一种基于PLC控制的电化学土壤污染修复装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于PLC控制的电化学土壤污染修复装置，属于土壤污染修复技术领域。本实用新型专利技术包括太阳能光伏装置，所述的太阳能光伏装置包括太阳能光伏板和光伏板控制器，太阳能光伏板通过光伏板控制器与蓄电池相连接；所述的电化学反应室的上方设置有土壤装填室，土壤装填室的上方设置有喷淋系统。本实用新型专利技术将太阳能光伏系统、高级氧化

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC控制的电化学土壤污染修复装置


[0001]本技术涉及土壤污染修复
，更具体地说，涉及一种基于PLC控制的电化学土壤污染修复装置。

技术介绍

[0002]土壤是人类及生物赖以生存的物质基础。随着工业发展，有机物化工产品使用量迅速增加，给土壤
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地下环境带来较大的污染风险。有机氯烃属于难降解有机污染物，具有溶解性低、生态毒性高、生物残留性强等特点，伤害组织器官及神经系统，使生物致癌致畸，因而受到广泛关注。有机氯烃通过意外泄露或废水排放等途径进入地表水体或土壤
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地下水环境后继续向深层土壤迁移，并缓慢溶解于地下水中，污染土壤地下水，对人体健康及生态安全造成严重威胁。因此，开展有机氯烃污染土壤修复工作具有重要意义。
[0003]目前，有机氯烃土壤污染修复技术主要有物理(CN203875107U)、化学(CN101053689)及生物修复技术(CN104438298A)。物理修复技术包括挖掘填埋封存、气相抽提、热脱附、电动修复等。挖掘填埋封存只能控制污染物迁移范围，无法彻底去除土壤中有机氯烃污染物。气相抽提通过向预埋管道中充入流动气相，利用气相的流动性将挥发性有机氯烃带出地面后进行吸附收集处理，该法对于与土壤吸附性强的有机氯烃修复效果较差，且不适用于黏土。热脱附技术通过将有机氯烃污染土壤置于专业设备中加热，使有机氯烃达到沸点从而与土壤解吸分离，单独收集处理，该法需要专业设备，成本较高。
[0004]化学修复通过溶剂萃取、淋洗、化学氧化等将土壤中的有机氯烃降解为低毒或无毒的物质。溶剂萃取及淋洗法利用溶剂与有机氯烃相似相溶原理，实现土壤中有机氯烃的去除，适用于污染严重的土壤。化学氧化技术利用强氧化剂将有机氯烃氧化降解为低毒或无毒的小分子物质，适用性强、修复时间短，具有广泛的应用前景。
[0005]生物修复技术主要分为微生物和植物修复，是一种绿色的修复技术。微生物通过细胞代谢、表面生物大分子吸收转运、沉淀和氧化还原反应等修复污染土壤；植物主要通过吸收、降解、转化及挥发等方法修复污染土壤。生物修复费用低，对土壤性质和生态环境影响较小，环境友好，但耗时较长，不适用于污染严重、突发性污染及急需开发利用的污染场地。
[0006]综合比较各修复方法的特点，本技术将表面活性剂
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螯合剂强化高级氧化
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电化学及微生物修复技术协同耦合，提供一种适用性强、修复效率高的土壤有机物氯污染修复方法。强氧化剂有芬顿试剂、过硫酸盐、高锰酸盐等。过硫酸盐稳定性好、安全性高及工程适用性强，成为修复试剂首选。但过硫酸盐与有机氯烃污染物的反应较慢，降解效果差，需在碱、热、过渡金属等作用下，产生氧化性更强的硫酸根自由基(SO4
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)，提高有机物的降解速率及降解效果。由于热化成本高，工程不便实施，本装置采用零价铁及柠檬酸/柠檬酸钠螯合Fe
2+
活化过硫酸钠产生SO4
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，目的在于提高过硫酸钠的活化效率及SO4
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的浓度和活性，SO4
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对溶解态有机氯烃降解效果较好。此外，表面活性剂具有增溶和降低表面张力等作用，能够溶解释放吸附在土壤颗粒表面的有机氯烃，促进有机物与氧化剂的有效接
触，显著提高反应速率。
[0007]电化学系统能够提高微生物活性及多样性，维持污染物去除的稳定性，阳极电极能够提高微生物在电极上的附着量，利用微生物和电化学的协同作用氧化分解有机污染物，促进电子转移，能够显著提高污染土壤中有机物的降解速率。
[0008]太阳能是一种清洁绿色的可再生能源，利用太阳能光伏产生的电能驱动电化学系统，提高污染土壤的修复效率的同时，极大降低土壤污染物的修复成本。此外，通过PLC控制系统实现有机物污染土壤修复的信息化、自动化、智能化运行控制，节省人力物力财力，能够产生较好的经济效益、环境效益和生态效益，助力“双碳”目标的实现。

