【技术实现步骤摘要】
本申请涉及有机污染土壤修复，具体涉及一种有机污染土壤生物修复装置。
技术介绍
1、有机污染土壤作为化工行业发展的副产物，越发受到关注。有机污染土壤的存在一定程度上限制了企业原址的土地利用，特别在城市化逐步发展的当下，市区内的化工企业陆续搬迁外移，遗留场地亟待开发与再利用。然而，场地所在位置及周边的居民居住环境决定了大规模进行污染土壤的外运处置并非易事，具有较大的二次污染的危害。对此，采用撬装式的移动处置设备进行污染场地的原地异位处置，不失为一种可行的便捷处置方法。
2、现有土壤修复设备多以土壤清洗工艺、化学氧化工艺及热脱附处置工艺为主，通过物理或化学处置技术进行污染土壤的修复。然而，土壤清洗工艺的清洗液处置是后续较麻烦的处置工作，特别是在市区内的有机污染场地修复工程，清洗液的处置成为增加污染土壤处置成本的负担；而热脱附处置过程中不断排放的温室气体将在未来限制该技术更为广泛的应用，同时其较高的能耗负荷与处置成本也是限制其进一步规模化应用的不利因素之一。对此，生物修复凭借其经济、友好的工艺特点，重新受到环境工作者的重视。但微生物修复的较长周期与效果不稳定等缺陷依然是其在工程应用上的负面因素。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种有机污染土壤生物修复装置，用以改善微生物修复周期较长的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种有机污染土壤生物修复装置，包括自上而下依次连接的光伏电解组件、传质过渡组件及土壤修复组件；
3、所述光伏电解组件包含电解槽、倾
4、所述传质过渡组件包括氧气仓、氢气仓及营养液舱，所述氧气仓与所述氢气仓分别连接带气泵的氧气输送管和氢气输送管，所述氧气输送管和所述氢气输送管均延伸至电解槽的液面上方；
5、所述土壤修复组件包含仿生根系主体和复合层，所述仿生根系主体包括支撑柱、一级分支和二级分支；所述支撑柱内同轴套设氧气管、氢气管及线缆管以形成互不连通的营养液通道、氧气通道和氢气通道；
6、所述一级分支内设互不连通的氢气流道、第一氧气流道和第一营养液流道，分别连通所述氢气通道、氧气通道、营养液通道，所述二级分支内设互不连通的第二氧气流道和第二营养液流道，所述第二氧气流道与所述第一氧气流道连通，所述第二营养液流道与所述第一营养液流道连通，所述第一营养液流道、所述第二营养液流道以及所述营养液通道内的营养液均可流入至所述复合层；
7、所述复合层包覆所述仿生根系主体表面并包括由内至外层叠设置的生物炭涂层、石墨烯导电网格层及二氧化钛纳米纤维层；
8、所述线缆管内置带紫外led芯片的光纤和连接光伏板负极的导线，所述导线用于延伸至土壤处的末端设抗腐蚀导电触点,所述光纤延伸至所述二氧化钛纳米纤维层；
9、所述一级分支的末端设脉冲式高压氢气喷射孔，所述二级分支的末端设带疏水膜的氧气喷射孔。
10、在本申请的部分实施例中，所述脉冲式高压氢气喷射孔的孔径为20-50μm，脉冲频率为1-5hz，所述疏水膜的接触角＞150°。
11、在本申请的部分实施例中，所述二氧化钛纳米纤维层中掺杂三价铁离子或氮元素，使所述二氧化钛纳米纤维层具有可见光响应特性，响应波长范围为400-550nm。
12、在本申请的部分实施例中，所述支撑柱的表面设有螺旋导流槽，所述螺旋导流槽的螺距为5-10mm，深度为2-5mm，用于富集污染物并引导其向所述复合层迁移。
13、在本申请的部分实施例中，所述一级分支与所述二级分支的分叉角度范围为60°-80°，且所述二级分支的直径为所述一级分支的1/3-1/2。
14、在本申请的部分实施例中，所述装置还包括智能调控单元，所述智能调控单元包括：
15、电位监测模块，用于实时监测土壤氧化还原电位并调节氢气喷射压力；
16、光谱分析模块，通过光纤反馈紫外光强度以控制所述紫外led芯片的功率；
17、动态配液模块，根据土壤ph值调节营养液释放速率。
18、在本申请的部分实施例中，所述抗腐蚀导电触点为镀铂陶瓷片或石墨烯涂层电极，所述抗腐蚀导电触点表面粗糙度范围为ra 0.8-1.6μm。
19、在本申请的部分实施例中，所述有机污染土壤生物修复装置还包括微藻反应器，所述微藻反应器与所述电解槽连通，用于将电解产生的二氧化碳转化为生物质，并经热解后再生所述生物炭涂层。
20、在本申请的部分实施例中，所述氢气管的末端设有脉冲式反冲洗阀，所述反冲洗阀的冲洗压力范围为0.5-0.8mpa，冲洗频率为每24小时启动一次，每次持续10-30秒。
21、在本申请的部分实施例中，所述紫外led芯片的发射波长范围为360nm-370nm，功率密度范围为10-50mw/cm2，且所述光纤的末端设有聚光透镜以聚焦紫外光至二氧化钛纳米纤维层。
