CN106311729B - 电催化水设备在治理土壤污染上的应用和土壤污染治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电催化水设备在治理土壤污染上的应用和土壤污染治理方法。采用本发明提供的土壤污染治理方法来治理土壤污染时，治理效率高，且无需在水中添加氯化钠、氯化钾、氯化钙等盐类；治理速度快，常态或周期性使用高还原性电催化水灌溉土地或喷洒植物，即可达到保养土地的目，提高土壤pH值与降低土壤Eh值，同时分解VOCs、治理重金属并杀死病菌；适用于各种不同的污染种类、不同的污染等级、甚至复杂的污染；保证治理后无二次污染残留于土壤的问题；治理的经济费用低，客户容易承担。

Description

电催化水设备在治理土壤污染上的应用和土壤污染治理方法

技术领域

本发明涉及电催化水设备在治理土壤污染上的应用和土壤污染治理方法。

背景技术

人们的农业、工业与矿业活动使得土壤污染日益严重，土壤污染可分为：1.有机物污染：石油、有机农药等；2.无机物污染：重金属污染等；3.生物污染：细菌、真菌等。上述各类污染物在自然状态下会发生降解，例如化学农药在土壤中迁移和降解、重金属元素和化肥在土壤中迁移和转化。但是这些降解作用毕竟是有限的，无法从根本上治理土壤污染的问题。

目前治理各类污染的技术如下：

针对有机物污染，按污染来源分为石油污染土壤、农药污染土壤、木材防腐剂污染土壤以及能源燃烧引起的多环芳香烃PHAs污染土壤等类型。有机物污染的治理技术主要有物理治理技术、化学治理技术、微生物治理技术、植物治理技术等几种。物理治理技术又分为挖掘填埋法、通风去污法，挖掘填埋法对一些特别有害的物质的清除比较可行，但费用高，无法从真正意义上清除污染物。化学治理技术又分为化学焚烧法(该方法虽然能够完全分解污染物达到去除污染的目的，但在去除污染的同时，土壤的理化性质也遭到了破坏，使土壤无法获得重新利用)、化学清洗法、表面活性剂清洗法、有机溶剂清洗法、超临界萃取法、化学栅防治法。微生物治理技术又分为投菌法、生物培养法、农耕法、预制床法、堆肥法、生物反应器法、厌氧处理法。植物治理技术所利用的植物对有机污染物的去除机制有三个方面：一是植物对有机污染物的直接吸收；二是植物释放的分泌物和酶刺激微生物的活性加强其生物转化作用，此外有些酶也能直接分解有机污染物；三是植物根区及其与之共生的菌群增强根区有机物的矿化作用。

针对土壤重金属污染的治理途径主要有两类，一是改变重金属在土壤中的存在状态，使其由活化态转为稳定态，一般是向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂，加速有机物的分解，使重金属固定在土壤中；二是从土壤中除去重金属，常采用的物理及物理化学的方法是热解吸法、电化学法和提取法。

针对生物污染的治理途径主要为：研究出致病菌的敏感因子，有针对性地把这些因子控制在不适宜病原微生物生长条件的范围之内，有效地降低它们在土壤中的存活时间，就可以达到灭菌杀毒的目的了。土壤生物污染的物理防治方法主要通过土壤的吸附过程来完成，病原体进入土壤后，一般会被土壤吸附截留，其影响因素主要有土壤类型、酸碱性、阳离子交换量和孔隙饱和度等。如果可以通过改变这些因子来降低土壤病原体的吸附量，例如加入一些无害的微生物，通过竞争碳源和氮源或者分泌一些对病原微生物有害的产物，从而抑制致病菌的生长，就能减轻土壤生物污染。其化学防治方法是利用臭氧具有极强的氧化性能，臭氧还很容易溶解在土壤溶液中，其溶解度比氧气大12倍，有利于和污染物充分接触，杀死病原微生物，其分解产生的氧气还可以抑制厌氧菌生长。另外过氧化氢、柠檬草油也有类似的灭菌作用。

然而，以上各种常用的治理土壤污染的技术有下列共同的缺点：①治理效率不高；②治理周期太长；③对各种不同污染的治理太单一，如果有复杂的污染只能逐项进行；④无法保证治理后无二次污染问题；⑤治理费用偏高，客户承担困难。

