一種重金屬污染土壤的電動(dòng)修復(fù)立式裝置的制作方法

本發(fā)明屬于重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種重金屬污染土壤的電動(dòng)修復(fù)裝置。

背景技術(shù)：

所謂的“永久性修復(fù)”就是要把被污染土壤（包括淤泥和其他固體廢棄物）等介質(zhì)中的重金屬提取出來(lái)。從理論上講，重金屬提取方法包括物理的、化學(xué)的和生物的三大類。其中，電動(dòng)修法技術(shù)（electrokinetic processing，EK）主要是物理技術(shù)，盡管它有可能與化學(xué)的或者生物的技術(shù)復(fù)合從而形成新的修復(fù)模式。

早在上世紀(jì)80年代，就有人利用電力來(lái)提取土壤中的重金屬。1993年，美國(guó)人Acar首次發(fā)表了旨在闡釋電動(dòng)修復(fù)原理的文章，代表了電動(dòng)修復(fù)技術(shù)正式形成。大約1995年左右，國(guó)內(nèi)就有人做小規(guī)模研究。但國(guó)內(nèi)目前能查閱到的最早的文章在本世紀(jì)初周東美和鄧昌芬（2003）的發(fā)表在《農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》上的《重金屬污染土壤的電動(dòng)修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展》。

電動(dòng)修復(fù)的基本原理都是將電極插入受污染的土壤中，在施加直流電后，土壤孔隙中的水溶液產(chǎn)生電滲流，使得帶電金屬陽(yáng)離子向陰極發(fā)生電遷移，同時(shí)帶電陰離子向陽(yáng)極遷移，多種遷移運(yùn)動(dòng)的疊加載著重金屬污染物離開(kāi)處理區(qū)的土壤，并在陰陽(yáng)兩極通過(guò)沉積或者離子交換、吸附、萃取等方式被去除，從而達(dá)到修復(fù)的目的。在電動(dòng)修復(fù)過(guò)程中，可以發(fā)生電解、電滲流和電遷移等現(xiàn)象，主要影響因素包括水的電解、土壤性質(zhì)、重金屬種類和濃度等。國(guó)內(nèi)外學(xué)者的主要研究?jī)?nèi)容包括：

1、如何控制堿性帶，提高修復(fù)效率。在電動(dòng)修復(fù)過(guò)程中，在距離陰極1/3~2/3的空間范圍內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生pH值≥9的“堿性帶”。大多數(shù)重金屬在遇到堿性帶時(shí)，就與OH^-結(jié)合形成氫氧化物沉淀，從而導(dǎo)致遷移過(guò)程的中斷，導(dǎo)致修復(fù)失敗。為了控制堿性帶的范圍，提高修復(fù)效率，許多學(xué)者提出了改進(jìn)意見(jiàn)，常見(jiàn)的有酸堿中和法、陽(yáng)離子選擇性膜法、電滲析法、絡(luò)合劑法、表面活性劑法、氧化還原法、EK-生物技術(shù)聯(lián)用法和Lasagna^TM法。

2、電動(dòng)力供給方式。包括（1）直流電的控制電流法和控制電壓法；（2）交直流電交替使用的技術(shù)和方法。一般地，直流電的電場(chǎng)梯度為(0.4～2V/cm)和電流密度(2～5mA/cm²)。

3、電動(dòng)修復(fù)的機(jī)理及其影響因素的研究。主要包括污染物遷移的方式、機(jī)制及其數(shù)學(xué)模型等。研究土壤類型及其性質(zhì)對(duì)修復(fù)效果的影響等。有關(guān)研究對(duì)改善電動(dòng)修復(fù)的效率具有重要指導(dǎo)意義。

4、應(yīng)用研究。包括電修復(fù)Cu污染土壤；利用電滲流原理從污泥中脫水；利用Tween80、硝酸、EDTA等控制陰極pH；利用EK修復(fù)Cr、Pb、Zn、Cd、Hg等重金屬污染土壤等。也包括對(duì)淤泥、底泥和有機(jī)污染物污染土壤的修復(fù)。

