[发明专利]一种太阳能热风强化生物电化学耦合生物炭的土壤修复系统及方法

权利要求书

1.一种太阳能热风强化生物电化学耦合生物炭的土壤修复系统，其特征在于，所述的土壤修复系统包括上下布置且相互连通的土壤装填室和电化学反应室；

所述的土壤装填室内装填有土壤，土壤中埋设有至少一个通风管，所述的通风管外接太阳能集热系统，所述的土壤装填室上方设置有至少一层喷淋层；

所述的电化学反应室内设置有阳极电极和阴极电极，所述的阳极电极和阴极电极分别连接太阳能光伏储能系统。

2.根据权利要求1所述的土壤修复系统，其特征在于，所述的土壤装填室上方设置有两层相互独立的喷淋层，分别为营养液喷淋层和洗脱液喷淋层；

优选地，所述的电化学反应室通过洗脱液循环管路连接洗脱液喷淋层，流入电化学反应室的洗脱废液经降解处理后回流至洗脱液喷淋层对土壤进行循环喷淋；

优选地，所述的洗脱液循环管路上设置有洗脱液储存装置；

优选地，所述的洗脱液循环管路上还设置有过滤装置；

优选地，所述的营养液喷淋层外接营养液储存装置；

优选地，所述的喷淋层包括喷淋主管，所述的喷淋主管上沿轴线开设有至少一个雾化喷嘴，所述的雾化喷嘴的喷射方向朝向土壤装填室。

3.根据权利要求1或2所述的土壤修复系统，其特征在于，所述的土壤中埋设有三根横向并排间隔布置的通风管；

优选地，所述的通风管的入口端合并为一路后接入所述的太阳能集热系统；

优选地，所述的通风管上沿轴向对称设置有至少一个喷头。

4.根据权利要求1-3任一项所述的土壤修复系统，其特征在于，所述的太阳能光伏储能系统包括电性连接的太阳能光伏板和蓄电池；

所述的蓄电池的正极和负极分别连接阳极电极和阴极电极。

5.根据权利要求1-4任一项所述的土壤修复系统，其特征在于，所述的土壤装填室和电化学反应室之间设置有活性炭支撑层，洗脱液洗脱土壤中的有机污染后得到洗脱废液，洗脱废液渗出土壤后经活性炭支撑层流入电化学反应室。

6.根据权利要求1-5任一项所述的土壤修复系统，其特征在于，所述的电化学反应室内储存的洗脱废液中分散有生物炭颗粒。

7.一种太阳能热风强化生物电化学耦合生物炭的土壤修复方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的土壤修复系统对有机污染土壤进行修复，所述的土壤修复方法包括：

(Ⅰ)喷淋层向土壤装填室内的土壤中喷淋洗脱液和营养液，洗脱液对土壤中的有机污染物洗脱后形成洗脱废液；

(Ⅱ)洗脱废液渗出土壤后流入电化学反应室，太阳能光伏储能系统向阳极电极和阴极电极供电，洗脱废液中的有机污染物在电流的作用下降解成小分子、CO₂和H₂O；

(Ⅲ)空气经太阳能集热系统加热后喷入土壤，土壤中的微生物在营养液的激活作用下对土壤中的有机污染物进行降解。

8.根据权利要求7所述的土壤修复方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的喷淋层包括相互独立的营养液喷淋层和洗脱液喷淋层，营养液喷淋层向土壤中喷淋营养液，洗脱液喷淋层向土壤中喷淋洗脱液；

优选地，所述的营养液喷淋层向土壤中持续喷淋营养液；

优选地，所述的洗脱液喷淋层向土壤中间歇喷淋洗脱液；

优选地，所述的洗脱液一次喷淋的时间为10～20min；

优选地，所述的洗脱液相邻两次喷淋之间的间隔时间为2～3min；

优选地，所述的洗脱液中包括表面活性剂；

优选地，所述的洗脱液中表面活性剂的浓度为0～100mg/L；

优选地，所述的表面活性剂包括硬脂酸、季铵盐、卵磷脂或脂肪酸甘油酯。