本申請涉及一種污染土壤修復(fù)裝置，具體地，本申請涉及一種適用于野外現(xiàn)場復(fù)合的電動力學(xué)-滲透反應(yīng)格柵(EK-PRB)裝置。
背景技術(shù)：
：污染土壤修復(fù)在國內(nèi)外越來越受到重視，在國外，一些技術(shù)已經(jīng)進入工程示范和應(yīng)用階段。常用的土壤修復(fù)技術(shù)主要有化學(xué)淋洗技術(shù)、電動修復(fù)技術(shù)、PRB技術(shù)等。由于土壤組成、污染物類型、性質(zhì)等不同，特別是在不同污染物同時存在的復(fù)合污染情況下，單一修復(fù)技術(shù)往往難以達到修復(fù)目標，因此，不同修復(fù)技術(shù)的組合應(yīng)用越來越受到重視。EK-PRB聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是近幾年來興起的一種新型、綠色環(huán)保的土壤修復(fù)技術(shù)，主要是將電動修復(fù)技術(shù)與滲透性反應(yīng)墻技術(shù)結(jié)合起來共同修復(fù)污染土壤。該技術(shù)結(jié)合了兩種修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢，將毒性較高的重金屬及有機物質(zhì)(如Cr(VI)，TCE、PCE等)用電動力使其向電極端移動，使污染物質(zhì)與滲透性反應(yīng)墻內(nèi)的填充基材反應(yīng)，降解成毒性較低的低價金屬離子和有機物，不僅能修復(fù)重金屬污染土壤還可以修復(fù)有機物污染土壤，甚至對低滲透性污染土壤都有較好的修復(fù)效果，且受外界因素影響相對較小，避免向土壤中加入環(huán)境不友好型物質(zhì)，修復(fù)成本較之其他方法要低的多。EK-PRB聯(lián)合修復(fù)技術(shù)作為一個新興高效的原位修復(fù)技術(shù)，雖然修復(fù)原理相對簡單，但在實地污染場地修復(fù)過程中需要考慮很多實際的參數(shù)，操作非常復(fù)雜。國內(nèi)EK-PRB都停留在實驗室研究階段，主要通過直流電源連接陰陽兩極，陰陽電解槽通過緩沖溶液不斷調(diào)節(jié)pH值，如果按照實驗室裝置為每個陰陽極都配置一個電解槽，對于現(xiàn)場修復(fù)來說，將大幅度增加實際操作的困難，而且增加了處理成本。而且由于實驗室裝置陰陽兩極的電極間距非常短，大約20cm，不適合在野外現(xiàn)場使用。此外，由于陰陽極電壓作用距離短、處理時間長、效率低，污染物單一(主要是重金屬Cd或Cr)，而目前我國土壤污染主要以多重金屬或重金屬-有機污染物的復(fù)合污染較普遍，所以迫切需要研發(fā)一套修復(fù)效率高、費用低、可操作性強用于現(xiàn)場復(fù)合污染土壤修復(fù)治理的裝置和工藝。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明包含電動力學(xué)-滲透反應(yīng)格柵(EK-PRB)原位聯(lián)用為主要功能部件的電動力和PRB聯(lián)合裝置及工藝流程。