[發明專利]加載固結及電動協同修復重金屬污染土的裝置及測定方法

在審

• 申請號: 201811569774.0
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109443880A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 孫秀麗;高程;劉文化
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N33/24;G01N3/24;G01D21/02
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

1.一種加載固結及電動協同修復重金屬污染土的裝置，其特征在于：包括加載框架，其結構為：包括四根鋼鋼立柱(18)，四根鋼鋼立柱(18)之間沿豎直方向間隔安裝有相互平行的上承載板(23)和下承載板(6)；

所述下承載板(6)上表面通過角鋼固定裝置(14)安裝有修復槽(15)，修復槽(15)內部兩側各通過一塊隔板(24)分隔出陽極室(11)、陰極室(13)，修復槽(15)內兩塊隔板(24)之間為放置供試土壤的區域，兩塊隔板(24)上分別設有小孔，陽極室(11)和陰極室(13)內分別安裝有陽極板(10)和陰極板(12)；

修復槽(15)前側壁面中部沿水平方向設有一排電壓測孔(17)和一排孔壓測孔(16)，陽極室(11)、陰極室(13)的側壁上還安裝有溢流口(9)；

所述上承載板(23)中心開有圓孔，圓孔內通過軸承裝置(4)安裝有一根傳力軸(1)，傳力軸(1)底端鉸接有一塊伸入修復槽(15)內的壓力板(8)，傳力軸(1)上端安裝有砝碼托盤(3)，其上疊放有若干砝碼(2)，砝碼托盤(3)和上承載板(23)之間連有位移計(5)；

加載框架底部設有安裝在鋼立柱(18)底部的水平調節裝置(19)。

2.如權利要求1所述的加載固結及電動協同修復重金屬污染土的裝置，其特征在于：兩塊隔板(24)上分別設有開孔率為25％，直徑為5mm的小孔，并且每塊隔板(24)的兩側壁上均貼有阻擋土壤顆粒通過的濾紙。

3.如權利要求1所述的加載固結及電動協同修復重金屬污染土的裝置，其特征在于：修復槽(15)及壓力板(8)均采用有機玻璃材質，修復槽(15)內部尺寸為400mm×200mm×200mm，陽極室(11)、陰極室(13)內部的尺寸均為50mm×200mm×200mm，修復槽(15)壁厚為10mm，隔板(24)厚度為5mm。

4.如權利要求1所述的加載固結及電動協同修復重金屬污染土的裝置，其特征在于：陽極室(11)和陰極室(13)內盛有電解液，陽極板(10)和陰極板(12)采用不銹鋼材料，并通過銅導線(22)和直流電源(20)及電流表(21)串聯成回路。

5.如權利要求1所述的加載固結及電動協同修復重金屬污染土的裝置，其特征在于：相鄰兩電壓測孔(17)之間的間距相等，相鄰兩孔壓測孔(16)之間的間距相等。

6.如權利要求1所述的加載固結及電動協同修復重金屬污染土的裝置，其特征在于：所述軸承裝置(4)采用的軸承為圓柱軸承(7)。

7.如權利要求1所述的加載固結及電動協同修復重金屬污染土的裝置，其特征在于：角鋼固定裝置(14)包括四個角鋼，四個角鋼分別將修復槽(15)底部四個角箍緊，相鄰兩個角鋼之間通過對拉螺栓固定連接。

8.如權利要求1所述的加載固結及電動協同修復重金屬污染土的裝置，其特征在于：傳力軸(1)底端呈半球狀結構，壓力板(8)上表面中心開有與所述半球狀結構配合的凹槽。

9.如權利要求1所述的加載固結及電動協同修復重金屬污染土的裝置，其特征在于：修復槽(15)的側壁上豎直標有0-150mm的刻度線。

10.一種加載固結及電動協同修復重金屬離子污染土的測定方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

第一步：配置重金屬污染土：配置含有Cu²⁺離子的重金屬溶液，選用無重金屬離子污染的高嶺土，人工拌和配置成Cu²⁺離子含量為1500mg/kg、含水率為65％的Cu²⁺離子污染土；將配置好的污染土分層填放至修復槽(15)內兩塊隔板(24)之間放置供試土壤的區域內，擠壓密實去除氣泡；

第二步：在陽極室(11)內添加陽極電解液：0.1mol/l的KCL溶液，在陰極室13內添加陰極電解液：0.1mol/L的檸檬酸溶液，將整個系統靜置陳化24h；之后用銅導線22將陽極板(10)、陰極板(12)、直流電源(20)和電流表(21)串聯成回路，通電5天，其中電壓梯度恒定設定為1V/cm；

第三步：采用荷載分級加壓方式在砝碼托盤(3)上加砝碼(2)，并按照12.5kPa、15kPa、20kPa、25kPa、30kPa依次設置荷載；每級荷載加壓后污染土高度變化每小時達到0.01mm時，作為穩定標準，即可進行下一級荷載加壓；

第四步：在第三步荷載分級加壓過程中，定時測量污染土試樣的Ph值；通過電壓測孔(17)測量全程的電壓降；通過孔壓測孔(16)測量測孔的孔壓變化；通過位移計(5)測量污染土的沉降量；通過電流表(21)記錄電流變化；搜集從電壓測孔(17)及孔壓測孔(16)中排出的水并測量；

第五步：試驗結束后，關閉直流電源(20)，撤掉荷載砝碼(2)，將修復污染土沿水平方向平均分為五段，分別測定每段污染土中Cu²⁺離子去除率、pH值；

第六步：將第五步中劃分的各段污染土通過直剪試驗分別測定其抗剪強度，得出Cu²⁺離子去除率與抗剪強度之間的關系。