[发明专利]一种微波电动土壤原位修复装置及修复方法

权利要求书

1.一种微波电动土壤原位修复装置，其特征在于，该装置包括电极系统、微波加热系统、地下水循环系统三部分； 

电极系统包括分布在所处理土壤区域两端的石墨组成的阳极和阴极电极井，在电极中装有电解液； 

微波加热系统包括安装在所处理土壤区域上方的集气棚、微波辐射器以及埋在土壤中的微波吸收材料； 

地下水循环处理系统由分布在所处理土壤区域外围的抽水井、注水井以及真空抽吸泵组成。 

2.根据权利要求1所述的一种微波电动土壤原位修复装置，其特征在于，该装置包括阴极井（1）、阳极井（2）、阴极（3）、阳极（4）、工业数字PH计（5）、蠕动泵（6）、酸碱槽（7）、直流电源（8）、微波发生器（9）、波导（10）、辐射器（11）、微波吸收材料（12）、抽水井（13）、注水井（14）、离心泵（15）、温度感应器（16）、集气棚（17）、集气口（18）、多级蒸馏装置（19）、有机物收集装置（20）、输水管道（21）、导线（22）、地下水（23）、集气管道（24）； 

在所需要处理土壤区域范围内搭建集气棚（17），集气棚（17）上部安装有集气口（18），构成一个密闭的空间； 

阴极井（1）与阴极井（2）分别垂直放置于土壤中，阴极（3）置于阴极井（1）中，阳极（4）置于阳极井（2）中，直流电源（8）的正极与阳极（4）通过导线（22）连接，直流电源（8）的负极与阴极（3）相连，阴极井（1）与阳极井（2）都通过蠕动泵(6)和酸碱槽(7)连接，在阴极井(1)与阳极井(2)内分别放置工业数字PH计(5)； 

所述抽水井(13)通过离心泵(15)连通输水管道(21)从地下水(23)中抽出被污染的水； 

微波发生器（9）连接到集气棚（17）上，辐射器（11）通过波导（10）与微波发生器（9）相连，土壤中埋设微波吸收材料（12）和温度感应器（16），集气棚（17）上的集气口（18）通过集气管道（24）与多级蒸馏装置（19）连接，多级蒸馏装置（19）的一端连接有机物收集装置（20），另一端通过输水管道（21）连接到注水井（14）中进而进入地下水（23）。 

3.利用如权利要求2所述的一种微波电动土壤原位修复装置的一种微波电动土壤原位修复方法，其特征在于，该方法步骤为： 

1）启动离心泵（15）将地下水从抽水井（13）抽出缓缓地注入所处理土壤的土层 之中，使土壤中保持水分； 

2）开启阴极井（1）、阳极井（2）、阴极（3）、阳极（4）、工业数字PH计（5）、蠕动泵（6）、酸碱槽（7）、直流电源（8）。存在于土壤中的带正电荷的离子，尤其是重金属离子，会向阴极移动，富集到阴极附近的区域；带负电荷的离子会向阳极移动，富集到阳极附近的区域，达到去除土壤中污染物的目的；阴极井（1）、阳极井（2）中的工业数字PH计（5）监测电极液的pH变化，当工业数字PH计（5）监测到电解液的pH超出设定的临界值时，启动单通道蠕动泵（6）的开关，使酸碱槽中的酸或碱流向电极液中来调节pH，直到pH回到设定范围内，单通道蠕动泵停止工作； 

3）同时打开土壤上方的微波发生器（9）、波导（10）、辐射器（11），使微波辐射到土壤深处，土壤被慢慢加热到一定温度；此时，微波加热和电动力修复同时进行；由于存在事先埋在土壤中的微波吸收材料（12），并且土壤中还含有从地下水中注入的水分，所以使得微波被吸收的更快更好，使得土壤受热均匀迅速；同时打开埋在土壤中的温度感应器（16），监测土壤的升温状况； 

4）当土壤温度在100℃左右时，土壤中易挥发性有机物和半挥发性有机物开始混合着水蒸气被挥发出土壤，混合气体向上移动从安装在集气棚（17）中的集气口（18）以及连接管道（24）进入多级蒸馏装置（19）；有机物经过多级蒸馏被回收进入有机物收集装置（20），分馏出来的水分用连接管道进入注水井（14）回注到地下水中以保持地下水的水力平衡； 

5）当土壤中的温度高于200℃的时候，停止电动力修复系统，继续对土壤进行微波辐射，使土壤继续升温；污染物特别是有机物及重金属离子进入土壤黏土矿物晶格层间而被固定,并进一步被玻璃化的土壤包裹,最终固定于土壤。