從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的空間位置看，電動(dòng)修復(fù)技術(shù)可以分成原地原位、原地異地修復(fù)和異地異位三大類。本發(fā)明屬于為實(shí)現(xiàn)原地異位技術(shù)而設(shè)計(jì)的修復(fù)裝置。目前國(guó)內(nèi)在原地異位技術(shù)上的典型專利技術(shù)如下。

專利CN1695834（公開(kāi)日2005-11-16）《重金屬污染土壤的電動(dòng)力學(xué)修復(fù)方法》：一種重金屬污染土壤的電動(dòng)力學(xué)修復(fù)方法，采用離子交換膜將陰極與受試土樣分隔開(kāi)，并用多孔陶瓷板置于離子交換膜與土壤之間防治離子交換膜堵塞，利用電極自身產(chǎn)生的H⁺和OH^-，并借助離子交換膜的阻隔作用，控制電動(dòng)力學(xué)修復(fù)過(guò)程中土壤的pH值，加速污染物的溶出和遷移。處理后陽(yáng)極溶液保持強(qiáng)酸性，用于清洗、再生離子交換膜。陰極溶液保持強(qiáng)堿性，大多數(shù)重金屬陽(yáng)離子與堿結(jié)合生成沉淀，通過(guò)沉淀、離心純化得到純度重金屬化合物，而得到凈化后的堿性陰極溶液用于中和土壤的酸。該方法具有安全可靠、操作方便和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，修復(fù)后土壤的pH值能基本恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。

專利CN1714955（公開(kāi)日2006-01-04）《重金屬污染土壤陰極酸化電動(dòng)力修復(fù)工藝》：本發(fā)明公開(kāi)了一種重金屬污染土壤陰極酸化電動(dòng)力修復(fù)工藝，其主要步驟為：將經(jīng)自然風(fēng)干去雜質(zhì)的土壤中加入離子水，攪拌靜置處理，處理的污染土壤裝入電動(dòng)力修復(fù)裝置的土壤室，然后向各極電解室中輸入電解液后靜置，再通入恒直流電，污染土壤中的重金屬在修復(fù)過(guò)程中不斷從土壤中解吸出來(lái)，并在電場(chǎng)的作用下遷移出土壤，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬污染土壤的治理。本發(fā)明的工藝具有修復(fù)時(shí)間短，易操作，重金屬去除率較高等特點(diǎn)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

專利CN201511038U（公開(kāi)日2010-06-23）《電動(dòng)力修復(fù)鉻污染土壤裝置》：一種電動(dòng)力復(fù)合修復(fù)鉻污染土壤裝置，它包括陽(yáng)極區(qū)、陰極區(qū)和電源，它還包括多孔介質(zhì)砂石層和鐵屑層，陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)內(nèi)分別放置陽(yáng)極緩沖溶液和陰極緩沖溶液，并分別與電源兩極相接；陽(yáng)極區(qū)與陰極區(qū)的相對(duì)面上依次設(shè)置多孔介質(zhì)砂石層和鐵屑層，與陰極區(qū)之間形成對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)的修復(fù)區(qū)。本實(shí)用新型在電動(dòng)力作用下，電極附近土壤溶液發(fā)生電化學(xué)元素反應(yīng)，改變土壤中的氧化還原電位、pH值等理化性質(zhì)，加快土壤固體上重金屬的解吸，提高土壤溶液中重金屬的濃度，從而強(qiáng)化植物的吸收、積累，使土壤中微生物群體的多樣性和活力大大增加，增加了作物的產(chǎn)量。

