CN102294350B - 一种有机污染土壤修复系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机污染土壤修复系统与方法，它由M×N个矩阵电极构成对称电场结构，修复区域中与每个电极距离相等的点电场强度相同；修复过程采用对称电场形式，即：修复区域中与每个电极距离相等的点电场强度相同。基于网格方式排列电极，对修复区域内电极实施电动控制，在对电极进行周期性极性阴阳切换；通过电扫描的方式进行行/列组电极的转换的运行方式。采用本发明对称电场能增加电场的有效利用面积，消除修复死角，同时解决了土壤阳极酸化问题。

Description

一种有机污染土壤修复系统与方法

技术领域

本发明涉及有机污染土壤的修复技术，具体的说是一种采用对称电场对有机污染土壤进行修复的动修复系统与方法。

背景技术

有机污染土壤的电动修复是20世纪90年代发展起来的一种强化修复技术。通过污染土壤中插入的惰性电极，形成直流电场，在多种电动效应的作用下，提高微生物的活性，优化修复因子，加速有机污染物的降解。与其他技术相比电动修复方法具有高效、安全等优点。

制约有机污染土壤电动修复效果有两个主要不利因素，首先是阳极酸化引起的土壤环境pH值不均衡。原因是施加直流电场后，在电极附近发生水分子的氧化还原反应，在阳极区和阴极区分别生成H⁺离子和OH^-离子，并且形成酸峰和碱峰，使土壤分成酸性和碱性区域。影响土壤中微生物活性进而降低污染物的去除效率；其次是电场利用率偏低降低了污染物的去除效率。但目前已有的电极矩阵排列方式和电极的利用方式都没能从根本上将电场无效作用区降至最小。而修复区域内有效作用面积、电场强度与污染物的降解效率正相关。

为了解决阳极酸化问题目前已经提出了很多控制方法，如：在两极间进行电解液的循环(Lee and Yang.，2000)；外加阳离子交换膜(Li et al.，1998)；在两极区域附近添加缓冲液(Saichek et al.，2003)；电极逼近法控制土壤pH值变化(Shen et al.，2007)。这些方法均可以在一定程度上解决阳极酸化问题，但普遍是具有操作复杂、控制难度大、成本高等缺陷。为了提高电场利用率，增加电场作用面积，目前已经提出了一些解决办法，如采用一维/二维电极构型形成电极矩阵，双向运行的方法(王慧等.，2006)。但目前的电极双向运行方法由于相邻两个电极之间极性一直相同，因此在处理单元内存在修复死角，导致电场利用率低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种能克服修复死角、提高电场利用率的有机污染土壤电动修复系统与方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明修复方法：修复过程采用对称电场形式，即：修复区域中与每个电极距离相等的点电场强度相同，在电场中物质的运移形式相同；基于网格方式排列电极，对修复区域内电极实施电动控制，在可调周期内对电极进行极性切换；使每个电极间歇处于修复效率较高的阳极状态；避免阳极酸化的同时使每个单电极间歇处于修复效率较高的阳极状态，用以增加电场有效利用面积、消除修复死角；

所述对称电场指在修复周期内，修复区域中与每个电极距离相等的点电场强度相同；在电场中物质的运移形式也完全相同；所述极性切换通过电扫描的方式进行行/列电极组的转换；

所述电动控制是将矩阵中电极分别连接到继电器的触电上，继电器与PLC连接，通过PLC控制继电器的吸合，实现电极极性切换、电流脉冲实施；

在修复过程中，针对污染物添加降解菌以及微生物所需的营养元素，强化电动修复效果，可增加有机污染物的去除效率。

其中所述降解菌可以根据所修复的污染土壤类型不同进行选取。以石油污染土壤为例，可选自球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)，木棍杆菌(Clavibacter xyli)，萎蔫短小杆菌(Curtobacterium flaccumfaciens)，枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，铜绿假单孢杆菌(Pseudomonas aeruginosa)，芽孢杆菌(Bacillus sp.)组合成复合菌剂，按浓度等比例混合；

