[发明专利]一种快速治理土壤有机物和重金属的土壤修复系统

权利要求书

1.一种快速治理土壤有机物和重金属的土壤修复系统，其特征在于：该土壤修复系统包括电源、管道、真空泵、防渗透膜及处理有机物和重金属的复合管式电极，含有有机物和重金属的土壤设于防渗透膜内，处理有机物和重金属的复合管式电极通过防渗透膜插入充分浸润的所述土壤中，阴极连接电源的负极，阳极连接电源的正极，阴极管道上端与真空泵相连，在阴、阳极上施加直流或脉冲直流电场同时开启真空泵，所述土壤中有机物和重金属离子在水流和电场作用下向阴极迁移，重金属离子在阴极发生电沉积得到去除，有机物随负压至所述土壤顶层覆盖的防渗透膜上，随重力作用进入阳极内，通过电催化氧化反应得以去除。

2.如权利要求1所述的土壤修复系统，其特征在于：所述电沉积和电催化氧化反应是由复合管式电极的阳极和复合管式电极的阴极组成的阵列完成；复合管式电极的阳极为具有电催化功能的纳米复合薄膜材料构成，复合管式电极的阴极由导电的碳或金属构成。

3.如权利要求2所述的土壤修复系统，其特征在于：所述电催化功能的纳米复合薄膜材料是在石墨、钛、玻璃薄片或网表面涂覆具有电催化功能的材料；其中，所述电催化功能的材料包括碳即石墨、碳纤维、纳米管、石墨烯、金刚石和金属氧化物催化材料即WO₃、F:SnO₂、N:SnO₂、Sb:SnO₂、F:TiO₂、N:TiO₂、Sb:TiO₂、Al:ZnO、B:ZnO、Fe₂O₃、V₂O₅、Bi₂O₃、MnO₂、Mn₂O₃、Mn₃O₄，以及所述电催化功能的材料中的两种或三种复合；电催化功能的材料是由颗粒尺寸在10-100nm的纳米结构的晶体材料组成。

4.如权利要求2所述的土壤修复系统，其特征在于：所述导电的碳或金属材料为不锈钢、钛、铝、石墨的薄片或网，具有导电和电催化还原功能。

5.如权利要求3所述的土壤修复系统，其特征在于：所述涂覆采用喷涂、辊涂、印刷、浸涂、化学气相沉积或物理气相沉积在基体表面制备薄膜，薄膜的厚度为10nm-1mm。

6.如权利要求1所述的土壤修复系统，其特征在于：所述复合管式电极的阴阳和阴极的直径为10-50mm，长度为500-3000mm，阴阳和阴极间距为200-1000mm。

7.如权利要求1所述的土壤修复系统，其特征在于：所述复合管式电极的阴极外层包裹透水土工膜。

8.如权利要求1所述的土壤修复系统，其特征在于：所述电催化氧化反应阵列中的阴极和阳极至少一对组成电催化的电容式管状电极，平行排列，间距保持在10-1000mm，在阴阳极间接直流或脉冲直流电源，其中阴极接电源负极，阳极接电源正极，电压为0.1-36V，电极间的电流密度在0.01-500mA/cm²，采用市电或太阳能电池供电。

9.如权利要求1所述的土壤修复系统，其特征在于：真空泵压力为10-5000Pa；单管水流速度为1-100m/h。