一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置及方法，该装置包括把手、储水槽、柱状电极；储水槽为上部多孔圆柱筒、下部为圆椎体的结构，周壁均匀布设多个圆孔，表面贴附透水挡泥布；固化剂缓存槽上部设有固化剂注入管，固化剂注入管用于将固化剂注入固化剂缓存槽，通过锥形导流盘引流至固化剂分流罩内壁，经固化剂分流罩的壁孔至固化剂分流罩外壁四周；柱状电极置于储水槽内部；排气管和排水管均与储水槽腔体相通。本发明专利技术将可提高装置的现场可操作性，减少对底泥的扰动；避免电解产生的气体从底泥表面冒出而形成气泡孔，通过固化剂填补因装置扰动底泥或底泥不均匀沉降而导致底泥在装置表面形成的裂缝，从而避免上覆水直通储水槽。直通储水槽。直通储水槽。

【技术实现步骤摘要】
一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置及方法


[0001]本专利技术涉及环境治理领域，具体涉及一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置及方法。

技术介绍

[0002]底泥是河湖污染的“汇”和“源”，是河湖生态的重要组成部分，也是内源污染控制的主要对象；孔隙水是底泥释放污染物的主要载体，直接影响上覆水污染物浓度和泥
‑
水界面污染物的交换过程。因此，底泥孔隙水的高效排出是去除河湖底泥污染物的突破点和着力点。
[0003]电动修复技术作为一种新型原位修复技术，具有周期短、效率高的特点，特别适用于低渗透性系数的底泥。随着导电排水板等技术装置的成熟，使电动修复技术可实现底泥排水的同时去除污染物，然而，该技术现阶段主要停留在对河湖疏浚底泥的异位处理，对于含有上覆水的污染河湖底泥原位修复鲜有报道。
[0004]中国专利技术专利“一种重金属污染河湖底泥原位修复系统及方法”(申请号201810319167.2)、“一种污染底泥多极电动修复体及其施工方法”(申请号2020105642 81.9)等均实现底泥孔隙水脱除，但是上述技术装置要么用于无上覆水的疏浚底泥堆场，要么未考虑底泥上覆水涌入装置的风险。
[0005]中国专利技术专利“一种水体底泥原位电动处理装置及处理方法”(申请号 202110341356.1)，通过锚杆和隔水幕布围绕的四面体将待处理区域污染底泥封闭，然后用水泵将该密闭区域上覆水抽干，虽考虑了底泥上覆水涌入装置对修复效果的影响，但是该技术装置操作复杂、工作量大、成本高。中国技术专利“一种基于孔隙水导排的河湖污染底泥原位减量除污装置”(申请号201721571187.6)在导水电极板上端盖设有机玻璃材质的上覆水隔绝罩，在短时间内(8小时)可实现上覆水隔绝，但该装置有且仅考虑了上覆水沿装置表面渗入装置的风险，未考虑电解产气过程中逐渐形成的气泡孔通道，以及随着脱水时间延长，底泥不均匀沉降，导致底泥在装置表面形成的裂缝通道，即不能长效地隔绝上覆水，且该装置的板状设计不利于现场操作。
[0006]本专利技术人在实现本专利技术的过程中经研究发现，现用于河湖底泥原位电动修复的技术装置主要存在如下不足：
[0007](1)电动修复过程中，电极电解水产生的气体(如H2、O2等)易从底泥表面冒出并形成气泡孔通道，导致上覆水经气泡孔通道直通装置储水槽，影响污染底泥的电动修复效果；
[0008](2)现场施工过程中装置对底泥的过度扰动，以及电动排水过程中底泥不均沉降等，均会导致底泥在装置表面形成裂缝，大大增加上覆水直接侵入装置储水槽的风险，进而影响污染底泥的电动修复效果；
[0009](3)现有电动修复装置设计较笨重，现场施工较困难，对扰动底泥大，增加了水体污染的风险。

