电动力学修复重金属铜镉复合污染土壤的研究-环境工程专业论文.docxVIP

合肥工业大学 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大 学学历硕士学位论文 质量要求。 答辩委员会签名: (工作单位、职称、姓名) 主席:安徽大学，教授， 77/丁\ 委员:合肥工业大学，教授， 句的 叫去1 合肥工业大学，教授， 合肥工业大学，教授， 副教 导师:合肥工业大学，教授， 致谢 致谢 本论文是在尊敬的导师汪家权教授的悉心指导和亲切关怀下完成的。汪老师扎实 的理论功底、开拓的思维方式、丰富的实践经验、严谨的治学态度和为人师表的作风 气度使学生终身受益。论文的每一步完成都凝聚着汪老师的心血和汗水，在论文完成 之际，学生谨向汪家权老师表示衷心的谢意，感谢恩师的谆谆教导和精心培育。 同时，在平时的实验、生活和学习中得到了胡淑恒老师和程建萍老师的关心和帮 助，在此，对两位老师表示衷心的感谢！也特别感谢帮助我完成实验的盛晶梦师妹！ 在过去三年的研究生学习生活中，感谢我的同门王龙、吴文、程婷、愈佳、吕宙、 邓瑞、梅鹏里、徐凤以及研一研二的师弟师妹们为我提供了很多方便和帮助，也非常 感谢我的一些好兄弟给我的支持与鼓励。祝愿他们在今后的人生中一切顺利！ 特别感谢养育我 25 年的父母，感谢亲人们对我的关心和支持，衷心的祝愿他们 身体健康，万事如意！ 在此，向所有关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友表示由衷的谢意！ 最后，衷心地感谢在百忙之中来评阅论文和参加答辩的各位专家、教授！ 作者：方振东 2014 年 4 月 12 日 I 摘要 摘要 电动修复技术是一种新兴的土壤重金属原位修复技术，该方法简便易操作、成本 低、不易造成二次污染。它的原理类似于原电池，在污染土壤的两端施加直流电，土 壤中的重金属离子在电泳、电迁移、电渗透的作用下迁移出土壤。在电动修复过程中 影响修复效果的因素有很多，如电极材料、pH、土壤理化性质、电流大小、修复时间 等。本文对电动修复铜镉复合污染土壤进行了研究，首先通过正交实验确定最佳的阴 极控制液，采用恒流蠕动泵不断向阴极室加入柠檬酸控制液，很好的控制了阴极产生 的 OH-进入土壤，然后分别以电极材料、阴极控制液浓度、电压梯度、修复时间 4 种 影响因素展开了实验研究，结果表明： 1、通过正交实验极差分析，阴极控制液的种类对 Cu2+和 Cd2+在土壤中的解析率 影响最大。然后以不同类型的阴极控制液进行了解吸实验，结果表明，柠檬酸对 Cu2+ 和 Cd2+的解吸率较高，有利于促进重金属的电动去除。 2、在不同电极材料实验中，采用石墨板作为电极时的修复效果最好，且不同的 电极材料对 Cu2+和 Cd2+的稳定效果相差不大。不论使用哪种电极材料，Cd2+的去除效 果明显好于 Cu2+，这可能也它们的相互作用有关。 3、通过不同阴极控制液浓度的修复实验发现：当控制液浓度为 0.1M 和 0.15M 时， Cu2+和 Cd2+的去除率最高且两种浓度的去除率相差不大，综合去除率和经济因素，选 择 0.1M 的柠檬酸作为本实验的阴极控制液。 4、通过对不同电压梯度的实验研究发现：对于 Cu2+，随着电压梯度的增大，Cu2+ 的总去除率逐渐提高，且在电压梯度从 2v/cm 到 3v/cm 时，去除率提高最大，之后提 高电压对去除率提高不明显；对于 Cd2+，总去除率也是随着电压梯度的增大而提高， 在电压梯度为 2v/cm 时，Cd2+的总去除率达到 95%以上，之后随着电压的增大，总去 除率缓慢提高。综合考虑 Cu2+和 Cd2+的总去除率和能耗，采用 3v/cm 的电压梯度进行 后续实验。 5、在上述最优条件下，考察 2d、3d、4d、5d、7d 五种不同修复时间对修复效果 的影响。结果显示，随着修复时间的增加，Cu2+和 Cd2+各自的总去除率不断提高。在 修复时间为 2 天时，Cu2+和 Cd2+都出现了富集现象，且 Cu2+的富集现象更严重，随着 时间的增加，两者的富集现象均消失。在修复时间为 4d 时，Cu2+和 Cd2+的去除率达 到了较高值，此后，随着修复时间的增加，两者的去除效率的提高较为缓慢。因此， 综合考虑 Cu2+和 Cd2+的总去除率以及能耗，当修复时间为 4 天时，修复效果最佳。 关键词：土壤重金属铜镉复合污染电动修复 II AB ABSTRACT Electrokinetic remediation is an emerging technology in situ remediation of heavy metals in soil, this method is simple and easy to operate, low cost, and difficult to cause secondary pollution.Its principle is similar to