專利CN102284474A（公開(kāi)日2011-12-21）《利用電能修復(fù)污染土壤和處理固體廢物的方法及裝置》：本發(fā)明涉及一種修復(fù)污染土壤和處理固體廢物的方法及裝置，在土壤/固廢兩端分設(shè)陰極和陽(yáng)極反應(yīng)池，底部設(shè)補(bǔ)水層，補(bǔ)充水中含能提高有機(jī)污染物和重金屬在水中溶解度的化學(xué)藥劑，頂部覆蓋可更換的污染物收集層，內(nèi)部設(shè)置可更換的人工聚焦帶。通過(guò)施加高電壓和大電流使土壤/固廢溫度升至數(shù)十乃至數(shù)百度，揮發(fā)性有機(jī)污染物因高溫從中揮發(fā)出來(lái)，非揮發(fā)性有機(jī)污染物和重金屬隨水上升至收集層在水蒸發(fā)后滯留在收集層內(nèi)，部分重金屬離子沿電場(chǎng)方向遷移到電極池和人工聚焦帶內(nèi)。陰、陽(yáng)兩極產(chǎn)生的氫氣和氧氣被分別收集起來(lái)用于焚燒揮發(fā)出來(lái)的、收集層內(nèi)和聚焦帶內(nèi)的污染物；氧氣還可制成臭氧氧化土壤/固廢內(nèi)或已清理出來(lái)的污染物。

專利CN102357522A（公開(kāi)日2012-02-22）《一種采用復(fù)極性電極電動(dòng)修復(fù)鉻污染土壤的方法》：本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)極性電極電動(dòng)修復(fù)鉻污染土壤的方法，適合污染土壤的異位修復(fù)。該方法首先構(gòu)建復(fù)極性電動(dòng)反應(yīng)裝置，裝置由可調(diào)控直流電源、石墨陽(yáng)極、陽(yáng)極槽、硬質(zhì)塑料板網(wǎng)、土壤室、陰極槽、石墨陰極組成。采用上述復(fù)極性電動(dòng)反應(yīng)裝置，取六價(jià)鉻污染土壤，土壤含水量30～50％，去除土壤中較大塊的雜質(zhì)，攪拌均勻，填充到土壤室中，然后同時(shí)向兩個(gè)電極槽中加水，使兩個(gè)電極槽的液面高度與土壤室中土壤表面保持一致，然后通以直流電，電壓梯度為1.0～2.0V/cm。保持通電時(shí)間120～144小時(shí)，修復(fù)結(jié)束。修復(fù)結(jié)束后，土壤從陽(yáng)極區(qū)到陰極區(qū)pH可保持在6.0～8.0之間；Eh在300～85mV之間?？傘t去除率達(dá)到74.2～81.5％，六價(jià)鉻去除率達(dá)到84.1～89.6％。

專利CN104492796A（公開(kāi)日2015-04-08）《一種電動(dòng)修復(fù)重金屬污染土壤的方法》：本發(fā)明屬于土壤修復(fù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種電動(dòng)修復(fù)重金屬污染土壤的方法，所述的方法步驟包括如下：配置模擬重金屬污染的土壤備用；自制電動(dòng)試驗(yàn)裝置：主要包括5個(gè)反應(yīng)槽，依次順序?yàn)椋宏?yáng)極室、土壤室、陰極室、土壤室及陽(yáng)極室，反應(yīng)槽之間有含分子篩的滲透性反應(yīng)墻PRB，此外還包括陰/陽(yáng)極室盛裝陰/陽(yáng)極電極和陰/陽(yáng)極工作液，以及直流穩(wěn)壓供電電源；再將污染土壤裝填于自制電動(dòng)試驗(yàn)裝置中；運(yùn)行電動(dòng)試驗(yàn)，一周后取其土壤進(jìn)行重金屬分析測(cè)試。

專利CN204276511U（公開(kāi)日2015-04-22）《一種重金屬污染土壤的修復(fù)裝置》：一種重金屬污染土壤的修復(fù)裝置，采用可移動(dòng)式風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)作為污染土壤電動(dòng)修復(fù)的供電電源，通過(guò)風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能電池發(fā)電輸出直流電，同時(shí)用蓄電池充電，靠蓄電池向電動(dòng)修復(fù)設(shè)備提供穩(wěn)定的電能，蓄電池的輸出分別與電動(dòng)修復(fù)設(shè)備兩端的正負(fù)電極連接，正負(fù)電極分別放在陽(yáng)極池、陰極池中，陽(yáng)極池、陰極池外通過(guò)泵和管道分別與兩側(cè)工作液儲(chǔ)罐連接，重金屬污染土壤放置在電動(dòng)修復(fù)設(shè)備中間，并通過(guò)兩側(cè)的燒結(jié)玻璃濾板與陽(yáng)極池、陰極池隔開(kāi)。本實(shí)用新型將可移動(dòng)式風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)作為污染土壤電動(dòng)修復(fù)的電源，解決了偏遠(yuǎn)污染場(chǎng)地輸電難的問(wèn)題，節(jié)能省電，有效降低該技術(shù)的運(yùn)行成本。