技术实现思路

[0009]1.技术要解决的技术问题
[0010]针对现有技术存在的缺陷与不足，本技术提供了一种基于PLC控制的电化学土壤污染修复装置，本技术针对现有有机物污染土壤修复技术效率低、耗时长、适用性局限等不足，提供一种以太阳能光伏系统作为电驱动力，基于PLC控制的高级氧化
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电化学土壤污染修复装置及方法，将太阳能光伏系统、高级氧化
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电化学及微生物修复有机物污染土壤技术协同耦合，增大土壤颗粒表面有机氯烃的解吸溶解，能显著提高土壤中有机氯污染物的降解和修复效率，实现原位和异位土壤污染修复。
[0011]2.技术方案
[0012]为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：
[0013]本技术的一种基于PLC控制的电化学土壤污染修复装置，包括太阳能光伏装置、蓄电池、土壤装填室、电化学反应室和PLC自动控制系统，所述的太阳能光伏装置包括太阳能光伏板和光伏板控制器，太阳能光伏板通过光伏板控制器与蓄电池相连接；
[0014]所述的电化学反应室的上方通过支撑层设置有土壤装填室，土壤装填室的上方设置有喷淋系统，喷淋系统的输入端连接有氧化试剂输送管路，氧化试剂输送管路上设置有循环水泵和电磁阀，电化学反应室的输入端设置有微生物菌剂输送管路，微生物菌剂输送管路的管路上也设置循环水泵和电磁阀，电化学反应室的输出端连接有试剂回收管路，试剂回收管路上设置有电磁阀，试剂回收管路的一端连接有试剂收集池；
[0015]所述的电化学反应室内部设置有三维网格电池，三维网格电池布置有阳极电极和阴极电极，阳极电极的一侧设置有纳米零价铁；
[0016]所述的蓄电池与电化学反应室中的阳极电极和阴极电极相连接；
[0017]所述的PLC自动控制系统的执行模块包括循环水泵、电磁阀、喷淋系统。
[0018]所述的土壤装填室内装填有污染土壤，土壤中有机物浓度不低于100mg/kg，土壤装填室内设置取样孔道隔板；
[0019]所述的取样孔道隔板由第一取样单元、第二取样单元、第三取样单元组成，第一取样单元、第二取样单元、第三取样单元依次排布并呈阶梯状，第三取样单元的一侧端部设置有锥形导向头；
[0020]所述的第一取样单元、第二取样单元、第三取样单元均由取样板、支撑盒组成；
[0021]所述的取样板安装在支撑盒的顶部，取样板的板面上开设有取样凹槽，取样凹槽的槽孔内设置有传感器嵌装槽；
[0022]所述的支撑盒内部设置有支撑肋，支撑肋的上部设置有支撑垫层；支撑垫层的上表面与取样板的下表面贴合。
[0023]进一步地，所述的PLC自动控制系统包括数据采集系统、PLC控制器及执行模块，所述的数据采集系统包括电导率传感器、溶解氧传感器、微生物传感器、自由基传感器、有机物传感器、A/D转换器；所述的水质检测信息通过A/D转换器输入PLC控制器；
[0024]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC控制的电化学土壤污染修复装置，包括太阳能光伏装置(1)、蓄电池(2)、土壤装填室(3)、电化学反应室(4)和PLC自动控制系统(7)，其特征在于：所述的太阳能光伏装置(1)包括太阳能光伏板(11)和光伏板控制器(12)，太阳能光伏板(11)通过光伏板控制器(12)与蓄电池(2)相连接；所述的电化学反应室(4)的上方通过支撑层(5)设置有土壤装填室(3)，土壤装填室(3)的上方设置有喷淋系统(6)，喷淋系统(6)的输入端连接有氧化试剂输送管路(601)，氧化试剂输送管路(601)上设置有循环水泵(71)和电磁阀(72)，电化学反应室(4)的输入端设置有微生物菌剂输送管路(401)，微生物菌剂输送管路(401)上也设置循环水泵(71)和电磁阀(72)，电化学反应室(4)的输出端连接有试剂回收管路(402)，试剂回收管路(402)上设置有电磁阀(72)，试剂回收管路(402)的一端连接有试剂收集池(403)；所述的电化学反应室(4)内部设置有三维网格电池(41)，三维网格电池(41)布置有阳极电极(42)和阴极电极(43)，阳极电极(42)的一侧设置有纳米零价铁(44)；所述的蓄电池(2)与电化学反应室(4)中的阳极电极(42)和阴极电极(43)相连接；所述的PLC自动控制系统(7)的执行模块包括循环水泵(71)、电磁阀(72)、喷淋系统(6)；所述的土壤装填室(3)内装填有污染土壤，土壤中有机物浓度不低于100mg/kg，土壤装填室(3)内设置取样孔道隔板(31)；所述的取样孔道隔板(31)由第一取样单元(311)、第二取样单元(312)、第三取样单元(313)组成，第一取样单元(311)、第二取样单元(312)、第三取样单元(313)依次排布并呈阶梯状，第三取样单元(313)的一侧端部设置有锥形导...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑菲，费晓昕，张越，朱红生，李叶澄，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：