电动修复

摘要： 土壤重金属污染制约社会发展,危害人体健康。电动修复作为一种低成本、原位、操作简单、修复快速的土壤重金属修复技术受到广泛关注但其修复过程中仍存在聚焦效应、电极极化、重金属难以从土壤表面解吸等一系列问题制约其发展,在传统电动修复技术基础上改进的强化电动修复则有望解决上述问题。文章简要介绍目前实验室中常见的电动修复装置,电动修复过程中离子迁移机制及其影响因素;综述了通过优化电极材料、极性及空间排布,合理选择电解液,使用离子交换膜等强化电动修复技术的研究进展;分析电动修复目前面临的主要问题,预测该技术未来的发展方向。

摘要： 近年来土壤污染日益严重,由无机污染物(重金属、放射性元素等)和有机污染物(多环芳烃等)污染的土壤已经对人类健康和生态环境构成风险,引起了广泛关注。电动修复技术(Electrokinetic remediation,EK)是一种可原位修复污染土壤的技术,由于其对污染场地修复的高效性,现已成为污染场地修复的研究热点。综述了电动修复技术的原理、优缺点,电动-植物、电动-微生物、电动-可渗透反应墙(Permeable reactive barrier,PRB)、电动-淋洗等电动联用技术修复污染场地土壤的研究进展,并总结了实际污染场地修复对土壤理化性质的影响,提出了该项技术的发展趋势和研究方向。

摘要： 为了验证纳米CaO_(2)强化电动修复苯酚污染土壤的可行性,利用实验室级别的自制土壤修复装置探究了在不同电压梯度、修复时间、投药点位、投药量条件下土壤中苯酚的迁移去除规律,并采用红外光谱对修复后土壤中残存的苯酚进行了分析。结果表明:在修复电压为2.0 V/cm、修复时间为7 d、纳米CaO_(2)投加量为3.47 g、加药装置固定在距阳极3 cm处时,土壤中苯酚的去除率可达94.88%;红外光谱分析显示纳米CaO_(2)可以促使苯酚发生氧化分解反应。

摘要： 电动修复是一门具有广阔发展前景的土壤修复技术,但其涉及相关机理复杂,目前该技术主要处于室内试验阶段。在电动修复过程中,预测重金属的迁移效果是指导实际应用的重要基石。本文通过质量守恒定律,推导出重金属电动修复的数学模型,使用数值模拟计算模型并设计实验进行验证,最后对电动修复Cd污染土壤的分布趋势进行分析。结果表明在一定条件下,使用数值模拟能够很好地描述电动修复土壤中Cd迁移趋势。

摘要： 电动修复是去除地下水中重金属污染物的有效方法。采用电动修复方法对Cr(Ⅵ)初始浓度为1000 mg/kg的污染浅层地下水进行为期4 d的处理,研究不同电压梯度(1、2、3 V/cm)对饱和带地下水中Cr(Ⅵ)去除率的影响。此外,对修复过程中的相关指标包括电流、阴阳极电解液pH、氧化还原电位(E_(h))和不同位置地下水Cr(Ⅵ)浓度进行监测,并且对电动修复前后饱和带介质的pH、E_(h)和Cr(Ⅵ)去除率进行分析。结果表明:Cr(Ⅵ)的平均去除率随电压梯度升高而升高,当电压梯度为2 V/cm时去除效率和经济性较好,去除率提升与能耗提升比值为0.52,最高去除率91.41%出现在电压梯度为3 V/cm时,但此时相应能耗较高。修复过程中Cr(Ⅵ)会在阳极附近富集,特别是当电压梯度较低(1 V/cm)时,反应结束后近阳极地下水Cr(Ⅵ)富集浓度高达2170.95 mg/L,介质中Cr(Ⅵ)浓度为1497.45 mg/kg,此时去除率为负值;阳极电解液Cr(Ⅵ)浓度呈先增长后稳定的趋势,当Cr(Ⅵ)浓度接近4000 mg/L时,已接近装置的最大迁移值,增加反应时间对Cr(Ⅵ)的回收率提升不大。修复过程中介质E_(h)降低、pH升高会促进Cr(Ⅵ)的还原和解吸,对Cr(Ⅵ)的去除具有促进作用。