專利CN104550215A（公開(kāi)日2015-04-29）《電動(dòng)修復(fù)重金屬污染土壤的方法和設(shè)備》：一種電動(dòng)修復(fù)重金屬污染土壤的方法，在污染土壤兩端設(shè)置電解池，電解池內(nèi)插入電極，在電極之間連接可調(diào)節(jié)電極電勢(shì)的電壓源，如果污染物離子或者污染物化合物帶正電，則設(shè)置負(fù)電極電勢(shì)絕對(duì)值高于正電極電勢(shì)絕對(duì)值。此外，將進(jìn)液裝置和排液裝置分別與電解池相連，為電解池中加入和排出電解液。本發(fā)明還公開(kāi)了電動(dòng)修復(fù)重金屬污染土壤的設(shè)備，它包括電壓源、土壤室、電解池、電極、排液管、進(jìn)液管和進(jìn)液泵。本發(fā)明能夠提高污染物去除率、降低能耗，并且設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉。

專利CN103418607A（公開(kāi)日2013-12-04）《一種污染土壤磁助電動(dòng)修復(fù)裝置》：本發(fā)明公開(kāi)了一種污染土壤磁助電動(dòng)修復(fù)裝置。通過(guò)外加電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用，使土壤中的污染物質(zhì)加速富集于規(guī)定區(qū)域，達(dá)到清潔土壤的目的。本發(fā)明裝置包括電極液添加管、陽(yáng)極板、處理區(qū)、陰極柱、電極室、磁鐵、外殼、電極液排放管。將污染土壤置于處理區(qū)，電極液經(jīng)過(guò)管道進(jìn)入電極室區(qū)，然后在外加電磁場(chǎng)的作用下土壤中的污染物迅速遷移，提高了局部污染物的濃度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、建造成本低、易于操作，而且可以實(shí)現(xiàn)了土壤中多種污染物的降解去除。

專利CN103406347A（公開(kāi)日2013-11-27）《一種可用于富集土壤中重金屬及有機(jī)物的方法》：本發(fā)明公開(kāi)了一種可用于富集土壤中重金屬及有機(jī)物的方法，其特征在于通過(guò)搭建電動(dòng)富集系統(tǒng)在土壤中形成電場(chǎng)，通過(guò)電滲流、電遷移作用將土壤中的重金屬及有機(jī)物富集在某一區(qū)域，然后進(jìn)行分離、提純；所述電動(dòng)富集系統(tǒng)電動(dòng)富集系統(tǒng)由可調(diào)控直流電源、陽(yáng)極室、陰極室、土壤、電極、陽(yáng)離子交換膜組成；陽(yáng)極室及陽(yáng)極，陰極室及陰極位于電動(dòng)反應(yīng)系統(tǒng)的兩側(cè)，土壤位于兩電極的中間，陰極室與土壤之間設(shè)置陽(yáng)離子交換膜，可調(diào)控直流電源連接陽(yáng)極與陰極。采用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行富集，較植物富集時(shí)間短，不受自然因素的影響且對(duì)重金屬富集不具有專一性，進(jìn)而達(dá)到廢棄物資源化和修復(fù)土壤的目的。

專利CN203380185U（公開(kāi)日2014-01-08）《一種利用電動(dòng)力修復(fù)污染土壤的裝置》：本實(shí)用新型公開(kāi)了一種利用電動(dòng)力修復(fù)污染土壤的裝置，包含直流電源(1)、土壤修復(fù)反應(yīng)器(13)、電極(6)、陽(yáng)離子交換膜(8)。該裝置可通過(guò)在土壤兩端施加直流電壓、形成直流電場(chǎng)，使重金屬、有機(jī)物等在電遷移和電滲流等作用下得以去除?？捎糜诟鞣N土壤中的重金屬及有機(jī)物的去除。采用本裝置修復(fù)污染土壤快速、有效，不受自然因素的影響。