所述营养可选自无机硝酸盐类、无机磷酸盐类中的一种或其组合，按N/P为100∶1添加。

本发明修复系统包括：

一断路器，断路器接外接电源；

一开关电源，开关电源输入端接断路器，输出24V和0V电压，与可编程控制器相连；

一可编程控制器，可编程控制器存有控制程序，通过控制程序对整个系统进行控制；

控制继电器，控制继电器线圈正极接收可编程控制器控制信号；还包括与M×N个矩阵电极及控制继电器相连的电源继电器；

其中，所述电源继电器中与横向排列电极相连的电源继电器线圈正极接到与横向排列电极相连的控制继电器常开触点的一端；与纵向排列电极相连的电源继电器线圈正极接到与纵向排列电极相连的控制继电器常开触点的另一端；第1、3、5、7、9、10控制继电器常开触点的一端连接到开关电源正极，第2、4、6、8控制继电器常开触点的一端连接到开关电源负极；第1和2控制继电器常开触点的另一端接到与横向单数排列电极相连的电源继电器上，第3和4控制继电器常开触点的另一端接到与横向双数排列电极相连的电源继电器上，第5和6控制继电器常开触点的另一端接到纵向单数排列电极相连的电源继电器上，第7和8控制继电器常开触点的另一端接到纵向双数排列电极相连的电源继电器上；横向、纵向相邻两个电极分别通过是电源继电器常开触点的两端连接在一起；

所述电极直径为0.5cm-5cm，长度为6cm-150cm；在每个电极上配置两个电源继电器，分别通过导线与相邻横向、纵向电极的电源继电器和控制行、列转换的开关电源相连；

其中相邻两电极在修复区域内排列距离为0.20m-1.5m；

其中每个电极间距离相等的点电场强度相同，空间和场强上为对称结构；

所述控制程序流程如下：

步骤一、设置参数，如参数没有设置等待设置参数；

步骤二、判断开始按钮是否按下，如按下系统状态显示自动运行中并且执行步骤三，否则系统显示待机中，等待按下开始按钮；

步骤三、判断停止按钮是否按下，如按下停止按钮，系统状态显示待机中，并且执行步骤二；否则执行步骤四；

步骤四、把横纵向切换时间清零；

步骤五、横向单数电极加正电压、横向双数电极加0V；

步骤六、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤七，否则执行步骤五和步骤六；

步骤七、把横纵向切换时间清零；

步骤八、纵向单数电极加正电压、纵向双数电极加0V；

步骤九、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤十，否则执行步骤八和步骤九；

步骤十、把横纵向切换时间清零；

步骤十一、横向单数电极加0V、横向双数电极加正电压；

步骤十二、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤十三，否则执行步骤十一和步骤十二；

步骤十三、把横纵向切换时间清零；

步骤十四、纵向单数电极加0V、纵向双数电极加正电压；

步骤十五、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤四，否则执行步骤十三和步骤十四；

所述控制流程还可以为：

步骤一、设置参数，如参数没有设置等待设置参数；

步骤二、判断开始按钮是否按下，如按下系统状态显示自动运行中并且执行步骤三，否则系统显示待机中，等待按下开始按钮；

步骤三、判断停止按钮是否按下，如按下停止按钮，系统状态显示待机中，并且执行步骤二；否则执行步骤四；

步骤四、把横纵向切换时间清零；

步骤五、判断是否达到脉冲加电时间，如果没达到，横向单数电极加正电压、横向双数电极加0V，否则执行步骤六；

步骤六、脉冲断电时间清零；

步骤七、判断是否达到脉冲断电时间，如果没达到，横向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤八；

步骤八、脉冲加电时间清零；

步骤九、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤十，否则返回步骤五；

步骤十、把横纵向切换时间清零；

步骤十一、判断是否达到脉冲加电时间，如果没达到，纵向单数电极加正电压、纵向双数电极加0V，否则执行步骤十二；

步骤十二、脉冲断电时间清零；

步骤十三、判断是否达到脉冲断电时间，如果没达到，纵向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤十四；