发明内容

本发明旨在解决的技术问题在于克服现有技术中的土壤污染治理技术存在的治理效率不高、治理周期太长、对各种不同污染的治理太单一、无法保证治理后无二次污染问题、治理费用偏高等缺陷，而提供了一种电催化水设备在治理土壤污染上的应用和土壤污染治理方法。采用本发明提供的土壤污染治理方法来治理土壤污染时，治理效率高，且无需在水中添加氯化钠、氯化钾、氯化钙等盐类；治理速度快，对于轻微污染一至两周期即可治理完成；如常态或周期性使用高还原性电催化水灌溉土地或喷洒植物，即可达到保养土地的目，即提高土壤pH值与降低土壤Eh值，同时分解VOCs、治理重金属并杀死病菌；适用于各种不同的污染种类、不同的污染等级、甚至复杂的污染；保证治理后无二次污染残留于土壤的问题；治理的经济费用低，客户容易承担。

本发明提供了一种电催化水设备在治理土壤污染上的应用。

其中，所述的电催化水设备可为本领域常规的电催化水设备。所述的电催化水设备较佳地为CN201310129563.6中公开的电磁水处理装置或者下述电催化水设备A。

所述的电催化水设备A，包括一组由下至上平行叠置的N个电催化单元，该些电催化单元的首尾端通过连通水管依次连通，其中，N为大于或等于2的整数，其特点在于，各该电催化单元包括：

电解管道，形成有密闭空腔，该密闭空腔内设有相对设置的正极板和负极板，该正极板和负极板分别与该电解管道的侧壁相对设置且用于在该电解管道内施加一电场，该正极板和负极板分别与一电源的正极和负极电连接；

绝缘管道，位于该正极板与负极板之间，该绝缘管道内设有一低介电常数材料形成的填充层，该填充层内形成有可供水流通的空间，且该填充层与该绝缘管道的侧壁之间形成有与该空间相连通的间隙，该绝缘管道的侧壁上设有若干与该间隙相连通的通孔；

其中，第一个该电催化单元中电解管道的一端设置有一进水口，第N个该电催化单元中电解管道的端部的两个相对的侧壁上分别设置有一出水口，且两个该出水口分别位于靠近该正极板和负极板的位置处。

在本方案中，在电解管道内设置正极板和负极板，使得在正极板和负极板通电后，会在两个电极板之间产生强大的电场，使得附着在正极板和负极板上的金属氧化物触媒在电场中会感应成为半导体，该金属氧化物触媒能起到催化剂的作用，促进水分子与氧气生成氢离子和氢氧根离子，从而提高了电催化水中的氢氧自由基含量，使得中和重金属离子电荷的能力更强。

另外，在正极板和负极板之间设置有绝缘管道和低介电常数材料形成的填充层，能够避免正极板和负极板分别直接对绝缘管道放电，且位于正极板与绝缘管道之间的离子、以及为负极板与绝缘管道之间的离子均能穿过绝缘管道以及填充层到达对应的区域；且由于低介电常数材料的存在，能够增加阻抗，使得正极板和负极板之间形成的电场更加均匀，从而提高水中放电的均匀性，使得水分子的电解更加充分，降低电流节省能耗，提高电极片的寿命超过30％。

此外，采用本发明的电催化水设备的结构，当设备运行时，两高压电极通电放电，高压电流穿过低介电常数材料，使它们因极化产生电容式感应电场而放电，极大地增大放电的范围，提高放电产生的效果，能使得所产生的电催化水在分解有机、有毒物质，杀灭细菌，中和重金属离子电荷等方面均有大幅提升，并且产生的电催化水中的氢氧自由基含量高。

进一步地，靠近该正极板和负极板的位置处分别设有一出水口，则可以根据实际情况的需要选择酸性水和碱性水，使得该电催化水设备的应用场合更广。且在第一个该电催化单元中设置有一进水口，在第N个该电催化单元中设置有一出水口，使得水经过了N个电催化单元，从而使得水的电解更加充分，从而提高了酸性水的酸度和碱性水的碱度，从而提高了电催化水分解有机有毒物质、油污、杀死细菌的能力。

较佳地，第N个该电催化单元中该电解管道的一端设置有另一出水口，该另一出水口位于相对应的两个该出水口之间并与两个该出水口位于该电解管道的同一端，且该正极板、负极板分别与该另一出水口的轴线之间的距离相等。

在本方案中，第N个该电催化单元中设置有位于正极板和负极板之间的中间位置处的另一出水口，从而可以根据实际情况的需要选择中性水，进一步扩大了该电催化水设备的应用场合。