專利CN103736718A（公開(kāi)日2014-04-23）《重金屬污染土壤的電動(dòng)修復(fù)方法及其裝置》：本發(fā)明涉及重金屬污染土壤的電動(dòng)修復(fù)方法及其裝置，本發(fā)明提供一種重金屬污染土壤的電動(dòng)修復(fù)裝置，所述裝置包括前處理系統(tǒng)、直流穩(wěn)壓電源、電動(dòng)電極等、主控制系統(tǒng)及后處理系統(tǒng)，其中，主控制系統(tǒng)連接并控制所述前處理系統(tǒng)、直流穩(wěn)壓電源和后處理系統(tǒng)；直流穩(wěn)壓電源為電動(dòng)電極提供電源。電動(dòng)土壤修復(fù)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)重金屬污染土壤的原位修復(fù)，不產(chǎn)生二次污染，處理成本較低。解決了常規(guī)土壤修復(fù)技術(shù)設(shè)備投資高、處理成本高、易造成二次污染等難題。

專利CN103752596A（公開(kāi)日2014-04-30）《修復(fù)污染土壤中金屬離子的方法及裝置》：本發(fā)明公開(kāi)了一種修復(fù)污染土壤中金屬離子的方法及裝置。該方法是將電動(dòng)力學(xué)和靜電紡絲納米纖維膜PRB兩種修復(fù)技術(shù)聯(lián)合使用以修復(fù)污染土壤中的金屬離子。該裝置包括土壤室和分別設(shè)于土壤室兩端的陽(yáng)極室、陰極室，土壤室與陽(yáng)極室之間、土壤室與陰極室之間各設(shè)有一層靜電紡絲納米纖維膜PRB，陽(yáng)極室內(nèi)設(shè)有陽(yáng)極，陰極室內(nèi)設(shè)有陰極，陽(yáng)極和陰極分別與直流電源的兩端相連。本發(fā)明的方法及裝置將電動(dòng)力學(xué)與靜電紡絲納米纖維膜PRB聯(lián)用以提高PRB反應(yīng)介質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度和耐化學(xué)腐蝕性能、可高效去除污染土壤中的金屬離子。

專利CN102806228A（公開(kāi)日2012-12-05）《一種污染土壤異位電動(dòng)修復(fù)裝置及其方法》：本發(fā)明的目的是避免聚焦現(xiàn)象發(fā)生、縮短電動(dòng)修復(fù)時(shí)間，從而提高修復(fù)效果和降低修復(fù)費(fèi)用。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種污染土壤異位電動(dòng)修復(fù)裝置，包括土壤承載系統(tǒng)、電極系統(tǒng)和電極工作液噴淋系統(tǒng)。所述土壤承載系統(tǒng)的底部多孔層Ⅰ。所述電極系統(tǒng)包括分別設(shè)置在土壤承載系統(tǒng)上下方的上電極和下電極，工作時(shí)，所述上、下電極所帶電荷相反。所述電極工作液噴淋系統(tǒng)包括安裝在所述土壤承載系統(tǒng)下方的若干噴淋嘴，工作時(shí)，所述噴淋嘴向上噴出工作液。

專利CN102941217A（公開(kāi)日2013-02-27）《一種圓筒式布置電極電動(dòng)力修復(fù)裝置和方法》：本發(fā)明公開(kāi)了一種圓筒式布置電極電動(dòng)力修復(fù)裝置和方法，屬于環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的裝置由電極液儲(chǔ)存箱、電極液閥門、至少兩個(gè)有共同圓心的圓環(huán)形或弧形電極室和電極、電極液流量計(jì)、加液泵閥門、加液泵、吸附層組成；電極位于電極室內(nèi)，且和外接直流電源相連；電極室和加液泵相連。所述的方法為：通過(guò)對(duì)待處理的污染場(chǎng)地的污染情況，選擇合適的電極室數(shù)量，將電極室和電極埋入地下，通過(guò)加液泵將電極液注入電極室；給電極通電，從而使污染場(chǎng)地里面的重金屬離子被吸附到吸附層上的吸附材料上，從而達(dá)到去除重金屬的目的。本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，工程造價(jià)低，使用范圍廣；本發(fā)明提供的方法具有經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、快速等優(yōu)點(diǎn)。

