强化电动修复六价Cr污染水体的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于铬污染修复技术领域，具体涉及一种强化电动修复六价Cr污染水体的装置及方法。该装置包括反应室，反应室的两端设置有电极室，所述电极室包括阴极室和阳极室，所述反应室和电极室之间设置有穿孔绝缘隔板，所述阴极室中设置有电极一，阳极室中设置有电极二和电极三，电极一与直流电源一的负极相连，直流电源一的正极连接直流电源二的负极和电极二，直流电源二的正极连接阳极室的电极三。使用时，将含有六价铬的污染水体置于阴极室、反应室和阳极室中，开启直流电源一和直流电源二，阳极室内六价铬向远离反应式的方向迁移，且阳极室内形成完整的电路将六价铬还原为三价铬沉淀。本发明专利技术通过大阳极室和三电极体系设计提高修复效率。高修复效率。高修复效率。

【技术实现步骤摘要】
强化电动修复六价Cr污染水体的装置及方法


[0001]本专利技术属于铬污染修复
，具体涉及一种强化电动修复六价Cr污染水体的装置及方法。

技术介绍

[0002]铬金属被广泛应用于金属电镀、油漆和颜料、皮革制革、纺织染色、木材防腐及耐火材料等工业领域。涉铬行业众多，铬污染问题具有普遍性，由于重金属自身不可降解性，含铬废渣与废水的不当排放会造成严重的环境污染问题。铬元素在水环境中主要以Cr(
Ⅵ
)和Cr(Ⅲ)两种稳定的形态存在，Cr(VI)毒性高、迁移性强，是Cr(III)的100～1000倍。Cr(VI)可干扰生物体内氧化、还原与水解过程，使蛋白质变性，破坏酶的生物功能。Cr(VI)也动物、人类有“三致”作用，同细胞内大分子结合后，引起细胞突变与癌变(Krishnamurthy S,Wilkens M M.Environmental chemistry of chromium[J].Science of the Total Environment,1989,86(1):15
‑
23.；杜良,王金生.铬渣毒性对环境的影响与产出量分析[J].安全与环境学报,2004,4(2):4.；孟凡生,王业耀,汪春香,等.铬污染地下水的PRB修复试验[J].工业用水与废水,2005,36(2):4.)，对人类健康造成潜在威胁。因此，亟需找到高效、经济的修复技术将铬从污染水体中移除。
[0003]电动修复又被称为电化学污染治理技术，其原理是将电极放置在受污染水体或土壤的两侧，通入直流电后，在反应区域形成一个电场。在电场力的作用下重金属离子在电迁移、电泳、电渗析等作用下向阴极或阳极附近移动并富集，使受污染区域的污染物含量降低从而达到去除效果(Acar Y B,Alshawabkeh A N.Principles of electrokinetic remediation[J].EnViron.sci.technol,1993,27(13):2638
‑
2647.；Reddy,Parupudi.RemoVal of chromium,nickel and Cadmium from clays by in
‑
situ electrokinetic remediaiton[J].J.Soil Contam,1997,6(4):391
‑
407.)。
[0004]传统的单电路电动修复装置(TD)如图1所示，长
×
宽
×
高为26cm
×
10cm
×
12cm，包括反应室，反应室的两端为电极室，其中一个电极室为阳极室、另一个为阴极室，反应室和电极室之间设置有打孔的有机玻璃板和滤纸，两个电极室中均设置有石墨毡电极，阳极室中的石墨毡电极与直流电源的正极相连，阴极室中的石墨毡电极与直流电源的负极相连。其中阴、阳极室为2cm
×
10cm
×
12cm，反应室为22cm
×
10cm
×
12cm；该电动修复装置有以下缺点：1、阳极室体积较小，导致Cr(VI)迁移到阳极室后，浓度较高，浓差扩散较大，不利于六价Cr的去除；2、Cr(VI)仅仅是迁移到阳极室，不能将其还原为Cr2O3沉淀后完全去除。
[0005]授权公告号为CN 206316141 U的中国技术专利，公开了一种电动修复重金属污染土壤的处理装置，包括电动修复池、修复电极以及作用在修复电极上的修复电场，所述电动修复池包括土壤填充池、位于填充池一端的阳极电解池和位于填充池另一端的阴极电解池，在所述阳极电解池内设置有主阳极，在所述土壤填充池设置有次阳极，在所述阴极电解池内设置有阴极，所述主阳极与阴极形成第一修复电场，所述次阳极与阴极形成第二修复电场。该技术提供的电动修复装置，通过在靠近阴极位置安装次阳极，可以消除电动
过程中的聚焦现象，促进重金属向阴极迁移。不过，该处理装置的三电极体系的设置是为了消除因为电聚焦产生的屏障，提高电迁移效率。未考虑利用电还原作用，将重金属形成沉淀后去除。