较佳地，该正极板和该电解管道中与该正极板相对设置的侧壁的内表面之间、该负极板和该电解管道中与该负极板相对设置的侧壁的内表面之间分别形成有一第一流道和第二流道，且该第一流道与第二流道的宽度相等。

在本方案中，第一流道与第二流道的宽度相等，使得正极板与负极板之间产生的强大的电场更加均匀，从而提高了水分子的电解效率。

较佳地，该正极板和负极板上分别均布设有若干贯穿孔。

在本方案中，贯穿孔的设置使得位于正极板与电解管道之间的水分子、以及位于负极板与电解管道之间的水分子分别能够穿过正极板、负极板到达正极板与负极板之间形成的强大电场内，从而使得电解管道内水分子的催化更加充分，进一步充分地提高了水分子的电解效果，使得电解管道内水分子的电解不存在死角。

较佳地，该正极板和负极板中远离该进水口的一端分别向外延伸有电极柱，两个该电极柱上分别开设有一连接孔，且两个该电极柱分别通过导线、该连接孔与该电源的正极、负极电连接。

在本方案中，该正极板和负极板通过电极柱与电源的正极、负极电连接，仅将导线焊接于电极柱的连接孔内便可实现正极板、负极板分别与电源的正极、负极的电连接，降低了生产成本，且电连接更加可靠。

较佳地，该电源为高压直流电源，该电源的电压为20V-18000V；或者，该电源为高压交流电源，该电源的电压为20V-23000V。

较佳地，各该电解管道包括：中空、两端为开口的壳体和两个端盖，两个该端盖分别通过一密封件密封连接于该壳体的两端并形成有该密闭空腔。

在本方案中，密封件的设置提高了该密闭空腔的密封性。

较佳地，该些通孔均匀分别于该绝缘管道的侧壁，且该些通孔形成一网状结构；

该绝缘管道位于该正极板与负极板之间的中间位置，且该绝缘管道的材质为UPVC、PVC、PP或聚四氟乙烯。

在本方案中，采用上述结构形式，可以保持因放电或电解产生的正离子正常地移往阳极，负离子正常地移往阴极；可以保持较大部分正离子保持靠近阳极，负离子保持靠近阴极。

较佳地，该填充层包括若干依次排列设置的填充物，该填充物的形状为球状、立方体状或椭球状，且该填充物的材质为低介电常数材料。

在本方案中，绝缘管道和填充层的设置使正极板与负极板间的放电透过低介电常数材料而达到均匀放电的目的；同时，无需使用阳离子交换膜或使用阴离子交换膜，即可将水中正离子较大比例地集中于阳极并使负离子较大比例地分离并集中于阴极附近，具有替代阳离子交换膜与阴离子交换膜的功能。

较佳地，该低介电常数材料为玻璃、氧化铝、陶瓷、刚玉瓷和金红石瓷中的一种或多种；该填充物的当量直径为6mm-7mm。

本发明还提供了一种土壤污染的治理方法，其包括如下步骤：将电催化水设备产生的电催化水灌溉或喷洒至受污染土壤，即可。

其中，所述的电催化水设备可为本领域常规的电催化水设备。所述的电催化水设备较佳地为CN201310129563.6中公开的电磁水处理装置或者前述的电催化水设备A。

本发明中，所述的电催化水中不添加氯化钠、氯化钾、氯化钙等盐类物质。

其中，所述电催化水通过其中的氢氧自由基来处理各种污染问题，其污染治理能力一般至少可以持续3-7天内有效。

其中，所述灌溉或喷洒的电催化水的流量可按照本领域常规方式进行调节，所述灌溉或喷洒的流量较佳地为0.5-3m³/h，更佳地为1-3m³/h。所述电催化水的用量较佳地为受污染土壤体积的0.5-5倍

本发明中，所述的受污染土壤的污染源类型为本领域常规，一般为有机物污染源、重金属污染源和病原细菌污染源中的一种或多种。所述的有机物污染源较佳地包括石油污染源、农药污染源、木材防腐剂污染源以及多环芳香烃PAHs污染源中的一种或多种。

其中，当所述的受污染土壤含有有机物污染源时，所述的电催化水较佳地为高氧化还原电位的弱酸性水或中性水。所述的“高氧化还原电位”较佳地是指氧化还原电位在500mV以上，更佳地为600-1000mV。所述的弱酸性水的pH较佳地为5-7，但不包括7；所述弱酸性水的pH更佳地为6-7，但不包括7。