摘要： 先构建一电动修复单元,研究了修复时长、电解液及电压梯度对电动修复铀污染土壤的影响。结果表明,在修复时长为7 d、电解液为0.1 mol/L柠檬酸与0.03 mol/L氯化铁混合液、电压梯度为1 V/cm及电极为石墨电极的条件下,该电动修复单元的修复效果达到最优;再在此基础上,向此电动修复单元接种氧化硫硫杆菌,构建一微生物-电动修复单元,研究了微生物对电动修复铀污染土壤的强化作用。结果表明,电动修复单元与微生物-电动修复单元中铀的去除率分别为65.12%和70.68%。氧化硫硫杆菌对电动修复铀污染土壤具有显著的强化作用,微生物-电动修复是一种有发展前景的强化方法。

摘要： 为探究电动-原位化学氧化(EK-ISCO)中不同电压对土壤中氧化剂、活化剂迁移和污染物去除的影响,以多环芳烃(PAHs)污染土壤为研究对象,通过电动土柱试验(阳极投加氧化剂过硫酸钠,阴极投加活化剂柠檬酸亚铁),研究了4种电压(5、10、20 V和40~30 V)对土壤中氧化剂、活化剂的迁移机制及对污染物去除的影响。结果表明:电流随着电压的升高而升高,最高电流出现在40~30 V电压处理;电渗量与电压关系较为复杂,10 V电压处理获得了最高的电渗流(981 mL),其次是40~30 V和20 V处理,5 V处理电渗流最低;10 V电压处理的高电渗流有利于过硫酸盐从阳极向土柱中迁移,而较高的电压(20 V和40~30 V)一方面减弱了电渗流,减少了过硫酸盐向土柱中迁移,另一方面高电流加快了阴极液和阴极附近土壤溶液的碱化,降低了柠檬酸亚铁的活性,不利于柠檬酸亚铁从阴极向土柱迁移并与过硫酸盐反应。从PAHs去除率来看,10 V处理总去除率可达37.0%,高于其他处理的21.3%~28.4%,且能耗相对较低(268.6 kWh·t^(-1))。研究表明,10 V电压处理有利于氧化剂和活化剂在土柱中的迁移和反应,可获得最高的PAHs去除率和相对较低的电能消耗,是适宜的电压条件。

摘要： 运用固定化微生物技术制备粉煤灰-酵母菌小球,联合电动-可渗透反应墙(EK-PRB)技术,研究电压梯度和PRB材料对于Cd污染土壤修复效果的影响。试验修复周期设定为120 h,初始含水率为30%,电解液为CA和EDTA,设置6组电压梯度(1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,2.5 V/cm),进行试验得到最适合的电压梯度后,再对比PRB材料(粉煤灰-酵母菌小球、粉煤灰)的影响,共计7组试验。结果表明,电压梯度在1.0~5.0 V/cm范围内增加对Cd去除有促进作用,Cd去除率可提高23.4%,粉煤灰–酵母菌小球作为PRB材料对Cd污染土壤修复效果更好。考虑电能消耗成本与应用,选择电压梯度2.5 V/cm,PRB材料为粉煤灰-酵母菌小球,Cd去除率可达53.7%,体现了固定化微生物联合EK-PRB技术的可行性以及修复优势,为后续深入研究去除机理以及材料创新提供基础支撑。

摘要： 工业、农业和核技术的快速发展不可避免地带来土壤放射性核素及重金属污染问题,对生态环境安全及人体健康造成威胁。因此,选择高效科学的修复技术对改善和解决土壤放射性核素及重金属污染问题至关重要。物理修复技术适用于大面积污染土壤,该技术具有处理速度快的优点,但存在修复不彻底的缺点;化学修复技术适用于有高渗透能力的污染土壤,该技术通过使用固化剂与污染物络合形成沉淀从而去除污染物,其优点是处理速度较快,但存在易产生二次污染的缺点;生物修复技术适用范围较广,在修复过程中对土壤结构没有影响、成本低,但修复周期长,且不适用高浓度污染土壤的修复。电动修复技术是新兴的修复技术,具有可有效处理低渗透性污染土壤、修复时间短等优点,在土壤修复方面表现出一定优势。近年来,研究者们在放射性核素及重金属污染土壤电动修复技术方面开展了大量研究,但是针对这方面的综述还鲜有报道。因此,通过综述放射性核素及重金属污染土壤电动修复技术、电动增强修复技术及电动修复联合技术,展望了电动修复技术的发展趋势,以期为电动修复技术在土壤污染修复方面的发展提供参考。

摘要： 为进一步完善土壤污染与修复课程实验教学效果,自行设计了电动技术修复操作平台,以有机玻璃反应器为模拟装置,采用稳压直流电源提供电场,并以蠕动泵为流速控制单元,研究了不同电压梯度条件下砷的去除效果。通过本综合设计实验,使学生更加直观深入地了解电动技术修复污染土壤的全过程,不仅可以加深学生对电动修复原理、土壤修复的影响因素和土壤重金属含量分析等的专业理论知识的理解,同时可以提高学生的自信心,激发出发现、探索和解决实际问题的兴趣。

