一種土壤電動修復裝置的制作方法

一種土壤電動修復裝置，屬于環境工程技術領域。

背景技術：

工業及生活產生的廢水、廢氣、廢渣通過水體、大氣進入土壤，并積累到超越土壤自凈能力的程度時，將導致土壤污染。近年我國土壤污染呈加劇趨勢，土壤保護工作的落后導致部分地區土壤污染嚴重、污染類型多樣，表現為新老污染物并存、無機有機復合污染的局面，使土壤修復成為亟待解決的環境問題之一。

目前常用的土壤修復方法包括土壤清洗法、生物處理法、電動修復法等。電動土壤修復法具有成本低、應用廣、速度快、次生污染少等優點，適用于低滲透性土壤，可以去除土壤中的銅、鋅、鉛、鎘、鎳、砷、汞、錳等重金屬，也可以去除苯酚、p-硝基酚、六氯丁二烯等有機物。電動土壤修復方法在應用過程中存在酸性帶遷移、土壤PH控制、極化等技術瓶頸，其中極化問題尤為突出。極化現象主要是由于陽離子及陰離子在電場驅動下分布過于集中在電極附近造成的。為了克服這一現象，研究者提出了極性交換技術、逼近陽極技術與注入緩沖溶液技術，雖然有所改進但仍沒有取得突破性進展。

本實用新型提出采用將磁場與電場結合的一種復合電動土壤修復裝置及方法，重點去除土壤中Cu2+、Pb2+、Fe3+等重金屬污染物。與傳統電動土壤修復方法相比，修復裝置加入了磁場發生線圈，利用洛倫磁力改變了陰離子、陽離子的移動路徑，降低了陰離子、陽離子的集中度。同時，通過分別交換電場與磁場方向，可以中和H+離子與OH-離子，避免土壤酸化。本實用新型的實施對促進電動土壤修復技術的發展具有重要的理論價值，對環境保護具有重要的實際應用價值。

技術實現要素：

有鑒于現有技術所存在的問題，本實用新型公開了一種土壤電動修復裝置，利用該方法可以促進點源土壤污染與面源土壤污染的土壤生態系統的恢復，促進退化土壤的好轉，縮短土壤治理周期。

本實用新型將磁場線圈引入常規電動土壤修復裝置，重金屬離子、OH-1離子與H+1在電場驅動下發生轉移，在移動過程中受到洛倫磁力的作用，移動路徑發生改變，不再集中于電極周圍而是均勻分布在與電場垂直的收集區域。同時通過磁場及電場方向的改變，可以中和H+離子與OH-離子，避免土壤PH值酸化。因此，通過本實用新型提出的方法可以降低極化現象，提高土壤修復效率，延長電極的使用壽命。

具體地說，本實用新型是通過如下技術方案實現的：

一種土壤電動修復裝置可應用于原位修復及異位修復。采用酚醛樹脂板組成矩形土壤修復池，正負電極安裝在修復池長度方向兩側，線圈沿修復池四面均勻纏繞用于產生均勻磁場。

通過上述結構的改進，正負離子受電場力與洛倫磁力合力作用，導致移動路徑發生改變，不再聚集在電極周圍而是均勻分布在修復池寬度方向上的邊緣區域，有助于弱化極化現象，便于后續對污染物的集中處理。

其中，所用正負電極板采用石墨材料，由直流電源供電，電壓220V~230V，改變直流電正負極可實現電場方向的變換。

其中，磁場發生線圈采用包漆銅質線圈，直徑0.5mm~1mm，匝數 50~200，具體匝數可根據磁場強度要求調整，磁場強度16mT~50mT。

其中，石墨電極板通過酚醛樹脂支架卡緊固定，上下方向可調整。

其中，磁場發生線圈由直流電供電，電壓220V~230V，改變直流電正負極可實現磁場方向的變換。

在普通電動土壤修復裝置中，由于正負離子的電泳行為，使電極表面覆蓋污染物及雜質，嚴重降低了電極的工作效率及使用壽命，通過上述改進正負離子不再堆積在電極表面而是均勻分布在修復池兩側狹長區域，提高了效率及壽命。

附圖說明

圖1 為本實用新型中一種土壤電動修復裝置的結構示意圖。

圖2 為本實用新型中一種土壤電動修復裝置電極支架的結構示意圖。

圖3 為本實用新型中一種土壤電動修復裝置電極連接端子的結構示意圖。

圖4 為本實用新型中一種未加磁場的土壤修復機理示意圖。

圖5 為本實用新型中一種添加磁場的土壤修復機理示意圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖更充分地描述本實用新型，本實用新型可以以許多不同的形式來實施，且不應該解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本實用新型的范圍充分地傳達給本領域技術人員。

在下文中，將參照附圖更詳細地描述本實用新型的示例性實施例。

參考圖1~3，本實用新型涉及的一種土壤電動修復裝置，包括正極電極連接端子1、電極端子鎖緊螺栓2、電極支架3、石墨電極4、修復池5、負極電極連接端子6、電極端子鎖緊螺母7、磁場線圈正極端子8、磁場線圈9、磁場線圈負極端子10。

正極電極連接端子：采用紫銅板沖壓成形，厚度10~15mm。

電極支架：采用酚醛樹脂板通過螺釘連接成形，板厚度15mm~20mm。

石墨電極：采用含碳量在94%~99%的高碳石墨電極，電流密度大于10A/cm2。

磁場線圈正極端子：一端與磁場線圈連接，另一端與直流電源正極連接。

磁場線圈：采用包漆銅質線圈，直徑0.5mm~1mm，匝數 50~200，具體匝數可根據要求的磁場強度調整，磁場強度16mT~50mT。

磁場線圈負極端子：一端與磁場線圈連接，另一端與直流電源負極連接。

如圖3所示，顯示了一種未加磁場的電動土壤修復機理示意圖，正負離子在電場作用下向正負電極靠近，在電極附近形成高濃度的重金屬區域，隨著修復時間的增加電極表面附著重金屬及雜質越來越多，形成的白色薄膜降低了電場強度，導致土壤修復效率的降低，因此必須及時更換電極才能持續正常工作。

如圖4所示，顯示了一種添加磁場的電動土壤修復機理示意圖，磁場線圈產生的磁力線B與離子運動方向垂直，磁力線方向由外向內。離子在運動過程中除了受到電場力的作用還受到洛倫磁力的作用，因此移動路線將發生改變。通過控制磁場強度可調節離子的移動路徑，使離子不再集中在電極附近而是均勻分布在修復池兩側的狹長區域。

以上所述僅為本實用新型的實施例而已，并不用于限制本實用新型。本實用新型可以有各種合適的更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。