当所述的受污染土壤含有重金属污染源时，所述的电催化水的pH较佳地为7-8.5，所述的电催化水的氧化还原电位较佳地为-100mV以下。

当所述的受污染土壤含有病原细菌污染源时，较佳地采用pH为2-3的电催化水与pH为12-13的电催化水交替灌溉。所述的交替灌溉的周期较佳地为1-7天。

较佳地，所述的受污染土壤在治理前，先依照地形整理成可均匀蓄水的式样，例如整理出流水沟或流水孔。所述的整理所用的设备为本领域常规，较佳地为耕耘机。所述流水沟或流水孔的深度可按照本领域常规方式进行确定，一般在勘探受污染土壤的深度与污染范围后，再确定流水沟或流水孔的深度，所述流水沟或流水孔的深度基本与受污染土壤的深度相当。

当所述的受污染土壤的受污程度较浅时，可凭电催化水的渗透力来渗透受污染土壤，这种情况下，将所述电催化水设备产生的电催化水灌溉或喷洒至受污染土壤，即可达到较好的治理效果；当所述的受污染土壤的受污程度较重时，较佳地，在将所述电催化水设备产生的电催化水灌溉或喷洒至受污染土壤后，还将地下水抽水循环至所述电催化水设备中，以进一步提高治理效果。

本发明中，在治理污染物浓度远高于国家标准的土壤时，较佳地，将两台电催化水设备串联使用。所述串联使用具体地按下述方式进行：先采用一台所述电催化水设备以中性电催化水灌溉，待水位达到要求，再将另一台所述电催化水设备接入土壤中，土壤中的污染物溶于水或与水混合后成为污水，再让该两台电催化水设备带动污水循环和净化至接近达标指标的上限范围后，再采用还原性的水循环治理直至达标数据的50-60％。

其中，所述的达标指标可以根据污染种类、污染浓度、土壤污染深度以及客户对土壤污染的治理要求进行设定。土壤是否达标可以根据客户对土壤污染的治理要求进行监测和评估，或者可以参考《GB 15618-2008土壤环境质量标准》等国家标准以及《土壤环境监测技术规范》等技术文献来进行监测和评估。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：采用电催化水设备来治理土壤污染时，治理效率高，且无需在水中添加氯化钠、氯化钾、氯化钙等盐类；治理速度快，对于轻微污染一至两周期即可治理完成；如常态或周期性使用高还原性电催化水灌溉土地或喷洒植物，即可达到保养土地的目，即提高土壤pH值到一定程度以及降低土壤Eh值，同时分解VOCs、治理重金属并杀死病菌；适用于各种不同的污染种类、不同的污染等级、甚至复杂的污染；保证治理后无二次污染残留于土壤的问题；治理的经济费用低，客户容易承担。

附图说明

图1为本发明一实施例的电催化水设备的立体结构示意图。

图2为本发明一实施例的电催化水设备的分解结构示意图。

图3为本发明一实施例的电催化水设备的另一位置状态的立体结构示意图。

图4为本发明一实施例的电催化水设备中其中一个电催化单元的结构示意图。

图5为本发明一实施例的电催化水设备中其中一个电催化单元的内部结构示意图。

图6为图5中沿A-A的剖视图。

图7为图5中正极板的结构示意图。

图8为图5中绝缘管道的局部结构示意图。

图9为图5中填充层的结构示意图。

图10为图4中电解管道的分解结构示意图。

图11为本发明另一实施例的电催化水设备的立体结构示意图。

图12为本发明另一实施例的电催化水设备的另一位置状态的立体结构示意图。

图13为实施例1中土壤污染治理方法处理一般土壤污染时的流程示意图。

图14为实施例2中采用本发明的土壤污染治理方法处理重污染土壤时的流程示意图。

附图标记说明：

电催化水设备：1

电催化单元：11

电催化单元：12

电解管道：13

密闭空腔：131 壳体：132 端盖：133

正极板：135 贯穿孔：1351

电极柱：1352 连接孔：1353 导线：1354

负极板：136 贯穿孔：1361 电极柱：1362

连接孔：1363 导线：1364 电源：137

绝缘管道：14 填充层：141 空间：1411

填充物：1412 间隙：142 通孔：143

空腔：144

连通水管：15

进水口：16

出水口：17

另一出水口：18

控制阀：19

电催化水设备：2

电催化单元：21

电催化单元：22

电催化单元：23

连通水管：24

进水口：25

出水口：26

另一出水口：27

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下述实施例中，受污染土壤在治理前，先采用耕耘机依照地形整理成可均匀蓄水的的流水沟或流水孔，流水沟或流水孔的深度基本与受污染土壤的深度相当。

