[发明专利]一种基于电势差的导流电极布设与场强补偿方法

说明书

本发明涉及一种基于电势差的导流电极布设与场强补偿方法，包括以下步骤：根据待补偿场强位置周边电势差大小与电场线方向，确定成对导流电极的布设位置；根据成对导流电极的电势差与布设位置，计算待补偿场强位置的场强增强率与补偿后的场强值。本发明利用电场中电势的空间差异，沿电场线方向布设成对导流电极，实现局部场强的补偿，有利于提高有机污染土壤电动修复的总效率，减少修复效率的空间差异。

技术领域

本发明涉及有机污染土壤电动修复的技术领域，具体说是一种基于电势差的导流电极布设与场强补偿方法。

背景技术

电动方法修复有机污染土壤是目前一种新兴技术。在已有的电动修复过程中，将电极插入到污染土壤中，形成电极矩阵，施加微弱直流电形成电场。在电化学反应和电动效应的联合作用下，能够有效去除土壤中的有机污染物。

目前研究表明，有机污染物的降解主要是通过电化学氧化作用，污染物的降解率与电场强度成正相关。这种场强对有机污染物的降解，主要发生在电极周边，特别是阳极反应导致的酸性土壤区域。这是因为由良导体组成的电极为电子导体，其周边土壤发生电极反应，促进了电化学反应的进行，高效的降解了有机污染物。而土壤是离子导体，因此，在远离电极的土壤中，场强较弱，有机污染物的降解效率较低。

现阶段，为降低有机污染物降解率的空间，采用了电极布设与电极极性切换形成场强相对均匀电场的方式(CN 102294350 B)。但由于土壤中有机污染物的浓度分布不均匀，导致场强与污染物浓度场难以匹配。针对此问题，补偿场强的常用方法：一是从电势出发，通过改变待补偿场强区域周边的电极电势，控制场强的空间分布；二是从电极密度出发，通过改变待补偿场强区域的电极密度，调整局部场强大小；三是两者相结合。

但这些方法均需利用外加电源，增加了能耗与维护成本，而且忽视了已有电场本身电势在空间的梯度变化这一重要现状。因此，如何利用电场中电势差的变化，通过成对导流电极的布设方式，增强局部场强，构建与污染物浓度场相匹配的场强空间分布，强化有机污染物的降解，对提高有机污染土壤电动修复整体效率具有重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于电势差的导流电极布设与场强补偿方法。

为实现上述目的本发明采用的技术方案为：一种基于电势差的导流电极布设与场强补偿方法，包括以下步骤：

根据待补偿场强位置周边电势差与电场线方向，确定成对导流电极的布设位置，并插入成对导流电极。

所述成对导流电极由同材质的电极A和电极B，及连接两者的导线组成。

所述电极A和电极B平行设置，上端通过导线连接；电极A的上端和电极B的上端极性相反。

所述根据待补偿场强位置周边电势差与电场线方向，确定成对导流电极的布设位置，包括以下步骤：

1)确定待补偿区域的几何中心为待补偿场强位置c；

2)在待补偿场强位置c两侧等距设置电极A和电极B，并满足以下条件：

2.1)成对导流电极A和B的布设位置分别为a和b，a、b、c在同一条电场线f上；

2.2)位置a和b之间存在电势差；

2.3)位置a和b之间的电势沿电场线方向的变化为单调增或单调减。

所述插入成对导流电极后，根据成对导流电极的电势差与布设位置，计算待补偿场强位置的场强增强率与补偿后的场强值。

所述待补偿场强位置的场强增强率：