步骤十四、脉冲加电时间清零；

步骤十五、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤十六，否则返回步骤十一；

步骤十六、把横纵向切换时间清零；

步骤十七、判断是否达到脉冲加电时间，如果没达到，横向单数电极加0V、横向双数电极加正电压，否则执行步骤十八；

步骤十八、脉冲断电时间清零；

步骤十九、判断是否达到脉冲断电时间，如果没达到，横向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤二十；

步骤二十、脉冲加电时间清零；

步骤二十一、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤二十二，否则返回步骤十七；

步骤二十二、把横纵向切换时间清零；

步骤二十三、判断是否达到脉冲加电时间，如果没达到，纵向单数电极加0V、纵向双数电极加正电压，否则执行步骤二十四；

步骤二十四、脉冲断电时间清零；

步骤二十五、判断是否达到脉冲断电时间，如果没达到，纵向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤二十六；

步骤二十六、脉冲加电时间清零；

步骤二十七、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤三，否则返回步骤二十三。

本发明通过对电极的控制和电流的脉冲，实现了修复区域内场强的对称，建立了在空间和物理意义上的对称电场。由于阳极区域的修复效率要高于阴极区域，本发明单电极均间歇处于阳极状态。整个电场的修复效率提高。同时每一个修复单元都处于对称的电场内，最大程度的去除了死角，解决了土壤pH不均衡问题，提高了系统的修复效率。

本发明具有如下优点：

1.通过对行/列电极组进行极性扫描转换，建立对称电场，消除处理死角，提高场强利用率。

2.脉冲电流设计，强化了污染物与微生物的传质过程，降低了系统能耗。

3.通过自动化控制，操作简单。

附图说明

图1a是本发明对称电场电极排列示意图(实心点表示阳极，空心点表示阴极，5×5阵列，纵向为阳、阴、阳、阴、阳布局)；

图1b是本发明对称电场电极排列示意图(实心点表示阳极，空心点表示阴极，5×5阵列，横向为阴、阳、阴、阳、阴布局)；

图1c是本发明对称电场电极排列示意图(实心点表示阳极，空心点表示阴极，5×5阵列，横向为阳、阴、阳、阴、阳布局)；

图1d是本发明对称电场电极排列示意图(实心点表示阳极，空心点表示阴极，5×5阵列，纵向为阴、阳、阴、阳、阴布局)；

图2是本发明修复过程中土壤pH的距离变化曲线；

图3是本发明修复过程中土壤温度的时间变化曲线；

图4是本发明修复过程中土壤有机质的距离变化曲线；

图5是本发明修复过程中污染物的时间去除率变化曲线；

图6为控制电路原理图(包括断路器和开关电源)；

图7为控制电路原理图(包括可编程控制器)；

图8-1为图7中本发明一个实施例可编程控制器存储的控制程序流程图；

图8-2为图7中本发明另一个实施例可编程控制器存储的控制程序流程图；

图8-3为图8-2续图；

图9为本发明系统一个实施例对称电场电极排列结构连接示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例修复过程采用对称电场形式，即：修复区域中与每个电极距离相等的点电场强度相同，在电场中物质的运移形式相同。基于网格方式排列电极，对修复区域内电极实施电动控制，在对电极进行周期性极性阴阳切换；通过电扫描的方式进行行/列组电极的转换的运行方式，消除修复死角。

本实施例采用自配石油污染土壤。清洁土壤为棕壤，除去肉眼可见的枯枝残骸。室内自然风干后过2mm的筛子。原油采自中国大庆油田。配制成含油量为20mg/g的石油污染土壤。自然风干后放置7天备用。

在污染土壤中投加针对大庆油田石油降解的混合菌剂。菌剂组成为球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)，木棍杆菌(Clavibacter xyli)，萎蔫短小杆菌(Curtobacterium flaccumfaciens)，枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，铜绿假单孢杆菌(Pseudomonas aeruginosa)，芽孢杆菌(Bacillus sp.)。等比混合均匀后，投加到土壤中的剂量为0.01ml/g。

