[发明专利]一种地下水与土壤协同治理系统及方法

权利要求书

1.一种地下水与土壤协同治理系统，其特征在于，所述地下水与土壤协同治理系统包括依次连接的过滤单元与土壤修复单元；

所述土壤修复单元包括依次连接的第一混合装置、汽提装置、第二混合装置以及固液分离装置，所述第一混合装置与汽提装置之间、汽提装置与第二混合装置之间以及第二混合装置与固液分离装置之间分别独立地设置有传送装置。

2.根据权利要求1所述的地下水与土壤协同治理系统，其特征在于，所述过滤单元包括依次连接的沙滤装置以及膜过滤装置；

优选地，所述膜过滤装置包括管式膜和/或板式膜；

优选地，所述膜过滤装置中的过滤膜由功能层与基材层组成；

优选地，所述功能层为静电纺丝纤维层；

优选地，所述基材层包括无纺布层、聚对苯二甲酸乙二酯层、聚丙烯层或聚乙烯层中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的地下水与土壤协同治理系统，其特征在于，所述膜过滤装置中的过滤膜为采用以下制备方法制备得到的过滤膜，所述制备方法包括如下步骤：

(1)混合骨架材料、金属纳米颗粒、膨润土、聚合物、羧甲基纤维素以及有机溶剂，分散后，得到静电纺丝液；

(2)使用步骤(1)所得静电纺丝液在基材层的表面覆盖静电纺丝纤维层，得到过滤膜前驱体；

(3)使用酸性溶液对步骤(2)所得过滤膜前驱体进行改性处理，得到所述过滤膜。

4.根据权利要求3所述的地下水与土壤协同治理系统，其特征在于，步骤(1)所述骨架材料包括粒径D50为50-100nm的ZIF-8和/或MOF-5；

优选地，步骤(1)所述金属纳米颗粒包括粒径D50为50-100nm的Fe₂O₃、Fe或Fe₃O₄中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述聚合物包括聚丙烯腈、聚苯乙烯或聚乳酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、氯仿或无水乙醇中的任意一种或至少两种的混合；

优选地，步骤(1)所述骨架材料、金属纳米颗粒、膨润土、聚合物、羧甲基纤维素与有机溶剂的质量比为(1-5):(1-5):(2-6):(2-8):(0.5-1):100，优选为(3-5):(3-5):(4-6):(4-6):(0.8-1):100。

5.根据权利要求3或4所述的地下水与土壤协同治理系统，其特征在于，步骤(2)所述静电纺丝的参数为：纺丝电压10-25kV，接收距离15-25cm，纺丝温度30-50℃，静电纺丝液的流速为0.5-1mL/h；

优选地，步骤(3)所述酸性溶液包括HCl溶液和/或H₂SO₄溶液；

优选地，步骤(3)所述改性处理为：将步骤(2)所得过滤膜前驱体浸泡在酸性溶液中3-16h。

6.根据权利要求1-5任一项所述的地下水与土壤协同治理系统，其特征在于，所述第一混合装置与第二混合装置分别独立地为带有搅拌装置的混合槽；

优选地，所述汽提装置包括汽提塔以及与汽提塔配套的压缩机；

优选地，所述固液分离装置为离心机；

优选地，所述传送装置为浆料泵。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的地下水与土壤协同治理系统治理地下水与土壤的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)过滤地下水，得到过滤产水与过滤浓水；

(2)混合土壤与步骤(1)所得过滤浓水，浸出处理后进行汽提处理以去除混合浆料中的挥发性有机物，得到汽提处理后浆料；

(3)混合生物质炭、硅藻土与步骤(2)所得汽提处理后浆料，固液分离后得到治理后土壤以及分离产水。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述土壤与过滤浓水的固液比为(20-40):100；

优选地，步骤(3)所述生物质炭、硅藻土与汽提处理后浆料的质量比为(5-15):(5-10):100。