本發(fā)明屬于環(huán)保工程施工，具體涉及一種夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置及其修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、電動修復(fù)是一種具有良好應(yīng)用前景的重金屬污染土原位修復(fù)技術(shù)。原位修復(fù)污染土無須建設(shè)昂貴的地面環(huán)境工程基礎(chǔ)設(shè)施和遠程運輸，操作維護較簡單，還可以降低二次污染。現(xiàn)有的電動修復(fù)技術(shù)在現(xiàn)場實施時通常將電極管打入土體后直接將電解液注入電極所在位置，這導(dǎo)致電解液向周圍土體滲透。若遇砂層電解液的泄露量將更大，這不僅增加了電解液的用量和工程造價，還會對土體或可能存在的地下水造成污染。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述現(xiàn)有的技術(shù)問題的或其的一部分，本發(fā)明的目的在于提供一種夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置及其修復(fù)方法，基于污染軟黏土的低滲透性，采用伸入污染土體不同深度且管口避開砂層的修復(fù)管，及地表以上的電解液和電極，通過施加直流電場將污染土中的重金屬運移至電解液，實現(xiàn)夾砂層重金屬污染土的原位電動修復(fù)。

2、在本發(fā)明的第一個方面中，提供了一種夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，包括：兩個電極室，每個電極室上安裝有至少兩個控液室；至少兩根修復(fù)管，所述至少兩根修復(fù)管對應(yīng)地固定安裝在至少兩個控液室的底部上；軟黏土，所述軟黏土填充到所述至少兩根修復(fù)管內(nèi)，所述至少兩根修復(fù)管通過所述軟黏土與所述控液室和電極室連通。

3、進一步的，每個電極室具有至少兩個螺接孔，所述至少兩個螺接孔設(shè)置在每個電極室的底部上；每個所述控液室的上端和下端均設(shè)置有螺紋接口，所述控液室的上端的螺紋接口穿過螺接孔并與其螺紋連接，所述控液室的下端的螺紋接口與所述修復(fù)管螺紋連接。

4、進一步的，每個控液室的至少一部分位于所述電極室內(nèi)；所述控液室的上端的螺紋接口的頂部與螺紋蓋連接，所述螺紋蓋配置成具有不同的孔洞率。

5、進一步的，每個電極室內(nèi)設(shè)置有垂直地放置在其中的片狀電極；每個電極室呈透明圓筒狀，所述電極室的外側(cè)面設(shè)置有水位刻度線。

6、進一步的，所述軟黏土的含水率為50％-60％；所述片狀電極由不易腐蝕的電動土工合成材料制成；所述片狀電極的中心連接有一根一體制成的接線頭。

7、進一步的，每根修復(fù)管的底端上設(shè)置有圍繞其管壁套設(shè)的一層尖端保護靴；所述至少兩個螺接孔包括多個螺接孔，所述多個螺接孔中未與修復(fù)管連接的螺接孔由封蓋封住。

8、進一步的，所述至少兩根修復(fù)管中的每個由至少一節(jié)修復(fù)管段組裝而成，所述至少一節(jié)修復(fù)管段中的每節(jié)修復(fù)管段具有預(yù)定的長度；所述每節(jié)修復(fù)管段的管徑為10-20cm，所述每節(jié)修復(fù)管段的管口設(shè)置內(nèi)螺紋或外螺紋，使得相鄰的兩節(jié)修復(fù)管段通過螺接固定連接在一起。

9、進一步的，所述至少兩根修復(fù)管的長度根據(jù)污染場地的土層分布情況確定，使得所述至少兩根修復(fù)管的底部管口不位于砂層中；所述電極室還包括注入其中的電解液，兩個所述電極室中的片狀電極通過導(dǎo)線分別連接直流電源的正負極，用于夾砂層重金屬污染土的原位電動修復(fù)。

10、在本發(fā)明的第二個方面中，所述夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)方法適用于上述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，所述夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)方法包括以下步驟：

11、s1、在污染場地原位鉆孔取土樣，通過土工試驗獲得所述污染場地的土層分布及各土層的含水率的物理性質(zhì)指標并測試各土層中所含的重金屬污染物的種類和濃度，確定所述電極室的布置間距、電解液類型、修復(fù)管個數(shù)和修復(fù)管入土深度；

12、s2、針對夾砂層中的重金屬污染土場地，通過噴淋、鉆孔、高壓劈裂、注液體的方式調(diào)控修復(fù)土層土體含水率不低于30％；

13、s3、依據(jù)待修復(fù)的土層厚度，組裝每個修復(fù)點位處的第一節(jié)修復(fù)管段，在修復(fù)點位將組裝好的第一節(jié)修復(fù)管段壓入土層，在第一節(jié)修復(fù)管段的頂端安裝第二節(jié)修復(fù)管段，繼續(xù)壓入土層，依次安裝并壓入預(yù)定數(shù)量的修復(fù)管段，直至達到設(shè)計修復(fù)深度；

