[0001]
本高新技术属于土壤修复领域，涉及污染土壤的原位电动修复和原位热脱附装置，具体是一种污染土壤电动修复和热脱附电场。
背景技术：
[0002]
土壤是一种重要的环境介质，同时接收来自工业、农业、城镇生活等的不断累积的污染。环境各介质是内在联系且互相作用和影响的，土壤污染也能够造成水污染以及大气污染，反之亦然。因此，为获得健康的环境，开展土壤污染治理是十分必要和重要的。对于有机污染土壤修复，常用修复技术可分为生物修复技术、物理化学修复技术，或原位、异位修复技术。各项技术都有自身的优缺点和适用范围，对于实际污染土壤修复，将从多个方面考虑，选择最优的、最适合场地实情的修复技术。
[0003]
在这些众多修复技术中，电动修复技术(electrokinetic/ec)被认为是极具潜力的，尤其对于原位土壤修复，适用于重金属、有机及其复合污染土壤。电动修复技术通过电场驱动，特别适用于低渗透性的细颗粒粘土。相关研究论文和专利已经报道了电动修复技术及其联用或增强技术，但其真正地工程化应用相对较少。
[0004]
另一方面，热脱附作为一种非燃烧技术，污染物处理范围宽、修复后土壤可再利用，特别是对含氯有机物，非氧化燃烧的处理方式可以避免二恶英的生成，广泛用于有机污染物污染土壤的修复。
[0005]
随着修复技术的发展以及管理政策的成熟，越来越多的污染土壤修复工程采用原位修复技术，其具有工程投资低、污染土壤扰动少、二次污染可控、对周围环境影响小等特点。原位电动修复技术实施关键就在于如何能够在污染现场获得较为理想的、稳定的、均匀的分布电场；原位热脱附技术的热源多来自于蒸汽注入或加热棒，采用电场作为电源的研究和工程应用还较少，其难点在于获得特定深度范围的、稳定的均匀电场用于土壤加热。
[0006]
以上，可供参考的相关论文或发明专利较少。其中，发明专利cn103706622b采用导电碳粒作为电极获得均匀电场，现场施工较为粗放，可能存在变形、断裂或局部坍塌、不连通、不导电现象，使用后碳粒难以取出或清除，弊端较多，且仅针对污染土壤电动修复下的均匀电场进行设置、未涉及土壤原位热脱附技术，无法实现精确地分层电场施加。
技术实现要素：
[0007]
实用新型目的：本高新技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供污染土壤电动修复和热脱附电场，克服传统硬质电极材料易腐蚀、电场效率低等缺点，克服现有技术和装置施工繁琐、较难重复使用等缺点。
[0008]
为了实现上述目的，本高新技术采取的方案如下：
[0009]
一种污染土壤电动修复和热脱附电场，包括一对电极板、电源、和一对连接线；所述电源的正负极分别通过连接线连接至相应的电极板上；
[0010]
所述电极板由一组电极片和电极框架组成；所述电极片依次安装于电极框架内；
[0011]
所述电极片的外部为一绝缘框架，绝缘框架的两头分别设有一对导电接头；绝缘框架的内部设有至少一层的导电材料。
[0012]
具体地，所述绝缘框架的两侧设有导轨；
[0013]
所述电极框架为长方形，纵向方向框架的内侧为导轨槽，顶部框架为中空框架，底部框架闭合，且下方设有方便用于插入土壤的楔形块体；
[0014]
所述电极片从电极框架顶部的中空框架沿导轨槽装入电极框架内，且相邻的两块电极片之间通过导电接头彼此连接，最上方的电极片通过连接线连接至电源上。
[0015]
进一步地，所述电极框架的四周均设有连接固定装置，用于相邻两块电极板之间彼此连接，以增大电极面积。
[0016]
具体地，所述导电接头为向外凸出的导电塑料或者碳棒，上下相邻的两片电极片通过向外凸出导电接头实现电传输。
[0017]
或者，所述导电接头为一对形状相同的子母咬合单元，子端为凸出端，母端为凹端，通过子端插入凹端，使得上下相邻的两片电极片之间的紧密连接，实现电传输。
[0018]
优选地，所述导电材料为碳毡导电材料，或者其他类似高导电性、高电化学稳定性、高性价比、耐腐蚀材料，例如导电塑料。
[0019]
有益效果：
[0020]
本高新技术实现均匀电场下的污染土壤电动修复，相较于线型或矩阵电极分布具有较大的优势；相较于cn103706622b，本高新技术电极实现了模块化，具有结构简单、现场工程施工简便、安装效率高、可重复使用的优点，可根据实际需要安装相应数量、长宽的电极片，碳毡、导电塑料等电极材料价廉易得、产品化程度高、电化学活性稳定；更重要的是，本高新技术电极安装方法和装置连通性好，不会出现变形、断裂或局部不连通、不导电现象，能较好地实现均匀电场。本高新技术提供的均匀电场可实现对污染土壤的电动修复和局部区域的电加热热脱附修复，并且可以与其他修复技术(如微生物修复、淋洗修复等)联合使用，不受限制。
