一种电动力学联合滴灌修复重金属污染土壤方法技术

本发明专利技术公开了一种电动力学联合滴灌修复重金属污染土壤方法。该方法是在重金属污染土壤两端安装正负电极，正负电极均为碳纤维制成，在正负电极与污染土壤间分别放置吸附剂，在吸附剂附近土壤的上方设置滴灌装置，将电解液、缓冲液或络合剂等缓慢滴加到两侧污染土壤中，对电极进行周期性极性阴阳切换，重金属依靠电动迁移作用运动并被吸附剂吸附从而降低其在土壤中的浓度。本发明专利技术将滴灌技术应用到污染土壤电动修复中，取消传统电动力学修复中复杂的阳极室和阴极室及电解液循环系统，滴灌的适量液体保留在土壤中，有效避免了电解液及二次污染，具有结构简单、方便操作、实用有效等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环境污染治理方法，特别涉及一种重金属污染土壤的处理方法。
技术介绍
电动力学是对土壤及地下水环境进行修复的一种绿色修复新技术，可以用来清除一些有机污染物和重金属离子，具有环境相容性、多功能适用性、高选择性、适于自动化控制、运行费用低等特点。在电动修复过程中，金属和带电荷的离子在电场的作用下发生定向迁移，然后在设定的处理区进行集中处理。传统电动修复工艺通常需要两个液体循环系统 一个用于阴极，一个用于阳极。从储罐中泵抽液体通过与电极室连接的导管并且从电极室返回储存罐中，通过控制从储罐送入循环液体的酸或碱流来控制阴极或阳极的PH。常用的措施还包括设置缓冲溶液区和在电极周围设置选择性膜等，这些措施可以在一定程度上提高重金属的去除，但加入的大量化学试剂容易在土壤中造成二次污染，而且装置构建比较复杂，运行费用较高，操作复杂。另外，在土壤电动修复过程中，电极反应容易引起电极附近土壤固化，若土壤初始含水率低时，会导致电迁移和电渗流作用都很小，污染物去除效率很低，为达到处理效果， 通常需要延长处理时间和增加电压等。在电极方面，贵金属Pt、Au等电极具有稳定、耐腐蚀、催化活性良好、但成本高。石墨为常用的电极材料，价格低廉，但机械强度差。更重要的是硬板状或柱状电极板与土壤端面不能完全接触，有很大一部分电能损耗在电极与土壤界面电阻上，所以实际作用在土壤两端的电压比电源的输出电压小得多。上述土壤电动修复过程中复杂的电解液循环系统、电极接触电阻和极低的电流效率等问题的存在严重制约了该技术的推广应用，难以适合大规模的野外修复。滴灌技术已成为当今传统农业高效节水的灌溉技术之一，它是将水经滴灌系统及滴水器均勻而缓慢地滴入植物根部附近土壤的局部灌溉技术。近年来，滴灌技术在公路桥梁养生节水方面已经取得了非常显著的效果，但没有应用于污染土壤修复的报道。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题提出的一种电动力学、滴灌及吸附剂联合修复重金属污染土壤方法，其特征是在重金属污染土壤两端安装正负电极，正负电极均为碳纤维制成，在正负电极与污染土壤间分别放置吸附剂，在吸附剂附近土壤的上方设置滴灌装置，将电解液、缓冲液或络合剂等滴加到污染上壤两侧，对电极进行周期性极性阴阳切换，重金属依靠电动迁移作用在土壤中运动并被吸附剂吸附从而降低其在土壤中的浓度。所述吸附剂为活性炭、铁粉、电气石、沸石、硅藻土、泥炭、高岭石、蒙脱石中的一种，加入电解液(KC1、NaCl)、缓冲液(柠檬酸、乳酸、草酸、有机脂肪酸)或络合剂(EDTA、HEDP)中的一种或几种，电极切换频率为3 48h。本专利技术具有的优点和积极效果是首先，通过滴灌向污染土壤补充外水，水分缓慢均勻地渗入土壤，对土壤结构能起到保持作用，并且提供了电迁移、电渗析和电泳等电动力学强化修复过程中需要的循环水，水中添加的电解液、缓冲液或络合剂进一步促进土壤中重金属的解吸及迁移，滴灌后液体保留在土壤中不产生二次污染废液；碳纤维制品种类众多，有毛毡、蜂窝状物、织物和纤维束等形状，可以直接剪成合适的尺寸做电极片，更重要的是具有柔软性和弹性，能保证电动修复过程中电极与土壤端面充分接触；周期性的切换电极极性可以有效防止土壤酸化，抑制电解产生的Off向土壤中扩散，不会产生沉淀和堵塞孔隙，土壤空隙水可以在电场作用下在土体中反复运移，电迁移保持在较高水平，同时使得重金属迁移到吸附区去除，从而降低了其在土壤中的浓度。