一種重金屬污染土壤電動力學修復裝置的制作方法

本實用新型涉及土壤修復設備技術領域，具體為一種重金屬污染土壤電動力學修復裝置。

背景技術：

土壤重金屬污染是指由于人類活動將重金屬帶入到土壤中，致使土壤中重金屬含量明顯高于背景含量、并可能造成現存的或潛在的土壤質量退化、生態與環境惡化的現象。重金屬污染的主要危害對象是農作物和人，被排入環境后具有永久性，且有明顯的累積效應。

據我國農業部進行的全國污灌區調查，在約140萬公頃的污水灌區中，遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區面積的64.8％，而據國家環保總局牽頭調查顯示，珠三角、長三角、環渤海這些地區都面臨著嚴重的土壤污染問題。其中，珠三角40％農田重金屬污染超標，在這種情勢下，土壤重金屬污染越來越受到人們的關注,已成為環境和土壤學工作者研究熱點。

針對土壤重金屬污染現狀，人們開發了多種修復技術，如：客土法、電動力學法、淋洗法、沉淀技術、吸附技術、螯合技術等。在現有的修復案例中，大部分都是采用化學法和生物法進行修復。采用化學修復時，不同的化學產品會對土壤中的其他成分及微生物造成影響，雖然土壤中的重金屬污染被排除或固定，但是影響了土壤中的生態平衡；采用生物法進行修復時，因為微生物作用緩慢，需要較長的修復周期。現有的土壤修復方法在進行修復時，成本高、效率低、周期長，無法理想的修復效果。

電動力學修復法是污染土壤修復的一種新興技術，一般以原位方式進行，常與其他修復技術聯用。原位修復工作原理類似電池，即利用土壤中的電極在污染土壤的兩端加上低壓直流電場，在直流電的驅動下，使得水溶的或吸附在土壤顆粒表層的污染物向不同的電極方向運動，從而富集在電極區進行分離或集中處理的過程。

電動力學修復技術近年來發展很快，已成為土壤修復領域的關注熱點，然而在實際應用重仍有諸多局限有待突破，例如：在電動修復過程中陰陽極電解液會發生電解，從而導致陽極附近pH值顯著降低(可低于2)和陰極附近pH值顯著升高(可高至12)的現象。pH值的突變改變了土壤的理化性質，更重要的是陰極附近土壤PH值升高會導致重金屬的在土壤中過早沉淀，極大地限制了電動修復技術的實際應用。

為解決上述問題，學者們提出了諸如“緩沖溶液法”、“離子交換膜法”以及“切換電極法”等技術。實際上，雖然對上述技術進行了大量的實驗研究，但能真正在工程中得到實際應用的極為有限，這已成為困擾電動修復技術發展的瓶頸所在。因此，開展具有實際應用價值的電動修復新技術已成為該領域的迫切需求。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種重金屬污染土壤電動力學修復裝置，具備伸縮板可以調節陰極與陽極的距離，并設置可更換的陽離子選擇性透過膜，從而避免電極附近pH值的累積升降，增加工作的范圍，提高工作效率。并且通過設有可方面更換的陽離子選擇性透過膜，使重金屬脫離速度加快，進一步提高工作效率。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種重金屬污染土壤電動力學修復裝置，包括固定板、陰極棒、陽離子選擇性透過膜和陽極棒，所述固定板為矩形狀中空板，所述固定板下側設有圓柱形陰極棒，所述陰極棒一側設有矩形狀的保護罩，所述保護罩內部設有可更換的陽離子選擇性透過膜，所述固定板遠離陰極棒的一側通過螺栓連接圓柱形的線路盒，所述線路盒上側通過滑動連接連接柱，所述連接柱上側通過螺紋連接旋轉把手，所述旋轉把手與連接柱連接處上側設有電線接口，所述線路盒遠離固定板的一側設有伸縮板，所述伸縮板為中空式結構，所述伸縮板遠離線路盒的一端設有陽極棒。

優選的，所述線路盒內部包括繞線柱，所述繞線柱上側設有固定圓柱塊，所述繞線柱下側設有旋轉軸承。

優選的，所述陰極棒采用普通金屬制造，所述陽極棒采用惰性電極，如石墨、鉑、金和銀等金屬制成。

優選的，所述固定板與伸縮板內部均設有電線，并且兩者電線接觸位置在線路盒內部。

優選的，所述繞線柱上纏繞一層電線，所述電線開頭端與固定板內部電線相連，所述電線尾端與電線接口相連，并且位于伸縮板內部的電線與電線尾端連接。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：

1、本實用新型通過設置伸縮板可以調節陰極與陽極的距離，避免電極附近pH值累積升降，增加工作的范圍，提高工作效率。

2、本實用新型通過設置可更換的陽離子選擇性透過膜可以使重金屬脫離速度加快，進一步提高工作效率。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型線路盒內部結構示意圖。

圖中：1—固定板；2—陰極棒；3—保護罩；4—可更換的陽離子選擇性透過膜；5—線路盒；6—連接柱；7—旋轉把手；8—電線接口；9—伸縮板；10—陽極棒；11—繞線柱；12—固定圓柱塊；13—旋轉軸承。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1-2，本實用新型提供一種技術方案：一種重金屬污染土壤電動力學修復裝置，包括固定板1、陰極棒2、可更換的陽離子選擇性透過膜4和陽極棒10，所述固定板1為矩形狀中空板，所述固定板1下側設有圓柱形陰極棒2，所述陰極棒2一側設有矩形狀的保護罩3，所述保護罩3內部設有可方面更換的陽離子選擇性透過膜4，所述固定板1遠離陰極棒2的一側通過螺栓連接圓柱形的線路盒5，所述線路盒5上側通過滑動連接連接柱6，所述連接柱6上側通過螺紋連接旋轉把手7，所述旋轉把手7與連接柱6連接處上側設有電線接口8，所述線路盒5遠離固定板1的一側設有伸縮板9，所述伸縮板9為中空式結構，所述伸縮板9遠離線路盒5的一端設有陽極棒10。

所述線路盒5內部包括繞線柱11，所述繞線柱11上側設有固定圓柱塊12，所述繞線柱11下側設有旋轉軸承13，所述陰極棒2采用普通金屬制造，所述陽極棒10采用惰性電極，如石墨、鉑、金和銀等金屬制成，所述固定板1與伸縮板9內部均設有電線，并且兩者電線接觸位置在線路盒5內部，所述繞線柱11上纏繞一層電線，所述電線開頭端與固定板1內部電線相連，所述電線尾端與電線接口8相連，并且位于伸縮板9內部的電線與電線尾端連接。

工作原理：在進行修復時，根據土壤被污染程度的情況，選擇合適的陰極棒2與陽極棒10的距離，污染程度越小兩者距離越遠，污染程度越重兩者距離越小，在確定好距離后，將陰極棒2與陽極棒10以及保護罩3內部的陽離子選擇性透過膜4安裝在土壤內部，通過線路盒5來緩慢調節伸縮板9長度，最后通過電線接口8與直流電源相連，這樣金屬元素就會析出土壤表層，快速將重金屬污染過的土壤修復。

盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。