摘要： 利用电动修复技术对红星化工厂铬渣污染黏土进行修复,试验电压分别为20,30,40,50,60V,以0.1mol/L KCl为两极电解液,阴极采用乙酸控制pH值在6左右,试验周期为5d.结果表明:电动修复能够去除土样中的铬,最高去除率可达58.26％;本试验50V即1.25V/cm电压梯度为经济有效的去除电压;Cr(Ⅵ)以含氧阴离子的形式向阳极迁移,Cr(Ⅲ)迁移较复杂,在沉淀态和游离态之间转换;阳极电解液中Cr(Ⅵ)的浓度易达到饱和,对Cr(Ⅵ)的去除产生抑制.

摘要： 应用实验方法研究了土壤重金属污染的电动力学修复方法,分析了土壤重金属污染物的迁移和变化特征.实验结果表明,在电场作用下土壤中重金属的浓度分布发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除.当实验的电场强度为0.5V/cm时,在阳极附近土壤中铜的去除效率达到71.1％.阳极附近的pH值由开始时的6.8逐渐变小到4.4,而阴极附近则相反,由开始时的6.6逐渐增大到9.1,此外电动修复过程中电极附近的温度会发生相应的变化.

摘要： 试验研究了地下水中铅的电动修复效果和变化特征.结果表明,电动修复中,阴阳2极的氧化还原反应使电极附近pH发生明显变化,其中阳极附近的pH由开始时的7.1逐渐降低到6.6;而阴极附近则相反,由开始时7.2逐渐增加到9.2;电极附近温度会发生相应变化.Pb含量变化反映在自然渗透条件下含水层中重金属污染物的迁移能力较弱,阳极附近地下水中Pb的去除率仅5.5％,而在电场作用下地下水中重金属含量明显变化,使重金属能在电极附近富集而被去除,当试验电压为0.5V·cm-1时,Pb在阴极的累积使得阳极附近地下水中去除率为64.8％.

摘要： 污染土壤电动修复是一项新兴绿色原位修复技术.其原理是在土壤上施加直流电场,利用电迁移和电渗去除污染物,土壤pH、Zeta电位以及土壤化学性质等因素影响电动修复效果.为了提高修复效率和扩大电动修复应用范围,现在已经发展了针对不同类型土壤和污染物的增强修复技术.本文归纳总结了1995年以来土壤电动修复中常用增强处理效果的8种方法,即酸碱中和法、阳离子选择膜法、电渗析法、络合剂法、表面活性剂法、氧化-还原法、EK-生物联用和LasagnaTM,且对每种方法的典型实验装置、增强原理、方法特点和适用范围等进行了分析和讨论,为以后的实验设计提供了有益的参考.

摘要： 选用西北地区砂土为供试土壤,苯酚作为实验模拟研究的有机污染物,在电动修复技术的基础上加入超声波,联合降解土壤中的苯酚污染物.结果表明,电动技术修复苯酚污染土壤时,加入超声波有利于苯酚的迁移和富集.含水率的增加可以使苯酚的迁移距离增大,当土壤含水率为16％时,富集量可达到153％.超声波的声强可以使苯酚的迁移幅度增大,最大富集率可达到105％.因此,电动法联合超声波降解苯酚效果显著,具有良好的应用前景.

摘要： 电动力学修复技术作为一种新型的修复技术,由于其处理土壤污染的高效性,近几年来受到了越来越多的关注.综述了电动力学修复技术原理及近几年来其在重金属修复中的最新研究进展,阐述了电动力学修复技术相对于其它修复技术的优势,并指出了电动修复技术中需要克服的技术障碍,探讨了其大规模商业应用的可行性.电动技术能够强化土壤物质的传质过程,能够高效、快速定向迁移土壤中重金属离子达到去除的目的;同时电动技术可以与其它修复技术结合发展出系列组合修复技术,具有广泛的应用前景.从单一电动到复合电动是今后电动力学技术发展的重要方向.目前对污染物质复合电动力学效应下的迁移机理及模型、不同土壤性质(组分、酸碱性等)对于污染物质去除效率及其调控措施的研究仍需进一步深入.

