[發(fā)明專利]電動力遷移聯(lián)合Fenton氧化強化生物修復(fù)苯酚污染土壤的反應(yīng)器及修復(fù)苯酚污染土壤的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610367833.0
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN106001084B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李智;王子規(guī);羅文連;黃佳;馬雪林
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南恒凱環(huán)保科技投資有限公司
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09C1/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所43114
• 代理人: 魏娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動力遷移聯(lián)合Fenton氧化強化生物修復(fù)苯酚污染土壤的一體化反應(yīng)器，以及基于反應(yīng)器修復(fù)苯酚污染土壤的方法，屬于有機污染土壤修復(fù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

酚類污染物是土壤中常見的有機污染物，并隨時間在自然環(huán)境中呈現(xiàn)累積的態(tài)勢，因其毒性較高而受到了普遍的關(guān)注，已被許多國家列為優(yōu)先控制污染物。在苯酚污染土壤的修復(fù)方法中，生物修復(fù)被認為是目前最具潛力的修復(fù)方法之一。由于苯酚的疏水性、穩(wěn)定性，嚴重限制了其生物可利用程度和生物修復(fù)速度，因此，通過采取強化措施提高其生物修復(fù)效率就成為生物修復(fù)苯酚污染土壤的關(guān)鍵。

Fenton氧化法是一種高效的、應(yīng)用最廣泛的高級氧化法，在pH為2～4的酸性條件下，F(xiàn)e²⁺能夠催化分解H₂O₂溶液產(chǎn)生·OH，而羥基自由具有極強氧化力，在較短的時間內(nèi)能將難降解有機污染物降解。

電動力遷移修復(fù)技術(shù)通過在污染土壤區(qū)域施加微弱直流電形成電場，利用直流電場產(chǎn)生的各種電動力學(xué)效應(yīng)增強土壤環(huán)境中污染物的生物可利用性；或?qū)⒏鞣N添加物有效地輸送到土壤內(nèi)部污染區(qū)。在電動力遷移生物修復(fù)中，采用旋轉(zhuǎn)切換方式，可以有效地控制電極附近pH值和土壤水分的變化，增加系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，有利于污染物和微生物的遷移呈現(xiàn)多方向、多速率。但是電動力修復(fù)技術(shù)與生物修復(fù)聯(lián)用，修復(fù)體的pH值及氧化還原電位容易產(chǎn)生極端變化，陽極電解產(chǎn)生的大量氫離子會嚴重影響微生物的生長環(huán)境，降低微生物活性，使得修復(fù)效率降低。

采用電動力遷移與Fenton氧化聯(lián)用，可使得土壤中的帶電顆粒在電場內(nèi)做定向移動，而周期性地切換電場的極性，能有效地控制電極附近pH值和土壤水分的變化，增加系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，采用旋轉(zhuǎn)切換方式時，化學(xué)藥劑、污染物和微生物的遷移呈現(xiàn)多方向、多速率的特點，這有利于化學(xué)反應(yīng)以及生物修復(fù)過程。同時，過程中還有陽極氧化、電吸附等過程降解有機物，通過鐵陽極氧化向溶液中提供亞鐵離子(Fe²⁺)，F(xiàn)e²⁺與外加的H₂O₂構(gòu)成Fenton試劑參與電化學(xué)反應(yīng)，一定程度上可以節(jié)約處理成本。電動力與Fenton氧化聯(lián)用，含水率低于10％的修復(fù)體，電動力遷移效果變差，而Fenton氧化所需的條件需pH為2～4之間，氧化反應(yīng)只能集中于陽極附近，難以整體去除污染物。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的第一個目的是在于提供一種能提高苯酚遷移效率、修復(fù)過程穩(wěn)定，且修復(fù)效率高的電動力遷移聯(lián)合Fenton氧化強化生物修復(fù)苯酚污染土壤的一體化設(shè)備。

本發(fā)明的另一個目的是在于提供一種穩(wěn)定、低成本、高效的修復(fù)苯酚污染土壤的方法。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種電動力遷移聯(lián)合Fenton氧化強化生物修復(fù)苯酚污染土壤的反應(yīng)器；

所述反應(yīng)器包括電極系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、液相注入系統(tǒng)和滲濾液收集系統(tǒng)；

所述的電極系統(tǒng)包括直流電源及電極組件，所述電極組件包括一個鐵陽極和若干個惰性陰極；

所述的曝氣系統(tǒng)包括空氣壓縮機及至少一組曝氣管，所述曝氣管設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)下部，一組曝氣管包括一根通氣主管及若干根曝氣支管，所述通氣主管與空氣壓縮機連接；

所述的液相注入系統(tǒng)包括營養(yǎng)液儲蓄池和若干個營養(yǎng)液注入井，以及包括雙氧水儲蓄池和若干個雙氧水注入井，所述營養(yǎng)液儲蓄池與各營養(yǎng)液注入井連接，所述雙氧水儲蓄池與各雙氧水注入井連接；

所述的滲濾液收集系統(tǒng)包括滲濾液處理裝置、砂石過濾層和滲漏液收集裝置，所述滲漏液收集裝置設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)底部，所述的滲漏液收集裝置上面鋪設(shè)有砂石過濾層，所述滲漏液收集裝置與滲濾液處理裝置通過管道連接；

所述鐵陽極設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)中心位置，所述惰性陰極均勻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)四周；所述鐵陽極和惰性陰極均與直流電源相連接；

所述的雙氧水注入井鄰近鐵陽極設(shè)置，且均勻分布在鐵陽極周圍；所述雙氧水注入井及鐵陽極外圍設(shè)有可滲透pH緩沖墻；所述通氣主管呈環(huán)狀，且環(huán)繞所述可滲透pH緩沖墻設(shè)置；

所述通氣主管上垂直設(shè)有曝氣支管，且曝氣支管沿鐵陽極向惰性陰極方向分布；所述營養(yǎng)液注入井設(shè)置在所述鐵陽極及惰性陰極之間區(qū)域。

優(yōu)選的方案，可滲透pH緩沖墻由包括沸石、石灰及珊瑚骨在內(nèi)的填充介質(zhì)構(gòu)成；其中，沸石、石灰及珊瑚骨的質(zhì)量比為(3～5)：(1～2)：(1～2)。

優(yōu)選的方案，可滲透pH緩沖墻的厚度為2～3cm。