[发明专利]一种土壤重金属治理用阳极结构及土壤重金属处理装置在审

专利信息
申请号: 201910737978.9 申请日: 2019-08-12
公开(公告)号: CN110508609A 公开(公告)日: 2019-11-29
发明(设计)人: 周闻达 申请(专利权)人: 浙江省有色金属地质勘查局;浙江省地勘投资发展有限公司
主分类号: B09C1/08 分类号: B09C1/08
代理公司: 33260 杭州五洲普华专利代理事务所(特殊普通合伙) 代理人: 丁少华<国际申请>=<国际公布>=<进入
地址: 312000 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 石墨碳棒 聚四氟乙烯网 土壤重金属 阳极单体 处理装置 土壤颗粒 阳极结构 阳极液体 氧化还原 供电极 土壤 导通 套在 贴合 外壁 沾附 阻隔 电路 阻挡 保留 流通 治理 保证
【说明书】:

发明公开了一种土壤重金属治理用阳极结构及土壤重金属处理装置,包括阳极单体,阳极单体包括石墨碳棒以及套在石墨碳棒外侧的聚四氟乙烯网套,聚四氟乙烯网套与石墨碳棒的外壁贴合,聚四氟乙烯网套上留有阻隔土壤并供电极液流通的孔隙。聚四氟乙烯网套能够阻挡土壤颗粒与石墨碳棒直接接触,避免土壤沾附在石墨碳棒上,使得石墨碳棒保留充分的反应面积,同时能够使得阳极液体透过孔隙与石墨碳棒的接触,从而保证整个氧化还原电路的顺畅导通。

【技术领域】

本发明涉及一种土壤重金属治理用阳极结构及土壤重金属处理装置,属于土壤重金属污染电动修复领域。

【背景技术】

目前阳极材料被广泛应用于电镀、海水电解、土壤电动修复等领域。阳极材料表面失去电子,发生氧化反应。由于通电后电子流失,阳极材料往往因电化学反应而腐蚀。不同于电镀产业需要阳极牺牲来完成镀膜过程,海水电解、土壤电动修复领域中需要较为稳定且耐用的阳极材料。

土壤电动修复领域需要较为高的电压条件(数十伏电压),电流值相对较大,因此对阳极材料耐腐蚀性的要求要远高于其他领域。目前上述产业中常用的阳极材料为石墨、镀釕、铱钛棒/板、钛。但在实际工作过程中,上述材料都具有十分明显的缺陷:石墨易剥蚀、膨胀断裂;镀釕、铱钛棒/板价格十分昂贵且镀层易被划伤;钛易腐蚀。因此目前阳极材料是限制土壤电动修复法工程化施工的重要制约因素,并没有十分行之有效的技术方案来克服上述缺陷。但考虑到成本以及对环境的友好程度,石墨电极是最具有改良价值的材料。

目前场地修复目标常为厚度在1-20米间的受污土壤,使用电动修复技术时需要满足土层厚度的阳极材料。而碳棒性质较脆,易断裂,常规条件下难以生产、使用长度1米以上的碳棒用于工程治理。

电动修复期间,阴极产生氢氧根离子,在电场中氢氧根离子向阳极方向移动,进入土壤。因此,部分土壤会因氢氧根离子含量的增加而呈现碱性,在电场中向阴极迁移的重金属阳离子会和氢氧根离子结合,形成难溶的氢氧化物沉淀。这一现象阻碍了土壤中重金属元素的彻底清除,严重制约土壤重金属元素的治理。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种使用寿命更长的土壤重金属治理用阳极结构及土壤重金属处理装置。

解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

一种土壤重金属治理用阳极结构,包括阳极单体,阳极单体包括石墨碳棒以及套在石墨碳棒外侧的聚四氟乙烯网套,聚四氟乙烯网套与石墨碳棒的外壁贴合,聚四氟乙烯网套上留有阻隔土壤并供电极液流通的孔隙。

本发明的有益效果为:

聚四氟乙烯网套能够阻挡土壤颗粒与石墨碳棒直接接触,避免土壤沾附在石墨碳棒上,使得石墨碳棒保留充分的反应面积,同时能够使得阳极液体透过孔隙与石墨碳棒的接触,从而保证整个氧化还原电路的顺畅导通。此外聚四氟乙烯网套具有限制石墨碳棒的作用,在通电后石墨碳棒持续反应逐渐腐蚀粉碎之后,位于土壤中的石墨碳棒能够依然被限制在聚四氟乙烯网套的中间,借由聚四氟乙烯网套对石墨碳棒的收拢限位作用防止组成石墨碳棒的石墨颗粒散开,使得碎裂后的石墨碳棒依然能够起到阳极作用,甚至使得石墨碳棒阳极可以被多次使用,极大得降低治理费用。此外聚四氟乙烯网套还能够抑制石墨碳棒径向上的膨胀,极大增加了石墨碳棒作为阳极材料的使用寿命。碎裂剥离的石墨碳棒不易移动至聚四氟乙烯网套外侧,电解产生的气体在聚四氟乙烯网套外侧,不易淤积,提高了电动修复工作效率。聚四氟乙烯网套价格低廉,易于获得,同时对整个氧化还原电路不会产生影响。聚四氟乙烯网套还能够通过自身弹性依据石墨碳棒的表面形状发生形变,确保整个使用过程中聚四氟乙烯网套和石墨碳棒外壁之间的贴合。

本发明所述土壤重金属治理用阳极结构还包括聚四氟乙烯管套以及阳极导线,阳极单体数量至少为两个,两个相邻阳极单体的石墨碳棒通过阳极导线电连接,聚四氟乙烯管套套在阳极导线的外侧。

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