CN109127706A - 一种重金属污染土磁助电动修复装置 - Google Patents

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    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
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Abstract

本发明公开了一种重金属污染土磁助电动修复装置，其特征在于：包括内部结构和外部结构；所述内部结构包括箱体、阳极室隔板、阴极室隔板、阳极板和阴极板；所述外部结构包括磁铁、电解液储存罐和蠕动泵；本发明通过电场和磁场的联合作用，使土壤中的重金属离子快速定向移动到规定区域，从而达到修复土壤的目的；本发明结构简单，操作便利，快速经济,对重金属污染土的处理具有良好的效果。

Description

一种重金属污染土磁助电动修复装置
技术领域
本发明涉及污染土修复技术领域，具体是一种重金属污染土磁助电动修复装置。
背景技术
土壤是人类宝贵的自然资源，然而随着社会经济的发展，矿业开采、工业生产等人为活动引起的土壤污染问题日益严重，尤其以重金属污染和有机物污染最为突出。
重金属污染土问题受到世界各国的广泛关注，对重金属污染土壤修复技术进行了大量研究，基本形成了包括生物修复、物理化学修复、植物修复以及联合修复技术在内的污染土壤修复体系。
在物理化学修复技术中，电动修复技术是一种绿色修复技术，通过施加电流形成电场，利用电场产生的各种电动力学效应驱动土壤污染物沿电场方向定向迁移，从而将污染物富集至电极区然后进行集中分离处理。
但是在实际应用中，电动修复技术仍然存在着许多问题亟待解决，如提高其修复效率，减少电动修复成本等。而磁场可以影响重金属的传质过程，加快液相传质过程。
因此，现有技术中需要一种将电动修复技术与磁场结合起来的重金属污染土磁助电动修复装置。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种重金属污染土磁助电动修复装置。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种重金属污染土磁助电动修复装置，其特征在于：包括内部结构和外部结构。
所述内部结构包括箱体、阳极室隔板、阴极室隔板、阳极板和阴极板。
所述箱体为顶端敞口且无顶盖的中空长方体结构。所述箱体由左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和底板构成。
所述左侧板外壁的上端和下端分别安装有电解液排放管I和电解液注入管I。所述右侧板外壁的上端和下端分别安装有电解液排放管II和电解液注入管II。所述前侧板外壁的上端和下端分别安装有电解液排放管III和电解液注入管III。
所述箱体内安装有阳极室隔板和阴极室隔板。所述阳极室隔板和阴极室隔板均平行于箱体的左侧板和右侧板。所述阳极室隔板和阴极室隔板的大小与箱体的内腔相契合。
所述箱体从左到右依次为左侧板、阳极室隔板I、阴极室隔板I、阴极室隔板II、阳极室隔板II和右侧板。
所述左侧板、阳极室隔板I、前侧板、后侧板和底板合围构成阳极室A1。
所述阳极室隔板I、阴极室隔板I、前侧板、后侧板和底板合围构成土壤室S1。
所述阴极室隔板I、阴极室隔板II、前侧板、后侧板和底板合围构成阴极室C。
所述阴极室隔板II、阳极室隔板II、前侧板、后侧板和底板合围构成土壤室S2。
所述阳极室隔板II、右侧板、前侧板、后侧板和底板合围构成阳极室A2。
所述阳极室A1的内腔中心位置处安装有阳极板I，所述阳极室A2的内腔中心位置处安装有阳极板II。所述阴极室C的内腔中心位置处安装有阴极板。所述阳极板和阴极板均平行于左侧板和右侧板。
所述外部结构包括磁铁、电解液储存罐和蠕动泵。
所述电解液储存罐I的外壁上设有上接口I和下接口I。所述上接口I与左侧板上的电解液排放管I相连。所述下接口I与左侧板上的电解液注入管I相连。所述下接口I与电解液注入管I之间安装有蠕动泵I。
所述电解液储存罐II的外壁上设有上接口II和下接口II。所述上接口II与右侧板上的电解液排放管II相连。所述下接口II与右侧板上的电解液注入管II相连。所述下接口II与电解液注入管II之间安装有蠕动泵II。
所述电解液储存罐III的外壁上设有上接口III和下接口III。所述上接口III与前侧板上的电解液排放管III相连。所述下接口III与前侧板上的电解液注入管III相连。所述下接口III与电解液注入管III之间安装有蠕动泵III。
所述箱体的外侧均设有磁铁；所述前侧板的外侧设有磁铁I；所述后侧板的外侧设有磁铁II；所述磁铁I紧贴前侧板、所述磁铁II紧贴后侧板；所述磁铁I与磁铁II的极性相反；所述磁铁呈矩形板状结构；所述磁铁I和磁铁II均平行于前侧板和后侧板。
进一步，所述阳极室隔板由U型固定夹板和阴离子交换膜构成。所述阴离子交换膜夹在两个U型固定夹板之间。
进一步，所述阴极室隔板由U型固定夹板和阳离子交换膜构成。所述阳离子交换膜夹在两个U型固定夹板之间。
进一步，所述阳极板和阴极板均为钛板。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明具有以下优点：
1)本发明将电动修复技术与磁场结合起来，通过电场和磁场的联合作用，使土壤中的重金属离子快速定向移动到规定区域，从而达到修复土壤的目的；提高了电动修复技术的效率，减少了成本；
