本發(fā)明涉及電化學(xué)氧化-淋洗Cr污染土壤處理一體化裝置及處理方法。

背景技術(shù)：

鉻及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，是冶金工業(yè)、金屬加工電鍍、制革、油漆、顏料、印染、制藥、照相制版等行業(yè)必不可少的原料。隨著鉻礦的開(kāi)采、冶煉、鉻鹽的生產(chǎn)制造，產(chǎn)生大量含鉻廢氣、廢水和廢渣，導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤環(huán)境污染問(wèn)題。我國(guó)生產(chǎn)鉻制品的企業(yè)有近上百家，每年產(chǎn)生大量的鉻渣。目前，絕大部分鉻渣采取簡(jiǎn)單堆放的方式，對(duì)周圍環(huán)境造成大面積的污染，形成大面積的鉻污染場(chǎng)地。

鉻元素主要以三價(jià)和六價(jià)兩種形式存在，其中，六價(jià)鉻由于較高的化合價(jià)所表現(xiàn)出的強(qiáng)氧化性，同時(shí)能侵害人體的皮膚，造成皮膚和腸道的潰瘍，甚至誘發(fā)癌變，成為了主要的環(huán)境污染毒素。通常情況下，土壤鉻污染物中的三價(jià)鉻最為常見(jiàn)，其形成的各類化合物本身的性質(zhì)極其穩(wěn)定且易被土壤牢牢吸附，很難通過(guò)直接淋洗的方式從土壤中去除。因此，必須先通過(guò)添加氧化劑氧化使土壤中部分三價(jià)鉻氧化為六價(jià)鉻，再添加淋洗劑將六價(jià)鉻和部分三價(jià)鉻淋洗去除，達(dá)到修復(fù)鉻污染土壤的目的。由于氧化和淋洗是兩種不同的原理，因此在鉻污染土壤修復(fù)時(shí)常需要分步進(jìn)行且需要不同的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種電化學(xué)氧化-淋洗Cr污染土壤處理一體化裝置及處理方法。本發(fā)明通過(guò)電化學(xué)刺激促進(jìn)所添加的氧化劑將土壤中的三價(jià)鉻氧化為六價(jià)鉻，然后再添加淋洗劑除去六價(jià)鉻和部分三價(jià)鉻。處理污染土壤時(shí)，電化學(xué)刺激和淋洗共用一個(gè)箱體，以減少在處理過(guò)程中土壤的轉(zhuǎn)移。箱體和電化學(xué)氧化控制裝置采用獨(dú)立設(shè)置，能夠隨時(shí)組裝和拆卸，避免電化學(xué)刺激裝置妨礙后續(xù)淋洗過(guò)程的進(jìn)行。并且在不使用時(shí)能夠?qū)㈦娀瘜W(xué)氧化控制裝置放置在箱體內(nèi)，節(jié)省空間；電化學(xué)氧化控制裝置設(shè)有多組控制面板，能夠通過(guò)調(diào)試，使箱體各部電流、電壓分布均勻；同時(shí)對(duì)不同組試樣工作，也可以在同一式樣的不同位置進(jìn)行工作；箱體中附有過(guò)濾裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)固液分離，同時(shí)箱體底部設(shè)置液壓升降裝置，可調(diào)節(jié)箱體傾斜角，方便淋洗液排出。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種電化學(xué)氧化-淋洗Cr污染土壤處理一體化裝置，包括箱體和電化學(xué)氧化控制裝置，所述箱體和電化學(xué)氧化控制裝置獨(dú)立設(shè)置，所述箱體尺寸略大于電化學(xué)氧化控制裝置的尺寸，能夠使所述電化學(xué)氧化控制裝置不使用時(shí)恰好能夠放置在箱體內(nèi)，所述電化學(xué)氧化控制裝置控制面板和電極，所述控制面板通過(guò)導(dǎo)線與電極連接，所述控制面板上設(shè)有電流電壓顯示屏，所述電流電壓顯示屏的上方并排設(shè)有時(shí)間調(diào)節(jié)旋鈕和時(shí)間顯示屏，所述電流電壓顯示屏的下方并排設(shè)有電流調(diào)節(jié)旋鈕和電壓調(diào)節(jié)旋鈕，所述電壓調(diào)節(jié)旋鈕下方設(shè)有電極導(dǎo)線插孔，連接所述電極的導(dǎo)線插接在電極導(dǎo)線插孔內(nèi)；所述箱體內(nèi)腔由過(guò)濾網(wǎng)分成上腔和下腔，所述上腔內(nèi)設(shè)有過(guò)濾層，所述下腔的其中一個(gè)側(cè)壁上設(shè)有排水管，所述排水管上設(shè)有閥門，所述箱體底部與排水管相對(duì)的一側(cè)設(shè)有液壓升降裝置，所述液壓升降裝置能夠使箱體繞設(shè)有排水管的一端轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)定角度。