技术实现思路

[0006]本专利技术采取大阳极区域设计，旨在提高阳极区域体积，提高阳极区域Cr总量，降低阳极区域平均浓度；本专利技术采取的三电极串联体系是在电动修复电路基础上，在阳极串联一个电路，利用串联电路阴极的还原性将Cr(
Ⅵ
)还原为Cr(Ⅲ)，以降低水体中Cr(
Ⅵ
)的浓度，提高电动修复技术的效率。
[0007]本专利技术的强化电动修复六价Cr污染水体的装置，包括反应室，反应室的两端设置有电极室，所述电极室包括阴极室和阳极室，所述反应室和电极室之间设置有穿孔绝缘隔板，所述阳极室的容积大于阴极室。所述阴极室中设置有电极一，阳极室中设置有电极二和电极三，电极一与直流电源一的负极相连，直流电源一的正极连接直流电源二的负极和电极二，直流电源二的正极连接阳极室的电极三。
[0008]其中，所述穿孔绝缘隔板为穿孔有机玻璃板。所述穿孔有机玻璃板的一侧还设置有滤纸。
[0009]在进一步的优化方案中，所述电极一、电极二和电极三均为石墨毡电极。
[0010]在进一步的优化方案中，所述直流电源一与直流电源二之间串联有第一电流表，直流电源二与电极三之间串联有第二电流表。
[0011]上述的强化电动修复六价Cr污染水体的装置的使用方法，包括以下内容：将含有六价铬的污染水体置于所述装置的阴极室、反应室和阳极室中，开启直流电源一和直流电源二，阳极室内六价铬向远离反应式的方向迁移，且阳极室内形成完整的电路将六价铬还原为三价铬沉淀。
[0012]其中，所述直流电源一和直流电源二开启时间为24h，即所述装置的反应时间为24h，电压为0.5V/cm以上。
[0013]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过大阳极室和三电极体系设计提高修复效率。具体的，本专利技术采用大阳极室设计可以降低阳极室内的Cr(VI)浓度，进一步降低阳极室、反应室和阴极室之间由于浓度差异引起的扩散，提高修复效率。
[0014]本专利技术在阳极室内增加电极，构成三电极体系，这一方面可以使得阳极室内Cr(VI)继续向远离反应室的方向迁移，进一步降低反应室
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阳极室结合部Cr(VI)浓度，提高修复效率；另一方面，可以在阳极室内形成完整的电路，实现Cr(VI)的同步迁移与还原，将毒性高的Cr2O
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‑
还原为Cr2O3沉淀，完成脱毒过程。
附图说明
[0015]图1为传统的单电路电动修复装置图。
[0016]图2为本专利技术的双电路强化电动修复装置图。
[0017]图3传统的单电路电动修复装置的取样点。
[0018]图4为本专利技术的双电路强化电动修复装置的取样点。
[0019]图5为不同电压梯度下(a)0.5V/cm、(b)1V/cm、(c)2V/cm的电流的变化。
[0020本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.强化电动修复六价Cr污染水体的装置，其特征在于，包括反应室，反应室的两端设置有电极室，所述电极室包括阴极室和阳极室，所述反应室和电极室之间设置有穿孔绝缘隔板，所述阳极室的容积大于阴极室；所述阴极室中设置有电极一，阳极室中设置有电极二和电极三，电极一与直流电源一的负极相连，直流电源一的正极连接直流电源二的负极和电极二，直流电源二的正极连接阳极室的电极三。2.根据权利要求1所述的强化电动修复六价Cr污染水体的装置，其特征在于，所述穿孔绝缘隔板为穿孔有机玻璃板。3.根据权利要求2所述的强化电动修复六价Cr污染水体的装置，其特征在于，所述穿孔有机玻璃板的一侧还设置有滤纸。4.根据权利要求1所述的强化电动修复六价Cr污染水体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭辉，连新新，郭瑞超，常卓斌，朱德源，贺计梅，蒙耿剑，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：