22、由此可知，本申请实施例通过光伏电解组件将太阳能转化为电能驱动水电解，在电解槽内同步生成高纯度氧气和氢气，氧气经传质过渡组件的氧气仓输送至二级分支末端的疏水膜氧气喷射孔，通过微孔缓释机制精准维持土壤好氧区溶解氧浓度(2-4mg/l)，激活好氧菌对苯系物、石油烃等有机污染物的快速矿化；氢气经氢气仓输送至一级分支的脉冲式高压喷射孔，通过间歇性高压脉冲(1-5hz)将氢气以微米级气泡形式注入土壤深层，在低渗透性区域形成稳定厌氧微区(orp＜-200mv)，为脱卤菌提供持续电子供体，使氯代烃的还原脱氯速率提升3-5倍；仿生根系表面的生物炭-光催化复合层中，紫外led激发二氧化钛纳米纤维产生高活性空穴与自由电子，空穴直接氧化断链难降解有机物(如多环芳烃)生成易降解小分子产物，而电子通过石墨烯导电网格传递至污染界面，与氢气释放的电子协同强化重金属的还原沉淀；营养液通道持续输送硝酸盐、磷酸盐至微生物富集区，维持菌群代谢活性。总地来说，通过气体分区分级控释加速微生物代谢、光催化-电化学协同预处理污染物、原位电子靶向传递三重机制，将传统微生物修复周期从120天以上缩短至45-60天，同时实现有机污染物与重金属的同步去除(综合去除率＞90％)，且全过程原位完成，无土方开挖与外运风险。
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1.一种有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，包括自上而下依次连接的光伏电解组件、传质过渡组件及土壤修复组件；
2.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述脉冲式高压氢气喷射孔的孔径为20-50μm，脉冲频率为1-5Hz，所述疏水膜的接触角＞150°。
3.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述二氧化钛纳米纤维层中掺杂三价铁离子或氮元素，使所述二氧化钛纳米纤维层具有可见光响应特性，响应波长范围为400-550nm。
4.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述支撑柱的表面设有螺旋导流槽，所述螺旋导流槽的螺距为5-10mm，深度为2-5mm，用于富集污染物并引导其向所述复合层迁移。
5.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述一级分支与所述二级分支的分叉角度范围为60°-80°，且所述二级分支的直径为所述一级分支的1/3-1/2。
6.根据权利要求1至5任一项所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述装置还包括智能调控单元，所述
7.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述抗腐蚀导电触点为镀铂陶瓷片或石墨烯涂层电极，所述抗腐蚀导电触点表面粗糙度范围为Ra0.8-1.6μm。
8.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述有机污染土壤生物修复装置还包括微藻反应器，所述微藻反应器与所述电解槽连通，用于将电解产生的二氧化碳转化为生物质并储存。
9.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述氢气管的末端设有脉冲式反冲洗阀，所述反冲洗阀的冲洗压力范围为0.5-0.8MPa，冲洗频率为每24小时启动一次，每次持续10-30秒。
10.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述紫外LED芯片的发射波长范围为360nm-370nm，功率密度范围为10-50mW/cm2，且所述光纤的末端设有聚光透镜以聚焦紫外光至二氧化钛纳米纤维层。
...【技术特征摘要】
1.一种有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，包括自上而下依次连接的光伏电解组件、传质过渡组件及土壤修复组件；
2.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述脉冲式高压氢气喷射孔的孔径为20-50μm，脉冲频率为1-5hz，所述疏水膜的接触角＞150°。
3.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述二氧化钛纳米纤维层中掺杂三价铁离子或氮元素，使所述二氧化钛纳米纤维层具有可见光响应特性，响应波长范围为400-550nm。
4.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述支撑柱的表面设有螺旋导流槽，所述螺旋导流槽的螺距为5-10mm，深度为2-5mm，用于富集污染物并引导其向所述复合层迁移。
5.根据权利要求1所述的有机污染土壤生物修复装置，其特征在于，所述一级分支与所述二级分支的分叉角度范围为60°-80°，且所述二级分支的直径为所述一级分支的1/3-1/2。
6.根据权利要求1至5任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋平，殷萍，桂忠仁，潘康，陈运奇，戚俊杰，徐盛，
申请(专利权)人：无锡西玖环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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