[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

说明书

本发明提供了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，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，所述的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。本发明在电化学反应室内掺入了生物炭，生物炭具有良好的电化学活性，当生物炭分散于洗脱废液中，势必会增强洗脱废液的导电性，从而促进洗脱废液导电网络的形成，从而增加洗脱废液中有机污染物的有效降解半径。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，涉及一种土壤修复系统及方法，尤其涉及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。

背景技术

随着经济的高速发展，土壤污染问题越来越突出。许多化工厂、采油场、加油站、原料罐区等设施的“跑、冒、滴、漏”导致土地被石油烃及其他有机化合物严重污染，这些有机化合物存留于土壤中或迁移到大气或地下水中，污染生态环境，对人类的生命健康产生直接或间接的危害。企业搬迁后的土地也不能进行开发，近几年由于污染土地处置不当而引发的事故比比皆是。因此对于污染土壤的修复治理已经成为了环保领域中一项迫切的任务。

生物通风法是一种用于该类型污染土壤的修复技术，作为土壤气相抽提与生物修复方法相结合的一种土壤原位修复方法，具有应用范围宽、操作费用低、不会造成二次污染、操作灵活简单等优点，在治理有机污染土壤方面具有广阔的应用前景。

通过对土壤加热可强化生物通风修复有机物污染土壤的效率和效果。尤其对于温度较低的土壤，如冬季或北方地区的土壤，由于温度较低，土壤中的微生物群活性较差，其所含的有机污染物较为稳定，吸附在土壤或吸收在土壤溶液中，不易从土壤中挥发出来，土壤中土著微生物及接种微生物，可将一些难挥发的大分子有机物降解为易挥发的小分子有机物，通过抽提脱除。对土壤进行适度加热，为微生物提供适宜土壤温度环境，可促进微生物降解污染土壤中有机物的效率，另一方面，对土壤进行加热可强化有机物的从土壤中解析，提高抽提效率和效果。土壤是热的不良导体，热容大，蓄热能力强，加热后的土壤不会再短时间内发生剧烈的温度波动。

CN204294616U公开了一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统，包括有污染物真空抽吸系统、太阳能集热系统和气体加注系统，包括有加热扩散井、抽取井、混凝土硬化地面、气体加注管道、空气压缩机、输气管道、槽式太阳能集热器阵列、鼓风机、活性炭吸附装置、真空泵、空气过滤器。该专利公布装置属于一种太阳能辅助土壤气相抽提，抽提出的土壤气经过气液分离和活性炭吸附后排放。其本质是热脱附，空气作为热媒，加热效率低，不适合难挥发性有机物污染土壤的修复。本专利中营养液及微量元素注入系统可以调节土壤营养构成，激发微生物的降解活性，促进其将污染土壤中难挥发的大分子有机物转化为易挥发的小分子有机物，从而能大大改善有机物污染土壤的修复效果。营养液及微量元素注入系统还可以为土壤进行微生物接种。本专利充分发挥微生物降解大分子有机物的功能，配合气提，能有显著效果。

CN201959978U公开了一种太阳能异位修复挥发性有机物污染土的装置，由太阳能供汽系统、土壤修复仓、水循环系统和连接管道组成，装置利用太阳能辐射，通过聚光获取热量，加热吸热管中的水份以提供土壤修复用热蒸汽，水循环系统源源不断提供所需水份。该专利是一种异位修复装置，还需要配套土壤挖掘、输送、装料和卸料等辅助系统，不适合污染土壤上有构筑物等不适合挖掘的情况下使用，且该专利不具备微生物对大分子有机物的通风降解功能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供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，本发明在电化学反应室内掺入了生物炭，生物炭具有良好的电化学活性，当生物炭分散于洗脱废液中，势必会增强洗脱废液的导电性，从而促进洗脱废液导电网络的形成，从而增加洗脱废液中有机污染物的有效降解半径。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：