下述实施例中，所用的电催化水中不添加氯化钠、氯化钾、氯化钙等盐类物质。

实施例1针对一般有机物污染土壤的治理

本实施例1中，采用电催化水设备1来治理土壤污染。具体地，图1-3示出了该电催化水设备1，该电催化水设备1包括一组由下至上平行叠置的二个电催化单元11、12，该些电催化单元11、12的首尾端通过连通水管15依次连通。

其中，请根据图4-5所示，各该电催化单元11、12包括：电解管道13和绝缘管道14。该电解管道13内形成有一密闭空腔131。在实际的使用过程中，各电催化单元的密闭空腔通过连通水管相互连通，使得从进水口进来的水可依次流过各电催化单元，从而提高了水分子的催化效率，进而保证了水分子的充分电解。

如图10所示，各该电解管道13包括：中空、两端为开口的壳体132和两个端盖133，两个该端盖133分别通过一密封件(图中未示出)密封连接于该壳体132的两端并形成有该密闭空腔131。密封件的设置提高了该密闭空腔的密封性，避免密闭空腔内的水溢出。

其中，该密闭空腔131内设有相对设置的正极板135和负极板136，该正极板135和负极板136分别与该电解管道13的壳体132的两个侧壁相对设置且用于在该电解管道内施加一电场。同时，该正极板135和负极板136分别与一电源137的正极和负极电连接。

该正极板135和该电解管道13中与该正极板135相对设置的侧壁的内表面之间、该负极板136和该电解管道13中与该负极板136相对设置的侧壁的内表面之间分别形成有一第一流道和第二流道，且该第一流道与第二流道的宽度相等。第一流道与第二流道的宽度相等，使得正极板与负极板之间产生的强大的电场更加均匀，从而提高了水分子的电解效率。

如图5、7所示，该正极板135和负极板136上分别均布设有若干贯穿孔1351、1361。其中，贯穿孔的设置使得位于正极板与电解管道之间的水分子、以及位于负极板与电解管道之间的水分子分别能够穿过正极板、负极板到达正极板与负极板之间形成的强大电场内，从而使得电解管道内水分子的催化更加充分，进一步充分地提高了水分子的电解效果，使得电解管道内水分子的电解不存在死角。

请结合图5、7予以理解，该正极板135和负极板136中远离该进水口的一端分别向外延伸有电极柱1352、1362，两个该电极柱1352、1362上分别开设有一连接孔1353、1363，且两个该电极柱1352、1362分别通过导线1354、1364、该连接孔1353、1363与该电源137的正极、负极电连接。其中，电源137放置于第二个该电催化单元12的顶部。

在本实施例中，该正极板和负极板通过电极柱与电源的正极、负极电连接，仅将导线焊接于电极柱的连接孔内便可实现正极板、负极板分别与电源的正极、负极的电连接，降低了生产成本，且电连接更加可靠。

在本实施例中，该电源为高压直流电源，该电源的电压为20V-18000V，该电源的电压优选为50V-15000V。当然，根据实际情况的需要，该电源也可以为高压交流电源，该电源的电压为20V-23000V，该电源的电压优选为50V-20000V。

如图5-6所示，绝缘管道14位于该正极板135与负极板136之间，该绝缘管道14内设有一低介电常数材料形成的填充层141。该填充层内形成有可供水流通的空间1411，且该填充层141与该绝缘管道14的侧壁之间形成有与该空间相连通的间隙142，该绝缘管道的侧壁上设有若干与该间隙142相连通的通孔143。在实施例中，如图8所示，该绝缘管道内形成有空腔144，且该绝缘管道的两端为开口，同时，该绝缘管道的横截面形状为矩形。

其中，该些通孔143均匀分别于该绝缘管道14的侧壁，且该些通孔143形成一网状结构。该些通孔143的直径均优选为5mm-6mm。该绝缘管道14位于该正极板135与负极板136之间的中间位置，且该绝缘管道14的材质为绝缘高分子材料，优选为UPVC、PVC、PP或聚四氟乙烯。在使用时，这样可以保持因放电或电解产生的正离子正常地移往阳极(即正极板位置处)，负离子正常地移往阴极(即负极板位置处)；可以保持较大部分正离子保持靠近阳极，负离子保持靠近阴极。