14、s4、采用多軸攪拌機械將各攪拌軸依次伸入各修復(fù)管段中，在邊攪拌邊注水的同時，將修復(fù)管段中的泥漿、砂石抽出地表；

15、s5、向各修復(fù)管段中注滿含水率為50％-60％的軟黏土；

16、s6、將電極室、控液室、螺接蓋、各修復(fù)管段依次連接，向電極室內(nèi)注入電解液，將片狀電極豎直放入電解液內(nèi)，通過導(dǎo)線將片狀電極分別與直流電源的正負極連接，電動修復(fù)過程中定時更新收集電解液，直至修復(fù)完成。

17、進一步的，在所述步驟s2中，噴淋和注入土體的液體為低濃度有機酸，所述低濃度有機酸段為濃度0.2mol/l的檸檬酸；在所述步驟s3中，距砂層表面和底面最近的修復(fù)管段底部的管口與砂層的距離不少于0.5m；在除砂層之外的修復(fù)土層中，每隔1-2m的厚度范圍設(shè)置一根修復(fù)管段并且所述修復(fù)管的底部管口位于其中；在所述步驟s3中，采取土層分層逐層修復(fù)的方式，所述土層分層厚度為1-2m。

18、根據(jù)本發(fā)明實施例所述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置及其修復(fù)方法，至少具備以下中的至少一個優(yōu)點或一個優(yōu)點的至少一部分：

19、(1)本發(fā)明實施例提供的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置及其修復(fù)方法中，采用伸入污染土體不同深度且管口避開砂層的修復(fù)管，及地表以上的電解液和電極，通過施加直流電場沿污染土深度方向形成與修復(fù)管數(shù)量等同的電動修復(fù)電路，各電路將其影響深度范圍內(nèi)的重金屬運移至電解液，實現(xiàn)夾砂層重金屬污染土的原位電動修復(fù)；

20、(2)本發(fā)明實施例提供的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置及其修復(fù)方法中，能夠基于修復(fù)管內(nèi)填充軟黏土的低滲透性，以及各修復(fù)管的管口避開砂層的設(shè)置，避免電解液在重力作用下的過量滲透或泄漏等問題，同時，在電場作用下陽極電解液中的水合陽離子通過陽極電極室下連接的各修復(fù)管內(nèi)填充的軟黏土遷移至污染土不同深度，使不同深度處污染土中的部分或全部重金屬轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，一起運移至陰極電解液。因而本發(fā)明能夠減少電解液的用量、降低工程造價，避免對地下水的污染。

21、(3)本發(fā)明實施例提供的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置中設(shè)置有控液室，控液室的上端口通過與不同孔洞率的螺接蓋連接，來控制離子的遷移速率，若測試某深度修復(fù)電路的電動修復(fù)效率情況，需暫停其他深度的修復(fù)電路，則選用孔洞率為0的螺接蓋密封控液室的上端口；若減慢離子的遷移速率，使其與污染土體中的重金屬進行充分螯合解析，則選用有一定孔洞率的螺接蓋，減小電極與控液室的電荷傳導(dǎo)面積；

22、(4)在本發(fā)明實施例提供的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置及其修復(fù)方法中，所述電動修復(fù)裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作維護方便，節(jié)能環(huán)保，無須建設(shè)昂貴的地面環(huán)境工程基礎(chǔ)設(shè)施和遠程運輸，能夠高效的實現(xiàn)夾砂層重金屬污染土的原位電動修復(fù)。

技術(shù)特征：

1.一種夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，其特征在于，所述夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，其特征在于，

9.一種夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)方法，其特征在于，所述夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)方法適用于根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置及其修復(fù)方法，涉及屬于環(huán)保工程施工技術(shù)領(lǐng)域。所述夾砂層重金屬污染土原位電動修復(fù)裝置，包括：兩個電極室，每個電極室上安裝有至少兩個控液室；至少兩根修復(fù)管，所述至少兩根修復(fù)管對應(yīng)地固定安裝在至少兩個控液室的底部上；軟黏土，所述軟黏土填充到所述至少兩根修復(fù)管內(nèi)，所述至少兩根修復(fù)管通過所述軟黏土與所述控液室和電極室連通?；谖廴拒涴ね恋牡蜐B透性，采用伸入污染土體不同深度且管口避開砂層的修復(fù)管，及地表以上的電解液和電極，通過施加直流電場將污染土中。

技術(shù)研發(fā)人員：孫召花,張誠,耿靜嫻,卿雨星,徐舒文,吳長杰,杜秋
受保護的技術(shù)使用者：南通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21