CN114309031A - 一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，包括如下步骤：步骤一：于污染土壤地上设置电化学反应器，化学反应器上部开口设置，淋洗液从上方进入，电化学反应器底部通过排出管连通设置在污染土壤中的淋洗液排出管网；步骤二：淋洗液经过进入污染土壤后吸收了土壤中的污染物后会富集到集水井中，然后通过污水泵将集水井中的淋洗液送回到电化学反应器内，从而实现淋洗液的循环；步骤三：当淋洗液循环稳定后，给阴阳电极板通电对淋洗液中的重金属离子进行富集，对有机污染物进行降解，从而实现淋洗液的循环高效运转。本发明中经过电化学处理后的淋洗液重新进入下方淋洗液排出管网系统，实现对于淋洗液的高效循环利用。
Description
技术领域
本发明属于污染土壤处理领域，具体地说是一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法。
背景技术
利用水对污染土壤进行原位淋洗，附着于土壤颗粒表面的污染物被转移至淋洗液中，达到修复污染土壤的目的。这一技术由于工艺简单以及稳定的污染物去除效果，而得到广泛的应用。但在原位淋洗过程中，随着淋洗液中污染物浓度的升高，污染物进入淋洗液的传质速率会逐渐降低，目前的土壤淋洗技术一般选择在污染土壤上方大面积喷洒淋洗剂，由抽提井获得的淋洗液杂质较多，需要经过后续工艺处理才能获得可用于二次淋洗的淋洗液，并且对淋洗液多采用物理处理工艺(例如，过滤)。导致淋洗液中的污染物去除率较低，特别是对于难降解有机污染物，从而影响淋洗液的循环使用效果。
部分原位土壤淋洗技术对淋洗液进行了循环回收处理。有机污染土壤原位淋洗及多项与多相抽提连用修复装置(专利号：CN209109820U)由抽提系统、注入系统、淋洗液回收系统和污染处置组成。此修复装置的抽提系统由抽提井、两
相泵及管路组成，在膨润土内装入抽提井，通过管路将抽提井和两相泵相连接；淋洗液回收系统由淋洗液、淋洗液回收装置组成，将与注入井连接的水泵的另一端连接至淋洗液回收装置，将与抽提井连接的两相泵的另一端连接至淋洗液回收装置；而污染处置系统包括了MPE抽提设备、真空泵、废水处理设备、油水分离设备、浮油收集池和废气处置设备。
所以此原位土壤淋洗技术虽然同时具备抽提系统、注入系统、淋洗液回收系统和污染修复装置。但抽提系统中的注入井和淋洗液回收系统的抽提井下方虽然安装有对有机污染土壤进行初步过滤的滤管，但滤管的使用寿命较短，不利于长期土壤修复；污染处置系统虽然具备完整的处理设施，但是它一般采用的都是物理处理措施，可以实现对于淋洗液中油水的分离和废水、废气的处理，但是缺乏一种可以实现实现对于淋洗液的快速循环利用的污染物的快速降解技术。
发明内容
本发明提供一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，包括如下步骤：
步骤一：于污染土壤地上设置电化学反应器，电化学反应器设置阴阳电极板，阴阳电极板与电源连接，电化学反应器上部开口设置，淋洗液从上方进入，电化学反应器底部通过排出管连通设置在污染土壤中的淋洗液排出管网；
步骤二：于污染土壤中设置集水井，集水井位于地下，淋洗液经过电化学反应器通过淋洗液排出管网进入污染土壤后吸收了土壤中的污染物后会富集到集水井中，然后通过污水泵将集水井中富集的吸收了污染物的淋洗液送回到电化学反应器内，从而实现淋洗液的循环；
步骤三：当淋洗液循环稳定后，给阴阳电极板通电对淋洗液中的重金属离子进行富集，对有机污染物进行降解，从而实现淋洗液的循环高效运转。
如上所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，所述的步骤一中的阴极板为不锈钢电极板，所述的步骤一中的阳极板为钛电极板。
如上所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，所述的步骤一中阴阳电极板都位于电化学反应器内。
如上所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，述的步骤一中阳极都位于电化学反应器内，所述的阴极板位于电化学反应器外。
如上所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，述的步骤一中可通过太阳能板辅助发点提供电能。
如上所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，所述的电化学反应器内设置电化学反应器过滤层。
如上所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，所述的电化学反应器过滤层为石英砂通过上下两个过滤网固定在电化学处理器内。
如上所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，所述的电化学反应器底部连通的排出管上设置调节阀。
如上所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，所述的集水井外周和底部均设置集水井过滤层。
如上所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，所述的集水井过滤层为石英砂通过两个过滤网固定在集水井内。