所述箱體采用不銹鋼材質(zhì)，其內(nèi)壁上噴涂有聚四氟乙烯層。

所述箱體的內(nèi)壁上設(shè)有刻度，所述刻度最小單位為cm。

所述設(shè)定角度范圍為0°～30°。

所述過(guò)濾層為沙子。

所述液壓升降裝置為液壓千斤頂。

所述電化學(xué)氧化控制裝置的控制面板設(shè)有多個(gè)。

一種電化學(xué)氧化-淋洗Cr污染土壤處理一體化裝置的處理方法，包括以下步驟：

步驟一：裝填土壤；將待氧化-淋洗的Cr污染土壤放置在箱體內(nèi)，并通過(guò)箱體內(nèi)壁上的刻度確定放置Cr污染土壤的體積；

步驟二：電化學(xué)氧化；根據(jù)土壤Cr污染程度加入濃度為5％～10％的雙氧水作為氧化液，雙氧水體積與Cr污染土壤的體積比為1:1，將電極插入Cr污染的土壤內(nèi)，電流大小1～10A，間歇通電5～40min，交變電流時(shí)間間隔1～40min；

步驟三，淋洗；加H₂O淋洗，除去大部分Cr(Ⅵ)，同時(shí)去除殘余氧化液，啟動(dòng)液壓升降裝置，使箱體的一側(cè)抬起，讓落入箱體下腔內(nèi)的濾液從排水管中排出，然后將箱體復(fù)位；

步驟四，螯合淋洗；加EDTA淋洗液淋洗，除去剩余Cr(Ⅵ)和部分Cr(Ⅲ)，啟動(dòng)液壓升降裝置，使箱體的一側(cè)抬起，讓落入箱體下腔內(nèi)的濾液從排水管中排出，然后將箱體復(fù)位；

步驟五，土壤處理達(dá)到要求后，將濾液排干凈，取出土壤。

所述步驟四的螯合淋洗，如果土壤Cr污染程度過(guò)高，可增加螯合淋洗次數(shù)，進(jìn)行多次淋洗。

所述步驟三和步驟四淋洗后，應(yīng)將土壤中的淋洗液瀝干。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明箱體和電化學(xué)氧化控制裝置采用獨(dú)立設(shè)置，能夠隨時(shí)組裝和拆卸，并且在不使用時(shí)能夠?qū)㈦娀瘜W(xué)氧化控制裝置放置在箱體內(nèi)，節(jié)省空間；

(2)本發(fā)明電化學(xué)氧化控制裝置設(shè)有多組控制面板，能夠同時(shí)對(duì)不同組試樣工作，也可以在同一式樣的不同位置進(jìn)行工作；