專利CN103170499A（公開(kāi)日2013-06-26）《一種土壤或污泥中重金屬和有機(jī)污染物的電動(dòng)去除方法》：本發(fā)明提供一種土壤或污泥中重金屬和有機(jī)污染物的電動(dòng)去除方法，該方方法使用如下的電動(dòng)去除裝置，其包括：旋轉(zhuǎn)滾筒，其上覆蓋有導(dǎo)電材料，導(dǎo)電材料外面包覆有反應(yīng)材料層；齒輪，其設(shè)置成環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)滾筒；外側(cè)閉環(huán)鉸鏈履帶，其由導(dǎo)電材料制成，并通過(guò)嚙合在所述齒輪上而閉環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)；閉環(huán)輸送履帶，其用來(lái)輸送土壤或污泥，并穿過(guò)所述外側(cè)閉環(huán)鉸鏈履帶與所述旋轉(zhuǎn)滾筒之間的縫隙而被壓緊在所述旋轉(zhuǎn)滾筒上。通過(guò)使用所述裝置及選擇合適的操作工業(yè)參數(shù)，能快捷有效地同時(shí)去除受污染土壤或污泥中的重金屬和/或有機(jī)污染物，操作簡(jiǎn)便、去除效率高，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

專利CN103316909A（公開(kāi)日2013-09-25）《用于重金屬或有機(jī)物污染土壤的電動(dòng)力學(xué)修復(fù)裝置及方法》：本發(fā)明屬于環(huán)境治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于重金屬或有機(jī)物污染土壤的電動(dòng)力學(xué)修復(fù)裝置及方法。該裝置由直流電源、陽(yáng)極室、氣體收集裝置、土壤室、陽(yáng)極電極和陰極電極組成。本發(fā)明裝置在電動(dòng)壓力下，電極附近土壤溶液發(fā)生電化學(xué)元素反應(yīng)，改變土壤中的氧化還原電位、pH值等理化性質(zhì)，通過(guò)羥丙基-β-環(huán)糊精可以使低滲透性的土壤保持一個(gè)較高的電導(dǎo)率，加快土壤固體上重金屬或者有機(jī)物的解吸。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)在整個(gè)設(shè)備的形式和每個(gè)單元的組成部件等均有巨大差別。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種污染土壤電動(dòng)修復(fù)裝置，該裝置由一個(gè)處理單元組成或由若干個(gè)處理單元通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)組成；所述處理單元包括：立式圓柱狀絕緣處理箱、立式圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極、惰性陽(yáng)極、自制非標(biāo)可編程SynC交直流混合供電電源、CAMP袋；所述立式圓柱狀絕緣處理箱內(nèi)容納立式圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極、惰性陽(yáng)極、CAMP袋。

進(jìn)一步的，所述立式圓柱狀絕緣處理箱由玻璃鋼、絕緣膠墊、絕緣板中之一制成。

進(jìn)一步的，所述惰性陽(yáng)極可選擇石墨、鈦合金、鉑中之一制成。

進(jìn)一步的，所述立式圓柱狀絕緣處理箱的半徑r₁為0.10m~50m，高度H₁為0.20m~20m。

進(jìn)一步的，所述立式圓柱狀絕緣處理箱與立式圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極同軸；所述立式圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極的半徑r₂為0.01~30m，高度H₂為0.20m~20m。

進(jìn)一步的，所述自制非標(biāo)可編程SynC交直流混合供電電源的輸出電流電壓為：AC0.1V0.01A~100000V10000A/DC0.1V0.01A~ 100000V10000A，由計(jì)算機(jī)或其他可編程控制單元控制。由計(jì)算機(jī)或其他可編程控制單元控制，可以按照公式{[A_i]-[D_j]}_k, i=1,2,…,N; j=1,2,…,M; k=1,2,…,L進(jìn)行編程循環(huán)運(yùn)行。

