為推動具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的污染場地修復技術(shù)的研發(fā)，發(fā)展場地污染土壤的修復技術(shù)，中國科學院南京土壤研究所倉龍副研究員、周東美研究員在國家科技支撐計劃項目、國家自然科學基金項目的資助下，基于多年污染土壤電動修復技術(shù)的研發(fā)基礎(chǔ)，在江蘇常熟某電鍍場地開展了重金屬污染土壤的電動修復工程示范。
電動修復的基本原理是在污染土壤兩側(cè)施加直流電場，土壤中的污染物在電場作用下通過電遷移和電滲流等方式遷移出，從而達到清潔土壤的目的。通過前期污染場地調(diào)查，明確了該場地的污染狀況(主要污染物為銅，平均含量884 mg/kg)，通過實驗室小試篩選了合適的增強試劑，在污染場地現(xiàn)場選擇了重度污染區(qū)開展了電動修復示范。示范面積為16 m2，深度1 m，采取平行成對的電極布設(shè)方式，通過選用可生物降解的增強試劑來提高土壤中重金屬的去除率。試驗現(xiàn)場外接民用交流電，通過穩(wěn)壓直流電源轉(zhuǎn)換成直流電提供給電動修復使用，電壓梯度為7.5 V/m，運行電流為0.85 - 1.7 A。主要工藝流程包括土木施工、電極和設(shè)備安裝、通電運行和廢水處理等。整個電動修復包括電源/電極系統(tǒng)、自動監(jiān)測/控制系統(tǒng)、藥劑注入系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)。自行設(shè)計和安裝的自動監(jiān)測和控制系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡(luò)自動獲取修復運行過程中的電壓、電流、溶液pH等數(shù)據(jù)并進行控制。通過對兩極電解液中的廢水進行定期回收和處理，可使廢水中的重金屬濃度達到地表水四級標準，實現(xiàn)安全排放。經(jīng)過48 d的修復后，土壤總銅總銅去除率最高達81%，處理能耗為13.6 kW?h/m3(包括直流電源、各種數(shù)據(jù)記錄儀等設(shè)備的耗電)，單位體積單位去除率的能耗僅為0.22-0.26 kW?h/(%?m3)，修復成本約200元/m3，優(yōu)于其他修復技術(shù)和國外報道中的電動修復成本。
本示范工程的成功實施，為電動修復的現(xiàn)場實際運用提供了技術(shù)參數(shù)和運行經(jīng)驗，同時形成的原位電動修復工程模式、裝備以及經(jīng)驗可進行復制和推廣，為我國污染場地的電動修復技術(shù)應(yīng)用提供了可借鑒的工程案例。
電動修復基本原理示意圖
電動修復現(xiàn)場
來源:中科院南土所
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