(3)本發(fā)明箱體分為上、下兩個(gè)腔室，能夠?qū)崿F(xiàn)固液分離，同時(shí)設(shè)置液壓升降裝置和止動(dòng)釘，方便淋洗液排出。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的箱體濾網(wǎng)為三角形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的箱體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明箱體內(nèi)壁涂層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明電化學(xué)氧化控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明電化學(xué)氧化控制裝置控制面板結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、液壓升降裝置，2、箱體，3、過(guò)濾網(wǎng)，4、污染土壤，5、上腔，6、電化學(xué)氧化控制裝置，7、過(guò)濾層，8、下腔，9、排水管，10、閥門，11、刻度，12、聚四氟乙烯層，13、導(dǎo)線，14、電極，15、止動(dòng)釘，61、時(shí)間調(diào)節(jié)旋鈕，62、時(shí)間顯示屏，63、電流電壓顯示屏，64、電壓旋鈕，65、電極導(dǎo)線插孔，66、電流旋鈕。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種電化學(xué)氧化-淋洗Cr污染土壤4處理一體化裝置，包括箱體2和電化學(xué)氧化控制裝置6，所述箱體2和電化學(xué)氧化控制裝置6獨(dú)立設(shè)置，所述箱體2尺寸略大于電化學(xué)氧化控制裝置6的尺寸，能夠使所述電化學(xué)氧化控制裝置6不使用時(shí)恰好能夠放置在箱體2內(nèi)，節(jié)省空間，如圖5所示，所述電化學(xué)氧化控制裝置6包括控制面板和電極14，如圖6所示，所述電化學(xué)氧化控制裝置6的控制面板設(shè)有多個(gè)，能夠同時(shí)對(duì)不同組試樣工作，也可以在同一式樣的不同位置進(jìn)行工作。所述控制面板通過(guò)導(dǎo)線13與電極14連接，所述控制面板上設(shè)有電流電壓顯示屏63，用于顯示當(dāng)前電流和電壓，所述電流電壓顯示屏63的上方并排設(shè)有時(shí)間調(diào)節(jié)旋鈕61和時(shí)間顯示屏62，時(shí)間調(diào)節(jié)旋鈕61最長(zhǎng)可設(shè)置7天的定時(shí)，并可以根據(jù)實(shí)際氧化-電解需要隨意定時(shí)，同時(shí)有倒計(jì)時(shí)功能，上述定時(shí)和倒計(jì)時(shí)功能市售計(jì)時(shí)器即可實(shí)現(xiàn)，所述電流電壓顯示屏63的下方并排設(shè)有電流調(diào)節(jié)旋鈕和電壓調(diào)節(jié)旋鈕，所述電壓旋鈕64和電流旋鈕66均采用粗調(diào)和微調(diào)一體設(shè)置，精確調(diào)整輸出電流電壓值，輸出電壓在DC0-60V連續(xù)可調(diào)，輸出電流在DC0-3A連續(xù)可調(diào)，其中一組控制面板采用0-10A大電流設(shè)計(jì)，以備特殊情況使用。上述電化學(xué)氧化控制裝置6能夠?qū)崿F(xiàn)恒壓、恒流自動(dòng)轉(zhuǎn)換，既可以當(dāng)恒壓源使用，亦可以當(dāng)恒流源使用，同時(shí)設(shè)有過(guò)壓保護(hù)(OVP)、短路保護(hù)(OCP)和過(guò)溫保護(hù)(OTP)。所述電壓調(diào)節(jié)旋鈕下方設(shè)有電極導(dǎo)線插孔65，電極導(dǎo)線插孔65為標(biāo)準(zhǔn)插孔，每組都設(shè)有獨(dú)立的電源開(kāi)關(guān)，連接所述電極14的導(dǎo)線13插接在電極導(dǎo)線插孔65內(nèi)；如圖3所示，所述箱體2采用不銹鋼材質(zhì)，如圖4所示，其內(nèi)壁上噴涂有防腐層，本實(shí)施例中為聚四氟乙烯層12；也可以使用其他防腐蝕、耐氧化、耐酸堿的材料；本申請(qǐng)中的不銹鋼，在不銹鋼內(nèi)壁涂覆聚四氟乙烯層12價(jià)格高，但是使用壽命長(zhǎng)，為了降低實(shí)驗(yàn)成本，也可使用塑料箱體。所述箱體2的內(nèi)壁上設(shè)有刻度11，所述刻度11最小單位為cm，能夠?qū)ν寥赖捏w積和淋洗液的體積進(jìn)行監(jiān)控，保證污染土壤4處理的準(zhǔn)確性。所述箱體2內(nèi)腔由過(guò)濾網(wǎng)73分成上腔5和下腔8，所述上腔5內(nèi)設(shè)有過(guò)濾層，在本實(shí)施例中，所述過(guò)濾層為沙子或者石英砂，濾網(wǎng)也可使用陶瓷慮板。所述下腔8的其中一個(gè)側(cè)壁上設(shè)有排水管9，所述排水管9上設(shè)有閥門10，所述箱體2底部與排水管9相對(duì)的一側(cè)設(shè)有液壓升降裝置1，所述液壓升降裝置1能夠使箱體2繞設(shè)有排水管9的一端轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)定角度，采用液壓升降裝置1，能夠保證箱體2升起和下降的穩(wěn)定性。作為下腔8的另一種實(shí)施方式，可以將下腔8設(shè)置成一個(gè)三角形，如圖2所示，這種設(shè)計(jì)具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)這種設(shè)計(jì)只有傾斜后，過(guò)濾層才起作用，節(jié)約空間；(2)減少溶液用量，降低處理成本。所述液壓升降裝置1為液壓千斤頂。所述設(shè)定角度范圍為0°～30°。為了防止箱體2在液壓升降裝置1升起或者下降過(guò)程中箱體2發(fā)生滑移，在箱體2底面與液壓升降裝置1相對(duì)的一側(cè)設(shè)有止動(dòng)釘15，所述止動(dòng)釘15橫截面為三角形，其中一個(gè)角向下設(shè)置，與底面接觸防止箱體2發(fā)生滑動(dòng)。