進(jìn)一步的，可用有刻度計(jì)量的添加劑注入器將添加劑通過(guò)導(dǎo)管注入所述立式圓柱狀絕緣處理箱底部；添加劑的注入量Q按公式 Q=pW計(jì)算而得，其中p為調(diào)節(jié)系數(shù)，W為立式圓柱狀絕緣處理箱內(nèi)土壤的質(zhì)量。所述添加劑為水和/或液態(tài)化學(xué)試劑和/或溶液。一般地，對(duì)于具有不同類型土壤/淤泥/固體廢棄物/礦石/廢水的成分以及添加劑的類型，p需要通過(guò)小試來(lái)確定。添加劑注入器可以直接安裝于處理箱的上方，利用重力直接加注添加劑；也可以旁置，用泵加注添加劑；若修復(fù)過(guò)程中無(wú)需注入添加劑，則添加劑注入器可以省略。按照Q=pW計(jì)算得到添加劑的用量后，也可以不使用添加劑注入器而將配置好的添加劑直接倒入處理箱內(nèi)并與被處理物質(zhì)相混合。

進(jìn)一步的，所述裝置適用于重金屬/有機(jī)物/放射性污染土壤和/或淤泥和/或固體廢棄物修復(fù)處理。所述裝置適用于土壤和/或淤泥和/或固體廢棄物中的VOCs、SVOCs、POPs和PCBs等有機(jī)污染物的低溫脫附。所述裝置適用于稀有和/或貴金屬貧礦的富集和提取，也可用于工礦企業(yè)含污染物廢水處理。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

第一，采用了“原地異位”技術(shù)，可以避免電極接地造成的電力浪費(fèi)，將電動(dòng)力完全應(yīng)用于土壤修復(fù)，既節(jié)省了能源，又提高了修復(fù)速度，并進(jìn)一步節(jié)省了人力、物力和財(cái)力等方面的成本。

第二，使用立式圓柱狀處理箱和COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極，可以省略諸多的傳動(dòng)裝置，對(duì)于固定地點(diǎn)的重金屬/有機(jī)物/放射性污染的土壤/淤泥/廢渣或者待富集的貧礦礦石的處理更加方便，單批次處理量更大。還可以將陽(yáng)離子重金屬濃縮，通過(guò)沉淀、吸附和固化等方式，將重金屬“囚禁于”體積很小的陰極材料中，為重金屬的回收利用成為可能。圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極還具有控制土壤酸堿度和加速重金屬遷移速度的作用。

第三，圓柱狀處理箱與圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極同軸，可以使在處理箱內(nèi)部的陽(yáng)極與陰極的距離處處相等，使得土壤處理變得均勻。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明電動(dòng)修復(fù)裝置的一個(gè)單元的橫斷面圖。

圖1中，1為立式圓柱狀絕緣處理箱；2為惰性陽(yáng)極；3為CAMP袋；4為立式圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極；5為陰極材料室；6為復(fù)合陰極的固定軸。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的污染土壤電動(dòng)修復(fù)裝置由一個(gè)處理單元組成或由若干個(gè)處理單元通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)組成。所述處理單元包括：立式圓柱狀絕緣處理箱（1）；惰性陽(yáng)極（2）；CAMP袋（3）；立式圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極（4）；陰極材料室（5）；復(fù)合陰極的固定軸（6）、自制非標(biāo)可編程SynC交直流混合供電電源，其中，所述立式圓柱狀絕緣處理箱（1）內(nèi)部可容納惰性陽(yáng)極（2）、CAMP袋（3）、立式圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極（4）。立式圓柱狀絕緣處理箱優(yōu)選由玻璃鋼制成。惰性陽(yáng)極選擇石墨材料。立式圓柱狀絕緣處理箱的半徑r₁為0.10m~50m，高度H₁為0.20m~20m。立式圓柱狀絕緣處理箱與立式圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極同軸；所述立式圓柱狀COMBOPO可拆卸更換式復(fù)合陰極的半徑r₂為0.01~30m，高度H₂為0.20m~20m。