土壤室为正方形的有机玻璃制成，长100cm，宽100cm，高10cm。本发明系统由M×N个矩阵电极构成对称电场结构，修复区域中与每个电极距离相等的点电场强度相同；所述对称电场结构为通过对行/列电极组进行极性扫描转换，实现电场空间和场强上的完全对称结构；具体如下：

参见图1a～1d及图9，本发明修复系统：由5×5个矩阵电极构成对称电场结构，修复区域中与每个电极距离相等的点电场强度相同；所述对称电场结构为通过对行/列电极组进行极性扫描转换，实现电场空间和场强上的完全对称结构；在每个电极上配置两个电源继电器，分别通过导线与相邻横向、纵向电极的电源继电器和控制脉冲电流的控制电路相连，其电动控制方式是指采用脉冲电流；通过对电流进行脉冲控制降低修复能耗。

如图6、7所示，所述修复系统包括：

一断路器QF，断路器QF接外接电源，选用双极6A断路器，对电路起到保护作用；

一开关电源GS，开关电源GS输入端接断路器QF，输出24V和0V电压，与可编程控制器PLC相连，为可编程控制器PLC提供电源。

一可编程控制器PLC，可编程控制器PLC存有控制程序，选用西门子S7-200产品，通过控制程序对整个系统进行控制；

多个继电器，包括控制继电器，所述控制继电器线圈负极接到开关电源GS负极；控制继电器线圈正极接收可编程控制器PLC控制信号；还包括与M×N个矩阵电极及控制继电器相连的电源继电器；具体如下：

第1、3、5、7、9、10控制继电器KA1、KA3、KA5、KA7、KA9、KA10常开触点的一端连接到电源正极，第2、4、6、8控制继电器KA2、KA4、KA6、KA8常开触点的一端连接到电源负极；第1和2控制继电器KA1和KA2常开触点的另一端接到与横向单数排列电极相连的第25电极25上，第3和4控制继电器KA3和KA4常开触点的另一端接到与横向双数排列电极相连的第6电极6上，第5和6控制继电器KA5和KA6常开触点的另一端接到纵向单数排列电极相连的第1电极1上，第7和8控制继电器KA7和KA8常开触点的另一端接到纵向双数排列电极相连的第22电极22上；第11～30电源继电器KA11-KA30常开触点的两端接到横向相邻两个电极上；第31～50电源继电器KA31-KA50常开触点的两端接到纵向相邻两个电极上。所有的控制继电器线圈负极接到开关电源GS负极；第1～10控制继电器KA1-KA10线圈正极接收可编程控制器PLC控制信号；第11～30电源继电器KA11-KA30线圈正极接到与横向排列电极相连的第9控制继电器KA9常开触点的另一端；第31～50电源继电器KA31-KA50线圈正极接到与纵向排列电极相连的第10控制继电器KA10常开触点的另一端。

其中，第1控制继电器KA1，决定是否为横向单数电极加24V；第2控制继电器KA2决定是否为横向单数电极加0V，第3控制继电器KA3决定是否为横向双数电极的继电器加24V，第4控制继电器KA4决定是否为横向双数电极加0V；第5控制继电器KA5决定是否为纵向单数电极加24V，第6控制继电器KA6决定是否为纵向单数电极加0V，第7控制继电器KA7决定是否为纵向双数电极的继电器加24V，第8控制继电器KA8决定是否为纵向双数电极加0V；第9控制继电器KA9通过控制第11～30电源继电器KA11-KA30的常开触点是否闭合来决定是否横向加电；第10控制继电器KA10通过控制第31～50电源继电器KA31-KA50的常开触点是否闭合来决定是否纵向加电。