附图说明
[0021]
下面结合附图和具体实施方式对本高新技术做更进一步的具体说明，本高新技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0022]
图1为该污染土壤电动修复和热脱附电场的整体结构示意图。
[0023]
图2为该污染土壤电动修复和热脱附电场的剖面图。
[0024]
图3为电极片的结构示意图。
[0025]
图4为电极框架的结构示意图。
[0026]
图5为电极片在电极框架内的安装方式图。
[0027]
图6为该污染土壤电动修复和热脱附电场的布置过程图。
[0028]
图7为电极片采用子母咬合方式的导电接头的结构图。
具体实施方式
[0029]
根据下述实施例，可以更好地理解本高新技术。
[0030]
说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以
供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本高新技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本高新技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本高新技术所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本高新技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本高新技术可实施的范畴。
[0031]
实施例1
[0032]
如图1和图2所示，该污染土壤电动修复和热脱附电场包括一对电极板1、电源2、和一对连接线4；所述电源2的正负极分别通过连接线4连接至相应的电极板1上。其中，电极板1由一组电极片6和电极框架7组成；所述电极片6依次安装于电极框架7内；电极片6的外部为一绝缘框架6-4，长6a、宽6b；绝缘框架6-4的两头分别设有一对导电接头6-1、6-2；绝缘框架6-4的内部设有至少一层的碳毡导电材料6-3，见图3。导电接头6-1、6-2为向外凸出的导电塑料或者碳棒，上下相邻的两片电极片通过向外凸出导电接头实现电传输。导电材料6-3为碳毡导电材料，或者其他类似高导电性、高电化学稳定性、高性价比、耐腐蚀材料，例如导电塑料。
[0033]
如图4所示，绝缘框架6-4的两侧设有导轨6-5，宽6c；电极框架7为长方形，长宽分别为7a、7b；纵向方向框架的内侧为导轨槽7-3，宽7c；顶部框架为中空框架7-2，底部框架闭合，且下方设有方便用于插入土壤的楔形块体7-4。其中7b等于或略大于(～5％)6b，7a＝n1
×
6a(n1为整数)，7c等于或略大于(～5％)6c。电极片6从电极框架7顶部的中空框架7-2沿导轨槽7-3装入电极框架7内，且相邻的两块电极片6之间通过向外凸出的碳棒作为导电接头6-1、6-2彼此连接，最上方的电极片6通过连接线4连接至电源2上，见图5。
[0034]
电极框架7的四周均设有连接固定装置，用于相邻两块电极板1之间彼此连接，以增大电极面积。
[0035]
该污染土壤电动修复和热脱附电场的布置方法包括如下步骤：
[0036]
(1)根据电场布置要求和需求确定电极间距l和电极面积，确定电极安装具体位置以及电极大小；
[0037]
(2)采用打桩机将电极框架7垂直安装进入土壤内，后将电极片6安装进入电极框架7内，形成电极板1；其中，电极板1长1a、宽1b，1b等于或略大于(～5％)n2
×
7b，n2为整数；
[0038]
(3)重复步骤(2)，安装多块电极板1，直至电极面积满足修复实施要求；
[0039]
(4)通过连接线4将电极板1与电源2连接，施加电流，实现稳定均匀电场下的污染土壤电动修复和热脱附；
[0040]
(5)电动修复和热脱附结束后，将电极板1依次取出并清洁干净，实现装置的重复利用。
[0041]
实施例2
[0042]
该污染土壤电动修复和热脱附电场与实施例1相同，但布置方法略有差异，具体包括如下步骤：