本發(fā)明所述的重金屬污染土壤的電動(dòng)修復(fù)裝置工作過(guò)程如下：

污染土壤來(lái)源：湖南某污染場(chǎng)地附近農(nóng)田重金屬污染土壤與貴州萬(wàn)山汞礦區(qū)汞污染土壤的混合體。

污染重金屬元素：Cd、Cu、Pb、Zn和Hg等。

表1 混合體土壤電動(dòng)修復(fù)前后重金屬元素濃度對(duì)比

原始土壤中重金屬濃度：見(jiàn)表1。本混合土壤的污染物主要是重金屬Cd、Cu、Pb、Zn和Hg，它們的濃度分別是2.38mg/kg、248.34 mg/kg、649.75 mg/kg、505.69 mg/kg和370.84 mg/kg。它們分別超出國(guó)家土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)11.90倍、7.10倍、18.56倍、5.06倍和2472.27倍；超出三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)2.38倍、0.62倍、1.30倍、1.01倍和247.23倍。

修復(fù)流程：（1）將被裝置用車載入現(xiàn)場(chǎng)。（2）用人工或機(jī)械方式將待修復(fù)土壤（原始土壤）約2m³挖出、轉(zhuǎn)移至處理箱中的布袋內(nèi)，數(shù)量視處理箱大小而定。（3）加入特制的重金屬活化劑，再1:1比例加入潔凈水，攪拌均勻，置于布袋中。（2）在電極上按照特殊程序和時(shí)間間隔交替施加一定電壓和電流的交流電和直流電，分別經(jīng)過(guò)24小時(shí)和48小時(shí)后，等量采集布袋中不同典型位置的土壤樣品若干個(gè)，經(jīng)充分混合后，送實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)其中的Cd、Cu、Pb和Zn等元素的濃度。

修復(fù)效果分析：經(jīng)過(guò)24處理后，土壤中Cd、Cu、Pb、Zn和Hg等5個(gè)元素的濃度分別變成了1.65 mg/kg、188.26 mg/kg、554.68 mg/kg、496.98 mg/kg和337.70mg/kg，重金屬的去除率分別是30.67%、24.19%、14.63%、1.72%和8.94%。相對(duì)于土壤質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的8.25倍、倍、5.38倍、15.85倍、4.97倍和2251.33倍；相對(duì)于土壤質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的1.65倍、0.47倍、1.11倍、0.99倍和225.13倍。

經(jīng)過(guò)48處理后，土壤中Cd、Cu、Pb、Zn和Hg等5個(gè)元素的濃度分別變成了0.71 mg/kg、75.66 mg/kg、229.56 mg/kg、134.25 mg/kg和97.33 mg/kg；重金屬的去除率分別是70.17%、69.53%、64.67%、73.45%和73.75%；相對(duì)于土壤質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的3.55倍、2.16倍、6.56倍、1.34倍和648.87倍；相對(duì)于土壤質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的0.71倍、0.19倍、0.46倍、0.27倍和64.89倍。由上可見(jiàn)，除了Hg元素以外，Cd、Cu、Pb和Zn元素均達(dá)到了三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以下；進(jìn)一步的分析測(cè)試結(jié)果表明，由于土壤中混入了來(lái)自汞礦區(qū)的Hg污染土壤，其中的殘?jiān)鼞B(tài)所占比例較高；經(jīng)過(guò)48小時(shí)處理后，土壤中還有較高含量的THg，但剩余的Hg主要是殘?jiān)鼞B(tài)的Hg，Hg污染的危害大大減輕。

由此可見(jiàn)，利用本裝置，可以在48小時(shí)內(nèi)有效降低土壤中的Cd、Cu、Pb、Zn和Hg等重金屬元素。經(jīng)過(guò)48小時(shí)的處理后，土壤中所有元素的濃度均下降64%以上，其中Hg元素的下降幅度最大，達(dá)到約73.75%。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。