参见图8-1，工作过程通过存于可编程控制器PLC中的控制程序实现，具体流程为：

步骤一、设置参数，如参数没有设置等待设置参数；

步骤二、参数设置完毕后，判断开始按钮是否按下，如按下系统状态显示自动运行中并且执行步骤三，否则系统显示待机中，等待按下开始按钮；

步骤三、判断停止按钮是否按下，如按下停止按钮，系统状态显示待机中，并且执行步骤二；否则执行步骤四；

步骤四、把横纵向切换时间清零；

步骤五、横向单数电极加24V、横向双数电极加0V；

步骤六、判断是否达到横纵向切换时间(本实施例为1分钟)，如果达到执行步骤七，否则执行步骤五和步骤六；

步骤七、把横纵向切换时间清零；

步骤八、纵向单数电极加24V、纵向双数电极加0V；

步骤九、判断是否达到横纵向切换时间(本实施例为1分钟)，如果达到执行步骤十，否则执行步骤八和步骤九；

步骤十、把横纵向切换时间清零；

步骤十一、横向单数电极加0V、横向双数电极加24V；

步骤十二、判断是否达到横纵向切换时间(本实施例为1分钟)，如果达到执行步骤十三，否则执行步骤十一和步骤十二；

步骤十三、把横纵向切换时间清零；

步骤十四、纵向单数电极加0V、纵向双数电极加24V；

步骤十五、判断是否达到横纵向切换时间(本实施例为1分钟)，如果达到执行步骤四，否则执行步骤十三和步骤十四。

如图9所示第31～50电源继电器KA31-KA50闭合，第5控制继电器KA5和第8控制继电器KA8闭合。这样纵向单数电极加24V，纵向双数电极加0V(见附图1a)。

第11～30电源继电器KA11-KA30闭合，第2控制继电器KA2和第3控制继电器KA3闭合。这样横向单数电极加0V，横向双数电极加24V(见附图1b)。

第31～50电源继电器KA31-KA50闭合，第6控制继电器KA6和第7控制继电器KA7闭合。这样纵向单数电极加0V，纵向双数电极加24V(见附图1d)。

第11～30电源继电器KA11-KA30闭合，第1控制继电器KA1和第4控制继电器KA4闭合。这样横向单数电极加24V，横向双数电极加0V(见附图1c)。

电极采用石墨惰性电极，所述电极直径为0.5cm-5cm，长度为6cm-150cm(本实施例电极直径0.5cm，长6cm)，每两个电极之间在修复区域内横纵距离均相等，为0.2m。在每个电极上配置两个电源继电器，其中一个电源继电器通过导线分别与相邻横向、纵向电极的电源继电器和控制行、列转换的电源相连；其电动控制是将矩阵中电极分别连接到直流电源的正、负极上，形成一个空间和运行时场强完全对称的电场。每1分钟转换一次电极极性。外加直流电场，电极两端的电场梯度1V/cm。土壤温度用温度记录仪记录，同时将信号传入电脑进行实时监控和数据分析。土壤湿度恒定为20％。选取采样点为距离阳极0cm，4cm，8cm，12cm，16cm，20cm。每隔20天采一次样。处理时间为100天。以无电场作用为对照组。监测指标为土壤pH值，温度，有机质变化和石油去除率变化。

通过控制电极的极性，很好的解决了在电动修复过程中出现的酸化现象，使土壤环境的稳定，结果见图2。外加电场作用，使一部分电能转化成焦耳热，升高了土壤温度，有效地避免了外界环境对土壤的影响，结果见图3。通过控制电极的极性，使电极间歇处于反应较强的阳极状态，提高了电极的使用率，加速了其对于有机碳的消耗效率，结果见图4。通过电极矩阵的优化设计，建立了一个空间和场强完全对称电场，增大了电场有效作用区，强化了土壤微生物的活性，加快了有机污染物的降解速率，结果见图5。

附表1是经电动处理前后石油含量变化检测结果。

附表1电动处理前后石油含量变化

组别

处理

处理前石油含量

处理后石油含量

处理时间(天)