另外，如图9所示，该填充层141包括若干依次排列设置的填充物1412，该填充物1412的形状为球状、立方体状或椭球状，且该填充物1412的材质为低介电常数材料。该低介电常数材料为玻璃、氧化铝、陶瓷、刚玉瓷和金红石瓷中的一种或多种。该填充物1412的当量直径为6mm-7mm。在实际的使用过程中，所述填充物的直径与所述通孔的直径相匹配，一般所述填充物的直径大于所述通孔的直径。

在使用中，采用上述结构形式的绝缘管道和填充层使正极板与负极板间的放电透过低介电常数材料而达到均匀放电的目的；同时，无需使用阳离子交换膜或使用阴离子交换膜，即可将水中正离子较大比例地集中于阳极并使负离子较大比例地分离并集中于阴极附近，具有替代阳离子交换膜与阴离子交换膜的功能。

请根据图1-3予以理解，第一个该电催化单元11中电解管道13的一端设置有一进水口16，第二个该电催化单元12中电解管道13中壳体的端部的两个相对的侧壁上分别设置有一出水口17，且两个该出水口17分别位于靠近该正极板和负极板的位置处。在本实施例中，进水口16设置于远离电极柱的一端。两个出水口17均与该进水口16位于该电催化水设备的同一端。

进一步地，第二个该电催化单元12中该电解管道13中靠近该出水口17位置处的其中一个端盖的一端设置有另一出水口18，该另一出水口18位于相对应的两个该出水口17之间并与两个该出水口17位于该电解管道13的同一端，且该正极板、负极板分别与该另一出水口的轴线之间的距离相等。在本实施例中，另一出水口也与该进水口位于该电催化水设备的同一端。

其中，两个该出水口、另一出水口处均设置有一控制阀19，通过该控制阀19可调节出水量。

使用时，将正极板通过第一导线与电源的正极电连接，将负极板通过第二导线与电源的负极电连接，该正极板与负极板之间相互放电并形成强大的电场。在电场的作用下，附着在正极板和负极板上的金属氧化物触媒在电场中会感应成为半导体，该金属氧化物触媒能起到催化剂的作用，促进水分子与氧气生成氢离子和氢氧根离子，与此同时，由于低介电常数材料的存在，极大地增大放电的范围，并使得正极板和负极板之间形成的电场更加均匀，使得水分子的电解更加充分，进而使得水分子中氢离子穿过绝缘管道和填充层向该正极板运动，最终在该正极板附近形成酸性水，相应地，氢氧根离子穿过绝缘管道和填充层向该负极板运动，在该负极板附近形成碱性水，同时，在该绝缘管道和填充层附近形成中性水。

一种土壤污染的治理方法，其包括如下步骤：将一台电催化水设备1产生的电催化水以2m³/h的流量灌溉至受一般有机物污染土壤，受污染面积为200米平方，深度为1米深，使土壤中的油与电催化水混合成为污水，再进行抽水回收，依靠电催化水的分解、催化功效和氧化还原功效，对受污染土壤进行治理10天；其中，电催化水的用量为受污染土壤的2倍；电催化水的pH值为6.3；氧化还原电位为500mV。

图13为实施例1的土壤污染治理方法的流程示意图。

采用上述治理方法，治理前后的土壤指标如下表1所示。

表1、实施例1治理前后的土壤污染物含量及土壤指标

指标	治理前	治理后
			土壤pH值	7.1	6.8
土壤Eh值	250mv	270mv
			苯	15mg/Kg	3mg/Kg
氯乙烯	1.1mg/Kg	0.2mg/Kg
			石油烃总量	250mg/Kg	40mg/Kg

实施例2针对严重有机物污染土壤的治理

本实施例2所采用的电催化水设备2与实施例1的电催化水设备1的结构具有较多相似之处，在此不做过多赘述，本实施例的电催化水设备与实施例1的不同之处在于，如图11-12所示，该电催化水设备2包括一组由下至上平行叠置的三个电催化单元21、22、23，该些电催化单元21、22、23的首尾端通过连通水管24依次连通。

