单元（202）中安放于垂直于地表向下延伸的阴极井中的阴极棒连接，所述阳极井和所述阴极井中填充有电解液。

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能的电动力土壤修复系统，其特征在于，包括太阳能发电系统（1）和电动力修复系统（2），所述电动力修复系统（2）包括直流电源单元（201）和反应单元（202），所述太阳能发电系统（1）安装于待修复土壤场地地表且与直流电源单元（201）连接，所述直流电源单元（201）的负极与所述反应单元（202）中的安放于垂直于地表向下延伸的阳极井中的阳极棒连接，所述直流电源单元（201）的正极与所述反应单元（202）中安放于垂直于地表向下延伸的阴极井中的阴极棒连接，所述阳极井和所述阴极井中填充有电解液。2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的电动力土壤修复系统，其特征在于，所述阳极井与所述阴极井的反应面设置有两层穿孔板，所述穿孔板之间设置一层离子交换膜，所述阳极井与所述阴极井的隔离面设置为绝缘材料隔离层。3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的电动力土壤修复系统，其特征在于，所述太阳能发电系统（1）包括太阳能电池方阵（10...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华军，刘攀，周伟军，
申请(专利权)人：益阳万豪环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43