摘要： 我国铅锌矿污染的一般特点是:多元素复合污染;污染元素赋存形式复杂;常叠加化学药剂的污染;重金属污染具有隐蔽性、累积性及不可逆性;部分矿山伴生放射性污染等.针对铅锌矿区的不同污染特点,目前常用的污染修复方法有:电动修复法、含磷物质修复法和植物修复法等.电动修复法适宜于低渗透性污染土壤的修复,具有修复时间短、修复彻底、不会引入环境有害物质等优点.含磷物质是一种廉价有效的重金属污染土壤修复剂,可针对土壤重金属污染的实际状况施以不同类型的含磷化合物以降低有效态重金属的含量.超富集植物修复则具有操作技术简单、成本低、对环境扰动小、能大面积推广的优点,是一项很有前景的修复技术.

摘要： 通过实验方法研究了土壤重金属锌污染的电动修复技术,分析了土壤重金属污染物的迁移和变化特征.实验结果表明在电场作用下土壤中重金属的浓度分布发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除,且土壤的pH值等是影响电动力学修复效果的主要因素.污染物Zn在电场作用下主要是在阴极附近产生富集,迁移方向由阳极向阴极,当实验电压为0.5V/cm时,在阳极附近土壤中锌的去除效率达到74.3％.电动修复中由于两极的氧化还原反应造成电极附近pH值产生明显变化,阳极附近的pH值由开始时的6.7逐渐变小到4.8,而阴极附近则相反,由开始时的6.8逐渐增大到9.2,表明土壤的酸性碱性条件变化明显.此外电动修复过程中电极附近的温度会发生相应的变化.

摘要： 重金属-有机复合污染土壤的修复是污染土壤修复的难点之一.选取我国3种典型土壤(红壤、黄棕壤和黑土),以铜和芘为模式污染物,分别代表典型的重金属和有机污染物,研究了不同土壤类型对电动-氧化技术处理铜和芘复合污染土壤的影响机制.试验中阴、阳极电解液的组分均为10％的羟丙基-β环糊精、12％H2O2和0.01mol·L-1NaNO3溶液,施加电压梯度为1V·cm-1.经过15d电动修复后,红壤、黄棕壤和黑土中总芘去除率分别为38.5％、46.8％和51.3％,总铜去除率分别为85.0％、22.6％和24.1％.pH较高的黑土产生高电渗流,增加了氧化剂与污染物的接触,同时较低的黏粒含量也有利于芘的解吸.红壤的低pH和低有机质含量影响了重金属的形态分布,提高了铜去除率.研究表明不同土壤的pH、黏粒含量和重金属的形态分布等是影响不同类型土壤上铜和芘迁移和修复效率的主导因素.

摘要： 介绍了一种新兴的绿色土壤修复技术——EK-PRB联合修复技术,根据近年来的相关研究进展,综述了该技术修复有机物、重金属及其他物质污染土壤的应用进展,指出了该技术目前还存在的一些问题.

摘要： 本发明涉及污染土壤修复技术领域，特别涉及一种电动修复氰化物污染土壤的阳极电催化电极、电动修复装置及修复方法。本发明阳极电催化电极是由导电介质构成的网状钛基体通过电沉积PbO

摘要： 本发明公开一种污染土壤的三维电动修复装置，该三维电动修复装置包括阳极转轴、阳极盖、阴极壁、吸附环、旋转叶片、阴极底、第一电源和第二电源，该三维电动修复装置中：阳极转轴、阳极盖、阴极壁和阴极底构成三维电场，阳极转轴和阳极盖为阳极，阴极壁和阴极底为阴极，分散在三维电场修复区内部的电催化剂形成感应第三极，是一种特殊的三维电动修复装置，在电场的作用下能大大提高土壤的氧化还原能力，从而提高去除率。本发明还公开一种采用上述三维电动修复装置进行电动修复，能耗低，对于复合污染土壤修复效率高及修复时间短，实用性强。

摘要： 本发明公开了一种重金属污染土壤的电动修复装置及电动修复方法。该电动修复装置包括电源和本体，本体内依次设置有阳极区、脱毒区和阴极区，阳极区与脱毒区之间设有滤板，脱毒区与阴极区之间设有复合滤板，阳极区与电源的正极相连，阴极区与电源的负极相连，阳极区由阳极区极板和营养液组成，阴极区由阴极区极板和缓冲液组成，复合滤板由负载活性炭的滤纸和多孔烧结玻璃叠放组成，电源为可编程直流电源，电压为方波脉冲电压。电动修复方法包括将预处理后的重金属污染土壤置于电动修复装置中进行修复。本发明的电动修复装置及方法具有可解决碱性带迁移问题、提高修复效率、减少土壤营养流失、降低电能消耗等优点。

