一种铬污染土壤电动力修复系统及方法与流程

本发明涉及土壤修复，更具体地讲，涉及一种铬污染土壤电动力修复系统及方法。

背景技术：

1、铬是一种来源广泛、价态多变的重金属。近年来许多工业区土壤铬污染不断发生。其来源一般为电镀、金属加工、染料及皮革行业产生的高浓度含铬废水、废渣等。铬污染的危害主要源自于所含的cr(v i)，它对活细胞具有氧化作用。

2、目前，铬污染土壤修复技术各有优劣：

3、1)植物修复法，超富集植物数量少，生长缓慢、生物量小，时间成本较高。

4、2)化学淋洗法，会严重影响土壤结构，可能造成新的污染，三价铬和六价铬难以同时去除。

5、3)微生物修复法，修复过程难以调控，六价铬可能再次释放。

6、4)化学还原法，长期稳定性不够好，影响土壤结构和ph。

7、5)电动力法，从土壤中直接移除铬，具有绿色、高效、需要人工劳动少的优势，且可以与多种技术耦合，是一种最具潜力的原位修复技术；但由于ph聚焦现象的存在，电动力法的工程应用受到严重阻碍，即由于h+与oh-相遇，土壤该区域的ph剧烈变化，金属离子在此发生沉淀累积，降低电导率，导致电渗断流，形成恶性循环，带来安全隐患；同时，随着时间推移，ph聚焦现象不断加重，电导率降低，电迁移和电渗流效率降低，去除效果受到严重抑制；

8、现有的电动力修复铬污染土壤系统存在以下问题：

9、(1)三价铬在阴极附近土壤易发生沉淀，六价铬在阳极附近土壤易发生吸附；

10、(2)土壤中部区域易发生聚焦，浪费能源，存在安全隐患；

11、(3)对修复过程缺乏实时监控和调整手段。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种铬污染土壤电动力修复系统及方法；

2、本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

3、一种铬污染土壤电动力修复系统，包括阳极电解室、阴极电解室、位于阳极电解室和阴极电解室之间的土壤修复室、与阳极电解室和阴极电解室配合使用的电源、用于对土壤修复室内土壤电压分布进行监测的电压表、与阳极电解室配合使用且用于阳极电解室内电解液ph值调整的阳极调节系统、以及与阴极电解室配合使用且用于阴极电解室内电解液ph值调整的阴极调节系统。

4、在一些可能的实施方式中，所述阳极调节系统包括阳极控制单元、用于阳极电解室内电解液的ph值监测且与阳极控制单元连接的ph计一、以及用于向阳极电解室内输送碱性调节液且与阳极控制单元连通的调节液储备罐一。

5、在一些可能的实施方式中，所述调节液储备罐一包括通过管道一与阳极电解室连通的罐体一，设置在管道一上且与阳极控制单元连接的输送泵一。

6、在一些可能的实施方式中，所述阴极调节系统包括阴极控制单元、用于阴极电解室内电解液的ph值监测且与阴极控制单元连接的ph计二、以及用于向阴极电解室内输送酸性调节液的调节液储备罐二。

7、在一些可能的实施方式中，所述调节液储备罐二包括通过管道二与阴极电解室连通的罐体二，设置在管道二上且与阴极控制单元连接的输送泵二。

8、在一些可能的实施方式中，还包括通过管道分别阳极电解室、阴极电解室连通且用于电解液供应的电解液储备罐；在所述阳极电解室与电解液储备罐的连接管道上设置有与阳极控制单元连接的输送泵三；在所述阴极电解室与电解液储备罐的连接管道上设置有与阴极控制单元连接的输送泵四。

9、在一些可能的实施方式中，所述电压表为多组且均匀的设置在土壤修复室内。

10、在一些可能的实施方式中，在所述阳极电解室与土壤修复室之间、阴极电解室和土壤修复室之间分别设置有挡土透水组件；

11、所述挡土透水组件包括设置有通孔的隔板、以及设置在隔板外侧且具有滤水功能的过滤布。

12、一种根据以上所述的一种铬污染土壤电动力修复系统的修复方法，具体包括以下步骤：

13、采用电压梯度为0.5～3v·cm-1的电源进行供电，对土壤进行修复；

14、通过电压表实时监测土壤电压占比，并判断土壤结构是否被破坏且形成聚焦沉淀带；

15、当土壤结构被破坏且形成有聚焦沉淀带时，对阳极电解室内电解液的ph值、阴极电解室内的电解液的ph值进行监测；

16、若阳极电解室内电解液的ph值小于或等于6.0通过阳极调节系统对阳极电解室内电解液的ph值使得阳极电解室内电解液的ph值大于6.0；

17、若阴极电解室内的电解液的ph值大于或等于9.0，通过阴极调节系统对阴极电解室内的电解液的ph值进行调节使得阴极电解室内的电解液的ph值小于9.0。

18、在一些可能的实施方式中，当土壤结构被破坏且形成聚焦沉淀带具体是指靠近阴极电解室一侧的土壤电压占比大于50％或靠近阴极电解室周围的土壤电压占比小于10％。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果：

