本发明专利技术公开了一种原地异位修复重金属污染土的装置及其修复方法包括用于注入重金属污染土的修复槽、位于修复槽内可与重金属污染土混合的解吸附试剂、依次与修复槽阴极端侧壁相连的排水隔板、土工滤布和阴极板、与修复槽阳极端侧壁相连的阳极板以及与阴极板和阳极板相电连的电源，所述阳极板表面均布有朝向重金属污染土的若干个电极短柱；重金属污染土注入修复槽内，解吸附试剂解吸附，接通电源，污染土中的重金属污染阳离子随着水流与电流从阳极向阴极迁移，经由排水隔板排出。本发明专利技术可以有效去除污染土中的重金属污染物，还可以提高土壤抗剪强度。土壤抗剪强度。土壤抗剪强度。
【技术实现步骤摘要】
原地异位修复重金属污染土的装置及其修复方法
[0001]本专利技术涉及污染土修复装置，尤其涉及原地异位修复重金属污染土的装置及其修复方法。
技术介绍
[0002]目前重工业发展成果显著，污染问题也随之而来，其中由于乱排乱放导致的河道与湖泊污染问题严重。湖底淤泥和河道淤泥等软黏土具有孔隙比大、含水率高、抗剪强度极低等特点，工程清理出来的淤泥想要运用在建筑地基上就必须经过污染治理和强度加固双重过程。在土壤中插入电极，利用电迁移、电渗流、电泳以及自由扩展等作用不仅可以将土壤中的重金属污染物质带走，同时还能快速排水，使土壤达到强化固结的效果，同步完成重金属修复和排水固结。电动修复的排水速率与土颗粒的大小无关，非常适用于含细颗粒、低渗透性、高含水率的软粘土地基处理。
[0003]然而，电动修复普遍存在修复效率低的问题，并且在修复过程中由于阴极产生氢氧根离子，故其附近区域常常出现严重的“聚焦效应”。因此通常通过添加络合剂和酸度控制来增加重金属离子的溶解度，防止沉淀的生产生成。此外，为了提高修复效果，徐云龙以人工模拟Cd污染红壤为研究对象，探究了不同阴极电解液(FeNO3、CuSO4、柠檬酸等)进行酸度控制，结果表明：Fe(NO)3，溶液作为阴极电解液并控制pH，显著促进了Cd的解析和迁移，并达到最佳修复效果；冷伶俐配制Cd
2+
初始浓度为500mg/kg的模拟污染高岭土，用电动技术对镉污染高岭土进行修复实验，研究了修复时间及阴极槽添加醋酸控制pH对修复效果的影响，结果表明：去除迁移效率随着运行时间的增加而提高，在实验条件下，4天运行时间是经济有效的，控制阴极pH可提高Cd去除迁移效率。目前传统的循环增强电动修复重金属污染土的试验装置中设置有阳极溶液罐、阴极溶液罐、阳极电解池、阴极电解池和蠕动泵等，装置成本高昂，能耗高，而且强度低。
技术实现思路
[0004]专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种提高修复效率同时进一步降低能耗的原地异位修复重金属污染土的装置。
[0005]本专利技术的第二目的是提供该原地异位修复重金属污染土的装置的修复方法。
[0006]技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种原地异位修复重金属污染土的装置，包括用于注入重金属污染土的修复槽、位于修复槽内可与重金属污染土混合的解吸附试剂、依次与修复槽阴极端侧壁相连的排水隔板、土工滤布和阴极板、与修复槽阳极端侧壁相连的阳极板以及与阴极板和阳极板相电连的电源，所述阳极板表面均布有朝向重金属污染土的若干个电极短柱；重金属污染土注入修复槽内，解吸附试剂解吸附，接通电源，污染土中的重金属污染阳离子随着水流与电流从阳极向阴极迁移，经由排水隔板排出。
[0007]其中，阴极板为金属镂空板，该阴极板的板面上连续分布有条形状镂空结构。
[0008]优选的，排水隔板包括排水外壳、均布于排水外壳内的带孔多边形网格单元、位于
排水外壳下方的积水仓以及位于排水外壳内用于分隔多边形网格单元和积水仓的均布于孔洞的漏水板。
[0009]再者，积水仓上开设有排水孔，该排水孔上连接有排水管。
[0010]进一步，排水外壳为一侧面开口的壳体结构，且排水外壳的开口朝向修复槽内腔。
[0011]优选的，电源为直流电源，电源正极与负极之间的电势梯度为1～2V/cm。
[0012]再者，解吸附试剂由柠檬酸与一定水溶液配合而成，每修复20kg干污染土添加1～2mol柠檬酸，添加前将柠檬酸与水混合均匀，水的质量＝(0.6～1.0)
×
干污染土质量。
[0013]进一步，电极短柱长度为5cm～15cm。
[0014]优选的，修复槽的内壁和底面具有防水层。
[0015]本专利技术一种原地异位修复重金属污染土的装置的修复方法，包括如下步骤：
[0016](1)在修复现场修筑修复槽，布置电源、阳极板、阴极板、土工滤布和排水隔板，并在阴极板外覆盖一张土工塑料膜，膜底部向修复槽内延伸覆盖一定距离，顶部高出修复槽顶端一定距离；
[0017](2)在重金属污染土装入修复槽内后添加配置好的解吸附试剂与水溶液，搅拌其混合态至均匀，静止解吸附一段时间。