摘要： 本发明公开一种用于重金属污染土壤电动修复的复合电极、电动修复装置及电动修复方法，属于重金属污染土壤修复技术领域。本发明复合电极由导电介质构成的网状包裹的复合材料构成，所述复合材料包括改性海泡石和改性壳聚糖，本发明的复合材料具有更大的表面积，可以吸附迁移而至的重金属离子，实现重金属污染物的原位去除，避免电动修复完成后，后续抽出处理阴极电解液。本发明电动修复方法可以降低土壤阴极附近pH的变化，避免阴极产生的OH‑进入土壤，造成土壤中重金属离子沉淀。本发明可以通过实时监测阳极、阴极附近pH、电导率和重金属离子浓度的变化，具有持久高效，更换简便，可显著缩短修复周期和修复成本。

摘要： 本发明涉及污染土壤修复技术领域，特别涉及一种电动修复氰化物污染土壤的阳极电催化电极、电动修复装置及修复方法。本发明阳极电催化电极是由导电介质构成的网状钛基体通过电沉积PbO

摘要： 本发明提供了一种电动修复六价铬污染土壤用的电解液，包括固体药剂和液体溶剂，所述固体药剂包括磷酸盐和碳酸盐，所述液体溶剂为去离子水，所述液体溶剂与固体药剂的质量比为1000:27～1000:9。本发明采用碳酸盐和磷酸盐溶液作为电解液，通过电解液中各离子之间的相互配合作用，提高了电动修复Cr(VI)污染土壤的效率，增加了污染土壤六价铬的去除率，一定程度上改善了电动修复后土壤含水率下降的问题，同时改善了土壤的酸碱度。

摘要： 本发明公开一种污染土壤的三维电动修复装置，该三维电动修复装置包括阳极转轴、阳极盖、阴极壁、吸附环、旋转叶片、阴极底、第一电源和第二电源，该三维电动修复装置中：阳极转轴、阳极盖、阴极壁和阴极底构成三维电场，阳极转轴和阳极盖为阳极，阴极壁和阴极底为阴极，分散在三维电场修复区内部的电催化剂形成感应第三极，是一种特殊的三维电动修复装置，在电场的作用下能大大提高土壤的氧化还原能力，从而提高去除率。本发明还公开一种采用上述三维电动修复装置进行电动修复，能耗低，对于复合污染土壤修复效率高及修复时间短，实用性强。

摘要： 本发明属于猪粪资源化利用技术领域，尤其涉及一种有机酸协同电动修复降低猪粪中重金属含量的方法及电动修复装置。其中，有机酸协同电动修复降低猪粪中重金属含量的方法包括步骤如下：S1猪粪酸化学浸沥处理，S2电动修复装置原料添加，S3电化学处理，在0.5‑2V/cm的电势梯度下通电3－7天，S4重金属含量检测。本发明提供的有机酸协同电动修复降低猪粪中重金属含量的方法，结合酸化学浸沥和电渗析对重金属的去除作用，在外加固定电压的作用下对猪粪污染物进行强化修复处理，进而达到高效降低猪粪中重金属含量的效果。

摘要： 本发明公开了一种重金属污染土壤的电动修复装置及电动修复方法。该电动修复装置包括电源和本体，本体内依次设置有阳极区、脱毒区和阴极区，阳极区与脱毒区之间设有滤板，脱毒区与阴极区之间设有复合滤板，阳极区与电源的正极相连，阴极区与电源的负极相连，阳极区由阳极区极板和营养液组成，阴极区由阴极区极板和缓冲液组成，复合滤板由负载活性炭的滤纸和多孔烧结玻璃叠放组成，电源为可编程直流电源，电压为方波脉冲电压。电动修复方法包括将预处理后的重金属污染土壤置于电动修复装置中进行修复。本发明的电动修复装置及方法具有可解决碱性带迁移问题、提高修复效率、减少土壤营养流失、降低电能消耗等优点。

摘要： 本发明提供了结合低温驱动的重金属污染土电动修复装置及修复方法，涉及环境地质工程，包括：电场系统，包括阳极电极圈和阴极电极圈，阴极电极圈设置阳极电极圈内，且阳极电极圈与阴极电极圈间隔，所述阴极电极圈与阳极电极圈与电源的正负极对应连接；低温驱动系统，设置在阴极电极圈内用以对阴极电极圈包围的区域进行降温；污染物抽离系统，包括渗透墙和滤网，所述渗透墙设置在阴极电极圈的外围，所述滤网安装在渗透墙的外壁，在本申请中利用电场和温度场形成复合场，在复合场的作用下，重金属离子在复合场的作用下进行迁移依附到滤网上，提升了重金属离子的去除率，而且可以实现重金属污染物与土体的高效剥离。