一种砷渣场地污染土壤的电动修复装置，包括土样室、阳极室、阴极室、直流电源、电流表、滤网、pH调节系统、电极、溢流孔、酸液槽、碱液槽、收集槽、Fe0‑PRB；所述土样室中垂直电场方向设置Fe0‑PRB，在土样室左右两边相邻的为阳极室、阴极室；土样室与阳、阴极室相邻的内壁上贴有滤网，在阳极、阴极室中间分别设有电极，将两个电极采用电线连接，其中间设有直流电源、电流表；所述酸液槽与阴极室通过胶管连接，中间设有pH调节系统；所述碱液槽与阳极室通过胶管连接，中间设有pH调节系统；所述阴极室与阳极室的上端设有溢流孔，溢流孔通过导管连接到收集槽，该结构简单，可操作性强，除砷效果好。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于环境技术土壤污染修复
，尤其涉及一种砷渣场地污染土壤的电动修复装置。
技术介绍
砷渣是一种剧毒的固体废渣，主要来源是含砷矿产开采和冶炼过程中的排放，集中发生在新疆、内蒙古、湖南省、广东省等地。中国的砷矿产资源约占全球总量的70％，在含砷矿山活动区，每年砷渣产量约为50吨，大量未经无害处理、任意堆放的闲置含砷矿渣，导致砷进入附近土壤造成了大面积的土壤砷污染。土壤砷污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，因此土壤一旦遭受砷污染，其治理难度大、且周期长。目前，处理砷污染土壤的主要方法有客土法、淋洗法、固化/稳定法、植物修复法和电动修复法。客土法工程量较大，费时费力。淋洗法和固化/稳定化法并未将土壤中的砷彻底去除，易造成土壤的二次污染，并且不适于大规模场地修复。植物修复法一般耗时较长，可能需要几十年的时间。电动修复方法作为一种新兴的原位修复技术，具有操作简单、适用性强、周期短等特点，但是电动修复只是将污染物迁移到电极液中，需要二次处理。将电动修复技术与PRB联合使用，可以结合电动与PRB技术的优势，提高土壤中砷的去除效率，修复时间较短，且不扰动土层，适用于低渗透性的土壤，同时可回收砷，能够有效降低二次污染、减少后续处理工作量，并且提高经济效益。目前的电动修复装置设计复杂，实用性不强，对污染物的去除效果不佳，产生的酸碱废液没有回收再利用，对环境造成二次污染。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种针对原位修复砷渣场地污染土壤的电动-PRB联合修复装置。该装置能够快速、经济、有效的、原位的修复砷场地污染土壤，能够回收酸碱废液实现循环再利用。本技术通过以下技术方案实现：一种砷渣场地污染土壤的电动修复装置，包括土样室、阳极室、阴极室、直流电源、电流表、滤网、pH调节系统、电极、溢流孔、酸液槽、碱液槽、收集槽、Fe0-PRB；所述土样室中垂直电场方向设置Fe0-PRB，在土样室左右两边相邻的为阳极室、阴极室；土样室与阳、阴极室相邻的内壁上贴有滤网，在阳极、阴极室中间分别设有电极，将两个电极采用电线连接，其中间设有直流电源、电流表；所述酸液槽与阴极室通过胶管连接，中间设有pH调节系统；所述碱液槽与阳极室通过胶管连接，中间设有pH调节系统；所述阴极室与阳极室的上端设有溢流孔，溢流孔通过导管连接到收集槽。所述土样室1是用于装填供试土壤，其尺寸比例为长：宽：高＝3：2：1。所述供试土壤为将铬渣场地、铬污染土壤粉碎，过筛，上述土壤与酸性溶液混合，使土壤含水率为25％-45％，搅拌，均衡即可。所述的铬渣场地、铬污染土壤优选砷渣堆放场地土壤，土壤呈弱酸性，pH值一般在5-7之间，其中土壤中砷的浓度较高，总砷浓度一般在100-100000mg/kg之间。所述Fe0-PRB厚度为1-5cm，优选3-5cm，最佳3cm。所述阳极室、阴极室尺寸为长：宽：高＝1：2：1。所述滤网为400-650目，优选500目。所述直流电源的电压梯度为1-2V/cm。所述电极采用棒状石墨电极，电极分别放在阴阳极室中心位置，插入阴阳极室底部。所述阳极室里加入电解液，阴极室里加入电解液及增强试剂。所述电解液为KCl溶液，其浓度为0.05-0.15mol/L，优选浓度为0.1mol/L。所述增强试剂为EDTA溶液，其浓度为0.001-0.1mol/L，优选浓度为0.005mol/L。所述pH调节系统主要由pH电极、蠕动泵、软件控制系统组成；设定pH范围，当pH电极测得阳极室或阴极室pH超过设定的pH范围时，通过软件控制系统给蠕动泵指令，蠕动泵将配置的酸液或碱液崩入阴极室或阳极室，从而调节pH。优选pH5为5-7之间。有益效果本技术的装置中放入土壤，并在土壤样品室垂直电场方向加入Fe0-PRB，土壤样品室与相邻的阴阳极室之间使用滤布隔开，连接电力系统及pH平衡调节系统。电动/PRB联合修复过程中，使用直流电源，在土壤两端施加稳定电压，在外加电场作用下，土壤中五价砷和三价砷分别以含氧阴离子基团和阳离子基团的形式分别迁移到阳极室和阴极室电解液中，以及与PRB介质Fe0发生吸附作用而去除。