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本申請采用的技術(shù)方案是：一種用于野外現(xiàn)場復(fù)合污染土壤修復(fù)的電動力學(xué)-滲透反應(yīng)格柵(EK-PRB)裝置，其特征在于：包括電動力裝置和PRB裝置，所述的電動力裝置包括電極和調(diào)壓設(shè)備，所述電極長度為35-40cm且設(shè)置為高出污染土壤5～10cm，所述電極采用正多邊形方式布置，所述PRB裝置包括放置在所述電極周圍的PRB活性反應(yīng)材料(3)，通過鐵絲網(wǎng)(4)將所述PRB活性反應(yīng)材料(3)與所述電極形成的復(fù)合電極圍攏固定，待修復(fù)的污染土壤(5)填充在鐵絲網(wǎng)(4)之間，所述電極分別布置在待修復(fù)的污染土壤(5)兩側(cè)，待修復(fù)的污染土壤(5)下方設(shè)置有防滲層，所述防滲層包括依次平鋪布置的塑料膜(9)、5-7cm厚沸石(6)、5-7cm厚鑄鐵屑(7)和2-5cm厚活性炭(8)。進一步地，所述電極包括陰極(1)、陽極(2)，所述調(diào)壓設(shè)備為直流變壓器(10)，所述陰極(1)采用正六邊形方式布置，所述陽極(2)布置在正六邊形中心，所述陰極(1)和/或所述陽極(2)之間的間距為30cm。進一步地，所述電極包括陰極(1)、陽極(2)，所述調(diào)壓設(shè)備為直流變壓器(10)，所述陽極(2)采用正六邊形方式布置，所述陰極(1)布置在正六邊形中心，所述陰極(1)和/或所述陽極(2)之間的間距為30cm。進一步地，電動力學(xué)裝置采用太陽能供電為主、發(fā)電機或市電供電為輔，通過直流變壓器輸出區(qū)間為0～220V的直流電壓。進一步地，電動力學(xué)裝置采用市電供電，通過直流變壓器輸出區(qū)間為0～220V的直流電壓。進一步地，所述電極為石墨棒電極，直徑2-4cm，電壓梯度1～2V/cm。進一步地，所述復(fù)合污染土壤為重金屬和有機氯污染污染土壤，所述PRB活性反應(yīng)材料(3)為沸石、鑄鐵屑、凹凸棒土和活性炭。進一步地，在陰陽兩極石墨電極的周圍放置多種PRB活性材料，與石墨電極組合形成可滲透反應(yīng)復(fù)合電極。與傳統(tǒng)的EK-PRB裝置相比，該裝置并沒有設(shè)計陰陽電極室，而是采用噴灑綠色環(huán)保的淋洗劑方式，將土壤中的污染物在淋洗劑作用下，進入到溶液，在電動力作用下發(fā)生定向遷移。反應(yīng)材料來源廣泛，價格低廉，材料失效后可以隨時更換。陰陽極采用六邊形布置，克服了以往陰陽電極作用距離短，電場分布不均勻的缺點。該裝置使得EK-PRB技術(shù)應(yīng)用于野外現(xiàn)場污染場地修復(fù)成為可能。附圖說明圖1滲透反應(yīng)格柵復(fù)合電極布置圖；圖2陰陽電極布置圖。1-陽極，2-陰極，3-PRB活性反應(yīng)材料，4-鐵絲網(wǎng)，5-重金屬和有機氯污染土壤，6-沸石，7-鑄鐵屑，8-活性炭，9-塑料膜，10-直流電源變壓器具體實施方式本發(fā)明涉及電動力學(xué)-滲透反應(yīng)格柵(EK-PRB)原位聯(lián)用的電動力和PRB聯(lián)合裝置，包括電動力裝置和PRB裝置，所述的電動力裝置由電極和單相交流調(diào)壓設(shè)備組成，其中，電極材料可選為石墨，石墨電極設(shè)置為高出污染土壤深度H’5～10cm，且優(yōu)選的直徑為2-4cm，高度為35-40cm。陰陽兩極1、2可采用正六邊形方式布置，即，六個陰極以正六邊形布置在四周，陽極布置在正六邊形中心，或六個陽極以正六邊形布置在四周，陰極布置在正六邊形中心，各電極間距為30cm。PRB活性反應(yīng)材料3放置在陰陽兩極石墨電極棒周圍，與石墨電極形成復(fù)合電極，并通過鐵絲網(wǎng)4將PRB活性反應(yīng)材料3與石墨電極1、2形成的復(fù)合電極圍攏固定。待修復(fù)的污染土壤5填充在鐵絲網(wǎng)4之間。