20、本发明通过设置电压表，能够实施监测电压的分布，从而有效的判断土壤结构是否破坏且是否形成聚焦沉淀带；若被破坏且形成聚焦沉淀带将通过设置阳极调节系统、阴极调节系统能够自动化实时调节电极液的ph值，避免土壤的过度酸化和碱化，减小土壤受破坏程度，能够去除三价铬和六价铬，提高能量利用效率和去除效率；

21、本发明结构简单、实用性强。

技术特征：

1.一种铬污染土壤电动力修复系统，其特征在于，包括阳极电解室、阴极电解室、位于阳极电解室和阴极电解室之间的土壤修复室、与阳极电解室和阴极电解室配合使用的电源、用于对土壤修复室内土壤电压分布进行监测的电压表、与阳极电解室配合使用且用于阳极电解室内电解液ph值调整的阳极调节系统、以及与阴极电解室配合使用且用于阴极电解室内电解液ph值调整的阴极调节系统。

2.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤电动力修复系统，其特征在于，所述阳极调节系统包括阳极控制单元、用于阳极电解室内电解液的ph值监测且与阳极控制单元连接的ph计一、以及用于向阳极电解室内输送碱性调节液且与阳极控制单元连通的调节液储备罐一。

3.根据权利要求2所述的一种铬污染土壤电动力修复系统，其特征在于，所述调节液储备罐一包括通过管道一与阳极电解室连通的罐体一，设置在管道一上且与阳极控制单元连接的输送泵一。

4.根据权利要求2所述的一种铬污染土壤电动力修复系统，其特征在于，所述阴极调节系统包括阴极控制单元、用于阴极电解室内电解液的ph值监测且与阴极控制单元连接的ph计二、以及用于向阴极电解室内输送酸性调节液的调节液储备罐二。

5.根据权利要求4所述的一种铬污染土壤电动力修复系统，其特征在于，所述调节液储备罐二包括通过管道二与阴极电解室连通的罐体二，设置在管道二上且与阴极控制单元连接的输送泵二。

6.根据权利要求4所述的一种铬污染土壤电动力修复系统，其特征在于，还包括通过管道分别阳极电解室、阴极电解室连通且用于电解液供应的电解液储备罐；在所述阳极电解室与电解液储备罐的连接管道上设置有与阳极控制单元连接的输送泵三；在所述阴极电解室与电解液储备罐的连接管道上设置有与阴极控制单元连接的输送泵四。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种铬污染土壤电动力修复系统，其特征在于，所述电压表为多组且均匀的设置在土壤修复室内。

8.根据权利要求7所述的一种铬污染土壤电动力修复系统，其特征在于，在所述阳极电解室与土壤修复室之间、阴极电解室和土壤修复室之间分别设置有挡土透水组件；

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的一种铬污染土壤电动力修复系统的修复方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种铬污染土壤电动力修复系统的修复方法，其特征在于，

技术总结
本发明涉及土壤修复技术领域，具体公开了一种铬污染土壤电动力修复系统及方法，包括阳极电解室、阴极电解室、位于阳极电解室和阴极电解室之间的土壤修复室、与阳极电解室和阴极电解室配合使用的电源、用于对土壤修复室内土壤电压分布进行监测的电压表、与阳极电解室配合使用且用于阳极电解室内电解液PH值调整的阳极调节系统、以及与阴极电解室配合使用且用于阴极电解室内电解液PH值调整的阴极调节系统。以及公开了基于该系统的修复方法；本发明通过设置阳极调节系统、阴极调节系统能够自动化实时调节电极液的PH值，避免土壤的过度酸化和碱化，减小土壤受破坏程度，能够去除三价铬和六价铬，提高能量利用效率和去除效率。

技术研发人员：何潇,王庆丰,李伟,李瑞松,蔡青峰,赵胤铭
受保护的技术使用者：中国五冶集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/5