其中，进水口25设置于第一个该电催化单元21中远离电极柱的一端，两个该出水口26和另一出水口27均设置于第三个该电催化单元23中靠近电极柱的一端。

另外，两个出水口26和另一出水口27均位于该电催化水设备2中远离该进水口25的一端。

一种土壤污染的治理方法，其包括如下步骤：将一台电催化水设备产生高氧化还原电位的电催化水以1-3m³/h的流量灌溉至受严重有机物污染土壤，使土壤中的油与电催化水混合成为污水，待水位达到要求后，将另一台电催化水设备接入土壤中，让该两台电催化水设备形成串联结构，带动污水循环和净化，至有机物污染减轻至国家标准上限值后，再采用还原性的水循环治理3天直至上限值的50％；其中，高氧化电位的电催化水的用量为受污染土壤的4倍；高氧化还原电位的电催化水的pH值为6-7；高氧化电位的氧化还原电位为600-1000mV；还原性的水的pH值为7-8.5，还原性的水的氧化还原电位在-100mV以下。

图14为实施例2的土壤污染治理方法的流程示意图。

采用上述治理方法，治理前后的土壤指标如下表2所示。

表2、实施例2治理前后的土壤污染物含量及土壤指标

指标	治理前	治理后
			土壤pH值	6.6	7.7
土壤Eh值	400mv	110mv
			六六六总量	0.08mg/Kg	0.006mg/Kg
二恶英总量	3.2mg/Kg	0.7mg/Kg

实施例3针对受重金属污染土壤的治理

本实施例中所采用的电催化水设备，为CN201310129563.6中实施例1所公开的电磁水处理装置。

一种土壤污染的治理方法，其包括如下步骤：将一台电催化水设备产生的电催化水以1-3m³/h的流量灌溉至受重金属污染土壤，使土壤中的油与电催化水混合成为污水，再进行抽水回收，依靠电催化水的分解、催化功效和氧化还原功效，对受污染土壤进行治理7天；其中，电催化水的用量为受污染土壤的5倍；电催化水的pH值为7-8.5；氧化还原电位为-100mV以下。

土壤污染治理方法的流程示意图同实施例1中的图13。

采用上述治理方法，治理前后的土壤指标如下表3所示。

表3、实施例3治理前后的土壤污染物含量及土壤指标

指标	治理前	治理后
			土壤pH值	6	7.4
土壤Eh值	380mV	20mV
			重金属总铬含量	1500mg/Kg	150mg/Kg
重金属总镍含量	300mg/Kg	70mg/Kg
			重金属总钒含量	250mg/Kg	90mg/Kg

实施例4针对农药污染土壤的治理

本实施例4中所采用的电催化水设备同实施例1。

一种土壤污染的治理方法，其包括如下步骤：将一台电催化水设备产生的电催化水以1-3m³/h的流量灌溉至受病原细菌污染土壤，使土壤中的油与电催化水混合成为污水，再进行抽水回收，依靠电催化水的分解、催化功效和氧化还原功效，对受污染土壤进行治理；其中，电催化水的用量为受污染土壤的1.5倍，在灌溉电催化水时，将pH为2-3的电催化水和pH为12-13的电催化水交替灌溉至受污染土壤，交替灌溉的周期为1天，治理7天即可。

土壤污染治理方法的流程示意图同实施例1中的图13。

采用上述治理方法，治理前后的土壤指标如下表4所示。

表4、实施例4治理前后的土壤污染物含量及土壤指标

指标	治理前	治理后
			土壤pH值	6.9	7.3
土壤Eh值	250mV	105mV
			青枯地毯草黄单胞杆菌含量	39cfu/g	2cfu/g
草莓根腐病细菌含量	58cfu/g	1cfu/g
			立枯丝核菌菌含量	65cfu/g	3cfu/g

从上述实施例1-4可以看出，采用电催化水设备来治理土壤污染，可适用于各种不同的污染种类，且无需在水中添加氯化钠、氯化钾、氯化钙等盐类，治理速度快，治理效率高，对于轻微污染一至两周期即可治理完成，其能够保证治理后无二次污染残留于土壤的问题，且治理的经济费用低，客户容易承担。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.电催化水设备在治理土壤污染上的应用，其特征在于，所述电催化水设备包括一组由下至上平行叠置的N个电催化单元，该些电催化单元的首尾端通过连通水管依次连通，其中，N为大于或等于2的整数；各该电催化单元包括：

