[实用新型]电热耦合化学氧化装置

说明书

本实用新型提供一种电热耦合化学氧化装置，所述装置包括氧化剂配制和注入单元、监测控制单元和电力调节单元，所述氧化剂配制和注入单元能够向污染土壤注入氧化剂；所述监测控制单元能够检测污染土壤中的电导率和氧化还原电位变化情况；所述电力调节单元包括隔离调压器、整流器和切换开关，隔离调压器的输入端与交流电源相连，输出端通过切换开关选择与污染土壤中的电极直接连接，或者选择通过整流器与所述电极相连，从而向所述电极传送交流电或直流电。本实用新型先通直流电，使氧化剂定向迁移，然后通交流电，使氧化剂在交流电场加热作用下发生活化，如此高效地对污染土壤进行氧化处理。

技术领域

本实用新型涉及土壤修复技术领域。

背景技术

原位化学氧化技术是一种适合处理源区域的高效原位修复技术，通过向土壤或地下水污染区域注入氧化剂，氧化剂与污染物接触发生氧化作用，使污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质，具有经济性好、修复见效快、效果显著等特点。但对于低渗透性地层，存在氧化剂传质性差的问题，由于氧化剂传输和扩散受到土壤的渗透性影响，无法实现氧化剂与污染物的充分接触，导致原位化学氧化效果差。

过硫酸钠是一种新型的氧化剂，具有氧化能力强(E⁰＝2.01V)、处理污染物种类多、pH适应范围广、稳定性强、溶解度高、经济成本低、安全性高等优点，特别是经过活化后，可形成硫酸根自由基(E⁰＝2.5～3.1V)，氧化能力进一步提高，可增加处理污染物的种类和加快反应速率，减少氧化剂用量。因而，基于过硫酸钠的高级氧化技术在有机污染场地修复工程中被逐渐广泛应用。

过硫酸钠可通过加热活化，或者通过添加活化剂的方式进行活化，比如铁活化(Fe²⁺/Fe⁰⁺)、强氧化剂活化(H₂O₂)和碱活化(NaOH)等，但后者存在活化剂与过硫酸盐比例难控(活化剂添加过多，活化剂会与生成的硫酸根自由基反应，造成自由基不必要的消耗；活化剂添加过少，氧化剂不能被充分活化)、活化效率低(1个过硫酸根离子只能产生一个硫酸根自由基)、环境友好性差(碱活化需pH10)等问题。相比而言，热活化是一种更加高效的环境友好性活化方式。过硫酸盐中O-O键的键能为140kJ/mol，加热(50℃时)输入的能量会导致O-O键的断裂产生硫酸盐自由基，过硫酸盐热活化的温度为50℃左右。由于活化产生的自由基，稳定性差，存在时间短(4s左右)的问题，对于氧化剂热活化而言，最佳的活化时间是氧化剂传输到污染区域后，再进行氧化剂的热活化，从而达到提高氧化剂活化效率，降低氧化剂用量的目的。

因此，原位化学氧化技术的关键是实现氧化剂的均匀迁移分散技术以及高效加热活化技术。

实用新型内容

为了解决原位化学氧化技术低渗透地层传质性差，以及氧化剂活化效率低的问题，本实用新型提供了一种电热耦合化学氧化装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种电热耦合化学氧化装置，其特征在于：包括氧化剂配制和注入单元、监测控制单元和电力调节单元，其中：

所述氧化剂配制和注入单元能够向污染土壤注入氧化剂；

所述监测控制单元能够检测污染土壤中的电导率和氧化还原电位变化情况；

所述电力调节单元包括隔离调压器、整流器和切换开关，隔离调压器的输入端与交流电源相连，输出端通过切换开关选择与污染土壤中的电极直接连接，或者选择通过整流器与所述电极相连，从而向所述电极传送交流电或直流电。

所述的电热耦合化学氧化装置，其中：所述电极以基本单元为正三角形的方式布置，并形成电极矩阵；

当电极与直流电相接时，电极矩阵内具有多个正六边形单元，其中，每个正六边形单元的六个顶点均为负极，正六变形单元的中心位置的电极为正极；剩余的落单电极以正负极交错相邻的方式布置；