[發明專利]一種快速治理土壤有機物和重金屬的土壤修復系統

在審

• 申請號: 201710477896.6
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107185957A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 聶耳;孫卓;劉素霞;張哲娟;樸賢卿;劉冬;田人文
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙)31215
• 代理人: 徐筱梅,張翔

1.一種快速治理土壤有機物和重金屬的土壤修復系統，其特征在于：該土壤修復系統包括電源、管道、真空泵、防滲透膜及處理有機物和重金屬的復合管式電極，含有有機物和重金屬的土壤設于防滲透膜內，處理有機物和重金屬的復合管式電極通過防滲透膜插入充分浸潤的所述土壤中，陰極連接電源的負極，陽極連接電源的正極，陰極管道上端與真空泵相連，在陰、陽極上施加直流或脈沖直流電場同時開啟真空泵，所述土壤中有機物和重金屬離子在水流和電場作用下向陰極遷移，重金屬離子在陰極發生電沉積得到去除，有機物隨負壓至所述土壤頂層覆蓋的防滲透膜上，隨重力作用進入陽極內，通過電催化氧化反應得以去除。

2.如權利要求1所述的土壤修復系統，其特征在于：所述電沉積和電催化氧化反應是由復合管式電極的陽極和復合管式電極的陰極組成的陣列完成；復合管式電極的陽極為具有電催化功能的納米復合薄膜材料構成，復合管式電極的陰極由導電的碳或金屬構成。

3.如權利要求2所述的土壤修復系統，其特征在于：所述電催化功能的納米復合薄膜材料是在石墨、鈦、玻璃薄片或網表面涂覆具有電催化功能的材料；其中，所述電催化功能的材料包括碳即石墨、碳纖維、納米管、石墨烯、金剛石和金屬氧化物催化材料即WO₃、F:SnO₂、N:SnO₂、Sb:SnO₂、F:TiO₂、N:TiO₂、Sb:TiO₂、Al:ZnO、B:ZnO、Fe₂O₃、V₂O₅、Bi₂O₃、MnO₂、Mn₂O₃、Mn₃O₄，以及所述電催化功能的材料中的兩種或三種復合；電催化功能的材料是由顆粒尺寸在10-100nm的納米結構的晶體材料組成。

4.如權利要求2所述的土壤修復系統，其特征在于：所述導電的碳或金屬材料為不銹鋼、鈦、鋁、石墨的薄片或網，具有導電和電催化還原功能。

5.如權利要求3所述的土壤修復系統，其特征在于：所述涂覆采用噴涂、輥涂、印刷、浸涂、化學氣相沉積或物理氣相沉積在基體表面制備薄膜，薄膜的厚度為10nm-1mm。

6.如權利要求1所述的土壤修復系統，其特征在于：所述復合管式電極的陰陽和陰極的直徑為10-50mm，長度為500-3000mm，陰陽和陰極間距為200-1000mm。

7.如權利要求1所述的土壤修復系統，其特征在于：所述復合管式電極的陰極外層包裹透水土工膜。

8.如權利要求1所述的土壤修復系統，其特征在于：所述電催化氧化反應陣列中的陰極和陽極至少一對組成電催化的電容式管狀電極，平行排列，間距保持在10-1000mm，在陰陽極間接直流或脈沖直流電源，其中陰極接電源負極，陽極接電源正極，電壓為0.1-36V，電極間的電流密度在0.01-500mA/cm²，采用市電或太陽能電池供電。

9.如權利要求1所述的土壤修復系統，其特征在于：真空泵壓力為10-5000Pa；單管水流速度為1-100m/h。