一种电动‑纳米Fe0联合修复污染土壤的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于电动‑纳米Fe0联合修复污染土壤的装置，包括电动修复池以及电极控制系统，所述电动修复池包括土样填充池和位于填充池两端的电解池，所述电极控制系统包括直流电源和连接在电源两极的电极，所述电极位于所述电解池内，其特征在于：在所述土样填充池内还设有一纳米材料投加池，该纳米材料投加池与所述土样填充池之间采用可穿透的隔层间隔。该实用新型专利技术提供的电动修复装置，可以很好地模拟电动‑纳米Fe0联用技术处理污染土壤的情况，保证了纳米材料的活性和稳定性，解决了纳米材料的传输问题，是针对电动‑纳米联用修复技术很具有试验价值和应用前景的一种装置。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种污染土壤处理装置，特别地设计一种可用于电动-纳米Fe0联合修复污染土壤的装置，属于环境保护和污染防治与治理领域。
技术介绍
纳米Fe0由于其较高的比表面积和较高的活性在地下水和土壤污染修复中受到越来越多的关注，它可以快速还原降解多种污染物，还可以催化还原降解结构比较复杂的含氯有机污染物，如除草剂、多氯联苯和含氯有机农药等。但是，由于纳米Fe0粒径小，比表面积大，在范德华力和磁力的作用下容易团聚，为了增强纳米Fe0的稳定性，通常通过添加分散剂来增强其稳定性。虽然分散的纳米Fe0能在多孔性介质比如石英砂中迁移，但是其在低渗透性土壤中的传输仍然十分困难。有研究表明纳米Fe0在土壤中的迁移距离仅有几米。因此如何保证纳米Fe0在长距离迁移过程中既不团聚同时保持较高的活性是限制其成功应用的关键问题。电动修复技术是上世纪80年代兴起的一种新型的原位土壤修复技术，它主要通过在土壤两侧施加直流电场，使土壤中污染物在电场作用下通过电迁移、电渗流和电泳等方式迁移出土壤。电动修复技术可以处理多种污染物，特别适用于低渗透性土壤的修复。但是单独的电动修复技术对污染物的处理效果不佳，通常通过与其他修复方法联用来增强其修复效果。将纳米Fe0修复技术与电动修复技术相结合，利用电场促进纳米Fe0在土壤中的迁移，可以有效解决纳米Fe0在低渗透性土壤中的传输问题。目前，国内现有的专利文献中产生了许多关于电动修复的方法和相应装置，也不乏电动联用技术的实验装置。CN201454977U公开了一种电动力吸附复合修复重金属污染土壤的装置。所述装置包括采用石墨制成电极，电极包括阳极和阴极，阳极和阴极分别与直流电源的两端相连接，阳极置入阳极区，阴极置入阴极区，由阳极区到阴极区，依次装置防止污染重金属离子扩散的隔板、吸附重金属的多孔吸附材料活性碳、需处理的重金属污染土壤、吸附重金属的多孔吸附材料活性碳和防止污染重金属离子扩散的隔板，并采用切换电极极性的方法防止阴极区域pH的上升和阳极区域pH的下降。CN102896143A公开了一种电动表面活性剂联合修复污染土壤的实验装置。所述装置包括主体和洗脱液调节池，其主体上半部分装入污染土壤，下半部分装入未污染土壤，主体的侧面开有洗脱液出口，主体电极室多孔挡板与主体内侧面间构成两个电极室，两电极分别与直流电源连接。放置在主体上方的洗脱液调节池经阀门注入电极室。此装置保证了表面活性剂投加均一性、解决了洗脱液下渗污染问题。CN1899717B公开了一种电动力和铁可渗透反应格栅联合修复重金属污染土壤的工艺。所述工艺是在土壤两侧安装石墨电极，两电极和待处理土壤间安放铁墙，接通电源，在电场作用下将金属阴离子迁移到阳极附近，而金属阳离子迁移到阴极附近，当重金属穿过铁墙时与之发生反应而得以吸附、还原和沉淀。CN102500610A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，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。CN204710408047145U公开了一种重金属污染土壤的淋洗电动联合修复装置，所述装置包括淋洗系统和电动修复系统；所述淋洗系统通过蠕动泵与污染土壤土槽相连通；淋洗液储罐内部设置有搅拌机；淋洗系统中的污染土壤储槽底部通过泥浆泵与电动修复室连通。采用所述装置，先对重金属污染土壤进行化学淋洗，然后对淋洗后土壤进行电动修复。如上所述，虽然电动联用修复装置和方法很多，但关于纳米Fe0和电动修复联用的实验装置未见涉及。且大多电动实验装置仅设置阳极池和阴极池，或者将吸附材料设置在接触阳极/阴极的位置。但是纳米Fe0如果投加在阳极池，则阳极产生的酸性和有氧环境将导致纳米Fe0的溶解和氧化，大大降低其稳定性和活性。如果纳米Fe0从阴极投加，将不利于其向土壤中的传输，阴极的碱性条件将导致纳米Fe0的钝化。因此，迫切需要提供一种有效解决纳米Fe0投加和传输问题的电动修复装置。
技术实现思路