由于EDTA具有络合性可以与砷酸盐反应形成溶解态的络合物，提高砷的可移动性，从而显著提高砷的去除率。修复过程中，实时监测阴阳极液pH值，并使用pH平衡调节系统，使用蠕动泵分别向阴、阳极液中滴加乙酸溶液与氢氧化钠溶液，调节阴阳极的电解液，使其pH在5～7之间，保持弱酸性，可以有效控制阴极电解产生的OH-向土壤中迁移从而使土壤pH变得更为碱性。通过本装置的使用对总砷的去除效果达到了40％，且主要以残渣态砷存在，残留砷的生物可利用性降低。本技术适用于砷浓度较高，总砷浓度一般在100-100000mg/kg之间的砷污染土壤。本技术的溢流孔及其溢流孔通过导管连接的收集槽，能够将大量的酸碱液回收再利用，二次污染风险降低，做到了高效环保。附图说明：图1为本技术的电动-PRB修复装置的结构示意图。其中，1-土样室、2-阳极室、3-阴极室、4-直流电源、5-电流表、6-滤网、7-pH调节系统、8-电极、9-溢流孔、10-酸液槽、11-碱液槽、12-收集槽、13-Fe0-PRB具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面配合所附图对本专利技术的特征和优点作详细说明。本技术的电动-PRB修复装置，如图1所示，包括：土样室1、阳极室2、阴极室3、直流电源4、电流表5、滤网6、pH调节系统7、电极8、溢流孔9、酸液槽10、碱液槽11、收集槽12、Fe0-PRB13。其中，土样室1是用于装填供试土壤，其尺寸比例为长：宽：高＝3：2：1。在土样室1中加入Fe0-PRB13，厚度为5cm。在土样室1左右两边相邻的为阳极室2、阴极室3，阳极室2、阴极室3尺寸为长：宽：高＝1：2：1。在土样室与阳、阴极室相邻的内壁上贴有滤网6，在阳极室2、阴极室3中间分别设有电极8，将两个电极8采用电线连接，中间设有直流电源4、电流表5。电极8采用棒状石墨电极，电极8分别放在阴阳极室中心位置并插入阴阳极室底部。酸液槽10与阴极室3通过胶管连接，中间设有pH调节系统7，碱液槽11与阳极室2通过胶管连接，中间设有pH调节系统7；阴极室3与阳极室2的上端设有溢流孔9，溢流孔9通过导管连接到收集槽12。pH调节系统主要由pH电极、蠕动泵、软件控制系统组成(pH电极、蠕动泵、软件控制系统图1中没有标注)；设定pH范围，当pH电极测得阳极室或阴极室pH超过设定的pH范围时，通过软件控制系统给蠕动泵指令，蠕动泵将配置的酸液或碱液崩入阴极室或阳极室，从而调节pH。修复过程：(1)取自然风干的铬污染的土壤，剔除其中杂物，使用粉碎机粉碎后，过0.50mm粒径的标准筛，待用；(2)将上述待用土壤与去离子水2：1混合，使其含水率25-45％，搅拌均匀后均衡一天；(3)取上述均衡后土壤于电动-PRB修复装置的土样室1中，土样室1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种砷渣场地污染土壤的电动‑PRB修复装置，包括土样室、阳极室、阴极室、直流电源、电流表、滤网、pH调节系统、电极、溢流孔、酸液槽、碱液槽、收集槽、Fe0‑PRB；所述土样室中垂直电场方向设置Fe0‑PRB，在土样室左右两边相邻的为阳极室、阴极室；土样室与阳、阴极室相邻的内壁上贴有滤网，在阳极、阴极室中间分别设有电极，将两个电极采用电线连接，其中间设有直流电源、电流表；所述酸液槽与阴极室通过胶管连接，中间设有pH调节系统；所述碱液槽与阳极室通过胶管连接，中间设有pH调节系统；所述阴极室与阳极室的上端设有溢流孔，溢流孔通过导管连接到收集槽。
【技术特征摘要】
1.一种砷渣场地污染土壤的电动-PRB修复装置，包括土样室、阳极室、阴极室、直流电源、电流表、滤网、pH调节系统、电极、溢流孔、酸液槽、碱液槽、收集槽、Fe0-PRB；所述土样室中垂直电场方向设置Fe0-PRB，在土样室左右两边相邻的为阳极室、阴极室；土样室与阳、阴极室相邻的内壁上贴有滤网，在阳极、阴极室中间分别设有电极，将两个电极采用电线连接，其中间设有直流电源、电流表；所述酸液槽与阴极室通过胶管连接，中间设有pH调节系统；所述碱液槽与阳极室通过胶管连接，中间设有pH调节系统；所述阴极室与阳极室的上端设有溢流孔，溢流孔通过导管连接到收集槽。2.如权利要求1所述的修复装置，其特征在于，所述的土样室是用于装填供试土壤，其尺寸比例为长：宽：高＝3：2：1；所述阳极室、阴极室尺寸为长：宽：高＝1：2：1。3.如权利要求2所述的修复装置，其特征在于，所述供试土壤为将铬渣场地、铬污染土壤粉碎，过筛，所述土壤与去离子水混合，使土壤含水率为25％-45％，搅拌，均衡即可。4.如权利要求3所述的修复装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡生，王业耀，纪冬丽，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。