一种土壤电动改良系统的制作方法

1.本发明属于土壤改良领域，具体涉及一种土壤电动改良系统。


背景技术：

2.目前，采用电动修复技术被认为是解决土壤污染的有效技术，其基本原理是利用电场产生的各种电动效应增强地下环境中污染物的生物可利用性、微生物的活性或直接矿化有机物。因为该技术具有操作简单、去除效率高、能够原位修复，对土壤环境破坏小等特点，受到了国内外土壤修复专家的广泛关注，但其在修复过程中，电场有效利用率较低，影响其实际应用。在阴极板沉积大量重金属离子，难以长期运行。
3.cn109127718a公开了一种土壤电动修复装置，其在电极板之间设置多个桩体，所述桩体分别为药剂桩和催化桩，所述药剂桩中添加有药剂，所述催化桩中添加有多孔铁催化剂，所述桩体采用导电桩体，显著提高极板间的电场作用，同时降低重金属在迁移过程中与土壤中的氢氧根发生反应降低重金属的去除效率，而其在重金属处理的过程中，并不能显著影响酸化土壤中的硝态氮进而实现酸化土壤的改良。然而，该装置使用过程中，由于正常土壤修复过程中的土地面积较大，当阳极区及阴极区距离较远时，能源消耗巨大，不适宜大范围使用该技术，如何在提高土壤改良效果的同时，降低能源消耗成了目前电动改良系统中需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了解决现有技术存在的缺陷，提供有一种土壤电动改良系统。
5.一种土壤电动改良系统，包括：阳极区1、阴极区2、阳极板3、阴极板4、药剂桩5、催化桩6、电源7，在污染区域划定阳极区和阴极区，并设置相对的阳极板和阴极板，且在阳极板和阴极板之间设置药剂桩5和催化桩6，所述药剂桩5和催化桩6内设置柱状电极7，所述柱状电极7设置在所述药剂桩5和催化桩6的中心轴处；所述催化桩6内填充多孔铁催化剂和活性炭，催化桩内填充药剂为柠檬酸、乳酸、双氧水中的一种或多种；所述阳极区1内的催化桩6中设置的柱状电极7作为柱状阴极板，所述阴极区2内的催化桩6内设置的柱状电极7作为柱状阳极板，所述柱状阴极板和所述柱状阳极板之间设置直流电源进行电连接。
6.进一步地，所述多孔铁催化剂由以下步骤制得：将磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿粉碎，并称取2-3重量份；称取碳粉5-9重量份；铁粉1-2重量份；超高分子聚乙烯0.5-1重量份，将上述配料混合均匀后，放入加热箱中进行程序加温，所述加热箱通入氮气；所述程序加温为：以5℃/min的升温速率升温至150℃，保温90-120min，再采用2-3℃/min的升温速率升温至200℃，保温80-120min，然后关闭加热箱的加温供能，继续通入氮气进行降温处理，待温度降至100℃时，取出配料，即得多孔铁催化剂；进一步地，所述多孔铁催化剂与活性炭质量比为5-10:1-3；
进一步地，所述柱状电极7为铁电极、石墨电极一种或多种；进一步地，所述柱状电极7作为柱状阳极板时，采用铁电极；进一步地，所述柱状电极7作为柱状阴极板时，采用石墨电极；进一步地，所述直流电源电压为10-20v；进一步地，阳极板与阴极板之间的电压通过变压器调整，调整范围为30-60v；进一步地，所阴极区和阳极区可以随着电极连接电源阴极板阳极板的变化而改变，即当阴极区内重金属及阳极区有机污染物达到去除目标后，将阴极板转变为阳极板，阳极板转变为阴极板；进一步地，所述阴极板转变为阳极板，阳极板转变为阴极板后，柱状电极7也随之变化。
7.本发明的一种土壤电动改良系统，具有诸多优点：1.以cn109127718b提供的一种土壤电动修复装置为基础，在药剂桩、催化桩内设置柱状电极，并且在阳极区的柱状电极设置为柱状阴极板，在阴极区的柱状电极设置为柱状阳极板，这样有利于在以催化桩为中心的区域形成更好的电势差，促进重金属迁移效率，最终实现重金属去除率及能耗降低的目的；2. 催化桩中设置柱状阴极板后，在阳极区的重金属离子可以快速迁移至催化桩中，被多孔铁催化剂捕获后从土壤中彻底去除；3. 电极板之间的电压可以降低至30-60v，降低至较为安全的电压，为大规模使用提供安全保障的同时，可以大大降低能耗。
附图说明
8.图1为一种土壤电动改良系统侧视图；图2为一种土壤电动改良系统俯视图。
具体实施方式
9.下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
10.应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
11.实施例1一种土壤电动改良系统，包括：阳极区1、阴极区2、阳极板3、阴极板4、药剂桩5、催化桩6、电源7，在污染区域划定阳极区和阴极区，并设置相对的阳极板和阴极板，且在阳极板和阴极板之间设置药剂桩5和催化桩6，所述药剂桩5和催化桩6内设置柱状电极7，所述柱状电极7设置在所述药剂桩5和催化桩6的中心轴处；所述催化桩6内填充多孔铁催化剂和活性炭，催化桩内填充药剂为柠檬酸、乳酸、双氧水中的一种或多种；所述阳极区1内的催化桩6中设置的柱状电极7作为柱状阴极板，所述阴极区2内的催化桩6内设置的柱状电极7作为柱状阳极板，所述柱状阴极板和所述柱状阳极板之间设置直流电源进行电连接。
12.在电动修复结束后，在所述加药桩中可以添加活性污泥堆肥产物，用于缓解药剂
添加过程中产生的酸碱度失衡，同时提高土壤微生物活性，所述活性污泥堆肥产物中添加微生物药剂，所述微生物药剂是受污染土壤中提取的土著微生物菌群经富集后产生的。
13.实施例2选取某制革厂，该地区主要重金属包括cu、cr、pb，土壤ph在4.6-6.8之间，土壤中总铜含量在305.8mg/kg；土壤中总铬含量在680.4mg/kg；土壤中总铅含量在230.2mg/kg；其中，直流电源电压为15v，电源电压为35v。
14.经过2天处理后，切换电极极性，再经过2天处理后，测定土壤中污染物含量：总铜含量降低31.3％，总铬含量降低42.5％；总铅含量降低35.1％。
15.经过5天处理后，切换电极极性，经过5天处理后，测定土壤中污染物含量：总铜含量降低54.1％，总铬含量降低71.3％；总铅含量降低54.6％。
16.而cn109127718b公开的装置进行土壤修复作为对比例，经过15天处理后，切换电极极性，经过10天处理后，测定土壤中污染物含量：总铜含量降低43.1％，总铬含量降低65.3％；总铅含量降低41.1％。
17.本申请的技术方案与对比例比较，平均能耗降低了40%以上。
18.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。