2)本发明结构简单，操作便利，快速经济,对重金属污染土的处理具有良好的效果。
附图说明
图1为本发明中的装置结构示意图；
图2为箱体结构示意图；
图3为内部结构示意图；
图4为土壤室、阴极室和阳极室示意图；
图5为U型固定夹板示意图。
图中：箱体1、左侧板101、电解液注入管I1011、电解液排放管I1012、右侧板102、电解液注入管II1021、电解液排放管II1022、前侧板103、电解液注入管III1031、电解液排放管III1032、后侧板104、底板105、阳极室隔板2、阳极室隔板I201、阳极室隔板II202、阴极室隔板3、阴极室隔板I301、阴极室隔板II302、阳极板4、阳极板I401、阳极板II402、阴极板5、U型固定夹板6、磁铁7、磁铁I701、磁铁II702、电解液储存罐8、电解液储存罐I801、上接口I8011、下接口I8012、电解液储存罐II802、上接口II8021、下接口II8022、电解液储存罐III803、上接口III8031、下接口III8032、蠕动泵9、蠕动泵I901、蠕动泵II902、蠕动泵III903；阳极室A1、阳极室A2、阴极室C、土壤室S1、土壤室S2。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
如图1所示，一种重金属污染土磁助电动修复装置，其特征在于：包括内部结构和外部结构。
如图3所示，所述内部结构包括箱体1、阳极室隔板2、阴极室隔板3、阳极板4和阴极板5。
如图2所示，所述箱体1为顶端敞口且无顶盖的中空长方体结构。所述箱体1由左侧板101、右侧板102、前侧板103、后侧板104和底板105构成。
所述左侧板101外壁的上端和下端分别安装有电解液排放管I1012和电解液注入管I1011。所述右侧板102外壁的上端和下端分别安装有电解液排放管II1022和电解液注入管II1021。所述前侧板103外壁的上端和下端分别安装有电解液排放管III1032和电解液注入管III1031。
所述箱体1内安装有阳极室隔板2和阴极室隔板3。所述阳极室隔板2和阴极室隔板3均平行于箱体1的左侧板101和右侧板102。所述阳极室隔板2和阴极室隔板3的大小与箱体1的内腔相契合。
所述阳极室隔板2由U型固定夹板6(如图5所示)和阴离子交换膜10构成。所述阴离子交换膜10夹在两个U型固定夹板6之间。
所述阴极室隔板3由U型固定夹板6和阳离子交换膜11构成。所述阳离子交换膜11夹在两个U型固定夹板6之间。
所述箱体1从左到右依次为左侧板101、阳极室隔板I201、阴极室隔板I301、阴极室隔板II302、阳极室隔板II202和右侧板102。
如图4所示，所述左侧板101、阳极室隔板I201、前侧板103、后侧板104和底板105合围构成阳极室A1。
所述阳极室隔板I201、阴极室隔板I301、前侧板103、后侧板104和底板105合围构成土壤室S1。
所述阴极室隔板I301、阴极室隔板II302、前侧板103、后侧板104和底板105合围构成阴极室C。
所述阴极室隔板II302、阳极室隔板II202、前侧板103、后侧板104和底板105合围构成土壤室S2。
所述阳极室隔板II202、右侧板102、前侧板103、后侧板104和底板105合围构成阳极室A2。
所述阳极室A1的内腔中心位置处安装有阳极板I401，所述阳极室A2的内腔中心位置处安装有阳极板II402。所述阴极室C的内腔中心位置处安装有阴极板5。所述阳极板4和阴极板5均平行于左侧板101和右侧板102。
所述阳极板4和阴极板5均为钛板。
所述外部结构包括磁铁7、电解液储存罐8和蠕动泵9。
所述电解液储存罐I801的外壁上设有上接口I8011和下接口I8012。所述上接口I8011与左侧板101上的电解液排放管I1012相连。所述下接口I8012与左侧板101上的电解液注入管I1011相连。所述下接口I8012与电解液注入管I1011之间安装有蠕动泵I901。
所述电解液储存罐II802的外壁上设有上接口II8021和下接口II8022。所述上接口II8021与右侧板102上的电解液排放管II1022相连。所述下接口II8022与右侧板102上的电解液注入管II1021相连。所述下接口II8022与电解液注入管II1021之间安装有蠕动泵II902。
所述电解液储存罐III803的外壁上设有上接口III8031和下接口III8032。所述上接口III8031与前侧板103上的电解液排放管III1032相连。所述下接口III8032与前侧板103上的电解液注入管III1031相连。所述下接口III8032与电解液注入管III1031之间安装有蠕动泵III903。
所述箱体1的外侧均设有磁铁7。所述前侧板103的外侧设有磁铁I701。所述后侧板104的外侧设有磁铁II702。
所述磁铁7呈矩形板状结构。所述磁铁I701和磁铁II702均平行于前侧板103和后侧板104。所述磁铁I701和前侧板103之间的距离与磁铁II702和后侧板104之间的距离相等。
使用本装置时，首先将重金属污染土壤调节至合适的含水率。将每个电解液储存瓶装满电解液，电解液通过蠕动泵以一定的速率引入相应的电极室，并通过离子交换膜进入土壤室，电极室里的电解液达到一定高度后又会循环回电解液储存瓶。然后将阳极板和阴极板用导线连接于直流电源的正负极。在电磁场联合作用下运行24小时，修复结束。