电解管道，形成有密闭空腔，该密闭空腔内设有相对设置的正极板和负极板，该正极板和负极板分别与该电解管道的侧壁相对设置且用于在该电解管道内施加一电场，该正极板和负极板分别与一电源的正极和负极电连接；

绝缘管道，位于该正极板与负极板之间，该绝缘管道内设有一低介电常数材料形成的填充层，该填充层内形成有可供水流通的空间，且该填充层与该绝缘管道的侧壁之间形成有与该空间相连通的间隙，该绝缘管道的侧壁上设有若干与该间隙相连通的通孔；

其中，第一个该电催化单元中电解管道的一端设置有一进水口，第N个该电催化单元中电解管道的端部的两侧壁上分别设置有一出水口，且两个该出水口分别位于靠近该正极板和负极板的位置处。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，第N个该电催化单元中该电解管道的一端设置有另一出水口，该另一出水口位于相对应的两个该出水口之间并与两个该出水口位于该电解管道的同一端，且该正极板、负极板分别与该另一出水口的轴线之间的距离相等；

和/或，该正极板和该电解管道中与该正极板相对设置的侧壁的内表面之间、该负极板和该电解管道中与该负极板相对设置的侧壁的内表面之间分别形成有一第一流道和第二流道，且该第一流道与第二流道的宽度相等；

和/或，该正极板和负极板上分别均布设有若干贯穿孔；

和/或，该正极板和负极板中远离该进水口的一端分别向外延伸有电极柱，两个该电极柱上分别开设有一连接孔，且两个该电极柱分别通过导线、该连接孔与该电源的正极、负极电连接；

和/或，该电源为高压直流电源，该电源的电压为20V -18000V；或者，该电源为高压交流电源，该电源的电压为20V -23000V；

和/或，各该电解管道包括：中空、两端为开口的壳体和两个端盖，两个该端盖分别通过一密封件密封连接于该壳体的两端并形成有该密闭空腔；

和/或，该些通孔均匀分别于该绝缘管道的侧壁，且该些通孔形成一网状结构；该绝缘管道位于该正极板与负极板之间的中间位置，且该绝缘管道的材质为UPVC、PVC、PP或聚四氟乙烯。

3.如权利要求1或2中任一项所述的应用，其特征在于，该填充层包括若干依次排列设置的填充物，该填充物的形状为球状、立方体状或椭球状，且该填充物的材质为低介电常数材料。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，该低介电常数材料为玻璃、氧化铝、陶瓷、刚玉瓷和金红石瓷中的一种或多种；该填充物的当量直径为6 mm -7mm。

5.一种土壤污染的治理方法，其特征在于，其包括如下步骤：将权利要求1-4中任意一项所述的电催化水设备产生的电催化水灌溉或喷洒至受污染土壤，即可。

6.如权利要求5中所述的治理方法，其特征在于，所述的受污染土壤的污染源类型为有机物污染源、重金属污染源和病原细菌污染源中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的治理方法，其特征在于，所述灌溉或喷洒的电催化水的流量为0.5-3m³/h；所述电催化水的用量为受污染土壤体积的0.5-5倍；

所述的受污染土壤含有有机物污染源，所述的电催化水为高氧化还原电位的弱酸性水或中性水；所述的高氧化还原电位为氧化还原电位在500mV以上；所述的弱酸性水的pH为5-7，但不包括7；

所述的受污染土壤含有重金属污染源，所述的电催化水的pH为7-8.5，所述的电催化水的氧化还原电位为-100mV以下；

所述的受污染土壤含有病原细菌污染源，采用pH为2-3的电催化水与pH为12-13的电催化水交替灌溉；所述的交替灌溉的周期为1-7天；

和/或，所述的受污染土壤在治理前，先依照地形整理成可均匀蓄水的流水沟或流水孔。

8.如权利要求5-6任一项所述的治理方法，其特征在于，在将所述电催化水设备产生的电催化水灌溉或喷洒至受污染土壤后，还将地下水抽水循环至所述电催化水设备中。

9.如权利要求5-6任一项所述的治理方法，其特征在于，将两台电催化水设备串联使用，所述串联使用按下述方式进行：先采用一台所述电催化水设备以中性电催化水灌溉，待水位达到要求，再将另一台所述电催化水设备接入土壤中，土壤中的污染物溶于水或与水混合后成为污水，再让该两台电催化水设备带动污水循环和净化至达标指标的上限范围后，再采用还原性的水循环治理直至达标数据的50-60%。

Images