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环境修复原理与技术 第七章 污染土壤的环境修技术(下)
面步交通大率 环境修复原理与技术 7.2.7电动力学修复技术 7.271技术介绍 电动力学修复技术是向污染土壤中插入两个电 极,形成低压直流电场,通过电化学和电动力 学的复合作用,使水溶态和吸附于土壤的颗粒 态污染物根据自身带电特性在电场内作定向移 动,在电极附近富集或收集回收而去除的过程
环境修复原理与技术 7.2.7 电动力学修复技术 7.2.7.1技术介绍 电动力学修复技术是向污染土壤中插入两个电 极，形成低压直流电场，通过电化学和电动力 学的复合作用，使水溶态和吸附于土壤的颗粒 态污染物根据自身带电特性在电场内作定向移 动，在电极附近富集或收集回收而去除的过程
面步交通大率 环境修复原理与技术 7.2.7电动力学修复技术 电源 A V 石墨电极 土 阳极收集池 阴极收集池 图23污染土壤电动力修复的装置与过程示意图
环境修复原理与技术 阴极收集池 电 源 石 墨 电 极 阳极收集池 污染土壤 图23污染土壤电动力修复的装置与过程示意图 7.2.7 电动力学修复技术
面步交通大率 环境修复原理与技术 7.2.7电动力学修复技术 修复重金属污染的优势 限制因素 (1)对现有景观、建筑和结构等(1)污染物的溶解性和污染物从土壤胶体表面的脱 的影响小 附性能对该技术的成功应用有重要的影响; (2)土壤本身的结构不会遭到破(2)需要电导性的孔隙流体来活化污染物 坏,且该过程不受士壤低渗透性(3)埋藏的地基、碎石、大块金属氧化物、大石块 的影响 等会降低处理效率 (3)金属离子从根本上被去除:(4)金属电极电解过程中发生溶解,产生腐蚀性物 (4)对于不能原位修复的现场,质,因此电极需采用惰性物质如碳、石墨、铂等; 可以采用异位修复的方法; (5)污染物的溶解性和脱附能力限制技术的有效应 (5)可能对饱和、不饱和层都有用 效 (6)土壤含水量低于10%的场合,处理效果大大降 (6)水力传导性较低特别是黏土|低; 含量高的土壤适用性较强 (7)非饱和层水的引入会将污染物冲洗出电场影响 (7)对有机和无机污染物都有效区域,埋藏的金属或绝缘物质会引起土壤中电流的 变化; (8)当目标污染物的浓度相对于背景值(非污染物浓 度)较低时,处理效率降低 表9电动力学修复重金属污染的优势和限制因素
环境修复原理与技术 修复重金属污染的优势 限制因素 （1）对现有景观、建筑和结构等 的影响小； （2）土壤本身的结构不会遭到破 坏，且该过程不受土壤低渗透性 的影响； （3）金属离子从根本上被去除； （4）对于不能原位修复的现场， 可以采用异位修复的方法； （5）可能对饱和、不饱和层都有 效； （6）水力传导性较低特别是黏土 含量高的土壤适用性较强； （7）对有机和无机污染物都有效 （1）污染物的溶解性和污染物从土壤胶体表面的脱 附性能对该技术的成功应用有重要的影响； （2）需要电导性的孔隙流体来活化污染物； （3）埋藏的地基、碎石、大块金属氧化物、大石块 等会降低处理效率； （4）金属电极电解过程中发生溶解，产生腐蚀性物 质，因此电极需采用惰性物质如碳、石墨、铂等； （5）污染物的溶解性和脱附能力限制技术的有效应 用； （6）土壤含水量低于10％的场合，处理效果大大降 低； （7）非饱和层水的引入会将污染物冲洗出电场影响 区域，埋藏的金属或绝缘物质会引起土壤中电流的 变化； （8）当目标污染物的浓度相对于背景值(非污染物浓 度)较低时，处理效率降低 表9电动力学修复重金属污染的优势和限制因素 7.2.7 电动力学修复技术
面步交通大率 环境修复原理与技术 7.2.7电动力学修复技术 7272技术应用 (1) Lasagna工艺 Lasagna工艺是一种综合的土壤原位修复技术 该工艺是在污染土壤中建立近似断面的渗透性区 域,通过向里面加入适当的物质(吸附剂、催化剂、 微生物、缓冲剂)将其变成处理区,然后采用电动力 学法使污染物(如重金属)从土壤迁移至处理区,在 吸附、固定等作用下得到去除。该工艺适用于低 渗透性土壤或者是包含低渗透性区域的非均相土 壤
