[发明专利]一种利用电场和反应屏障修复污染土壤的装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用电场和反应屏障修复污染土壤的装置及方法，属于环境污染治理技术领域。该装置主要包括：反应室、反应屏障(其中反应屏障的挡板是可移动的，以便于更改位置及反应屏障厚度)、电极室、电解液储蓄缸、pH自动检测调节仪、直流电源和石墨电极。反应屏障中的材料是改性粘土和一定质量比的零价铁/活性炭(Fe⁰/C)的混合物。反应屏障在此修复过程中起到了增强修复效果的作用。反应器底部均匀分布着小卡槽，便于根据不同污染物在电场下迁移特性的不同而选择反应屏障在反应室的位置和厚度，同时挡板还能保持反应屏障材料在反应过程中形态完整，便于其更好发挥作用且反应完成后便于再回收反应屏障材料。

技术领域

本发明涉及一种利用电场和反应屏障修复污染土壤的装置及方法，属于环境污染治理技术领域。

背景技术

随着我国工业化进程的加快，大量污染物被排放。在国民经济腾飞的同时带来了严重的环境污染问题。土壤作为“污染汇”所受污染问题尤其严重。主要污染物为重金属和持久性有机污染物POPs等。

目前土壤污染的主要修复技术有物理修复、化学修复、生物修复及联合修复技术等。土壤的工程修复技术主要包括排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等措施。工程措施是比较经典的土壤污染治理措施，它具有彻底、稳定的优点，但工程量大、投资费用高，会破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理。物理/化学修复是利用污染物或污染介质的物理化学特性，以破坏(如改变化学性质)、分离或固化污染物，具有实施周期短、可用于处理各种污染物等优点。主要包括：热处理技术、土壤固化-稳定化技术、淋洗技术、氧化还原技术、电动力学修复技术和土壤性能改良技术等。生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术，是指综合运用现代生物技术，使土壤中的有害污染物得以去除，土壤质量得以提高或改善的过程。土壤生物修复技术，包括植物修复、微生物修复、生物联合修复等技术。协同两种或两种以上修复方法，形成联合修复技术，不仅可以提高污染土壤的修复速率与效率，而且可以克服单项修复技术的局限性，实现对多种污染物复合/混合污染土壤的修复，已成为土壤修复技术中的重要研究内容。

电动修复技术是近年来发展起来的一种污染土壤修复技术，主要通过电迁移、电渗流和电泳等方式将污染物迁移出土壤。土壤中的重金属污染物主要通过电迁移方式迁移出土体，而有机污染物则通过电渗流机制迁移出土体。由于电动修复技术可以有效去除土壤中的重金属和有机污染物，而且操作简单、处理效率高，不受自然条件干扰，明显优于其他修复技术(如植物修复、微生物修复等)，因此越来越受到人们的重视。但是传统电动修复技术只是将污染物从土壤中迁移出来，没有从根本上去除污染物。因此，将反应屏障与电动修复技术联用是一个很好的选择。

反应屏障是设置在污染物迁移途径中的一种反应墙。其经过的污染物具有阻截、聚集、降解、去除等作用。该技术对污染物主要有物理、化学、生物三种修复机理。土壤中污染物在电场作用下，转移到反应屏障中，在反应屏障中发生一系列吸附、氧化还原等物理化学反应，从而去除污染物。反应屏障能很好的弥补电动力修复土壤污染物的不足之处，因此是一种有深入研究价值的技术。

发明内容

本发明针对现有土壤修复技术的不足之处，提供了一种将反应屏障和电动力学结合修复污染土壤的装置及方法，对反应屏障内的填料成分有突出的创新。

本发明的第一个目的是提供一种电动力和反应屏障联合修复受污染土壤的装置，在反应室与阳极室、阴极室交界处设置反应屏障；所述反应屏障的填料包括改性粘土和Fe/C混合物。

在本发明的一种实施方式中，所述反应屏障中的填料由体积比为1:20～20:1的改性粘土和铁碳(Fe⁰/C)材料制成；所述铁碳(Fe⁰/C)材料中质量比Fe⁰：C为3:1～10:1。

在本发明的一种实施方式中，所述改性粘土包括但不限于是膨润土、海泡石、蒙脱石、沸石、埃洛石、凹凸棒石、麦饭石、硅藻土、伊利石中的一种或几种。