為推動(dòng)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)的研發(fā)，發(fā)展場(chǎng)地污染土壤的修復(fù)技術(shù)，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所倉(cāng)龍副研究員、周東美研究員在國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下，基于多年污染土壤電動(dòng)修復(fù)技術(shù)的研發(fā)基礎(chǔ)，在江蘇常熟某電鍍場(chǎng)地開展了重金屬污染土壤的電動(dòng)修復(fù)工程示范。

電動(dòng)修復(fù)的基本原理是在污染土壤兩側(cè)施加直流電場(chǎng)，土壤中的污染物在電場(chǎng)作用下通過電遷移和電滲流等方式遷移出，從而達(dá)到清潔土壤的目的。通過前期污染場(chǎng)地調(diào)查，明確了該場(chǎng)地的污染狀況(主要污染物為銅，平均含量884 mg/kg)，通過實(shí)驗(yàn)室小試篩選了合適的增強(qiáng)試劑，在污染場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)選擇了重度污染區(qū)開展了電動(dòng)修復(fù)示范。示范面積為16 m2，深度1 m，采取平行成對(duì)的電極布設(shè)方式，通過選用可生物降解的增強(qiáng)試劑來提高土壤中重金屬的去除率。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)修復(fù)使用，電壓梯度為7.5 V/m，運(yùn)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(yùn)行和廢水處理等。整個(gè)電動(dòng)修復(fù)包括電源/電極系統(tǒng)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)/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(jì)和安裝的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)獲取修復(fù)運(yùn)行過程中的電壓、電流、溶液pH等數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制。通過對(duì)兩極電解液中的廢水進(jìn)行定期回收和處理，可使廢水中的重金屬濃度達(dá)到地表水四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)安全排放。經(jīng)過48 d的修復(fù)后，土壤總銅總銅去除率最高達(dá)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(fù)成本約200元/m3，優(yōu)于其他修復(fù)技術(shù)和國(guó)外報(bào)道中的電動(dòng)修復(fù)成本。

本示范工程的成功實(shí)施，為電動(dòng)修復(fù)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)用提供了技術(shù)參數(shù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)形成的原位電動(dòng)修復(fù)工程模式、裝備以及經(jīng)驗(yàn)可進(jìn)行復(fù)制和推廣，為我國(guó)污染場(chǎng)地的電動(dòng)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用提供了可借鑒的工程案例。

電動(dòng)修復(fù)基本原理示意圖

電動(dòng)修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)

 來源:中科院南土所

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