本實用新型涉及一種太陽能供電的土壤微電解修復裝置。
背景技術：
土壤是人類賴以生存和發展的基礎，是人類生態環境的重要組成部分。隨著城市工業的迅速發展以及農業科技化的推廣，土壤污染日益嚴重。土壤污染物大致可分為無機污染物和有機污染物兩大類。無機污染物以重金屬為主，有機污染物包括有機農藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑、3，4-苯并芘等。
土壤污染不像大氣污染和水污染那樣直觀，一般比較隱蔽，且具有滯后性，被稱為“看不到的污染”。同時，由于土壤污染物成分復雜，其中很多物質都具有潛在的“致畸、致癌、致突變”危險，且極易通過食物鏈累積到人體中，對人體健康威脅大。由于土壤體系比水和空氣體系要復雜得多，污染物停留時間長、治理難度大，且污染物在土壤環境中會不斷累積，隨時都可能給人類社會和生態環境帶來毀滅性的災害。因此，污染土壤的修復迫在眉睫。隨著城市建設的需要以及相關法規政策的頒發以及完善，工業場地污染土壤以及農業污染土壤的修復，已成為研究熱點，將形成規模龐大的新興產業。
目前，常見的土壤修復技術主要包括物理修復、微生物修復、化學修復和植物修復等。電修復技術作為物理修復的一種，頗具潛力，受到了國外研究者的廣泛關注。利用電修復技術去除土壤中重金屬/有機污染，已在實驗室研究和某些中試規模的應用中取得了成功，到目前為止，已有美國、加拿大、德國、荷蘭、日本、韓國等國家和地區相繼開展該技術的研究與應用。電修復技術的原理類似電池，在土壤體系中插入兩個電極，通以直流電，土壤中的污染物在電化學和電動力學的復合作用下根據各自所帶電荷的不同而向不同的電極方向遷移、富集，并發生氧化還原反應，從而達到去除土壤污染物的目的。電修復技術可以將土壤中的重金屬/有機污染物質遷移出來，并進行轉化，不會對土壤結構造成破壞，修復效果徹底，操作簡單，具有良好的應用前景。
然而，由于電修復技術中污染物是在電場的作用下發生遷移的，需要耗費大量的電能，使得運行成本偏高，在工程應用方面仍然有一定的局限性，且由于部分土壤電導率較低，污染物質的遷移性能較差，處理效果不佳。
因此，亟需開發一種高效、經濟的重金屬/有機污染土壤修復技術。
技術實現要素：
本實用新型的目的在于提供一種太陽能供電的土壤微電解修復裝置。
本實用新型所采取的技術方案是：
一種太陽能供電的土壤微電解修復裝置，包括太陽能發電系統和土壤修復反應器，所述太陽能發電系統包括充/放電控制器、通過導線與充/放電控制器連接的太陽能光伏電池板、通過導線與充/放電控制器連接的蓄電池；所述土壤修復反應器由多孔隔板分隔為陽極室、土壤修復室和陰極室，所述陽極室裝有電解液并設置有通過導線與充/放電控制器輸出端正極相連的電極，所述陰極室裝有電解液并設置有通過導線與充/放電控制器輸出端負極相連的電極。
進一步的，所述陽極室中設置有pH測量儀。
進一步的，所述陽極室頂端設置有pH緩沖溶液加樣器。
進一步的，所述陽極室和陰極室設置的電極均為即插即拔式板狀石墨電極。
進一步的，所述陽極室和陰極室設置的兩個電極平行排列。
進一步的，所述多孔隔板上設置有濾紙或纖維膜。
本實用新型的有益效果是：
1）本實用新型將太陽能發電體系引入土壤修復裝置中，以太陽能作為能源，利用光-電-化學能一體化耦合技術對污染土壤進行處理，無二次污染、節能環保、操作簡單安全、運行成本低、污染物去除效果好，解決了傳統的電修復技術耗能大的缺陷；
2）采用Na2SO4溶液作為電解質，增強土壤環境的導電性能，加速土壤顆粒上重金屬/有機污染物的解析及遷移，增強處理效果；
3）以NaOH溶液作為pH緩沖溶液，通過控制緩沖溶液的添加速度，保證陽極區域pH值以及電極電位的穩定，使污染物物質的氧化還原順利進行。
附圖說明
圖1為本實用新型的太陽能供電的土壤微電解修復裝置的結構示意圖。
附圖標識說明：1、太陽能光伏電池板；2、充/放電控制器；3、蓄電池；4、土壤修復反應器；5、陽極室；6、土壤修復室；7、陰極室；8、電極；9、電極；10、pH測量儀；11、pH緩沖溶液加樣器。
