[发明专利]一种自产电升流湿地污染土壤修复装置及修复方法

说明书

一种自产电升流湿地污染土壤修复装置及修复方法，属于环境保护土壤修复技术领域。所述装置包括湿地池体、湿地布水系统、厌氧电荷收集区、兼氧电荷再分配还原沉淀区、中间水池、循环水泵；所述湿地布水系统设置在湿地池体内的底部，所述厌氧电荷收集区位于湿地池体内湿地布水系统之上，所述兼氧电荷再分配还原沉淀区位于湿地池体的顶部、厌氧电荷收集区之上，所述的中间水池独立于湿地池体之外，中间水池通过循环水泵与湿地布水系统连通，中间水池通过循环水排放水管与湿地池体顶部相通。本发明利用重金属离子作为电子受体，参与还原反应，提高土壤修复效能，不需要增加电源，实现自产电，自修复，这是目前的湿地土壤修复技术所不具备的。

技术领域

本发明属于环境保护土壤修复技术领域，具体涉及一种自产电升流湿地污染土壤修复装置及修复方法。

背景技术

湿地污染治理技术因具有效果好、建设成本和运行成本低、易于管理、景观性能好的优势而成为污染治理尤其循环水治理的首选技术。

湿地重金属离子污染土壤修复原理：利用湿地基质、微生物以及植物这个复合生态系统对土壤污染物进行物理、化学和生物三重作用，通过湿地土壤过滤、吸附、湿地植物吸收分解以及湿地微生物降解来实现污染净化。植物根系菌群以及湿地中的微生物将土壤环境中大颗粒、大分子的有机污染物分解成为小颗粒和离子态的小分子被植物同化吸收，成为植物生长的营养物质，促进植物生长的同时净化土壤，实现生态土壤修复。植物在吸收营养物质的同时吸收土壤中的重金属离子，通过对植物的收获实现对土壤中的重金属离子的净化；

但是目前公知的湿地土壤修复技术，修复能力差，周期长，修复的效果与离子在土壤中的吸附传质过程密切相关，对于土壤吸附能力强的一类金属离子湿地土壤修复的效果更差，仅仅依靠湿地植物的收获分离土壤中的重金属离子，分离效率低，很难高效，快速的实现土壤修复。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前湿地土壤修复技术的修复能力差、周期长且分离效率低的问题，提供一种自产电升流湿地污染土壤修复装置及修复方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种自产电升流湿地污染土壤修复装置，所述装置包括湿地池体、湿地布水系统、厌氧电荷收集区、兼氧电荷再分配还原沉淀区、循环水排放水管、中间水池、循环水泵及污染土壤；

所述湿地布水系统设置在湿地池体内的底部，所述厌氧电荷收集区位于湿地池体内的湿地布水系统之上，所述兼氧电荷再分配还原沉淀区位于湿地池体内并位于厌氧电荷收集区之上，所述厌氧电荷收集区和兼氧电荷再分配还原沉淀区内均填充有污染土壤，所述厌氧电荷收集区内的电荷收集电极与兼氧电荷再分配还原沉淀区内的电荷再分配还原沉淀电极均水平设置，电荷再分配还原沉淀电极通过外电路与电荷收集电极相连接；所述的中间水池独立于湿地池体之外，中间水池通过循环水泵与湿地布水系统的布水干管连通，中间水池通过循环水排放水管与湿地池体顶部相通；污染土壤内栽种湿地植物，所述湿地植物的根系位于厌氧电荷收集区。

一种利用上述的装置实现湿地污染土壤修复的方法，所述方法步骤如下：

步骤一：中间水池内的循环水经过循环水泵提升进入湿地布水系统，通过湿地布水系统均匀进入湿地池体的底部，向上升流进入厌氧电荷收集区，在均匀布水的同时对湿地底部污染的土壤进行淋洗，洗脱的重金属离子随同循环水上升流向兼性电荷再分配还原沉积区；

步骤二：在厌氧电荷收集区内的循环水参与根际有机质的厌氧反应，水解酸化，大分子的难溶有机质变成小分子的溶解态有机质，同时厌氧产电菌产生电荷，电荷被电荷收集电极收集传递到外电路，通过负载电阻到达电荷再分配还原沉淀电极；

步骤三：循环水流经兼性电荷再分配还原沉淀区，重金属离子利用电荷收集电极通过外电路传递过来的电荷在电荷再分配还原沉积电极上发生还原反应，沉积重金属，并吸附在活性炭毡表面，从污染土壤中分离重金属；