本发明的优点是：本发明采用的电化学反应器既既是淋洗液的尾部处理设施，又是淋洗剂的注入口。电化学反应器注入的淋洗剂由铺设在反应器下方的管网均匀扩散进入土壤中，这大大加快了淋洗剂(水溶液或含增溶剂的水溶液)在土壤中的扩散和降低了对于淋洗液的后续处理负担。又可以对集水井中的淋洗液中污染物进行降解，而这主要归功于电化学反应器高于土壤平面位置的布置方式和布置位置。其次本发明采用的改造集水井同时具备自然集水和过滤功能，集水井的石英砂层可以对淋洗液起到过滤作用，同时它具备较长的使用寿命，适合应用于修复周期较长的土壤修复工程。而集水井中潜污泵将淋洗液抽提至电化学反应器中，以此又具备对于淋洗液高效重复利用的目的。本发明使用时将淋洗剂(水溶液或含增溶剂的水溶液)由电化学反应器上方注入，而此时的电化学反应器并未启动，之后通过反应器下方的排出管道进入淋洗液排出管网系统。由于平铺在土壤中的淋洗液排出管网的布设十分均匀，所以淋洗剂可以均匀扩散进入土壤。含污染物的淋洗剂透过改造集水井的外部石英砂层进入改造集水井，一段时间后待集水井中出现一定水量的澄清淋洗液。此时需要外接电源的潜污泵开始运行，将淋洗液抽提进入电化学反应器中，控制泵站流入速度和反应器流出速度，使反应器内水位保持在一个相对稳定的高度，此时使电化学反应器开始启动，在反应器内电场的驱动下，淋洗液中重金属离子得以向不锈钢阴极移动，实现对于重金属离子的富集回收；淋洗液中有机污染物利用高级氧化技术产生的氢氧自由基对进行降解。而经过电化学处理后的淋洗液重新进入下方淋洗液排出管网系统，实现对于淋洗液的高效循环利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的实验示意图；
图2是本发明模拟污染土壤的提取液中苯胺含量检测的液相色谱图；
图3是本发明的实施例1的电化学反应器中的淋洗液中苯胺含量检测的液相色谱图；
图4是本发明的实施例1的电化学反应器中的淋洗液中苯胺含量检测的液相色谱图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
设计实验对含有苯胺的污染土壤进行处理。实验所用容器长50cm，宽30cm，高25cm，加入10kg的模拟污染土壤，模拟土壤含有苯胺为1g/kg。于模拟污染土壤地上设置电化学反应器，电化学反应器设置阴阳电极板，阴极板在电化学反应器外部，阳极板在电化学反应器内部，阴阳电极板与电源连接，电化学反应器上部开口设置，淋洗液从上方进入，电化学反应器底部通过排出管连通设置在污染土壤中的淋洗液排出管网电化学反应器内设置石英砂过滤层，；于污染土壤中设置集水井，集水井位于地下，集水井外周设置石英砂过滤层，淋洗液经过电化学反应器通过淋洗液排出管网进入污染土壤后吸收了土壤中的污染物后会富集到集水井中，然后通过污水泵将集水井中富集的吸收了污染物的淋洗液送回到电化学反应器内，从而实现淋洗液的循环；当淋洗液循环稳定后，给阴阳电极板通电对淋洗液中的重金属离子进行富集，对有机污染物进行降解，从而实现淋洗液的循环高效运转。
对实施例电化学反应器中的淋洗液取出后，过0.22μm的滤膜，采用高效液相色谱法对过滤液中苯胺的含量进行测定。
对模拟污染土壤中苯胺的含量进行测定，具体操作如下：
1.将1g处理后的污染土壤置于50mL的离心管中，加入50mL甲醇溶液，于室温下进行30min超声萃取。
2.将超声后的甲醇-土壤混合液于6000rpm离心5min。
3.离心后的甲醇-土壤混合液取上清液后过0.22μm的滤膜，采用高效液相色谱法对过滤液中苯胺的含量进行测定。
检测结果如图2-4所示。
通过图2-4可知模拟污染土壤的提取液中苯胺的峰面积为5618869.000；实施例1的电化学反应器中的淋洗液中苯胺的峰面积为940015.938，实施例2的电化学反应器中的淋洗液中苯胺的峰面积为171573.094，通过峰面积对比可知，实施例1和实施例2都能有效的的降低淋洗液中的苯胺含量，而实施例2的方案能极大的降低淋洗液的苯胺含量，便于广泛推广和使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：于污染土壤地上设置电化学反应器，电化学反应器设置阴阳电极板，阴阳电极板与电源连接，电化学反应器上部开口设置，淋洗液从上方进入，电化学反应器底部通过排出管连通设置在污染土壤中的淋洗液排出管网；
步骤二：于污染土壤中设置集水井，集水井位于地下，淋洗液经过电化学反应器通过淋洗液排出管网进入污染土壤后吸收了土壤中的污染物后会富集到集水井中，然后通过污水泵将集水井中富集的吸收了污染物的淋洗液送回到电化学反应器内，从而实现淋洗液的循环；
步骤三：当淋洗液循环稳定后，给阴阳电极板通电对淋洗液中的重金属离子进行富集，对有机污染物进行降解，从而实现淋洗液的循环高效运转。
2.根据权利要求1所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，其特征在于：所述的步骤一中的阴极板为不锈钢电极板，所述的步骤一中的阳极板为钛电极板。
3.根据权利要求1所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，其特征在于：所述的步骤一中阴阳电极板都位于电化学反应器内。
4.根据权利要求1所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，其特征在于：述的步骤一中阳极都位于电化学反应器内，所述的阴极板位于电化学反应器外。
5.根据权利要求1所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，其特征在于：所述的电化学反应器内设置电化学反应器过滤层。
6.根据权利要求5所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，其特征在于：所述的电化学反应器过滤层为石英砂通过上下两个过滤网固定在电化学处理器内。
7.根据权利要求1所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，其特征在于：所述的电化学反应器底部连通的排出管上设置调节阀。
8.根据权利要求1所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，其特征在于：所述的集水井外周和底部均设置集水井过滤层。
9.根据权利要求1所述的一种采用电化学处理淋洗液的污染土壤原位循环淋洗处理方法，其特征在于：所述的集水井过滤层为石英砂通过两个过滤网固定在集水井内。
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