电动力学修复污染土壤的改进技术.pptVIP

电动力学修复污染土壤的改进技术

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

章节设置

总结与展望

电动力学修复技术改进

电动力学修复机理

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

电动力学修复机理

图1-1电动力学修复机理示意图

将电极插入土壤中，加上直流电压后形成电场，引起土壤空

隙水中带有电荷的离子和土壤颗粒在电场中产生各种电动力学效应，使污染物在土壤中定向迁移，并富集在电极区域，再通过一系列后处理将其去除

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

电动力学修复机理

电迁移

电渗析

电解反响

电泳

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

〔1〕电解反响

电解反响主要是电极两端水的电解。在电场作用下，阴、阳极发生如下反响：

2H2O-4e-→O2↑+4H+〔阳极〕

4H2O+4e-→2H2↑+4OH-〔阴极〕

由式阴、阳极反响可见，电极反响在阴、阳极分别产生大量的OH-和H+，会导致电极附近的pH值相应地升高和下降。

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

〔2〕电渗析

电渗析作用是由于土壤孔隙外表带有负电荷，可以与空隙水的离子形成双电层，从而引起空隙水溶液沿电场从阴极向阳极流动的现象。

空隙水的电渗析流速u与空隙水的介电常数ε、土壤外表的平均zeta电位ζ、电场强度E成正比，与空隙水的粘度μ成反比，可用以下方程表示：

由于zeta电位受到pH的影响，当土壤的外表电荷零电位点〔pointofzerocharge,PZC〕位于pH时，外表电荷为负值，电渗析方向为由正极流向负极；而当PZC大于pH时，外表电荷变为正值，电渗析方向相应变相反方向，所以在实际修复过程中控制pH有助于提高电渗析流速。

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

〔3〕电迁移

电迁移是指直流电场中正离子向阳级迁移，负离子向阴极迁移的过程。

电动力学过程中，阴、阳极电解反响产生的OH-形成的碱性带和H+形成的酸性带会同时朝对向土壤区域迁移；而H+迁移速率约为OH-的1.8倍，导致土壤中大局部区域的pH下降，当酸性带同碱性带相遇时，土壤的pH会发生剧变。土壤pH的变化会影响污染物在土壤上的吸附-解吸行为，从而改变污染物的可移动性和可利用性，影响土壤的修复效果。

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

〔4〕电泳

电泳描述的是土壤中带电胶体粒子的迁移过程。吸附在土壤胶体粒子的污染物质通过随胶体粒子的迁移，到达去去除效果。电泳的运动方向和

大小取决于电场和毛细孔隙的直径等，所以在密实型的土壤中，表现出的电泳作用并不明显。

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

大量的实验室实验和现场试验已经证明，电动力学技术可高效地去除土壤中的重金属离子和有机污染物，其中重金属离子包括铬、铜、铅、汞

、氟、锌、锰等，有机污染物包括苯酚、苯、菲类、酚类等。

在实验和实际应用中电动力学技术还存在着一些不可无视的问题，如工作液和土壤pH值变化大严重影响电动力学修复；污染物的溶解性差和脱附能力弱，不利于去除，需要后处理；以及耗能量较高等，这些都限制了该技术的有效应用。

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

为了进一步提高电动力学技术对土壤中污染物的去除率，国内外许多学者对其进行了一些改进。研究较多的技术改进主要有：

①工作液性质状态的改进

②电场分布的改进

③土壤掺杂

④联用技术

⑤降低能耗的改进

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

电动力学修复技术改进

电场分布的改进

工作液pH值调节

土壤掺杂

极化问题的缓解

电动力学联合修复技术

降低能耗的改进

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

点击添加文本

〔1〕极化问题的缓解

提高电动力学修复的效率常采用的方法有:

①实验装置设计中在电极室附近添加循环系统，当电渗析流很慢时用冲洗液或直接用自来水冲刷电极，减少气泡和惰性白色膜的影响。

②弄清楚受污染土壤的缓冲能力，并通过改换冲洗

液以控制土壤的pH值在一定的范围内。

电动力学修复过程中会出现极化问题，主要包括活化极化、电阻极化和浓差极化。

①活化极化：指电极反响产生的气体(阳极氧气和阴极氢气)会附着在电极外表增加电阻，减小土壤区域的有效电位梯度。

②电阻极化：指电解过程中阴极电极外表