[发明专利]同时去除有机物和重金属污染的土壤修复装置及方法

权利要求书

1.一种同时去除有机物和重金属污染的土壤修复装置，包括阴极板和阳极板；其特征在于，所述阴极板和阳极板均为内设空腔的板状结构，空腔仅在上端设开口；在板状结构的其中一个侧面上设置多条透水槽；透水槽与空腔连通；在阳极板和阴极板的空腔中分别装有填料，其中阳极板的填料是装有Fe粉、粉煤灰和石英砂的透水织物袋，阴极板的填料是装有粉煤灰和石英砂的透水织物袋；

阴极板和阳极板的上端各设置接线柱和连接部，阴极板和阳极板通过连接部活动安装在控制箱的两端，且使两个具有透水槽的侧面呈对向布置，连接部与控制箱之间绝缘；在控制箱的上部装有水箱和蠕动泵，控制箱底部设湿度传感器和水位传感器；控制箱内部设主控板和继电器，继电器连接主控板和蠕动泵的电机；蠕动泵的入口通过管路接至水箱，其出口接渗水管。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阴极板和阳极板为石墨材质，均呈楔形且下端的厚度小于上端。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阴极板和阳极板上端的连接部通过铰接方式或转轴连接方式活动装在控制箱的两端。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阴极板和阳极板的长度不相同，使得在绕着连接部向内转动后，两者能够叠合在控制箱底部。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在填料的上部装有用于提拉的拉环。

6.根据权利要求1至5任意一项中所述的装置，其特征在于，在控制箱的上表面设有控制面板，控制面板通过信号线接至主控板；或者，在控制箱中设置通过信号线连接主控板的无线通讯模块，该装置另配备装有无线通讯模块的手持控制终端，手持控制终端与主控板之间通过无线通讯方式实现信号传递。

7.一种利用权利要求1所述装置实现同时去除有机物和重金属污染的土壤修复的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)转动阴极板和阳极板使两者均垂直于控制箱底面，此时两个设置透水槽的表面呈相对状态；

(2)将阴极板和阳极板全部插入待处理的污染土壤中，使控制箱底面贴近地表，此时控制箱底部的湿度传感器和水位传感器均伸入至土壤中；

(3)启动蠕动泵，将水箱中的水由渗水管导入控制箱下方的土壤中使其湿润；

(4)将外部直流电源的正负极分别通过导线接至阴极板和阳极板的接线柱；向阳极板中的填料注入H₂O₂，接通外部直流电源，使阴极板和阳极板之间的潮湿土壤中形成直流电场，产生电迁移和电渗流效应；电迁移使得污染土壤中的重金属离子移向阴极并被粉煤灰吸附，电渗流使得大分子有机物移到阳极；在阳极中H₂O₂在铁的催化作用下产生强氧化性的羟基自由基，将大分子的有机物氧化成CO₂、H₂O和小分子有机物，从而实现同时去除污染土壤中的有机物和重金属。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在阳极板的填料中，Fe粉、粉煤灰和石英砂的质量比例为(0.1～0.7)∶1∶10；向阳极板的填料中注入与填料等质量的H₂O₂溶液，H₂O₂溶液的质量浓度为1％～5％；在阴极板的填料中，粉煤灰和石英砂质量比例为1∶10。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中接通外部直流电源前，向阴极板的填料中加入醋酸调控pH值为3～5。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当土壤湿度下降到预设低阈值或水位下降到预设中水位线以下时，主控板控制继电器闭合，启动蠕动泵向土壤中补水；当土壤湿度上升到预设高阈值并且水位上升到预设高水位线以上时，主控板控制相应的继电器断开，蠕动泵停止工作。