[0043]
(1)根据电场布置要求和需求确定电极间距l和电极面积，确定电极安装具体位置以及电极大小；
[0044]
(2)将电极片6安装进入电极框架7内，然后采用打桩机将电极框架7垂直安装进入
土壤内，形成电极板1；其中，电极板1长1a、宽1b，1b等于或略大于(～5％)n2
×
7b，n2为整数；
[0045]
(3)重复步骤(2)，安装多块电极板1，直至电极面积满足修复实施要求；
[0046]
(4)通过连接线4将电极板(1)与电源2连接，施加电流，实现稳定均匀电场下的污染土壤电动修复和热脱附；
[0047]
(5)电动修复和热脱附结束后，将电极板1依次取出并清洁干净，实现装置的重复利用。
[0048]
实施例3
[0049]
如图7所示，该污染土壤电动修复和热脱附电场与实施例1相同，不同之处在于电极片8外部绝缘框架8-4长8a、宽8b，内部具有至少一层的导电塑料材料8-3；绝缘框架8-4的两头分别设有一对子母咬合单元，子端为凸出端8-2，母端为凹端8-1，通过子端插入凹端，使得上下相邻的两片电极片之间的紧密连接，实现电传输。该污染土壤电动修复和热脱附电场的布置方法与实施例1相同。
[0050]
本高新技术提供了一种污染土壤电动修复和热脱附电场的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本高新技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本高新技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本高新技术的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
技术特征：
1.一种污染土壤电动修复和热脱附电场，其特征在于，包括一对电极板(1)、电源(2)、和一对连接线(4)；所述电源(2)的正负极分别通过连接线(4)连接至相应的电极板(1)上；所述电极板(1)由一组电极片(6)和电极框架(7)组成；所述电极片(6)依次安装于电极框架(7)内；所述电极片(6)的外部为一绝缘框架(6-4)，绝缘框架(6-4)的两头分别设有一对导电接头(6-1、6-2)；绝缘框架(6-4)的内部设有至少一层的导电材料(6-3)。2.根据权利要求1所述污染土壤电动修复和热脱附电场，其特征在于，所述绝缘框架(6-4)的两侧设有导轨(6-5)；所述电极框架(7)为长方形，纵向方向框架的内侧为导轨槽(7-3)，顶部框架为中空框架(7-2)，底部框架闭合，且下方设有方便用于插入土壤的楔形块体(7-4)；所述电极片(6)从电极框架(7)顶部的中空框架(7-2)沿导轨槽(7-3)装入电极框架(7)内，且相邻的两块电极片(6)之间通过导电接头(6-1、6-2)彼此连接，最上方的电极片(6)通过连接线(4)连接至电源(2)上。3.根据权利要求2所述污染土壤电动修复和热脱附电场，其特征在于，所述电极框架(7)的四周均设有连接固定装置，用于相邻两块电极板(1)之间彼此连接。4.根据权利要求2所述污染土壤电动修复和热脱附电场，其特征在于，所述导电接头为向外凸出的导电塑料或者碳棒，上下相邻的两片电极片通过向外凸出导电接头实现电传输。5.根据权利要求2所述污染土壤电动修复和热脱附电场，其特征在于，所述导电接头为一对形状相同的子母咬合单元，子端为凸出端，母端为凹端，通过子端插入凹端，使得上下相邻的两片电极片之间的紧密连接，实现电传输。6.根据权利要求1所述污染土壤电动修复和热脱附电场，其特征在于，所述导电材料(6-3)为碳毡导电材料，或者导电塑料。
技术总结
本高新技术公开了一种污染土壤电动修复和热脱附电场，包括一对电极板、电源、和一对连接线；所述电源的正负极分别通过连接线连接至相应的电极板上；所述电极板由一组电极片和电极框架组成；所述电极片依次安装于电极框架内；所述电极片的外部为一绝缘框架，绝缘框架的两头分别设有一对导电接头；绝缘框架的内部设有至少一层的导电材料。本高新技术电极实现了模块化，具有结构简单、现场工程施工简便、安装效率高、可重复使用的优点，可根据实际需要安装相应数量、长宽的电极片。长宽的电极片。长宽的电极片。
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