技术领域
[0001] 本
发明属于
土壤修复技术领域，更具体地，涉及一种电动辅助淋洗修复镉污染土壤的装置及方法。
背景技术
[0002] 随着工农业的发展，土壤无机污染问题日益凸显，而在无机污染的所有种类中，镉污染的表现最为突出，镉作为一种潜藏巨大危害的重金属，其入侵土壤的方式多种多样，除了对种植产品的
质量危害，还可以以此渠道进入人类和动物的体内，造成不可估计的严重后果，长期以来逐渐加大大气和
水环境的负荷；同时由于农业生产的调整和削减耕地面积而带来了土地资源持续衰减。对于上述难题，实现土地的高效利用，修复已污染土壤，保护现存自然区域已经逐渐成为未来土壤环境保护的一项重要内容。
[0003] 目前，对土壤淋洗和
电动修复土壤已进行了大量研究，但对于土壤淋洗大多集中在土壤淋洗剂研发上，对于电动修复大多集中在电动修复系统的研究。进而已有将淋洗和电动
力学技术结合使用进行重金属污染土壤修复治理的方法：如
专利“一种重金属污染土壤的淋洗电动联合修复装置和方法”(
申请号：201510298674.9)提供了一种针对重金属污染土壤的修复方法，该方法有3个关键步骤：将重金属污染土壤挖出并调节pH、将土壤放入淋洗槽中进行淋洗搅拌及固液分离，将淋洗后的土壤转入电动修复室进行电动处理，但该方法操作复杂，电动和淋洗未能同时进行土壤修复工作，耗时耗力；专利“基于电动土工步的土壤重金属电促淋洗去除装置及方法”(申请号：201610988614.4)将土壤中的重金属通过淋洗
解吸到土壤溶液中，在土壤中平行间隔埋设EKG
电极作为
阳极和
阴极，在一定电势梯度下将土壤溶液中的重金属向阴极富集，但该方法耗时长，且去除效果不佳。上述土壤修复方法操作复杂，耗时耗力，去除土壤中的重
金属离子效率低，故亟需一种能简单、高效去除土壤中镉离子的装置和方法。
发明内容
[0004] 针对
现有技术的以上
缺陷或改进需求，本发明提供了一种电动辅助淋洗修复镉污染土壤的装置及方法，其目的在于，加入电极对淋洗修复镉污染土壤进行辅助，从而极大的提高了淋洗效率，具有无二次污染、工艺简单和投资低、占地面积小等优点。
[0005] 为实现上述目的，按照本发明的一方面，提出了一种电动辅助淋洗修复镉污染土壤的装置，包括电源、修复电极、
阴极室、
阳极室和淋洗剂，其中：
[0006] 所述修复电极包括阴极电极和阳极电极，该阴极电极与所述电源的阴极相连，并置于所述阴极室内，该阳极电极与所述电源的阳极相连，并置于所述阳极室内；所述阴极室和阳极室内均装有淋洗剂，且阴极室和阳极室间设置有滤膜。
[0007] 作为进一步优选的，所述阳极室内设置有搅拌棒。
[0008] 作为进一步优选的，所述淋洗剂为氯化
钙溶液。
[0009] 作为进一步优选的，所述
氯化钙溶液的浓度为0.005mol/L～0.1mol/L。
[0010] 作为进一步优选的，所述修复电极为
石墨电极。
[0011] 按照本发明的另一方面，提供了一种电动辅助淋洗修复镉污染土壤的方法，其采用上述装置实现，包括如下步骤：
[0012] 将镉污染土壤置于阳极室中，打开电源，在
电场作用下，
加速土壤中的一部分镉离子溶出并向阴极室迁移，另一部分镉离子与淋洗剂反应生成可溶性物质，同时利用滤膜阻止土壤从阳极室流向阴极室，从而完成镉污染土壤的修复。
[0013] 作为进一步优选的，将镉污染土壤置于阳极室中后，通过搅拌棒对其进行搅拌，使镉污染土壤与淋洗剂充分
接触。
[0014] 作为进一步优选的，搅拌棒的搅拌速度为100r/min～280r/min，搅拌时间不少于0.5小时。
[0015] 作为进一步优选的，所述电源提供的
电压为0.5V～4.5V。
[0016] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0017] 1.本发明通过电动辅助淋洗修复镉污染土壤，极大的提高了淋洗效率，对镉污染严重的土壤具有很强的修复能力，具有无二次污染、工艺简单和投资低、占地面积小等优点。
[0018] 2.本发明在阳极室设置有搅拌棒，通过搅拌让土壤和淋洗剂充分接触，达到更好的淋洗效果。
[0019] 3.本发明采用氯化钙溶液作为淋洗剂，相比于其他淋洗剂，氯化钙溶液的氯离子更容易与镉离子结合形成稳定的化合物，其对镉污染土壤有更好的淋洗效果，并进一步控制其浓度，使其能够与镉充分反应，去除土壤中的镉。
[0020] 4.本发明的修复电极采用由石墨材料制成的电极，其具有良好的
导电性能，且在电动修复过程中不会与污染物发生反应而被
腐蚀，是一种经济适用的高效电极。
附图说明
[0021] 图1为本发明
实施例电动辅助淋洗修复镉污染土壤的装置结构示意图。
[0022] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-修复电极，2-阳极室，3-搅拌棒，4-滤膜，5-阴极室，6-镉污染土壤，7-淋洗剂。