技术特征：
1.一种土壤电动改良系统，其特征在于，包括：包括：阳极区（1）、阴极区（2）、阳极板（3）、阴极板（4）、药剂桩（5）、催化桩（6）、电源（7），在污染区域划定阳极区和阴极区，并设置相对的阳极板和阴极板，且在阳极板和阴极板之间设置药剂桩（5）和催化桩（6），所述药剂桩（5）和催化桩（6）内设置柱状电极（7），所述柱状电极（7）设置在所述药剂桩（5）和催化桩（6）的中心轴处；所述催化桩（6）内填充多孔铁催化剂和活性炭，催化桩内填充药剂为柠檬酸、乳酸、双氧水中的一种或多种；所述阳极区（1）内的催化桩（6）中设置的柱状电极（7）作为柱状阴极板，所述阴极区（2）内的催化桩（6）内设置的柱状电极（7）作为柱状阳极板，所述柱状阴极板和所述柱状阳极板之间设置直流电源进行电连接。2.如权利要求1所述的一种土壤电动改良系统，其特征在于，所述多孔铁催化剂由以下步骤制得：将磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿粉碎，并称取2-3重量份；称取碳粉5-9重量份；铁粉1-2重量份；超高分子聚乙烯0.5-1重量份，将上述配料混合均匀后，放入加热箱中进行程序加温，所述加热箱通入氮气；所述程序加温为：以5℃/min的升温速率升温至150℃，保温90-120min，再采用2-3℃/min的升温速率升温至200℃，保温80-120min，然后关闭加热箱的加温供能，继续通入氮气进行降温处理，待温度降至100℃时，取出配料，即得多孔铁催化剂。3.如权利要求1所述的一种土壤电动改良系统，其特征在于，所述柱状电极（7）为铁电极、石墨电极一种或多种。4.如权利要求3所述的一种土壤电动改良系统，其特征在于，所述柱状电极（7）作为柱状阳极板时，采用铁电极。5.如权利要求3所述的一种土壤电动改良系统，其特征在于，所述柱状电极（7）作为柱状阴极板时，采用石墨电极。6.如权利要求1所述的一种土壤电动改良系统，其特征在于，所述直流电源电压为10-20v。7.如权利要求1所述的一种土壤电动改良系统，其特征在于，阳极板与阴极板之间的电压通过变压器调整，调整范围为30-60v。8.如权利要求1所述的一种土壤电动改良系统，其特征在于，所阴极区和阳极区可以随着电极连接电源阴极板阳极板的变化而改变，即当阴极区内重金属及阳极区有机污染物达到去除目标后，将阴极板转变为阳极板，阳极板转变为阴极板。9.如权利要求8所述的一种土壤电动改良系统，其特征在于，所述阴极板转变为阳极板，阳极板转变为阴极板后，柱状电极（7）也随之变化。10.如权利要求1所述的一种土壤电动改良系统，其特征在于，所述多孔铁催化剂与活性炭质量比为5-10:1-3。

技术总结
本案涉及一种土壤电动改良系统，包括：包括：阳极区、阴极区、阳极板、阴极板、药剂桩、催化桩、电源，在污染区域划定阳极区和阴极区，并设置相对的阳极板和阴极板，且在阳极板和阴极板之间设置药剂桩和催化桩，所述药剂桩和催化桩内设置柱状电极，所述柱状电极设置在所述药剂桩和催化桩的中心轴处；所述催化桩内填充多孔铁催化剂和活性炭，催化桩内填充药剂为柠檬酸、乳酸、双氧水中的一种或多种；所述阳极区内的催化桩中设置的柱状电极作为柱状阴极板，所述阴极区内的催化桩内设置的柱状电极作为柱状阳极板，所述柱状阴极板和所述柱状阳极板之间设置直流电源进行电连接。间设置直流电源进行电连接。间设置直流电源进行电连接。


技术研发人员：史鑫 胡志强 王聪 陈书传
受保护的技术使用者：江苏澳洋环境科技有限公司
技术研发日：2022.05.24
技术公布日：2022/8/30