对照组	无	2％	1.9％	100
					实验组1	微生物	2％	1.5％	100
实验组2	电动和微生物	2％	0.7％	100

实施例2

与实施例1不同之处在于：

土壤室为正方形的有机玻璃制成，长200cm，宽200cm，高20cm。由6×6个矩阵电极构成对称电场结构，插入不锈钢制成的电极，直径1cm，长15cm，电极间距离为0.4m。

向土壤喷洒硝酸铵(NH₄NO₃)和磷酸氢二钾(K₂HPO₄)微生物生长所需营养溶液。加速微生物的新陈代谢。修复效果比实施例1提高了15％。

具体结果见附表2。

附表2是经电动处理前后石油含量变化检测结果。

组别	处理	处理前石油含量	处理后石油含量	处理时间(天)
					对照组	无	2％	1.9％	100
实验组1	微生物	2％	1.5％	100
					实验组2	电动、微生物、营养液	2％	0.4％	100

实施例3

与实施例1不同之处在于：

采用清洁土壤，棕壤和大庆原油配制成含油量为20mg/g的石油污染土壤。自然风干后放置7天备用。在自动化控制电极极性转换过程中，采用脉冲电流通电的方式(通过电源供电与否实现)，持续通电1分钟后，停止供电20秒钟后，在脉冲电流通电过程中每5分钟切换一次电极极性，重复脉冲电流通电步骤。电极采用不锈钢制成惰性电极。处理时间为100天，以无电场作用为对照组。

石油污染土壤经过100天处理后，土壤pH值在中性范围内，无明显变化。土壤温度高于室内温度，有效抵抗了外界对土壤环境的影响。具体结果见附表3。

附表3是经电动处理前后石油含量变化检测结果。

附表3电动处理前后石油含量变化

组别	处理	处理前石油含量	处理后石油含量	处理时间(天)
					对照组	无	2％	1.9％	100
实验组1	微生物	2％	1.5％	100
					实验组2	电动、微生物、脉冲电流	2％	0.9％	100

添加脉冲电流控制条件后，较持续通电节约电能40％，降解效率减少10％，综合考虑能耗降低，去除效率较高，达到了节能的目的。

参见图8-2、8-3，工作过程通过存于可编程控制器PLC中的控制程序实现，具体流程为：

步骤一、设置参数，如参数没有设置等待设置参数；

步骤二、参数设置完毕后，判断开始按钮是否按下，如按下系统状态显示自动运行中并且执行步骤三，否则系统显示待机中，等待按下开始按钮；

步骤三、判断停止按钮是否按下，如按下停止按钮，系统状态显示待机中，并且执行步骤二；否则执行步骤四；

步骤四、把横纵向切换时间清零；

步骤五、判断是否达到脉冲加电时间(本实施例为1分钟)，如果没达到，横向单数电极加24V、横向双数电极加0V，否则执行步骤六；

步骤六、脉冲断电时间清零；

步骤七、判断是否达到脉冲断电时间(本实施例为20秒)，如果没达到，横向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤八；

步骤八、脉冲加电时间清零；

步骤九、判断是否达到横纵向切换时间(本实施例为5分钟)，如果达到执行步骤十，否则执行步骤五、步骤六、步骤七和步骤八；

步骤十、把横纵向切换时间清零；

步骤十一、判断是否达到脉冲加电时间(本实施例为1分钟)，如果没达到，纵向单数电极加24V、纵向双数电极加0V，否则执行步骤十二；

步骤十二、脉冲断电时间清零；

步骤十三、判断是否达到脉冲断电时间(本实施例为20秒)，如果没达到，纵向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤十四；

步骤十四、脉冲加电时间清零；

步骤十五、判断是否达到横纵向切换时间(本实施例为5分钟)，如果达到执行步骤十六，否则执行步骤十一、步骤十二、步骤十三和步骤十四；

步骤十六、把横纵向切换时间清零；

步骤十七、判断是否达到脉冲加电时间(本实施例为1分钟)，如果没达到，横向单数电极加0V、横向双数电极加24V，否则执行步骤十八；

步骤十八、脉冲断电时间清零；

步骤十九、判断是否达到脉冲断电时间(本实施例为20秒)，如果没达到，横向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤二十；

