[发明专利]一种便携式潜在酸性硫酸盐土电化学氧化修复试验装置及方法

说明书

本发明公开的属于酸性土修复技术领域，具体为一种便携式潜在酸性硫酸盐土电化学氧化修复试验装置及方法，包括土壤室、pH电极、修复控制室、石墨电极板，可渗透离子板，搅拌器，电机、阴极电解室、阳极电解室以及碱液槽；每个仓室的隔板均由有机玻璃卡槽固定，方便拆卸和更换，阳极电解室和阴极电解室分别分布于土壤室的左侧和右侧，阳极电解室右侧设置碱液槽，阴极电解室左侧设置修复控制室；土壤室与电解室间的隔板为可渗透离子板，底部设有两个搅拌头底部与电机相连接。本发明可用于探究潜在酸性硫酸盐土的电化学氧化可行性，并且兼具电动修复酸土中重金属的功效。

技术领域

本发明涉及潜在酸性硫酸盐土修复领域，具体一种便携式潜在酸性硫酸盐土电化学氧化修复试验装置。

背景技术

酸性硫酸盐土(Acid Sulphate Soils，简称ASS)是发育于富含还原性硫化物的成土母质，主要以黄铁矿FeS₂为主，是含有还原性硫态物质的一种极其恶劣的土壤。全球性的酸性硫酸盐土分布，主要集中在20℃等温线以内的热带、亚热带滨海海湾。我国这类土壤已探明的面积有11.61万hm²，主要分布在广东、广西福建和海南省的滨海地带。

目前，我国对于酸性硫酸盐土最主要的恢复与重建技术大致有：灌排工程技术、施石灰中和技术、作物栽培技术等，并且处理酸性土的改良药剂较为单一。这些技术尚停留在“头痛治头，脚痛医脚”的水平上，不能从根本上解决问题，常导致酸害的反复暴发，在实践中其效果不太明显，因此急需寻找一种快速氧化的方式使得酸性土的酸性全部释放，并辅以中和药剂根除酸性，避免酸害的反复爆发。

土壤电动修复技术作为20世纪九十年代逐步发展起来的一种土壤重金属修复技术，其具有节约能源，处理效果好等优点。早在1979年，Biegler和Swift采用阳极极化曲线研究调查了酸性条件下黄铁矿电化学氧化行为，其结果表明当电压大于0.9V时黄铁矿表面开始发生氧化反应。潜在酸性硫酸盐土电化学氧化修复的机理是将电极插入潜在酸性土内，施直流电形成电场。在电场作用下潜在酸性土中的黄铁矿氧化发生结构溶解反应产生H⁺和SO₄^2-，并且电场产生的电渗析、电迁移和电泳等电动力学效应将酸性土中的带电的重金属离子沿着电场线迁移出土壤，同时在阴极产生大量的OH^-可中和酸性土中产生的酸性，达到同步氧化中和及修复潜在酸性硫酸盐土的功效。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供一种便携式潜在酸性硫酸盐土电化学氧化修复试验装置，可以低成本、无害化氧化潜在酸性土，并调节氧化后的土壤pH值，确保酸性完全被根除，缩短土壤处理周期，还具有去除土壤中污染物离子的作用。

本发明的目的是这样实现的：

本便携式潜在酸性硫酸盐土电化学氧化修复试验装置，包括土壤修复室、修复控制室、阴极反应室、阳极反应室、电机、pH电极棒、碱液槽、石墨电极板、pH电极棒、搅拌头、可渗透离子板，电机。所述土壤修复室底部设置两个搅拌头，搅拌头上装有7个叶片，连接土壤室底部电机并通过导线连接至修复控制室中的直流电源，所述土壤修复室的两侧设置可渗透离子板，所述可渗透离子板两侧分别为阴极反应室和阳极反应室，阴极反应室左侧和阳极反应室的右侧均设置有石墨电极板，反应室分别中加入阴极电解液和阳极电解液，所述石墨电极板通过导线连接至修复控制室中的直流电源，并通过电压调节模块改变电场电压，所述阳极反应室右侧设置碱液槽，中间设置有机玻璃隔板，所述阳极控制室右侧设有碱液槽、所述修复控制室内腔设置有可调压0～100V直流电源电压控制模块和pH检测模块和搅拌控制模块和温度传感器，所述pH检测模块输入连接pH电极棒插入土壤修复室中，所述搅拌控制模块输出连接土壤修复室底部电机，所述温度传感器输入连接土壤修复室底部温度传感器，所述电压控制模块输出连接石墨电极板。

进一步地，所述阴极电解液为草酸和醋酸混合物；

进一步地，所述阳极电解液为磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲溶液；