具体实施方式
[0023] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0024] 本发明实施例提供的一种电动辅助淋洗修复镉污染土壤的装置，如图1所示，包括电源、修复电极1、阴极室5、阳极室2和淋洗剂7，其中：
[0025] 所述修复电极1包括阴极电极和阳极电极，该阴极电极与所述电源的阴极相连，并置于所述阴极室5内，该阳极电极与所述电源的阳极相连，并置于所述阳极室2内；所述阴极室5和阳极室2内均装有淋洗剂7，且阴极室5和阳极室2间设置有滤膜4，所述阳极室2内设置有搅拌棒3。
[0026] 进一步的，所述修复电极1为石墨电极；所述淋洗剂7为氯化钙溶液或氯化镁溶液，优选为氯化钙溶液，其浓度为0.005mol/L～0.1mol/L，进一步优选为0.05mol/L～0.1mol/L。
[0027] 采用上述装置进行镉污染土壤修复，包括如下步骤：
[0028] 将镉污染土壤6置于阳极室2中，打开电源，为修复电极1提供0.5V～4.5V的电压，在电场作用下，土壤中的一部分镉离子加速溶出并向阴极室5迁移，另一部分镉离子与淋洗剂7反应生成可溶性物质，具体的，若淋洗剂为氯化钙溶液，则其中的氯离子与镉离子结合形成稳定的化合物，溶于阳极室2水溶液中；同时通过滤膜4阻止土壤从阳极室2向阴极室5迁移，从而完成镉污染土壤的修复。
[0029] 进一步的，将镉污染土壤6置于阳极室2中后，通过搅拌棒3对其进行搅拌，可采用磁力搅拌或机械搅拌，使镉污染土壤6与淋洗剂7充分接触；优选的，搅拌棒3的搅拌速度为100r/min～280r/min，搅拌时间不少于0.5小时。
[0030] 以下为具体实施例：
[0031] 实施例1
[0032] 取1.0g含100mg/Kg镉污染土壤放入阳极室，阳极室和阴极室中分别放入20毫升浓度为0.005mol/L氯化钙溶液，阳极室和阴极室之间放入滤膜，将石墨电极放入阳极室和阴极室内，接上直流电源，调节电压到4.5V，搅拌0.5小时，整个反应过程在转速为100r/min的磁力搅拌下进行。结束后分别取出阳极室和阴极室内溶液，测试其中的镉离子浓度，阴极室、阳极室内溶液的镉离子浓度分别为0.050mg/L、1.760mg/L，总去除率为36.2％。
[0033] 实施例2
[0034] 取1.0g含100mg/Kg镉污染土壤放入阳极室，阳极室和阴极室中分别放入20毫升浓度为0.05mol/L氯化钙溶液，阳极室和阴极室之间放入滤膜，将石墨电极放入阳极室和阴极室内，接上直流电源，调节电压到4.5V，搅拌0.5小时，整个反应过程在转速为150r/min的磁力搅拌下进行。结束后分别取出阳极室和阴极室内溶液，测试其中的镉离子浓度，阴极室、阳极室内溶液的镉离子浓度分别为0.120mg/L、3.720mg/L，总去除率为76.8％。
[0035] 实施例3
[0036] 取1.0g含100mg/Kg镉污染土壤放入阳极室，阳极室和阴极室中分别放入20毫升浓度为0.1mol/L氯化钙溶液，阳极室和阴极室之间放入滤膜，将石墨电极放入阳极室和阴极室内，接上直流电源，调节电压到0.5V，搅拌0.5小时，整个反应过程在转速为150r/min的磁力搅拌下进行。结束后分别取出阳极室和阴极室内溶液，测试其中的镉离子浓度，阴极室、阳极室内溶液的镉离子浓度分别为0.296mg/L、2.956mg/L，总去除率为65.0％。
[0037] 实施例4
[0038] 取1.0g含100mg/Kg镉污染土壤放入阳极室，阳极室和阴极室中分别放入20毫升浓度为0.1mol/L氯化钙溶液，阳极室和阴极室之间放入滤膜，将石墨电极放入阳极室和阴极室内，接上直流电源，调节电压到2.5V，搅拌0.5小时，整个反应过程在转速为150r/min的磁力搅拌下进行。结束后分别取出阳极室和阴极室内溶液，测试其中的镉离子浓度，阴极室、阳极室内溶液的镉离子浓度分别为0.082mg/L、3.618mg/L，总去除率为74.0％。
[0039] 实施例5
[0040] 取1.0g含100mg/Kg镉污染土壤放入阳极室，阳极室和阴极室中分别放入20毫升浓度为0.1mol/L氯化钙溶液，阳极室和阴极室之间放入滤膜，将石墨电极放入阳极室和阴极室内，接上直流电源，调节电压到3.5V，搅拌0.5小时，整个反应过程在转速为250r/min的磁力搅拌下进行。结束后分别取出阳极室和阴极室内溶液，测试其中的镉离子浓度，阴极室、阳极室内溶液的镉离子浓度分别为0.185mg/L、4.451mg/L，总去除率为92.7％。
[0041] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