具體實施方式
下面結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步的解釋和說明。
由圖1可知，一種太陽能供電的土壤微電解修復裝置，包括太陽能發電系統和土壤修復反應器，所述太陽能發電系統包括充/放電控制器2、通過導線與充/放電控制器連接的太陽能光伏電池板1、通過導線與充/放電控制器連接的蓄電池3；所述土壤修復反應器4由多孔隔板分隔為陽極室5、土壤修復室6和陰極室7，所述陽極室5裝有電解液并設置有通過導線與充/放電控制器2輸出端正極相連的電極8，所述陰極室7裝有電解液并設置有通過導線與充/放電控制器2輸出端負極相連的電極9。
優選的，所述充/放電控制器的輸出電壓在2～15V為最佳。
優選的，所述土壤修復反應器中的電流密度在20～100mA/cm2為最佳。
優選的，所述陽極室5中設置有pH測量儀10。
優選的，所述陽極室的pH值控制在6.5～8.5為最佳。
優選的，所述陽極室5頂端設置有pH緩沖溶液加樣器11。
優選的，所述pH緩沖溶液為0.1～1.0g/L的NaOH溶液。
優選的，所述電解液為3～6g/L的NaSO4溶液。
優選的，所述陽極室5和陰極室7設置的電極均為即插即拔式板狀石墨電極。
優選的，所述陽極室5設置的電極8和陰極室7設置的電極9平行排列。
優選的，所述多孔隔板上設置有濾紙或纖維膜。
本實用新型的太陽能供電的土壤微電解修復裝置按照如下方式運行：
1)組裝好土壤微電解修復裝置，加入污染土壤和電解液；
2)晴天時，太陽能光伏電池板直接維持土壤修復反應器運行，并供電給蓄電池進行蓄電，陰天時，蓄電池放電維持土壤修復反應器運行，充/放電控制器用于控制整個土壤修復過程中的輸出電流和輸出電壓；
3)修復過程中通過pH測試儀實時監測陽極室的pH值，通過加入NaOH緩沖液維持陽極室的pH值為6.5～8.5；
4)整套裝置運行一段時間后，更換陽極進液區的電解液，定時清洗電極。
實施例1：
酚類污染土壤的修復：
采用本實用新型的太陽能供電的土壤微電解修復裝置對對硝基酚含量為200mg/kg的污染土壤進行修復處理，所采用的電解質為5g/L的NaSO4溶液，將充/放電控制器的輸出電壓調節至10V，裝置持續運行5天，經測試，土壤中對硝基酚含量下降了67%。
實施例2：
酚類污染土壤的修復：
采用本實用新型的太陽能供電的土壤微電解修復裝置對苯酚含量為200mg/kg的污染土壤進行修復處理，所采用的電解質為5g/L的NaSO4溶液，將充/放電控制器的輸出電壓調節至2V，裝置持續運行5天，經測試，土壤中苯酚含量下降了70%。
實施例3：
酚類污染土壤的修復：
采用本實用新型的太陽能供電的土壤微電解修復裝置對五氯酚含量為200mg/kg的污染土壤進行修復處理，所采用的電解質為6g/L的NaSO4溶液，將充/放電控制器的輸出電壓調節至15V，裝置持續運行5天，經測試，土壤中五氯酚含量下降了76%。
實施例4：
鉻污染土壤的修復：
采用本實用新型的太陽能供電的土壤微電解修復裝置對鉻含量為150mg/kg的污染土壤進行修復處理，所采用的電解質為5g/L的NaSO4溶液，將充/放電控制器的輸出電壓調節至10V，裝置持續運行24小時，經測試，土壤中鉻含量下降了25%。
實施例5：
砷污染土壤的修復：
采用本實用新型的太陽能供電的土壤微電解修復裝置對砷含量為100mg/kg的污染土壤進行修復處理，所采用的電解質為3g/L的NaSO4溶液，將充/放電控制器的輸出電壓調節至2V，裝置持續運行24小時，經測試，土壤中砷含量下降了30%。
實施例6：
銅污染土壤的修復：
采用本實用新型的太陽能供電的土壤微電解修復裝置對銅含量為200mg/kg的污染土壤進行修復處理，所采用的電解質為6g/L的NaSO4溶液，將充/放電控制器的輸出電壓調節至15V，裝置持續運行24小時，經測試，土壤中銅的去除率下降了35%。
上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。