Claims (4)

1.一种重金属污染土磁助电动修复装置，其特征在于：包括所述内部结构和外部结构；
所述内部结构包括箱体(1)、阳极室隔板(2)、阴极室隔板(3)、阳极板(4)和阴极板(5)；
所述箱体(1)为顶端敞口且无顶盖的中空长方体结构；所述箱体(1)由左侧板(101)、右侧板(102)、前侧板(103)、后侧板(104)和底板(105)构成；
所述左侧板(101)外壁的上端和下端分别安装有电解液排放管I(1012)和电解液注入管I(1011)；所述右侧板(102)外壁的上端和下端分别安装有电解液排放管II(1022)和电解液注入管II(1021)；所述前侧板(103)外壁的上端和下端分别安装有电解液排放管III(1032)和电解液注入管III(1031)；
所述箱体(1)内安装有阳极室隔板(2)和阴极室隔板(3)；所述阳极室隔板(2)和阴极室隔板(3)均平行于箱体(1)的左侧板(101)和右侧板(102)；所述阳极室隔板(2)和阴极室隔板(3)的大小与箱体(1)的内腔相契合；
所述箱体(1)从左到右依次为左侧板(101)、阳极室隔板I(201)、阴极室隔板I(301)、阴极室隔板II(302)、阳极室隔板II(202)和右侧板(102)；
所述左侧板(101)、阳极室隔板I(201)、前侧板(103)、后侧板(104)和底板(105)合围构成阳极室A1；
所述阳极室隔板I(201)、阴极室隔板I(301)、前侧板(103)、后侧板(104)和底板(105)合围构成土壤室S1；
所述阴极室隔板I(301)、阴极室隔板II(302)、前侧板(103)、后侧板(104)和底板(105)合围构成阴极室C；
所述阴极室隔板II(302)、阳极室隔板II(202)、前侧板(103)、后侧板(104)和底板(105)合围构成土壤室S2；
所述阳极室隔板II(202)、右侧板(102)、前侧板(103)、后侧板(104)和底板(105)合围构成阳极室A2。
所述阳极室A1的内腔中心位置处安装有阳极板I(401)，所述阳极室A2的内腔中心位置处安装有阳极板II(402)；所述阴极室C的内腔中心位置处安装有阴极板(5)；所述阳极板(4)和阴极板(5)均平行于左侧板(101)和右侧板(102)；
所述外部结构包括磁铁(7)、电解液储存罐(8)和蠕动泵(9)；
所述电解液储存罐I(801)的外壁上设有上接口I(8011)和下接口I(8012)；所述上接口I(8011)与左侧板(101)上的电解液排放管I(1012)相连；所述下接口I(8012)与左侧板(101)上的电解液注入管I(1011)相连；所述下接口I(8012)与电解液注入管I(1011)之间安装有蠕动泵I(901)；
所述电解液储存罐II(802)的外壁上设有上接口II(8021)和下接口II(8022)；所述上接口II(8021)与右侧板(102)上的电解液排放管II(1022)相连；所述下接口II(8022)与右侧板(102)上的电解液注入管II(1021)相连；所述下接口II(8022)与电解液注入管II(1021)之间安装有蠕动泵II(902)。
所述电解液储存罐III(803)的外壁上设有上接口III(8031)和下接口III(8032)；所述上接口III(8031)与前侧板(103)上的电解液排放管III(1032)相连；所述下接口III(8032)与前侧板(103)上的电解液注入管III(1031)相连；所述下接口III(8032)与电解液注入管III(1031)之间安装有蠕动泵III(903)；
所述箱体(1)的外侧均设有磁铁(7)；所述前侧板(103)的外侧设有磁铁I(701)；所述后侧板(104)的外侧设有磁铁II(702)；所述磁铁I(701)紧贴前侧板(103)、所述磁铁II(702)紧贴后侧板(104)；所述磁铁I(701)与磁铁II(702)的极性相反；所述磁铁(7)呈矩形板状结构；所述磁铁I(701)和磁铁II(702)均平行于前侧板(103)和后侧板(104)。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土磁助电动修复装置，其特征在于：所述阳极室隔板(2)由U型固定夹板(6)和阴离子交换膜(10)构成；所述阴离子交换膜(10)夹在两个U型固定夹板(6)之间。
3.根据权利要求2所述的一种重金属污染土磁助电动修复装置，其特征在于：所述阴极室隔板(3)由U型固定夹板(6)和阳离子交换膜(11)构成；所述阳离子交换膜(11)夹在两个U型固定夹板(6)之间。
4.根据权利要求1所述的一种重金属污染土磁助电动修复装置，其特征在于：所述阳极板(4)和阴极板(5)均为钛板。
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