鉴于以上缺点，本技术的目的在于提供一种可用于电动+纳米Fe0联合修复污染土壤的实装置，该装置既能保持纳米Fe0稳定性和活性又能实现其有效传输，可有效控制系统的反应条件、降低能耗，具有良好的应用前景和价值。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种用于电动+纳米Fe0联合修复污染土壤的装置，包括电动修复池以及电极控制系统，所述电动修复池包括土样填充池和位于填充池两端的电解池，所述电极控制系统包括直流电源和连接在电源两极的电极，所述电极位于所述电解池内，其特征在于：在所述土样填充池内还设有一纳米材料投加池，该纳米材料投加池与所述土样填充池之间采用可穿透的隔层间隔。还包括一电解液储存循环系统，该电解液储存循环系统包括阳极电解液储存池和阴极电解液储存池以及与其相连的第一蠕动泵，阳极电解液储存池通过第一蠕动泵与阳极电解池相连，阴极电解液储存池通过第一蠕动泵与阴极电解池相连。还包括一pH自动控制系统，该pH自动控制系统包括酸度计、pH电极、酸液储槽和第二蠕动泵，所述酸度计一端通过pH电极和第二蠕动泵与阴极电解液储存池相连，酸度计另一端通过第二蠕动泵与酸液储槽相连。所述隔层为包裹尼龙网的多孔挡板。所述电动修复池包括池体和顶盖两部分，所述顶盖覆盖整个池体，并在顶盖上开设电极插入孔和排气孔，所述电极插入孔和排气孔位于电解池正上方。电解池和土样填充池之间采用烧结玻璃分隔。纳米材料投加池设置于土样填充池中间靠近阳极电解池的位置。电解池正面设有进水口，侧面设有出水口。第一蠕动泵为四通道蠕动泵。第二蠕动泵为单通道蠕动泵。在本技术用于电动+纳米Fe0联合修复污染土壤的装置中，电动修复池主体的三维形状并没有特别的限定，例如可为长方体性、圆柱形、正方体形等，优选为长方体形。其体积并没有特别的限定，可根据土壤处理量、实际操作等情况而进行合适的选择。其材质也没有特别的限定，只要其具有一定强度、绝缘并能承受操作时的压力即可，非限定性地例如可为有机玻璃、钢化玻璃、PVC等。池体用粘结剂进行组装连接。在本技术用于电动+纳米Fe0联合修复污染土壤的装置中，电极的材料并没有特别的限定，只要能满足电动试验即可，非限定性地例如石墨电极、钛合金电极等。电极的形状也没有特别的限定，可根据所述电解池池体垂直切面的面积大小而进行合适的选择和确定，非限定性地例如棒状电极、板状电极、网状电极等。在本技术用于电动+纳米Fe0联合修复污染土壤的装置中，纳米材料投加池的位置并没有特别的限定，只要不直接接触阳极电解池，避免阳极电解池产生的酸和氧气对纳米材料的腐蚀即可，非限定性地例如可以位于土样填充池的中间位置或者靠近阳极电解池的位置。优选地可选择靠近阳极电解池的位置，此位置弱酸性的环境有利于保持纳米Fe0的活性。在本技术用于电动+纳米Fe0联合修复污染土壤的装置中，所述纳米材料投加池与土样填充池用包裹尼龙网的多孔挡板隔开，其中多孔挡板的孔径没有特别的限制，只要有一定强度可分离土壤和纳米材料溶液即可，可为5-10mm，例如可为5m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动‑纳米Fe0联合修复污染土壤的装置，包括电动修复池以及电极控制系统，所述电动修复池包括土样填充池和位于填充池两端的电解池，所述电极控制系统包括直流电源和连接在电源两极的电极，所述电极位于所述电解池内，其特征在于：在所述土样填充池内还设有一纳米材料投加池，该纳米材料投加池与所述土样填充池之间采用可穿透的隔层间隔。

【技术特征摘要】
1.一种用于电动-纳米Fe0联合修复污染土壤的装置，包括电动修复池以及电极控制系统，所述电动修复池包括土样填充池和位于填充池两端的电解池，所述电极控制系统包括直流电源和连接在电源两极的电极，所述电极位于所述电解池内，其特征在于：在所述土样填充池内还设有一纳米材料投加池，该纳米材料投加池与所述土样填充池之间采用可穿透的隔层间隔。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括一电解液储存循环系统，该电解液储存循环系统包括阳极电解液储存池和阴极电解液储存池以及与其相连的第一蠕动泵，阳极电解液储存池通过第一蠕动泵与阳极电解池相连，阴极电解液储存池通过另一第一蠕动泵与阴极电解池相连。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：还包括一pH自动控制系统，该pH自动控制系统包括酸度计、pH电极、酸液储槽和第二蠕动泵，所述酸度计一端通...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊广萍，关正文，周军，谢江坤，王烨，
申请(专利权)人：中建中环工程有限公司，中建电力建设有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32