步骤二十、脉冲加电时间清零；

步骤二十一、判断是否达到横纵向切换时间(本实施例为5分钟)，如果达到执行步骤二十二，否则执行步骤十七、步骤十八、步骤十九和步骤二十；

步骤二十二、把横纵向切换时间清零；

步骤二十三、判断是否达到脉冲加电时间(本实施例为1分钟)，如果没达到，纵向单数电极加0V、纵向双数电极加24V，否则执行步骤二十四；

步骤二十四、脉冲断电时间清零；

步骤二十五、判断是否达到脉冲断电时间(本实施例为20秒)，如果没达到，纵向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤二十六；

步骤二十六、脉冲加电时间清零；

步骤二十七、判断是否达到横纵向切换时间(本实施例为5分钟)，如果达到执行步骤三，否则执行步骤二十三、步骤二十四、步骤二十五和步骤二十六。

实施例4

与实施例1不同之处在于：

石油污染土壤采自盘锦辽河油田附近污染区，土壤含油量平均为50mg/g。将土壤堆成长13.5米，宽13.5米，高2米的土方，本实施例由9×9个矩阵电极构成对称电场结构，插入不锈钢制成的电极，电极直径5cm，长150cm。相邻两个电极间距离为1.5m，建立一个空间对称电场。不投加菌剂，利用土壤中土著微生物。采样点距离电极5cm，15cm，25cm，35cm，45cm。每隔20天采一次样，处理时间为100天。以无处理土壤为对照。具体结果见附表4。

附表4是经电动处理前后石油含量变化检测结果。

附表4电动处理前后石油含量变化

组别	处理	处理前石油含量	处理后石油含量	处理时间(天)
					对照组	无	5％	4.9％	100
实验组1	电动	5％	1.7％	100

本发明通过对电流的脉冲控制和对通过电扫描的方式进行行/列组电极的转换，建立空间和场强完全对称电场，解决了阳极酸化问题，降低了能耗，解决了处理死角问题，提高了有机污染土壤的去除效率。

Claims (6)

1.一种有机污染土壤修复系统，其特征在于包括：

一断路器（QF），断路器（QF）接外接电源；

一开关电源（GS），开关电源（GS）输入端接断路器（QF），输出与可编程控制器（PLC）相连；

一可编程控制器（PLC），可编程控制器（PLC）存有控制程序，通过控制程序对整个系统进行控制；

控制继电器，控制继电器线圈正极接收可编程控制器（PLC）控制信号；还包括与M×N个矩阵电极及控制继电器相连的电源继电器，

其中，第1、3、5、7、9、10控制继电器（KA1、KA3、KA5、KA7、KA9、KA10）常开触点的一端连接到开关电源（GS）正极，第2、4、6、8控制继电器（KA2、KA4、KA6、KA8）常开触点的一端连接到开关电源（GS）负极；电源继电器中与横向排列电极相连的电源继电器线圈正极接到与第9控制继电器常开触点的另一端；与纵向排列电极相连的电源继电器线圈正极接到与第10控制继电器常开触点的另一端；第1和2控制继电器（KA1和KA2）常开触点的另一端接到与横向单数排列电极相连的电源继电器上，第3和4控制继电器（KA3和KA4）常开触点的另一端接到与横向双数排列电极相连的电源继电器上，第5和6控制继电器（KA5和KA6）常开触点的另一端接到纵向单数排列电极相连的电源继电器上，第7和8控制继电器（KA7和KA8）常开触点的另一端接到纵向双数排列电极相连的电源继电器上；横向、纵向相邻两个电极分别通过电源继电器常开触点的两端连接在一起。

