专利汇可以提供一种土壤修复系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 土壤 修复系统,包括作物种植区、喷淋装置和微 生物 燃料 电解 器。作物种植区设置在待修复土壤 地 块 的上表面,作物种植区充填的土壤由活性 污泥 、当地土壤、人畜 粪便 和 粉碎 的 植物 秸秆按体积比0.5~1:1:1:0.5混合制成。喷淋装置包括若干 水 管、 开关 和水 泵 。微 生物燃料 电解器包括 阳极 插头、 电阻 和 阴极 筒。阳极插头采用 石墨 或金属材料制成,阴极筒包括外筒、阴极棒、无纺 棉 布和 磁性 吸附 炭;外筒采用硬塑料或不锈 钢 材料制成,外筒的形状为圆柱形,圆柱形侧面设有若干孔洞,阴极棒设置在阴极筒的中心,阴极棒采用石墨或金属材料制成,无纺棉布 内衬 在外筒的内壁,无纺棉布围成的圆柱形空间内填充磁性吸附炭。,下面是一种土壤修复系统专利的具体信息内容。
1.一种土壤修复系统,其特征在于:包括作物种植区(1)、喷淋装置(2)和微生物燃料电解器;
所述的作物种植区(1)设置在待修复土壤地块的上表面,作物种植区(1)充填人工土壤,人工土壤由活性污泥、当地土壤、人畜粪便和粉碎的植物秸秆按体积比0.5~1:1:1:0.5混合制成,作物种植区的厚度为50~100cm;
所述喷淋装置(2)设置在作物种植区(1)上部,喷淋装置(2)包括若干水管、开关和水泵;
所述微生物燃料电解器包括阳极插头(3)、电阻(4)和阴极筒(5);
所述阳极插头(3)采用石墨或金属材料制成,阳极插头(3)的形状为圆柱形或长方体形状;阳极插头(3)的尺寸根据待处理的土壤地块的大小和作物种植区的深度实验决定;阳极插头(3)工作时垂直插入作物种植区;阳极插头(3)通过导线与电阻(4)连接;
所述阴极筒(5)包括外筒(5-1)、阴极棒(5-2)、无纺棉布(5-3)和磁性吸附炭(5-4);阴极筒(5)的尺寸根据待处理的土壤地块的大小和土壤污染的深度实验决定;阴极筒(5)工作时埋入土壤的深度实验决定;阴极筒(5)工作时垂直放置并与阳极插头(3)在空间呈平行状态;
所述外筒(5-1)采用硬塑料或不锈钢材料制成,外筒(5-1)的形状为圆柱形中空结构,圆柱形侧面设有若干孔洞;
所述阴极棒(5-2)设置在阴极筒的中心,阴极棒(5-2)采用石墨或金属材料制成,阴极棒(5-2)通过导线与电阻(4)连接;
所述无纺棉布(5-3)内衬在外筒的内壁,无纺棉布围成的圆柱形空间内填充磁性吸附炭(5-4)。
2.根据权利要求1所述的一种土壤修复系统,其特征在于:所述磁性吸附炭(5-4)的制作过程为;
①把棉花秸秆或树枝收集、晾晒;
②把晾晒后的棉花秸秆或树枝粉碎、过60~100目筛;
③将筛分后的棉花秸秆或树枝洗涤、烘干后放入管式炉中,以250ml/min的流量通入氮气,升温速率为10~20℃/min,设置温度为400~700℃的恒温时间为2~3h,之后冷却至室温,得到生物炭;
④把生物炭和FeCl3·6H2O按质量1~3:10的比例混合、浸入到去离子水中,在温度30~
60℃条件下搅拌、浸泡2~5小时,然后烘干、研磨;
⑤把研磨后的物品在氮气条件下和700~1200℃条件下热解60~90分钟;冷却至室温;
研磨、过60~100目筛;
⑥把筛分后的物品用永久磁铁吸附,收集附着在永久磁铁上的物品,得到磁性吸附炭。
3.根据权利要求1所述的一种土壤修复系统,其特征在于:采用上述一种土壤修复系统进行土壤修复的步骤如下;
①在污染的土壤中开挖、安置阴极筒(5),阴极筒(5)安置的深度与土壤污染的深度相同;
②填充作物种植区(1),安装喷淋装置(2),作物种植区上套种对目标重金属具有超富集能力的作物;
③在作物种植区(1)中安插阳极插头(3),阳极插头(3)和阴极筒(5)在空间呈平行状态;通过导线把阴极棒(5-2)与电阻(4)连接,通过导线把阳极插头(3)与电阻(4)连接;
④在阳极插头(3)附近的作物种植区生长富集的微生物催化氧化土壤中的底物而产生电子、质子及代谢产物,电子通过纳米导线、接触点或中介体传递到阳极插头(3)表面,并由导线和电阻传递到阴极棒(5-2)的表面,土壤中形成电压梯度,土壤中的重金属离子往阴极棒移动;
⑤阴极筒中的磁性吸附炭(5-4)对迁移来的重金属离子进行吸附,同时在阴极棒上发生还原反应,电子、质子不断产生、传递、消耗形成回路,从而产生电流,重金属被迁移、转化和去除;
⑥土壤中的重金属离子,一方面发生迁移至阴极筒(5),被磁性吸附炭(5-4)吸附,另一方面被作物吸收,从而从土壤中去除。
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