技术实现思路

[0010]针对上述问题，本专利技术提出了一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置及方法，装置以兼具排水和导电功能的圆形排水板为基础，将装置设计成了紧凑型的圆柱状，施工时可极大地减小对水体扰动，同时增加了电解排气设计、固化剂分流罩，其中电解排气设计可避免电解产气过程形成的气泡孔，固化剂分流罩中的固化剂在装置插入底泥后注入，可填补底泥扰动或底泥不均匀沉降导致装置表面形成的裂缝，使上覆水可均匀缓慢地渗入污染底泥，并在电场作用下由装置收集、储存、导排，实现对底泥的“透析”。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0012]一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置，包括把手、排气管、排水管、防水导线、固化剂注入管、固化剂缓存槽、固化剂分流罩、锥形导流盘、透水挡泥布、储水槽、柱状电极；所述储水槽为上部多孔圆柱筒、下部为圆椎体的结构，周壁均匀布设多个圆孔，表面贴附透水挡泥布；所述固化剂分流罩倒扣固定于储水槽顶部，顶部与把手连接，所述固化剂分流罩为圆柱状中空筒体结构，周壁设置多个壁孔，内置锥形导流盘，上部设有连通的固化剂缓存槽；所述固化剂缓存槽上部设有固化剂注入管，底部连通固化剂分流罩；柱状电极置于储水槽内部，内置金属导线，表面设有均匀、竖向的导水凹槽，柱状电极与防水导线连接；所述排气管和排水管均与储水槽腔体相通，其中排气管位于储水槽腔体的顶端，排水管位于储水槽腔体的底端。
[0013]进一步的，所述固化剂注入管用于将固化剂注入所述固化剂缓存槽，固化剂进入所述固化剂缓存槽后，通过锥形导流盘引流至固化剂分流罩内壁，经固化剂分流罩的壁孔至固化剂分流罩外壁四周，以填补固化剂分流罩外壁与底泥之间的裂缝，达到隔绝上覆水的目的。
[0014]进一步的，所述柱状电极为耐酸碱腐蚀、导水导电的石墨塑料电极，内置金属导线，用于通过防水导线与直流稳压电源连接。
[0015]进一步的，所述固化剂缓存槽底部通过其底面圆周分布的孔连通固化剂分流罩。
[0016]进一步的，富集至储水槽附近的底泥孔隙水，透过透水挡泥布和储水槽周壁的圆孔，并沿柱状电极的导水凹槽引流收集至储水槽腔体。
[0017]一种原位电动脱除河湖底泥污染物的方法，其采用上述装置进行，所述方法包括如下步骤：
[0018](1)选定待处理区域后，确定其上覆水水深和底泥淤积厚度，并根据水深用防水导线连接柱状电极，用长软管分别连接固化剂注入管、排气管和排水管；
[0019](2)将组装好的装置完全插入底泥，装置采用正六边形布置，正六边形中间的装置接直流稳压电源的负极，的对应柱状电极为阴极，其四周 6个装置接电源正极，对应柱状电极为阳极，相邻两个装置的间距为1.0m；
[0020](3)将固化剂注入连接固化剂注入管的软管，固化剂依次经固化剂注入管、固化剂缓存槽、锥形导流盘、固化剂分流罩流出，填补固化剂分流罩外壁的底泥裂缝，以隔绝上覆水至装置表面的裂缝通道；
[0021](4)打开直流稳压电源，底泥中金属离子、H
+
阳离子和NO3‑
、Cl
‑
、 SO
42
‑
、OH
‑
阴离子在电场作用下分别向阴极和阳极定向迁移，并随大部分孔隙水在重力和电渗作用下向阴极定向迁移，小部分孔隙水在重力作用下流向阳极在电迁移与电渗的双重作用下，原位、高效地
将底泥污染物收集至柱状电极附近；
[0022](5)迁移至柱状电极附近的污染物，随底泥孔隙水依次通过透水挡泥布、储水槽、柱状电极，最后沿柱状电极表面凹槽汇入储水槽，而电解产生的气体进入储水槽后，通过与其连通的排气管排出；
[0023](6)定时打开与排水管连通的泵，将储水槽收集的底泥孔隙水排出，实现污染物与底泥原位、彻底的分离。
[0024]由于采用了上述方案，特别是增设电解排水和上覆水隔绝设计，本专利技术可实现装置与底泥上覆水之间的长效隔绝，其突出的技术创新和显著进步如下：
[0025](1)增设电解排气设计，可通过排气管及时排出收集至储水槽空腔中的气体(如H2、O2等)，避免气体从底泥表面冒出而形成气泡孔；
[0026](2)增设上覆水隔绝设计，可通过半流体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置，其特征在于：包括把手、排气管、排水管、防水导线、固化剂注入管、固化剂缓存槽、固化剂分流罩、锥形导流盘、透水挡泥布、储水槽、柱状电极；所述储水槽为上部多孔圆柱筒、下部为圆椎体的结构，周壁均匀布设多个圆孔，表面贴附透水挡泥布；所述固化剂分流罩倒扣固定于储水槽顶部，顶部与把手连接，所述固化剂分流罩为圆柱状中空筒体结构，周壁设置多个壁孔，内置锥形导流盘，上部设有连通的固化剂缓存槽；所述固化剂缓存槽上部设有固化剂注入管，底部连通固化剂分流罩；柱状电极置于储水槽内部，内置金属导线，表面设有均匀、竖向的导水凹槽，柱状电极与防水导线连接；所述排气管和排水管均与储水槽腔体相通，其中排气管位于储水槽腔体的顶端，排水管位于储水槽腔体的底端。2.如权利要求1要求所述的一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置，其特征在于：所述固化剂注入管用于将固化剂注入所述固化剂缓存槽，固化剂进入所述固化剂缓存槽后，通过锥形导流盘引流至固化剂分流罩内壁，经固化剂分流罩的壁孔至固化剂分流罩外壁四周，以填补固化剂分流罩外壁与底泥之间的裂缝，达到隔绝上覆水的目的。3.如权利要求1要求所述的一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置，其特征在于：所述柱状电极为耐酸碱腐蚀、导水导电的石墨塑料电极，内置金属导线，用于通过防水导线与直流稳压电源连接。4.如权利要求1要求所述的一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置，其特征在于：所述固化剂缓存槽底部通过其底面圆周分布的孔连通固化剂分流罩。5.如权利要求1要求所述的一种原位电动脱除河湖底泥污染物的装置，其特征在于：富集至储水槽附近的底泥孔隙水，透过透水挡泥布和储水槽周壁的圆孔，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤显强，胡艳平，王振华，黎睿，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：