以电动力法整治镉及铅污染土壤的系统技术方案

本发明专利技术提供一种以电动力法整治镉及铅污染土壤的系统，包含：一系统反应槽；一阳极极板与一阴极极板，分别位于该系统反应槽中的相对两侧；一盛有待整治土壤的土壤储槽，位于该系统反应槽中，该土壤储槽其中两相对侧壁分别为纱布包覆多孔PVC板，该多孔PVC板位于该阳极极板或该阴极极板与该待整治土壤之间，该系统反应槽中填有一操作液，使该土壤储槽、该阳极极板与该阴极极板浸于该操作液中；一电源供应器，连接于该阳极极板与该阴极极板之间并提供电力；一泵浦系统，在该系统反应槽外连接于其靠近该阳极极板处与靠近该阴极极板处之间，将靠近阴极极板处的操作液抽吸至靠近阳极极板处；其中，该操作液为含0.01M的EDTA-2Na与0.01M Na

【技术实现步骤摘要】
以电动力法整治镉及铅污染土壤的系统
本专利技术有关于一种整治重金属污染土壤的系统，尤指一种以电动力法整治镉及铅污染土壤的系统。
技术介绍
从前未经处理的废弃物常直接倾倒或掩埋于土壤中，土壤中的污染物(例如重金属)进一步又被人类通过接触、呼吸、地下水、作物等方式再被人类身体吸收，影响健康。目前重金属污染农地的整治主要分为翻堆法与酸洗法。翻堆法是将深层土壤与表面重金属污染土壤混合、以将重金属浓度稀释，虽浓度降低，但重金属仍全部留于农地土壤中。至于酸洗法，会产生酸废液，须经再处理，且产生土壤酸化的问题。上述两种方法都对农地耕种功能产生负面影响，实有必要提出更完善的整治方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种以电动力法整治镉及铅污染土壤的系统，能有效去除土壤中的镉与铅。为达成上述目的，本专利技术提供一种以电动力法整治镉及铅污染土壤的系统，包含一系统反应槽、一阳极极板、一阴极极板、一土壤储槽、一电源供应器、一泵浦系统。该阳极极板与该阴极极板分别位于该系统反应槽中的相对两侧；该土壤储槽位于该系统反应槽中且位于该阳极极板与该阴极极板之间，该土壤储槽其中两相对侧壁分别为纱布包覆多孔PVC板，该土壤储槽中盛有待整治土壤，该多孔PVC板位于该阳极极板或该阴极极板与该待整治土壤之间，该系统反应槽与该土壤储槽之间填有一操作液，使该土壤储槽、该阳极极板与该阴极极板浸于该操作液中；该电源供应器连接于该阳极极板与该阴极极板之间并提供电力；该泵浦系统在该系统反应槽外连接于其靠近该阳极极板处与靠近该阴极极板处之间，将靠近阴极极板处的操作液抽吸至靠近阳极极板处；其中，该操作液为含0.01M的EDTA-2Na与0.01MNa2CO3电解液。更进一步地，所述阳极极板为多孔DSA电极，所述阴极极板为多孔不锈钢板。更进一步地，所述系统反应槽下方更设有一渗透液储槽以盛接流失的操作液，藉以观察操作液的渗漏情形，以随时调整各项参数与补充操作液。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种以电动力法整治镉及铅污染土壤的系统，可将污染土壤的镉与铅去除率能达到90％以上，且无土壤酸化的问题。附图说明图1为本专利技术的系统示意图。图2A为电压梯度1Vcm-1的pH值变化趋势图。图2B为电压梯度2Vcm-1的pH值变化趋势图。图2C为电压梯度3Vcm-1的pH值变化趋势图。图2D为电压梯度4Vcm-1的pH值变化趋势图。图3A为电压梯度1Vcm-1的导电度变化趋势图。图3B为电压梯度2Vcm-1的导电度变化趋势图。图3C为电压梯度3Vcm-1的导电度变化趋势图。图3D为电压梯度4Vcm-1的导电度变化趋势图。图4A为电压梯度1Vcm-1的镉浓度变化图。图4B为电压梯度2Vcm-1的镉浓度变化图。图4C为电压梯度3Vcm-1的镉浓度变化图。图4D为电压梯度4Vcm-1的镉浓度变化图。图5A为电压梯度1Vcm-1的铅浓度变化图。图5B为电压梯度2Vcm-1的铅浓度变化图。图5C为电压梯度3Vcm-1的铅浓度变化图。图5D为电压梯度4Vcm-1的铅浓度变化图。图6为电解液中重金属浓度的变化图。附图标记10：系统反应槽；11：操作液；12：多孔PVC板；20：土壤储槽；30：阳极极板；40：阴极极板；50：电源供应器；60：泵浦系统；70：渗透液储槽。具体实施方式以下仅以实施例说明本专利技术可能的实施形式，然并非用以限制本专利技术所要保护的范畴，合先叙明。请参考图1，本专利技术提供一种以电动力法整治镉及铅污染土壤的系统，包含一系统反应槽10、一阳极极板30、一阴极极板40、一土壤储槽20、一电源供应器50与一泵浦系统60。该阳极极板30与该阴极极板40分别位于该系统反应槽10中的相对两侧，在本实施例中，该阳极极板30为多孔DSA电极，该阴极极板40为多孔不锈钢板。