[0018](3)根据水平电势梯度1～2V/cm以及修复槽中阴极板与阳极板之间的距离，确定实际使用的电源电压，即电源电压＝水平电势梯度
×
阴阳极之间的距离；通过导线将电源正极与阳极板顶部连接，电源负极与阴极板顶部连接；
[0019](4)抽出土工塑料膜，接通电源，开始修复。
[0020]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：
[0021](1)本专利技术在电动修复前，向土壤中注入一定浓度有机酸，将重金属污染物解吸到土壤孔隙溶液中，再在土壤两端通电，利用电神流、电迁移等将孔隙液排走，以达到同时去除重金属污染和提高土壤抗剪强度的双重目的；
[0022](2)本专利技术中的电极短柱可以有效解决电动修复过程中由于阳极附近由于“板土分离”导致的界面电阻激增问题，通过延长出去的电极短柱有效保证电流不衰减过快，从而提高电动修复效率；
[0023](3)本专利技术施工方式简单，可原位修复，将电动修复与电渗排水固结相结合，在去除重金属污染物质的同时，同步提高了土壤抗剪强度；
[0024](4)本专利技术在阴极处使用的排水隔板，可以有效将电迁移过来的容易进行有效收集并排向污水收集端。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的阳极板正面图；
[0027]图3为本专利技术的阳极板侧面图；
[0028]图4为本专利技术的阴极板示意图；
[0029]图5为本专利技术的排水隔板示意图；
[0030]图6为本专利技术实施例1中两组试验结束后样品取样点示意图；
[0031]图7为本专利技术实施例1中两组试验电动修复过程中排水量的示意图；
[0032]图8为本专利技术实施例1中两组试验电动修复结束后土壤各部分含水率分布图；
[0033]图9为本专利技术实施例1中两组试验电动修复过程中电流随时间的变化图；
[0034]图10为本专利技术实施例1中两组试验电动修复结束后土壤各部分抗剪强度示意图；
[0035]图11为本专利技术实施例1中两组试验电动修复结束后土壤各部分ph值示意图；
[0036]图12为本专利技术实施例1中两组试验电动修复过程中阳极附近电势随时间的变化图；
[0037]图13为本专利技术实施例1中两组试验电动修复结束后土壤各部分重金属Cu去除率示意图；
[0038]图14为本专利技术实施例2中两组试验电动修复过程中电流随时间的变化图；
[0039]图15为本专利技术实施例2中两组试验电动修复结束后土壤各部分ph值示意图。
具体实施方式
[0040]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0041]如图1所示，本专利技术一种原地异位修复重金属污染土的装置包括修复槽1、排水隔板2、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种原地异位修复重金属污染土的装置，其特征在于：包括用于注入重金属污染土的修复槽(1)、位于修复槽内可与重金属污染土混合的解吸附试剂、依次与修复槽阴极端侧壁相连的排水隔板(2)、土工滤布(3)和阴极板(4)、与修复槽阳极端侧壁相连的阳极板(5)以及与阴极板和阳极板相电连的电源(6)，所述阳极板(5)表面均布有朝向重金属污染土的若干个电极短柱(7)；重金属污染土注入修复槽(1)内，解吸附试剂解吸附，接通电源(6)，污染土中的重金属污染阳离子随着水流与电流从阳极向阴极迁移，经由排水隔板(2)排出。2.根据权利要求1所述的原地异位修复重金属污染土的装置，其特征在于：所述阴极板(4)为金属镂空板，该阴极板(4)的板面上连续分布有条形状镂空结构。3.根据权利要求1所述的原地异位修复重金属污染土的装置，其特征在于：所述排水隔板(2)包括排水外壳(201)、均布于排水外壳内的带孔多边形网格单元(202)、位于排水外壳下方的积水仓(203)以及位于排水外壳内用于分隔多边形网格单元和积水仓的均布于孔洞的漏水板(204)。4.根据权利要求3所述的原地异位修复重金属污染土的装置，其特征在于：所述积水仓(203)上开设有排水孔(205)，该排水孔(205)上连接有排水管(8)。5.根据权利要求3所述的原地异位修复重金属污染土的装置，其特征在于：所述排水外壳(201)为一侧面开口的壳体结构，且排水外壳的开口朝向修复槽内腔。6.根据权利要求1所述的原地...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙秀丽，王渝，郁秦杰，金勋，孙童童，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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