一種電化學(xué)氧化-淋洗Cr污染土壤4處理一體化裝置的處理方法，包括以下步驟：

步驟一：裝填土壤；將待氧化-淋洗的Cr污染土壤4放置在箱體2內(nèi)，并通過(guò)箱體2內(nèi)壁上的刻度11確定放置Cr污染土壤4的體積；

步驟二：電化學(xué)氧化；根據(jù)土壤Cr污染程度加入濃度為5％～10％的雙氧水作為氧化液，雙氧水體積與Cr污染土壤4的體積比為1:1，將電極14插入Cr污染的土壤內(nèi)，電流大小1～10A，間歇通電5～40min，交變電流時(shí)間間隔1～40min；

步驟三，淋洗；加H2O淋洗，除去大部分Cr(Ⅵ)，同時(shí)去除殘余氧化液，啟動(dòng)液壓升降裝置1，使箱體2的一側(cè)抬起，讓落入箱體2下腔8內(nèi)的濾液從排水管9中排出，然后將箱體2復(fù)位；

步驟四，螯合淋洗；加EDTA淋洗液淋洗，除去剩余Cr(Ⅵ)和部分Cr(Ⅲ)，啟動(dòng)液壓升降裝置1，使箱體2的一側(cè)抬起，讓落入箱體2下腔8內(nèi)的濾液從排水管9中排出，然后將箱體2復(fù)位；

步驟五，土壤處理達(dá)到要求后，將濾液排干凈，取出土壤。

所述步驟四的螯合淋洗，如果土壤Cr污染程度過(guò)高，可增加螯合淋洗次數(shù)，進(jìn)行多次淋洗。

所述步驟三和步驟四淋洗后，應(yīng)將土壤中的淋洗液瀝干。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。