该土壤储槽20位于该系统反应槽10中且位于该阳极极板30与该阴极极板40之间，该土壤储槽20其中两相对侧壁分别为纱布包覆多孔PVC板12，该土壤储槽20中盛有待整治土壤，该多孔PVC板12位于该阳极极板30或该阴极极板40与该待整治土壤之间，该系统反应槽10与该土壤储槽20之间填有一操作液11，使该土壤储槽20、该阳极极板30与该阴极极板40浸于该操作液11中，该电源供应器50连接于该阳极极板30与该阴极极板40之间并提供电力，该泵浦系统60在该系统反应槽10外连接于其靠近该阳极极板30处与靠近该阴极极板40处之间，将靠近阴极极板40处的操作液抽吸至靠近阳极极板30处，其中，该操作液11为含0.01M的EDTA-2Na与0.01MNa2CO3电解液。在本实施例中，该系统反应槽下方更设有一渗透液储槽70以盛接流失的操作液，藉以观察操作液的渗漏情形，以随时调整各项参数与补充操作液。本专利技术采用了台湾云林虎尾农地地号北平段837的污染土壤进行试验，待整治土壤的有机质含量为2.63％，其余基本性质分析结果如以下表1所列：表1试验以约450g污染土壤放入土壤储槽，每日记录电压、电流的变化并测量电解液的pH值、导电度，每日也需注入适量的电解液，此外，每日采取土壤样品一次(约3g)，采集分别为靠近阳极端、储槽中央及靠近阴极端三处，采取土壤样品经烘干后，进行土壤的重金属含量分析。相关的试验结果如以下所示：图2A至图2D为不同操作电压梯度下以电动力技术处理的电解液pH值变化图，可以发现，无论操作电压为何，电解液pH值都维持在pH9到pH10.5之间，pH值变化相当稳定。另外，纵使阳极因产生氢离子、阴极因产生氢氧根离子、又氢离子因电渗透流等现象导致其移动速率较氢氧根离子快速，形成一股酸峰往阴极方向移动的趋势，但无论是阳极端或阴极端电解液的pH值，变化都相当一致，可见本专利技术操作液的高缓冲能力与泵浦循环系统对于维持pH值稳定具有相当大的贡献。图3A至图3D则为改变不同操作电压梯度进行电动力试验其时间与导电度变化图。导电度的变化与水中离子总浓度、移动性、价数、相对浓度、pH值及水温都有关系，由图3A至图3D可以看出，不同电压梯度的导电度的变化都有上升的趋势，特别是在电压梯度为4.0Vcm-1时，从实验初始3mScm-1上升至16mScm-1，其主要是当操作于4.0Vcm-1时，系统电解液温度显著提升，推测其导电度上升的主要原因为温度上升所影响。根据温度的变化趋势发现，当电压梯度4.0Vcm-1时，温度的变化从初始实验前20℃左右持续上升至实验第五天约90℃，推测温度的剧烈变化导致导电度的改变。另外，不管在阴极端或阳极端导电度皆有上升趋势，且变化趋势十分相似，其主要为本系统电动力技术回流系统的影响。而最重要的重金属浓度变化，请参考图4A至4D以及图5A至图5D。首先，图4A至4D为不同电压梯度以电动力技术去除土壤中镉浓度的去除成效变化图。以整体趋势而言，镉浓度在各种电压梯度条件下皆有下降的趋势。当电压梯度为1.0Vcm-1时，第一天的试验下，三个不同位置(阴极端、中间端与阳极端)皆可达到约60％以上的去除效率，从原始约120mgkg-1降至约50mgkg-1以下，然而在第一天之后直到试验第五天结束皆呈现较平缓状态，第五天结束后以靠近阴极端的去除率最佳，达到约79％的去除，其次为中间端73％，阳极端为58％，镉浓度总平均去除率为70％。当提高电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以电动力法整治镉及铅污染土壤的系统，其特征在于，包含：一系统反应槽；一阳极极板与一阴极极板，分别位于该系统反应槽中的相对两侧；一土壤储槽，位于该系统反应槽中且位于该阳极极板与该阴极极板之间，该土壤储槽其中两相对侧壁分别为纱布包覆多孔PVC板，该土壤储槽中盛有待整治土壤，该多孔PVC板位于该阳极极板或该阴极极板与该待整治土壤之间，该系统反应槽与该土壤储槽之间填有一操作液，使该土壤储槽、该阳极极板与该阴极极板浸于该操作液中；一电源供应器，连接于该阳极极板与该阴极极板之间并提供电力；一泵浦系统，在该系统反应槽外连接于其靠近该阳极极板处与靠近该阴极极板处之间，将靠近阴极极板处的操作液抽吸至靠近阳极极板处；其中，该操作液为含0.01M的EDTA‑2Na与0.01M Na

【技术特征摘要】
1.一种以电动力法整治镉及铅污染土壤的系统，其特征在于，包含：一系统反应槽；一阳极极板与一阴极极板，分别位于该系统反应槽中的相对两侧；一土壤储槽，位于该系统反应槽中且位于该阳极极板与该阴极极板之间，该土壤储槽其中两相对侧壁分别为纱布包覆多孔PVC板，该土壤储槽中盛有待整治土壤，该多孔PVC板位于该阳极极板或该阴极极板与该待整治土壤之间，该系统反应槽与该土壤储槽之间填有一操作液，使该土壤储槽、该阳极极板与该阴极极板浸于该操作液中；一电源供应器，连接于该阳极极板与该阴极极板之间并提供电力；一泵浦系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：章日行，沈善镒，
申请(专利权)人：章日行，沈善镒，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71