一种重金属污染土壤的电动修复立式装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种污染土壤电动修复装置，由若干个处理单元通过串联或并联组成。每个处理单元由立式圆柱状绝缘处理箱、立式圆柱状COMBOPO可拆卸更换式复合阴极、惰性阳极、自制非标可编程SynC交直流混合供电电源和CAMP袋等部件组成。可应用于重金属和/或有机和/或放射性污染土壤和/或淤泥和/或固体废弃物修复和处理，也可应用于稀有和/或稀土和/或贵金属贫矿的富集和提取。

Electric repair vertical device for heavy metal contaminated soil

The invention discloses an electric repair device for polluted soil, composed of a plurality of processing units connected in series or in parallel. Each processing unit is composed of a vertical cylindrical insulated box, vertical cylindrical COMBOPO detachable type composite cathode, inert anode, homemade non-standard programmable SynC hybrid AC / DC power supply and CAMP bag etc.. Can be applied to heavy metals and / or organic and / or radioactive contamination of soil and / or silt and / or solid waste remediation and treatment, but also can be applied to the enrichment and extraction of rare and / or rare earth and / or the precious metal ore.

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染土壤的电动修复立式装置
本专利技术属于重金属污染土壤修复
，具体涉及一种重金属污染土壤的电动修复装置。
技术介绍
所谓的“永久性修复”就是要把被污染土壤（包括淤泥和其他固体废弃物）等介质中的重金属提取出来。从理论上讲，重金属提取方法包括物理的、化学的和生物的三大类。其中，电动修法技术（electrokineticprocessing，EK）主要是物理技术，尽管它有可能与化学的或者生物的技术复合从而形成新的修复模式。早在上世纪80年代，就有人利用电力来提取土壤中的重金属。1993年，美国人Acar首次发表了旨在阐释电动修复原理的文章，代表了电动修复技术正式形成。大约1995年左右，国内就有人做小规模研究。但国内目前能查阅到的最早的文章在本世纪初周东美和邓昌芬（2003）的发表在《农业环境科学学报》上的《重金属污染土壤的电动修复技术研究进展》。电动修复的基本原理都是将电极插入受污染的土壤中，在施加直流电后，土壤孔隙中的水溶液产生电渗流，使得带电金属阳离子向阴极发生电迁移，同时带电阴离子向阳极迁移，多种迁移运动的叠加载着重金属污染物离开处理区的土壤，并在阴阳两极通过沉积或者离子交换、吸附、萃取等方式被去除，从而达到修复的目的。在电动修复过程中，可以发生电解、电渗流和电迁移等现象，主要影响因素包括水的电解、土壤性质、重金属种类和浓度等。国内外学者的主要研究内容包括：1、如何控制碱性带，提高修复效率。在电动修复过程中，在距离阴极1/3~2/3的空间范围内，会产生pH值≥9的“碱性带”。大多数重金属在遇到碱性带时，就与OH-结合形成氢氧化物沉淀，从而导致迁移过程的中断，导致修复失败。为了控制碱性带的范围，提高修复效率，许多学者提出了改进意见，常见的有酸碱中和法、阳离子选择性膜法、电渗析法、络合剂法、表面活性剂法、氧化还原法、EK-生物技术联用法和LasagnaTM法。2、电动力供给方式。包括（1）直流电的控制电流法和控制电压法；（2）交直流电交替使用的技术和方法。一般地，直流电的电场梯度为(0.4～2V/cm)和电流密度(2～5mA/cm2)。3、电动修复的机理及其影响因素的研究。主要包括污染物迁移的方式、机制及其数学模型等。研究土壤类型及其性质对修复效果的影响等。有关研究对改善电动修复的效率具有重要指导意义。4、应用研究。包括电修复Cu污染土壤；利用电渗流原理从污泥中脱水；利用Tween80、硝酸、EDTA等控制阴极pH；利用EK修复Cr、Pb、Zn、Cd、Hg等重金属污染土壤等。也包括对淤泥、底泥和有机污染物污染土壤的修复。从技术实现的空间位置看，电动修复技术可以分成原地原位、原地异地修复和异地异位三大类。本专利技术属于为实现原地异位技术而设计的修复装置。目前国内在原地异位技术上的典型专利技术如下。专利CN1695834（公开日2005-11-16）《重金属污染土壤的电动力学修复方法》：一种重金属污染土壤的电动力学修复方法，采用离子交换膜将阴极与受试土样分隔开，并用多孔陶瓷板置于离子交换膜与土壤之间防治离子交换膜堵塞，利用电极自身产生的H+和OH-，并借助离子交换膜的阻隔作用，控制电动力学修复过程中土壤的pH值，加速污染物的溶出和迁移。处理后阳极溶液保持强酸性，用于清洗、再生离子交换膜。阴极溶液保持强碱性，大多数重金属阳离子与碱结合生成沉淀，通过沉淀、离心纯化得到纯度重金属化合物，而得到净化后的碱性阴极溶液用于中和土壤的酸。该方法具有安全可靠、操作方便和成本低廉等优点，修复后土壤的pH值能基本恢复到原来的状态。专利CN1714955（公开日2006-01-04）《重金属污染土壤阴极酸化电动力修复工艺》：本专利技术公开了一种重金属污染土壤阴极酸化电动力修复工艺，其主要步骤为：将经自然风干去杂质的土壤中加入离子水，搅拌静置处理，处理的污染土壤装入电动力修复装置的土壤室，然后向各极电解室中输入电解液后静置，再通入恒直流电，污染土壤中的重金属在修复过程中不断从土壤中解吸出来，并在电场的作用下迁移出土壤，从而实现对重金属污染土壤的治理。本专利技术的工艺具有修复时间短，易操作，重金属去除率较高等特点，具有明显的经济效益和社会效益。专利CN201511038U（公开日2010-06-23）《电动力修复铬污染土壤装置》：一种电动力复合修复铬污染土壤装置，它包括阳极区、阴极区和电源，它还包括多孔介质砂石层和铁屑层，阳极区和阴极区内分别放置阳极缓冲溶液和阴极缓冲溶液，并分别与电源两极相接；阳极区与阴极区的相对面上依次设置多孔介质砂石层和铁屑层，与阴极区之间形成对重金属污染土壤进行修复的修复区。本技术在电动力作用下，电极附近土壤溶液发生电化学元素反应，改变土壤中的氧化还原电位、pH值等理化性质，加快土壤固体上重金属的解吸，提高土壤溶液中重金属的浓度，从而强化植物的吸收、积累，使土壤中微生物群体的多样性和活力大大增加，增加了作物的产量。专利CN102284474A（公开日2011-12-21）《利用电能修复污染土壤和处理固体废物的方法及装置》：本专利技术涉及一种修复污染土壤和处理固体废物的方法及装置，在土壤/固废两端分设阴极和阳极反应池，底部设补水层，补充水中含能提高有机污染物和重金属在水中溶解度的化学药剂，顶部覆盖可更换的污染物收集层，内部设置可更换的人工聚焦带。通过施加高电压和大电流使土壤/固废温度升至数十乃至数百度，挥发性有机污染物因高温从中挥发出来，非挥发性有机污染物和重金属随水上升至收集层在水蒸发后滞留在收集层内，部分重金属离子沿电场方向迁移到电极池和人工聚焦带内。阴、阳两极产生的氢气和氧气被分别收集起来用于焚烧挥发出来的、收集层内和聚焦带内的污染物；氧气还可制成臭氧氧化土壤/固废内或已清理出来的污染物。专利CN102357522A（公开日2012-02-22）《一种采用复极性电极电动修复铬污染土壤的方法》：本专利技术公开了一种复极性电极电动修复铬污染土壤的方法，适合污染土壤的异位修复。该方法首先构建复极性电动反应装置，装置由可调控直流电源、石墨阳极、阳极槽、硬质塑料板网、土壤室、阴极槽、石墨阴极组成。采用上述复极性电动反应装置，取六价铬污染土壤，土壤含水量30～50％，去除土壤中较大块的杂质，搅拌均匀，填充到土壤室中，然后同时向两个电极槽中加水，使两个电极槽的液面高度与土壤室中土壤表面保持一致，然后通以直流电，电压梯度为1.0～2.0V/cm。保持通电时间120～144小时，修复结束。修复结束后，土壤从阳极区到阴极区pH可保持在6.0～8.0之间；Eh在300～85mV之间。总铬去除率达到74.2～81.5％，六价铬去除率达到84.1～89.6％。专利CN104492796A（公开日2015-04-08）《一种电动修复重金属污染土壤的方法》：本专利技术属于土壤修复领域，公开了一种电动修复重金属污染土壤的方法，所述的方法步骤包括如下：配置模拟重金属污染的土壤备用；自制电动试验装置：主要包括5个反应槽，依次顺序为：阳极室、土壤室、阴极室、土壤室及阳极室，反应槽之间有含分子筛的渗透性反应墙PRB，此外还包括阴/阳极室盛装阴/阳极电极和阴/阳极工作液，以及直流稳压供电电源；再将污染土壤装填于自制电动试验装置中；运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污染土壤电动修复装置，其特征在于，该装置由一个处理单元组成或由若干个处理单元通过串联或并联组成；所述处理单元包括：立式圆柱状绝缘处理箱、立式圆柱状COMBOPO可拆卸更换式复合阴极、惰性阳极、自制非标可编程SynC交直流混合供电电源、CAMP袋；所述立式圆柱状绝缘处理箱内容纳立式圆柱状COMBOPO可拆卸更换式复合阴极、惰性阳极、CAMP袋。

