[發明專利]一種修復土壤中有機物的原位電動芬頓系統及方法

在審

• 申請號: 202210031358.5
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114378112A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 胡海娟;曾躍春;郭都;郭寶蔓
• 申請（專利權）人: 江蘇大地益源環境修復有限公司
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明涉及一種修復土壤中難降解有機物的基于過氧化鈣緩釋的原位電動芬頓方法，該方法是利用在酸性條件下過氧化鈣緩釋雙氧水的電動芬頓方法。電動修復裝置包括直流電源、計量泵、陰極井、陽極井及自動pH控制系統。從陰極和陽極分別投加酸、過氧化鈣溶液及雙氧水，亞鐵離子由陽極的鐵棒產生。采用添加檸檬酸溶液來控制陰陽極的pH在3?5之間。基于雙氧水易分解的特性，采用添加過氧化鈣溶液的方式，可降低雙氧水的分解速率。基于硫酸亞鐵藥劑對地下水帶來硫酸根離子污染，采用犧牲陽極法產生亞鐵離子。

技術領域

本發明屬于難降解有機污染土壤原位修復技術領域，具體涉及一種修復土壤中難降解有機物的基于過氧化鈣緩釋的原位電動芬頓的系統及方法。

背景技術

近年來，隨著“退二進三”政策的實施，工業用地重新開發利用中發現一部分工業遺址存在土壤污染，場地中存在難降解有機污染，比如多環芳烴類有機物。低滲透性地層難降解有機污染土壤的原位修復是難題。修復藥劑難以在低滲透地層土壤中高效地傳質及擴散，使得原位氧化修復的實施受到了限制。

原位高級氧化技術是一種應用較廣泛的有機污染原位修復技術。原位高級氧化技術是通過注入井將氧化藥劑(過硫酸鈉、高錳酸鉀、亞鐵及雙氧水等)注入到污染土壤中并使其擴散，達到去除有機污染的目的。電動修復技術是專門針對低滲透土壤的一種綠色的原位土壤修復技術。電動修復技術是通過向污染土壤中施加直流電場，利用電遷移、電滲流和電泳等電動力學效應，使難降解有機物在電場下定向遷移。芬頓氧化藥劑在原位土壤修復中存在雙氧水易分解的問題，采用緩釋劑可以提高其氧化效率。為了減少硫酸鹽的二次污染，采用陽極鐵棒產生亞鐵離子。

綜合考慮成本及修復時間，化學氧化聯合電動修復的方法，可以降低修復成本，提高修復效率。

發明內容

1、發明要解決的技術問題

本發明主要解決的技術問題是，提供一種電動芬頓法修復低滲透性地層中難降解有機物污染土壤。單一的原位化學氧化法在低滲透地層存在藥劑利用率低，而且傳統的芬頓藥劑在原位土壤修復中存在雙氧水易分解的問題。部分工業場地地下水存在硫酸鹽濃度高的情況下，原位氧化藥劑需要考慮避免帶入新的硫酸根離子。

化學氧化聯合電動修復，可有效提高修復效率。芬頓藥劑中添加雙氧水緩釋劑過氧化鈣，可提高雙氧水的利用率。陽極電極采用鐵，可產生亞鐵離子，避免采用硫酸亞鐵帶來地下水中新的硫酸根污染。

2、技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明提供了一種修復土壤中難降解有機物的基于過氧化鈣緩釋的原位電動芬頓的方法。通過在污染土壤中的電極施加直流電，發生電化學反應過程(電遷移、電滲流和電泳等電動力學效應)，具體步驟為：

1)在污染土壤中按照一定間距布置電極井，在電極井內添加檸檬酸、雙氧水和過氧化鈣溶液；

2)陽極采用鐵，產生亞鐵離子；

3)調節電極井內pH值，啟動電動修復裝置進行土壤中難降解有機物的去除。

其中，在芬頓體系中羥基是反應中間體，催化產生的羥基自由基進攻有機物分子并使其氧化為CO₂、H₂O等無機物質。芬頓產生羥基自由基的機理為：

Fe²⁺+H₂O₂+H⁺→Fe³⁺+H₂O+·OH

作為本發明進一步的改進，電極井保持酸性條件，所述氧化劑為硫酸亞鐵、雙氧水，過氧化鈣為雙氧水的緩釋劑；

作為本發明進一步的改進，采用10％檸檬酸調節電極井內的pH在3-5之間；