环境修复原理与技术 7.2.7.2技术应用 ⑴ Lasagna工艺 Lasagna工艺是一种综合的土壤原位修复技术。 该工艺是在污染土壤中建立近似断面的渗透性区 域,通过向里面加入适当的物质(吸附剂、催化剂、 微生物、缓冲剂)将其变成处理区,然后采用电动力 学法使污染物(如重金属)从土壤迁移至处理区,在 吸附、固定等作用下得到去除。该工艺适用于低 渗透性土壤或者是包含低渗透性区域的非均相土 壤。 7.2.7 电动力学修复技术
面步交通大率 环境修复原理与技术 7.2.7电动力学修复技术 (1) Lasagna工艺 电极的水平结构:适用于超固结粘士。在垂直方向 上,污染土壤的上面和下面插入 石墨电极形成垂向电场。另外, 可以向中间加入试剂来提高处理 Lasagna工艺 效果。 电极的垂直结构:壤污染<15m)及士壤不是超固结 状态时。电极垂直插入污染土壤的 两端形成一个水平方向上的直流 电场。这种结构可以和其他的处理 方法结合起来以提高处理效果
环境修复原理与技术 Lasagna工艺 电极的水平结构： 电极的垂直结构：这种结构的电极装置适用于浅层土 壤污染(<15m)及土壤不是超固结 状态时。电极垂直插入污染土壤的 两端,形成一个水平方向上的直流 电场。这种结构可以和其他的处理 方法结合起来以提高处理效果。 一般来说,水平结构的电极装置 适用于超固结粘土。在垂直方向 上,污染土壤的上面和下面插入 石墨电极形成垂向电场。另外, 可以向中间加入试剂来提高处理 效果。 ⑴ Lasagna工艺 7.2.7 电动力学修复技术
面步交通大率 环境修复原理与技术 7.2.7电动力学修复技术 (1) Lasagna工艺 垂直结构 水平结构地表面 地表面 粒状电极 彐降解区 电渗析流 外加电场 污染土壤 降解区 电渗析流 粒状电极 降解区 污染土壤降解区 图24 Lasagna方法的水平结构 图25 Lasagna方法的垂直结构
环境修复原理与技术 + _ 地表面 水平结构 粒状电极 降解区 污染土壤 降解区 粒状电极 电渗析流 外 加 电 场 _ 地表面 垂直结构 降解区 污染土壤 降解区 电渗析流 + 图24 Lasagna 方法的水平结构 图25 Lasagna 方法的垂直结构 ⑴ Lasagna工艺 7.2.7 电动力学修复技术
面步交通大率 环境修复原理与技术 7.2.7电动力学修复技术 (1) Lasagna工艺 技术的优点与缺陷: 优点:在低渗透性土壤中效果显著;污染物可 以在地下去除;操作起来无噪声污染;安装迅 速;处理时间相对较少
环境修复原理与技术 技术的优点与缺陷： 优点：在低渗透性土壤中效果显著；污染物可 以在地下去除；操作起来无噪声污染；安装迅 速；处理时间相对较少。 ⑴ Lasagna工艺 7.2.7 电动力学修复技术
面步交通大率 环境修复原理与技术 7.2.7电动力学修复技术 缺陷及将来的发展:设计和操作过程中要考虑的 因素太多,如处理区的间距、化学试剂的选择、垂直 粒状电极的放置方法等; Lasagna工艺有可能处理土 壤中多种污染物,但是对于某种污染物要采用特定的 方法以确保这种处理工艺的兼容性;该工艺电极的水 平结构利用水力压裂及加入泥浆可以处理深层区域 的土壤污染,但是要考虑电极的接触问题和电解产生 的气体的去除。可考虑生物处理工艺与 Lasagna工 艺结合使用
环境修复原理与技术 缺陷及将来的发展：设计和操作过程中要考虑的 因素太多,如处理区的间距、化学试剂的选择、垂直 粒状电极的放置方法等;Lasagna工艺有可能处理土 壤中多种污染物,但是对于某种污染物要采用特定的 方法以确保这种处理工艺的兼容性;该工艺电极的水 平结构利用水力压裂及加入泥浆可以处理深层区域 的土壤污染,但是要考虑电极的接触问题和电解产生 的气体的去除。可考虑生物处理工艺与Lasagna工 艺结合使用。 7.2.7 电动力学修复技术
面步交通大率 环境修复原理与技术 7.2.7电动力学修复技术 (2)阴极区注导电性溶液工艺 ①实验装置 阳极土壤 导电性溶液 阴极 图26导电性溶液注入阴极和土壤之间 直流电源 阴极 管道 阳极 水箱 处理区 多孔墙单元 图27技术现场应用示意图
环境修复原理与技术 ⑵ 阴极区注导电性溶液工艺 ① 实验装置 图26 导电性溶液注入阴极和土壤之间 图27 技术现场应用示意图 7.2.7 电动力学修复技术