【技术特征摘要】
1.一种污染土壤电动修复装置，其特征在于，该装置由一个处理单元组成或由若干个处理单元通过串联或并联组成；所述处理单元包括：立式圆柱状绝缘处理箱、立式圆柱状COMBOPO可拆卸更换式复合阴极、惰性阳极、自制非标可编程SynC交直流混合供电电源、CAMP袋；所述立式圆柱状绝缘处理箱内容纳立式圆柱状COMBOPO可拆卸更换式复合阴极、惰性阳极、CAMP袋。2.根据权利要求1所述的污染土壤电动修复装置，其特征在于，所述立式圆柱状绝缘处理箱由玻璃钢、绝缘胶垫、绝缘板中之一制成。3.根据权利要求1所述的污染土壤电动修复装置，其特征在于，所述惰性阳极可选择石墨、钛合金、铂中之一制成。4.根据权利要求1所述的污染土壤电动修复装置，其特征在于，所述立式圆柱状绝缘处理箱的半径r1为0.10m~50m，高度H1为0.20m~20m。5.根据权利要求1所述的污染土壤电动修复装置，其特征在于，所述立式圆柱状绝缘处理箱与立式圆柱状COMBOPO可拆卸更换式复合阴极同轴；所述立式圆柱状COMBOPO可拆卸更换式复合阴极的半径r2为0.01~30m，高度H2为0.20...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，刘冠男，陈玉衡，余国强，张佳文，陈华，王新宇，王蕊，
申请(专利权)人：中国地质科学院矿产资源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11