專利名稱：一種電動(dòng)力學(xué)修復(fù)重金屬污染土壤新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境污染治理方法，特別涉及一種重金屬污染土壤的處理方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)技術(shù)是一種新興的土壤/沉積物修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)可以有效的去除土壤/沉積物中的有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物，具有可控性強(qiáng)和處理效果好、容易安裝和操作、成本較低且不破壞原有自然環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，從而能夠在進(jìn)行環(huán)境修復(fù)的同時(shí)，最大限度地保護(hù)原有的生態(tài)環(huán)境。近幾年國(guó)內(nèi)外已有較多的小試研究報(bào)道，也有少量中試和工程應(yīng)用實(shí)例。電動(dòng)修復(fù)的原理是將電極插入受污染的土壤區(qū)域，施加微弱直流電形成的電場(chǎng)，利用電場(chǎng)產(chǎn)生的各種電動(dòng)效應(yīng)如電滲、電遷移和電泳等，驅(qū)動(dòng)土壤污染物沿電場(chǎng)方向定向遷移，從而將污染物富集到電極區(qū)，然后進(jìn)行集中處理或分離。到達(dá)電極區(qū)的污染物一般通過(guò)電沉積或者離子交換萃取來(lái)去除去離子態(tài)的重金屬，為有效移除電極溶液中重金屬，一般需定期更換陰極室和陽(yáng)極室的電解液，并對(duì)更換下來(lái)的電解液中的重金屬進(jìn)行后處理，在實(shí)際工程應(yīng)用中容易引起二次污染。另外，電極反應(yīng)在陰、陽(yáng)極分別產(chǎn)生大量的OH—和H—，使電極附近的pH 值分別上升和下降，在OH—和H+相遇的地點(diǎn)將產(chǎn)生pH突變，造成向陰極遷移的重金屬離子在該處以氫氧化物的形式沉淀，并堵塞土壤孔隙。天然礦物材料具有較大的比表面積，對(duì)重金屬離子具有吸附作用、離子交換作用和化學(xué)活性作用，利用天然礦物材料進(jìn)行重金屬?gòu)U水處理后，可通過(guò)水流攪動(dòng)等作用使重金屬脫離礦物材料表面，可持續(xù)使用，重復(fù)利用率高，且具有工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、投資少、效果好且二次污染小等優(yōu)點(diǎn)。但礦物材料在處理重金屬污染土壤方面未見(jiàn)研究報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種安全有效的重金屬污染土壤的處理方法，該方法將電動(dòng)力學(xué)方法與礦物吸附劑聯(lián)合起來(lái)處理重金屬污染土壤，對(duì)土壤中重金屬進(jìn)行有效分離和吸附，處理后的土壤重金屬大幅度減少，且不產(chǎn)生二次污染廢液。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所提出的一種電動(dòng)力學(xué)修復(fù)重金屬污染土壤新方法，其特征是在污染土壤兩端設(shè)有正負(fù)電極，在正負(fù)電極與污染土壤間及污染土壤中間等三處放置礦物吸附劑，對(duì)電極進(jìn)行周期性極性陰陽(yáng)切換，重金屬依靠電動(dòng)遷移作用在土壤中運(yùn)動(dòng)并被吸附劑吸附去除。所述的礦物吸附劑為電氣石、沸石、硅藻土、泥炭、 高嶺石、蒙脫石中的一種，電極陰陽(yáng)切換頻率為3 48h。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是首先，周期性地切換電極極性可以使得重金屬遷移到土壤中間的吸附區(qū)，重金屬被吸附去除，從而降低其在土壤中的濃度。同時(shí)，可有效防止土壤酸化，抑制電解產(chǎn)生的OH—向土壤中擴(kuò)散，不會(huì)產(chǎn)生沉淀和堵塞孔隙，電遷移保持在較高水平。另外，兩側(cè)礦物吸附劑通過(guò)原位攔截，起到阻止土壤中重金屬進(jìn)入陽(yáng)極室及陰極室的作用，這樣重金屬不會(huì)進(jìn)入到電解液中，不需要頻繁地更換電解液，節(jié)省了水力和額外的更換兩極電解液的動(dòng)力。


為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的處理系統(tǒng)示意圖。圖中:1、陽(yáng)極；2、陰極；3、陽(yáng)極室；4、陰極室；5、吸附劑；6、污染土壤；7、電源
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下實(shí)施例1如圖1所示，一種電動(dòng)力學(xué)修復(fù)重金屬污染土壤的裝置，電解槽為敞開(kāi)有機(jī)玻璃容器且水平放置，污染土壤6的中間及兩側(cè)均放置電氣石粉，兩側(cè)電氣石外側(cè)緊挨著安放陽(yáng)極1和陰極2，陰陽(yáng)極均采用石墨板制成，陽(yáng)極1和陰極2分別與直流電源7的兩端相連接，陰陽(yáng)極的外側(cè)分別是陽(yáng)極室3和陰極室4。電解槽的長(zhǎng)、寬、高尺寸為30cmX IOcmX 11cm，用Cd (NO3) 2、Pb (NO3) 2配制污染土壤，中間電氣石厚1cm，兩側(cè)電氣石厚0. 5cm,電氣石粒度d9(1 = 1.68 μ m,電壓梯度為1. OV/ cm,電極間距為20cm，電極陰陽(yáng)切換周期為池，系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行11天。陽(yáng)極室和陰極室中均添加0. lmol/L的KCl溶液作為電解液，其液面高度與污染土壤平齊，污染土壤修復(fù)前后重金屬含量見(jiàn)表1。電氣石由于其類似磁鐵，像自然磁鐵存在極性，具有高的機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性， 不溶于酸，電氣石晶體表面會(huì)吸附水中重金屬離子，并形成沉淀，使土壤中重金屬離子濃度降低。表1實(shí)施例1中土壤處理前后重金屬含量mg/kg
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)力學(xué)修復(fù)重金屬污染土壤新方法，其特征是在污染土壤兩端設(shè)有正負(fù)電極，在正負(fù)電極與污染土壤間及污染土壤中間三處分別放置礦物吸附劑，對(duì)電極進(jìn)行周期性極性陰陽(yáng)切換，重金屬依靠電動(dòng)遷移作用在土壤中運(yùn)動(dòng)并被吸附劑吸附去除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)力學(xué)修復(fù)重金屬污染土壤新方法，其特征在于所述礦物吸附劑為電氣石、沸石、硅藻土、泥炭、高嶺石、蒙脫石中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)力學(xué)修復(fù)重金屬污染土壤新方法，其特征在于電極陰陽(yáng)切換頻率為3 48h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)力學(xué)修復(fù)重金屬污染土壤新方法。該方法是在重金屬污染土壤兩端安裝正負(fù)電極，在正負(fù)電極與污染土壤間及污染土壤中間等三處分別放置礦物吸附劑，對(duì)電極進(jìn)行周期性極性陰陽(yáng)切換，重金屬依靠電動(dòng)遷移作用在土壤中運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)吸附區(qū)，并被礦物吸附劑吸附從而降低其在土壤中的濃度。本發(fā)明依靠電動(dòng)遷移作用及吸附劑吸附作用去除污染土壤中重金屬，有效避免了電解液的頻繁更換及二次污染問(wèn)題。
文檔編號(hào)B09C1/00GK102513344SQ20121000096
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者劉漢橋, 張曙光, 楊學(xué)東, 王建偉 申請(qǐng)人:大恩(天津)環(huán)境技術(shù)研發(fā)有限公司, 天津壹生環(huán)?？萍加邢薰?br>