[發(fā)明專(zhuān)利]一種干旱地區(qū)鉛鎘污染土壤修復(fù)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711029827.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107900092A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)玉山;韓惠;溫馨;沈夢(mèng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B09C1/08
• 分類(lèi)號(hào): B09C1/08;B09C1/02;B09C1/00;B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種干旱地區(qū)鉛鎘污染土壤修復(fù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，土壤污染問(wèn)題日益加劇，尤其是很多地區(qū)存在較嚴(yán)重的重金屬鉛、鎘污染。鉛、鎘污染不僅對(duì)土壤中有機(jī)物的降解、土壤的呼吸代謝、土壤氨化及硝化作用產(chǎn)生抑制，更為嚴(yán)重的是鉛鎘還能轉(zhuǎn)變成毒性更大的金屬-有機(jī)化合物，對(duì)人體健康、土壤環(huán)境產(chǎn)生更大的危害。世界各國(guó)均開(kāi)始意識(shí)到土壤重金屬污染問(wèn)題的嚴(yán)重性，紛紛開(kāi)展與土壤修復(fù)治理相關(guān)的機(jī)理及工藝研究。

目前，國(guó)內(nèi)外治理鉛、鎘污染有多種方法，常見(jiàn)的主要有物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法、生態(tài)修復(fù)法。物理修復(fù)方法效率較高，但耗費(fèi)大量能量，土壤有機(jī)質(zhì)和水分都會(huì)遭到不同程度破壞；化學(xué)修復(fù)法不僅可以進(jìn)行原位修復(fù)，也可進(jìn)行異地修復(fù)，但易產(chǎn)生二次污染，再度危害土壤生態(tài)安全；生物修復(fù)方法中的微生物修復(fù)法，雖然具有一定的修復(fù)效果，只能對(duì)特定污染物進(jìn)行修復(fù)。

電動(dòng)修復(fù)技術(shù)具有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響小、節(jié)約能源、經(jīng)濟(jì)可行以及處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。植物修復(fù)是一種新型的重金屬污染土壤治理方法，使環(huán)境污染通過(guò)“綠色”治理技術(shù)得以修復(fù)，與傳統(tǒng)的化學(xué)修復(fù)、物理和工程修復(fù)相比較有美觀、投資維護(hù)成本低、操作簡(jiǎn)單以及不造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

中國(guó)專(zhuān)利201611261437.6公開(kāi)了一種原位電動(dòng)-植物修復(fù)重金屬污染土壤的裝置，該裝置包括電源、陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)和土壤修復(fù)區(qū)。電源為直流電源；陰極區(qū)包括陰極泵A、陰極工作液添加管、陰極工作液處理箱、陰極泵B、陰極開(kāi)關(guān)、陰極工作液排放管、陰極電極和陰極電極保護(hù)管；陽(yáng)極區(qū)包括陽(yáng)極泵A、陽(yáng)極工作液添加管、陽(yáng)極工作液處理箱、陽(yáng)極泵B、陽(yáng)極開(kāi)關(guān)、陽(yáng)極工作液排放管、陽(yáng)極電極和陽(yáng)極電極保護(hù)管；土壤修復(fù)區(qū)包括植物修復(fù)層和電動(dòng)修復(fù)層，植物修復(fù)層種植超富集植物。該專(zhuān)利對(duì)重金屬污染土壤具有較高的處理效率，但存在設(shè)備較多的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了克服和解決傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)易造成二次污染以及上述專(zhuān)利存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種干旱地區(qū)鉛鎘污染土壤修復(fù)系統(tǒng)。既能在不破壞原始土壤環(huán)境下對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)，并且能養(yǎng)護(hù)美化待修復(fù)的土壤場(chǎng)地。修復(fù)時(shí)間短，無(wú)二次污染。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明的一種干旱地區(qū)鉛鎘污染土壤修復(fù)系統(tǒng)包括棉花種植區(qū)、灌溉裝置、電源、上置陽(yáng)極和下置陰極筒。

所述的棉花種植區(qū)設(shè)置在待修復(fù)土壤地塊的上表面，棉花種植區(qū)充填的土壤由當(dāng)?shù)赝寥馈⑷诵蠹S便和粉碎的植物秸稈按體積比1:1:0.5混合制成，棉花種植區(qū)的厚度為80～100cm。

所述灌溉裝置設(shè)置在棉花種植區(qū)上部，灌溉裝置包括若干水管、開(kāi)關(guān)和水泵。

所述電源為直流電源，電源的正極通過(guò)導(dǎo)線與上置陽(yáng)極相連，負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線與下置陰極筒相連。

所述上置陽(yáng)極采用石墨或金屬材料制成，上置陽(yáng)極的形狀為圓柱形或長(zhǎng)方體形狀；上置陽(yáng)極的尺寸根據(jù)待處理的土壤地塊的大小和土壤污染的深度實(shí)驗(yàn)決定。上置陽(yáng)極工作時(shí)埋入棉花種植區(qū)的底部。上置陽(yáng)極設(shè)有若干根，相互之間在空間呈平行狀態(tài)。

所述下置陰極筒包括外筒、陰極棒、無(wú)紡棉布和棉花秸稈磁性炭。下置陰極筒的尺寸根據(jù)待處理的土壤地塊的大小和土壤污染的深度實(shí)驗(yàn)決定。下置陰極筒工作時(shí)埋入土壤的深度實(shí)驗(yàn)決定；下置陰極筒工作時(shí)水平放置并與上置陽(yáng)極在空間呈平行狀態(tài)。下置陰極筒設(shè)有若干根，相互之間在空間呈平行狀態(tài)。

所述外筒采用硬塑料或不銹鋼材料制成，外筒的形狀為圓柱形中空結(jié)構(gòu)，圓柱形側(cè)面設(shè)有若干孔洞。

所述陰極棒設(shè)置在下置陰極筒的中心，陰極棒采用石墨或金屬材料制成，陰極棒與電源的負(fù)極連通。

所述無(wú)紡棉布內(nèi)襯在外筒的內(nèi)壁，無(wú)紡棉布圍成的圓柱形空間內(nèi)填充棉花秸稈磁性炭。

所述棉花秸稈磁性炭的制作過(guò)程為：

(1)把棉花秸稈收割、晾曬；

(2)把晾曬后的棉花秸稈粉碎、過(guò)60～100目篩；

(3)將篩分后的棉花秸稈洗滌、烘干后放入管式爐中，以250ml/min的流量通入氮?dú)猓郎厮俾蕿?0～20℃/min，設(shè)置溫度為400～700℃的恒溫時(shí)間為2～3h，之后冷卻至室溫，得到棉花秸稈炭；

(4)把棉花秸稈炭和FeCl₃·6H₂O按質(zhì)量1～2:10的比例混合、浸入到去離子水中，在溫度30～50℃條件下攪拌、浸泡1～3小時(shí)，然后烘干、研磨；

(5)把研磨后的物品在氮?dú)鈼l件下和800～1200℃條件下熱解60～90分鐘；冷卻至室溫；研磨、過(guò)60～80目篩；