2.按权利要求1所述有机污染土壤修复系统，其特征在于：所述电极直径为0.5cm-5cm，长度为6cm-150cm；在每个电极上配置两个电源继电器，分别通过导线与相邻横向、纵向电极的电源继电器和控制行、列转换的开关电源（GS）相连。

3.按权利要求1所述有机污染土壤修复系统，其特征在于：其中相邻两电极在修复区域内排列距离为0.20m-1.5m。

4.按权利要求1所述有机污染土壤修复系统，其特征在于：其中每个电极间距离相等的点电场强度相同，空间和场强上为对称结构。

5.按权利要求1所述有机污染土壤修复系统，其特征在于：所述控制程序流程如下：

步骤一、设置参数，如参数没有设置等待设置参数；

步骤二、判断开始按钮是否按下，如按下系统状态显示自动运行中并且执行步骤三，否则系统显示待机中，等待按下开始按钮；

步骤三、判断停止按钮是否按下，如按下停止按钮,系统状态显示待机中，并且执行步骤二；否则执行步骤四；

步骤四、把横纵向切换时间清零；

步骤五、横向单数电极加正电压、横向双数电极加负电压；

步骤六、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤七，否则执行步骤五和步骤六；

步骤七、把横纵向切换时间清零；

步骤八、纵向单数电极加正电压、纵向双数电极加负电压；

步骤九、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤十，否则执行步骤八和步骤九；

步骤十、把横纵向切换时间清零；

步骤十一、横向单数电极加负电压、横向双数电极加正电压；

步骤十二、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤十三，否则执行步骤十一和步骤十二；

步骤十三、把横纵向切换时间清零；

步骤十四、纵向单数电极加负电压、纵向双数电极加正电压；

步骤十五、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤四，否则执行步骤十三和步骤十四。

6.按权利要求1所述有机污染土壤修复系统，其特征在于：所述控制程序流程为：

步骤一、设置参数，如参数没有设置等待设置参数；

步骤二、判断开始按钮是否按下，如按下系统状态显示自动运行中并且执行步骤三，否则系统显示待机中，等待按下开始按钮；

步骤三、判断停止按钮是否按下，如按下停止按钮,系统状态显示待机中，并且执行步骤二；否则执行步骤四；

步骤四、把横纵向切换时间清零；

步骤五、判断是否达到脉冲加电时间，如果没达到，横向单数电极加正电压、横向双数电极加负电压，否则执行步骤六；

步骤六、脉冲断电时间清零；

步骤七、判断是否达到脉冲断电时间，如果没达到，横向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤八；

步骤八、脉冲加电时间清零；

步骤九、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤十，否则返回步骤五；

步骤十、把横纵向切换时间清零；

步骤十一、判断是否达到脉冲加电时间，如果没达到，纵向单数电极加正电压、纵向双数电极加负电压，否则执行步骤十二；

步骤十二、脉冲断电时间清零；

步骤十三、判断是否达到脉冲断电时间，如果没达到，纵向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤十四；

步骤十四、脉冲加电时间清零；

步骤十五、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤十六，否则返回步骤十一；

步骤十六、把横纵向切换时间清零；

步骤十七、判断是否达到脉冲加电时间，如果没达到，横向单数电极加负电压、横向双数电极加正电压，否则执行步骤十八；

步骤十八、脉冲断电时间清零；

步骤十九、判断是否达到脉冲断电时间，如果没达到，横向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤二十；

步骤二十、脉冲加电时间清零；

步骤二十一、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤二十二，否则返回步骤十七；

步骤二十二、把横纵向切换时间清零；

步骤二十三、判断是否达到脉冲加电时间，如果没达到，纵向单数电极加负电压、纵向双数电极加正电压，否则执行步骤二十四；

步骤二十四、脉冲断电时间清零；

步骤二十五、判断是否达到脉冲断电时间，如果没达到，纵向单数电极和双数电极停止加电，否则执行步骤二十六；

步骤二十六、脉冲加电时间清零；

步骤二十七、判断是否达到横纵向切换时间，如果达到执行步骤三，否则返回步骤二十三。

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