所述陰陽電極分別布置在待修復(fù)的污染土壤5兩側(cè)，待修復(fù)的污染土壤5下方設(shè)置有防滲層，所述防滲層包括依次平鋪布置的塑料膜9、5-7cm厚沸石6、5-7cm厚鑄鐵屑7和2-5cm厚活性炭8，防滲層高度與污染土壤深度一致。防滲層還可為其他具有防滲漏的塑料膜或具有與重金屬和有機氯能發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)的材料。待修復(fù)的污染土壤5為重金屬和有機氯污染土壤。本申請針對污染物為重金屬和有機氯復(fù)合污染的修復(fù)，復(fù)合污染可以是多種重金屬或多種有機氯或重金屬和有機氯，對用于重金屬和有機氯復(fù)合污染的PRB材料進行了篩選，最后選定了沸石、鑄鐵屑、凹凸棒土和活性炭，這四種材料按照一定比例裝在長15cm*寬10cm尼龍袋中，然后放進鐵絲網(wǎng)，作為PRB反應(yīng)材料，通過實驗確定了其最佳配比，沸石和凹凸棒土對重金屬Cd都具有很好的去除效果，而鑄鐵屑對重金屬Cr去除效果明顯，活性炭用于有機氯的吸附，并裝在尼龍網(wǎng)做成的袋子中，混合均勻，填充在鐵絲網(wǎng)4內(nèi)，石墨電極1或2放置在圓筒鐵絲網(wǎng)4中心點，裝有四種材料的尼龍網(wǎng)填充在石墨電極4周圍作為PRB反應(yīng)材料3，與石墨電極4組成滲透反應(yīng)格柵復(fù)合電極。所述電動力裝置采用太陽能供電為主、發(fā)電機或市電為輔的供電系統(tǒng)。直流電源變壓器10的直流輸出電壓為0～220V，電壓梯度1～2V/cm。PRB填充材料由鑄鐵屑、活性炭、沸石和改性凹凸棒土濾料組成。本申請的陰陽極采用六邊形布局，陽極在六邊形的中心位置，然后六邊形的每個頂點擺放陰極(見圖2)，這樣保證了每對陰陽極間距相同，在現(xiàn)場應(yīng)用時，根據(jù)修復(fù)場地面積大小，可同時采用多個陽極，周圍按照六邊形布局擺放陰極，該布局方式使得EK-PRB技術(shù)應(yīng)用于野外現(xiàn)場土壤修復(fù)成為可能。不同于在實驗室裝置中使用的陰陽電解槽，本申請是將淋洗液通過噴射方式澆灌到土壤中，污染物在電動作用下發(fā)生電遷移、電滲透或電泳現(xiàn)象。而本發(fā)明采用直接噴射方式來調(diào)節(jié)土壤pH和含水率，省去電解槽裝置，節(jié)約處理成本，操作簡單。實施例1：取自某污染場地土壤，用電動力和PRB聯(lián)合技術(shù)如圖1-2裝置進行修復(fù)，土壤現(xiàn)場試驗區(qū)長L為2.5m，寬D為2m，深度H為0.5m，處理量為2.5m3。在污染土壤下方平鋪防滲層，將陰陽電極按照圖2所示方式擺放，陽極位于正六邊形中心，而陰極位于正六邊形每個頂點，陰陽極之間的間距d為30cm。每個石墨電極放置在直徑為14cm，高為40cm的鐵絲網(wǎng)圓心位置，石墨電極和鐵絲網(wǎng)之間填充滲透反應(yīng)格柵介質(zhì)，高度與土壤深度保持一致，將污染場地土壤直接覆蓋，壓實后，施加直流，電壓梯度為2v/cm。用0.1M檸檬酸-檸檬酸鈉和0.5g/L可生物降解的陰離子表面活性劑鼠李糖脂淋洗土壤，含水率保持30％左右，總處理時間為15天。表1實施例處理前后污染土壤指標變化名稱處理前處理后總?cè)コ剩d(mg/kg)18.412.432.5Cr(mg/kg)18412631.5六六六(μg/kg)8343.248滴滴涕(μg/kg)209108.648以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3