[發明專利]一種原位電動修復及加固超軟污染土的裝置和方法

在審

• 申請號: 201910347506.2
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110293125A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 孫召花;潘玉濤;包華;吳昌將;吳坤
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09C1/00
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

1.一種原位電動修復及加固超軟污染土的裝置，其特征在于：雙層電極管，所述雙層電極管包括外層電極管、平行嵌套在外層電極管內且互不接觸的內層電極管，以及若干個一端固定于外層電極管內部且另一端固定于內層電極管外部的絕緣支撐架，所述外層電極管和所述內層電極管的管身均布滿小孔且表面包裹有濾布。

2.根據權利要求1所述的一種原位電動修復及加固超軟污染土的裝置，其特征在于：外層電極管和內層電極管均采用可導電的塑料材質，絕緣支撐架采用PVC材質。

3.根據權利要求1所述的一種原位電動修復及加固超軟污染土的裝置，其特征在于：外層電極管和內層電機管內包裹有一股銅絲連接線，所述雙層電極管兩端安裝有可拆卸的管體螺接頭。

4.根據權利要求1所述的一種原位電動修復及加固超軟污染土的裝置，其特征在于：所述外層電極管的內徑為100~300mm,壁厚為0.5~2.5mm；所述內層電極管的內徑為50~100mm，壁厚為0.5~2.5mm。

5.根據權利要求1所述的一種原位電動修復及加固超軟污染土的裝置，其特征還在于，包括外層電極管、內層電極管和絕緣支撐；所述外層電極管和內層電極管均由導電塑料制成，管身布滿小孔，表面包裹濾布，內層電極管通過絕緣支撐固定于外層電極管內部，兩管平行嵌套，不相接觸。

6.一種原位電動修復及加固超軟污染土的方法，其特征在于：

S1、取土樣，用X射線熒光光譜技術測量取到土樣中的污染物濃度；

S2、將內層電極管的底部用帽蓋封住，在超軟土場地打入若干組雙層電極管，兩相鄰的雙層電極管之間間距為1~2m且呈矩形或梅花形布置；

S3、將各組雙層電極管的內層電極管的銅絲連接線與直流電源的正負極連接，向內層電極管內注入有助于土體中污染物遷移的鹽溶液、酸性溶液、螯合劑或表面活性劑等化學溶液，開啟直流電源；

S4、待電極附近土體污染物濃度是原始測試濃度的3～5倍時關閉直流電源，將內層電極管內的溶液抽取出去，利用化學的方法提取重金屬；

S5、在內層電極管的中央插入一根實心電極棒，并向內層電極管內注入酸性電解液，外層電極管的銅絲連接線連接直流電源正極，實心電極棒連接直流電源的負極，開啟直流電源；

S6、待測試內層電極管外的土體污染物濃度低于建設用地土壤污染風險管控標準，關閉直流電源，將內層電極管內的電解液抽出，利用化學的方法提取重金屬；

S7、在內層電極管中央插入一根實心電極棒，向內層電極管內注入泥漿，外層電極管的銅絲連接線連接直流電源負極，實心電極棒連接直流電源的正極，開啟直流電源；

S8、待測試內層電極管外的土體污染物濃度低于建設用地土壤污染風險管控標準，關閉直流電源，將內層電極管內的泥漿抽出，利用化學的方法提取重金屬；

S9、在S7和S8的基礎上，將外層電極管的銅絲連接線連接在直流電源的正極，實心電極棒連接直流電源的負極；

S10、重復步驟S3~S9，直至完成對整個超軟污染土場地的修復與加固。

7.如權利要求6所述的一種原位電動修復及加固超軟污染土的方法，其特征在于：超軟污染土的滲透系數為10^－6～10^－9cm/s。

8.如權利要求6所述的一種原位電動修復及加固超軟污染土的方法，其特征在于：注入內層電極管的有助于土體中污染物遷移的溶液選用CaCl₂ 或NaCl鹽溶液和小分子有機酸性溶液，注入的表面活性劑、螯合劑或絡合劑選用β-環糊精或brij35。

9.如權利要求6所述的一種原位電動修復及加固超軟污染土的方法，其特征在于：注入內層電極管的電解液選用檸檬酸或乳酸溶液，注入的泥漿的含水量應不低于150%。

10.一種原位電動修復及加固超軟污染土的方法，其特征在于：

S1、取土樣應用X射線熒光光譜技術測量土體污染物濃度分布，在超軟污染土場地打入若干組雙層電極管，打入前將內層電極管的底部用帽蓋封住，兩相鄰雙層電極管中心之間的間距為1～2m，可呈矩形或梅花形布置，將各雙層電極管的內層電極管與直流電源的正負極連接；

S2、向內層電極管內注入有助于土體中污染物遷移的鹽溶液、酸性溶液、螯合劑或表面活性劑化學溶液，開啟直流電源，使帶正電荷的污染物隨電滲流向陰極遷移，帶負電荷的污染物向陽極方向遷移，待電極附近土體污染物濃度是原始測試濃度的3～5倍，關閉直流電源，將內層電極管內的溶液抽出后利用化學的方法提取重金屬；

S3、進一步去除聚集在雙層電極管附近的污染物：

S31、對于步驟S2中內層電極管作為陰極的雙層電極管，向內層電極管內注入酸性電解液，并在其中央插入一根實心電極，將外層電極管和實心電極分別連接直流電源的正極和負極，通電后，將匯聚于雙層電極管周圍的污染物及水運移至內層電極管內的電解液中，待測試內層電極管外的土體污染物濃度低于建設用地土壤污染風險管控標準，關閉直流電源，將內層電極管內的電解液抽出，利用化學的方法提取重金屬；

S32、對于步驟S2中內層電極管作為陽極的雙層電極管，向內層電極管內注入泥漿，并在其中央插入一根實心電極，將外層電極管和實心電極分別連接直流電源的負極和正極，通電后，將匯聚于雙層電極管周圍的帶正電荷的污染物運移至內層電極管內的泥漿中，待測試內層電極管外的土體污染物濃度低于建設用地土壤污染風險管控標準，關閉直流電源，將內層電極管內的泥漿抽出，利用化學的方法提取重金屬，再將內層電極管作為陰極，外層電極管作為陽極，將水運移至內層電極管內并抽出；

S4、可重復步驟S2和S3，直至完成對整個超軟污染土場地的修復與加固。