附图说明为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下图1是实现本专利技术实施例的处理系统示意图。图中:1、阳极；2、阴极；3、吸附剂；4、污染土壤；5、滴灌设备；6、电源具体实施例方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下实施例1如图1所示，电解槽为敞开有机玻璃容器且水平放置，1、2分别为碳纤维制成阳极、阴极，污染土壤4的两侧与电极间放置电气石粉，在电气石粉附近的土壤上设置滴灌装置5，阳极1和阴极2分别与直流电源6的两端相连接。电解槽的长、宽、高尺寸为30cmX IOcmX Ilcm,用Cd(NO3)2^ Pb (NO3)2配制成污染土壤，两侧电气石厚0. 6cm,电气石粒度d9(1 = 5. 23μ m,电压梯度为1. OV/cm,持续滴灌 0. lmol/L的KCl溶液，滴灌总量为1800ml，电极间距为20cm，阴阳极切换周期为3h，系统连续运行12天。污染土壤修复前后中重金属含量见表1。由于重金属迁移到吸附区与电气石表面的羟基发生络合反应，当达到一定浓度后结晶析出，从而降低其在土壤中的浓度。表1实施例1中土壤处理前后重金属含量mg/kg重金属处理前处理后Cd33045. 1Pb41052. 6实施例2如图1所示，电解槽为敞开有机玻璃容器且水平放置，1、2分别为碳纤维制成阳极、阴极，污染土壤4的两侧与电极间放置沸石粉，在沸石粉附近的土壤上设置滴灌装置5， 阳极1和阴极2分别与直流电源6的两端相连接。电解槽的长、宽、高尺寸为30cmX IOcmX 11cm，用Cd (NO3) 2、Pb (NO3) 2配制成污染土壤，两侧沸石厚0. 6cm,沸石粒度d9(1 = 1. 68 μ m,电压梯度为1. OV/cm,持续滴灌柠檬酸溶液， 滴灌总量为1900ml，电极间距为20cm，阴阳极切换周期为12h，系统连续运行12天。污染土壤修复前后中重金属含量见表1。表2实施例2中土壤处理前后重金属含量mg/kg权利要求1.。其特征是在重金属污染土壤两端安装正负电极，该方法是在重金属污染土壤两端安装正负电极，在正负电极与污染土壤间分别放置吸附剂，在吸附剂附近土壤的上方设置滴灌装置，将电解液、缓冲液或络合剂等缓慢滴加到两侧污染土壤中，对电极进行周期性极性阴阳切换，重金属依靠电动迁移作用运动并被吸附剂吸附从而降低其在土壤中的浓度。2.根据权利要求1所述的电动力学联合滴灌修复重金属污染土壤方法，其特征在于加入电解液(KC1、NaCl)、缓冲液(柠檬酸、乳酸、单酸、有机脂肪酸)或络合剂(EDTA、HEDP) 中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的电动力学联合滴灌修复重金属污染土壤方法，其特征在于所述吸附剂为活性炭、铁粉、电气石、沸石、硅藻土、泥炭、高岭石、蒙脱石中的一种。4.根据权利要求1所述的电动力学联合滴灌修复重金属污染土壤方法，其特征在于所述正负电极均采用碳纤维材料制成。5.根据权利要求1所述的电动力学联合滴灌修复重金属污染土壤方法，其特征在于电极切换频率为3 48h。全文摘要本专利技术公开了。该方法是在重金属污染土壤两端安装正负电极，正负电极均为碳纤维制成，在正负电极与污染土壤间分别放置吸附剂，在吸附剂附近土壤的上方设置滴灌装置，将电解液、缓冲液或络合剂等缓慢滴加到两侧污染土壤中，对电极进行周期性极性阴阳切换，重金属依靠电动迁移作用运动并被吸附剂吸附从而降低其在土壤中的浓度。本专利技术将滴灌技术应用到污染土壤电动修复中，取消传统电动力学修复中复杂的阳极室和阴极室及电解液循环系统，滴灌的适量液体保留在土壤中，有效避免了电解液及二次污染，具有结构简单、方便操作、实用有效等优点。文档编号B09C1/00GK102500610SQ20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘汉桥，张曙光，王建伟，杨学东，
申请(专利权)人：大恩天津环境技术研发有限公司，天津壹生环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：