[发明专利]一种用于土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术的实验装置与方法

说明书

本发明一种用于土壤电动修复‑电阻加热修复的实验装置与方法，所述装置包括加热单元与抽提单元，所述加热单元包括沙箱和插入沙箱内部的三相或六相电极，所述抽提单元包括依次连接的板式换热器、活性炭罐、可调节风机，所述沙箱上部具有尾气出口与板式换热器相连。本发明用于确定ERH工程实施过程中结合电动输送的电压、电极间距、补水时间等相关参数，可为更有效更节能节时的土壤修复方法提供数据参考。

技术领域

本发明属于污染土壤修复领域，涉及一种土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术实验装置，用于确定污染区域土壤电阻加热工艺参数。

背景技术

近年来，随着我国“退二进三”、“退城进园”及“产业转移”等政策的实施，全国几乎所有大中城市都面临着重污染行业的企业关闭和搬迁问题，导致城市及周边地区出现大量遗留、遗弃有机污染场地。这些污染场地已对人体健康和生态环境造成严重危害，且面临着急切的二次开发利用，制约城市的建设与发展。

原位电阻加热修复技术(Electrical resistance heating,ERH)属于污染土壤原位热脱附技术的一种，该技术基于欧姆定律，利用电流将电能转化为热能提高土壤温度，即电场加速自由电荷载体移动能引起能量转换。ERH将土壤加热后增加了土壤蒸汽压，并使部分污染物与水溶液发生共沸从而分离，最终通过气相抽提将污染物转移并处置。然而，ERH技术由于机理限制，土壤温度低，修复耗时长，因此仍需在节能节时上进行改进。电动输送技术在重金属修复领域应用广泛，其作用机理是利用电流将重金属离子输送至特定区域进行处置。电动输送离子的原理，对氧化剂离子同样适用，因此结合电动输送与电阻加热理论可行。

然而目前用于实验研究和确定土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术工程实施过程中的电压、电极间距、电动输送速度、补水时间等相关参数的实验装置尚未见报道。

发明内容

为了实现电动输送与电阻加热技术的结合，本发明提供一种土壤电动修复-电阻加热耦合修复实验装置。

本发明的技术方案如下：

一种用于土壤电动修复-电阻加热修复的实验装置，其特征在于包括加热单元与抽提单元，所述加热单元包括沙箱和插入沙箱内部的三相或六相电极，所述抽提单元包括依次连接的板式换热器、活性炭罐、可调节风机，所述沙箱上部具有尾气出口与板式换热器相连。

优选的还包括可直流交流转换调节的自动化控制单元，所述自动化控制单元与电极相连接。

优选的所述沙箱为长方体，体积为0.8-1.5m³。

优选的所述电极为铜管、不锈钢管或合金管。

优选的所述沙箱上部为不填充土壤的密封集气罩，所述尾气出口位于所述密封集气罩侧壁上

优选的板式换热器的前后和活性炭罐出口具有取样口。

优选的板式换热器入口处具有测温表和测压表，出口处具有测温表。

一种用于土壤电阻加热修复的实验方法，其特征在于使用前述装置，实验时将实际污染土壤装入所述沙箱并加入适量去离子水保持浸水状态，先通入低压直流电输送氧化剂，再进行ERH加热促进化学氧化与气相抽提，调节电极电压，设计沙箱电场梯度，调节风机强度设计抽气气压梯度。

优选的电场强度为4～8v/cm，抽气气压为-0.2～-0.1MPa。

优选的运行时间本发明的电动输送时间在10天以内，电阻加热时长为60天以上。

本发明的技术效果如下：