[发明专利]一种修复石油类有机物污染土壤的装置和方法

权利要求书

1.一种直流-交流耦合电场强化微生物修复石油类有机物污染土壤的装置，其特征在于：包括生物反应器(1)、带孔密封盖(2)、控制系统(3)、导轨(4)、可移动搅拌取样系统(5)和喷淋系统(6)；

所述生物反应器(1)呈方形，其内部作为反应区域，生物反应器(1)的四面内壁上均设有片状DSA电极，四个片状DSA电极构成相互正交的两对片状DSA电极对(7)；

所述带孔密封盖(2)设置在生物反应器(1)顶部，带孔密封盖(2)上设有电极连接口(8)、搅拌取样口(9)和喷淋口(10)；

所述控制系统(3)包括用于给DSA电极对(7)施加直流电的直流电源、用于给DSA电极对(7)施加正弦交流电的交流电源和PLC自动控制系统，PLC自动控制系统用于控制可移动搅拌取样系统(5)，并控制直流电源、交流电源与片状DSA电极对(7)的连通关系，使直流电场和交流电场周期性旋转切换；其中，同一时间内，直流电源给其中一对DSA电极对(7)施加直流电，交流电源给另一对正交方向上的DSA电极对(7)施加正弦交流电；

所述可移动搅拌取样系统(5)设置在导轨(4)上，包括升降轴(11)和若干连接在升降轴(11)上的搅拌取样两用辊(12)；

所述喷淋系统(6)用于向生物反应器(1)内供给土壤添加剂和/或石油降解菌剂。

2.根据权利要求1所述的直流-交流耦合电场强化微生物修复石油类有机物污染土壤的装置，其特征在于，所述的可移动搅拌系统(5)在导轨(4)上的移动以及升降轴的升降由控制系统(3)中的PLC自动控制系统控制；搅拌取样两用辊(12)为不锈钢材质的麻花钻。

3.根据权利要求1所述的直流-交流耦合电场强化微生物修复石油类有机物污染土壤的装置，其特征在于，所述的喷淋系统(6)由土壤添加剂储罐(13)、石油降解菌剂储罐(14)、阀门一(15)、阀门二(16)、喷淋管路(17)和计量泵(18)组成，所述喷淋管路(17)一端连接两支路，一条支路通过阀门一(15)与土壤添加剂储罐(13)相连，另一支路通过阀门二(16)与石油降解菌剂储罐(14)相连，喷淋管路(17)另一端设有计量泵(18)，该端管路穿过带孔密封盖(2)上的喷淋口(10)伸入生物反应器(1)内；喷淋的药剂种类可通过阀门一(15)和阀门二(16)的开关控制，喷淋的药剂量可由计量泵(18)控制。

4.一种应用如权利要求1所述装置的直流-交流耦合电场强化微生物修复石油类有机物污染土壤的方法，包括如下步骤：

1)向生物反应器(1)中加入污染土壤，盖上带孔密封盖(2)，通过喷淋系统(6)向污染土壤喷洒土壤添加剂，在导轨(4)上移动搅拌取样系统(5)，使两用辊(12)位于密封盖(2)上的搅拌取样口(9)正上方；控制升降轴收缩，两用辊(12)进入生物反应器(1)内部并插入污染土壤内，利用两用辊(12)的转动对污染土壤进行翻搅，以调节污染土壤的理化性质；调节完毕后，搅拌系统(5)复位至初始位置；

2)通过喷淋系统(6)向污染土壤喷洒活化后的石油降解菌剂并利用搅拌取样系统(5)翻搅均匀；

3)利用控制系统(3)中的直流电源和交流电源分别给一对DSA电极对(7)施加直流电，给另一对正交方向上的DSA电极对(7)施加正弦交流电，并周期性切换两对电极上的电场，使直流电场和交流电场周期性旋转切换；

4)每隔设定时间，在导轨(4)上移动搅拌取样系统(5)，使两用辊(12)位于密封盖(2)上的搅拌取样口(9)；控制升降轴收缩，两用辊(12)进入生物反应器(1)内部并插入污染土壤内取样，用于分析检测。

5.根据权利要求4所述的直流-交流耦合电场强化微生物修复石油类有机物污染土壤的方法，其特征在于：步骤3)中所述的直流电场强度为75-100V/cm，所述的交流电场频率为50Hz，峰值强度为50-100V/m；所述的电场旋转周期为20-60min，每隔四分之一周期旋转90°。

6.根据权利要求4所述的直流-交流耦合电场强化微生物修复石油类有机物污染土壤的方法，其特征在于：所述的石油类有机物污染为直链烃污染、支链烃污染或芳香烃污染中的一种或多种。