CN103962370B - 一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法，1、车体前进，土壤进入土壤输送装置的切土铲后，再由土壤输送装置的输送机和土壤输送装置的物料提升装置将土提升输送到破碎装置上方；2、破碎装置对土壤进行破碎操作，可对吸附剂的投放和回收的操作，吸附剂的投放操作时，向吸附剂投放料斗中投放磁性吸附剂，此时不启动磁分离装置；3、磁性吸附剂和土壤混合后，落入物料搅拌输送装置中，磁性吸附剂和土壤边搅拌混合边向车辆尾部输送，4、回收操作，开启磁分离装置，磁性吸附剂被吸在磁辊体上，磁辊体旋转到高位后卸料到吸附剂回收料斗中。本发明通过吸附剂的投放和回收两个作业过程，即可实现土壤中重金属及农药等污染物与土壤的无害分离。
Description
技术领域
本发明是环境保护领域的污染土壤修复技术，属于污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法。
背景技术
随着工业化、城市化进程不断加快，我国土壤重金属及有机物污染问题越来越突出，污染所导致的严重环境危害事件时有发生，并呈逐步上升趋势。有资料表明，全国受重金属污染的土地达2000万公顷，其中严重污染的土地超过70万公顷，因镉含量超标而弃耕的土地达13万公顷。土壤重金属及有机物污染会降低农产品品质，影响土壤的质量和使用价值，而且还会对人体健康和生态环境造成危害。因而，土壤污染修复已成环保领域的重要任务。中国实用新型专利见公开号为：CN202655328U，公开日为：2013-01-09，其公开了一种一体式污染土壤破碎混合修复设备，以解决重金属污染土壤的处理过程中土壤破碎不够充分、与稳定化药剂混合搅拌不均匀的技术问题。中国实用新型专利见公开号为：CN202877224U，公开日为：2013-04-17，其公开了一种加药、掘进、破碎、搅拌混合一体式污染土壤原位修复设备，以解决重金属及有机物污染土壤的处理过程中土壤破碎不够充分、与稳定化药剂混合搅拌不均匀、不能再破碎、混合、搅拌的同时加药、异位处理成本高的技术问题。以上两个专利提供的设备均适用于污染土壤的固化及稳定化处理，其原理是将适量重金属稳定化药剂与污染土壤混合均匀，使污染土壤中重金属与稳定化药剂发生反应，以提高重金属污染物的稳定性使其水溶性、扩散性和生物有效性降低，从而减轻其危害，但经过固化后的重金属，在环境条件改变时容易再度活化，重金属及农药等污染物有可能再次对土壤造成污染。
吸附法是指利用那些具有多孔结构的材料来吸附环境中的重金属离子。吸附法可以通过将吸附剂投放到环境介质中，从而对环境介质中的重金属进行选择性的吸附，并能通过一定的方法使吸附剂从土壤中分离出来，彻底根除土壤污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法，通过吸附剂的投放和回收两个作业过程，即可实现土壤中重金属及农药等污染物与土壤的无害分离，避免了吸附剂残留在土壤中对土壤造成的二次污染问题，是吸附法和磁分离技术的结合运用，是一种绿色环保的土壤修复方法。
本发明是这样实现的：一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法，所述修复方法需提供：一修复设备；该修复设备包括一车体，所述车体上依次设置有土壤输送装置和物料搅拌输送装置；所述物料搅拌输送装置的进料斗上方设置有一破碎装置，所述车体上架设有一吸附剂投放料斗，且该吸附剂投放料斗位于进料斗的上方；所述物料搅拌输送装置的出料口下架设有一输送机，输送机上设置有一磁分离装置；所述磁分离装置与物料搅拌输送装置的滚筒壳体之间架设有一吸附剂回收料斗；
该修复方法包括如下步骤：
步骤10、车体前进，土壤进入土壤输送装置的切土铲后，再由土壤输送装置的输送机和土壤输送装置的物料提升装置将土壤提升输送到破碎装置上；
步骤20、破碎装置对土壤进行破碎操作，则可对吸附剂的投放和回收进行两个作业的操作；
步骤30、吸附剂的投放操作时，向吸附剂投放料斗中投放磁性吸附剂，此时不启动磁分离装置；磁性吸附剂和土壤混合后，落入物料搅拌输送装置中，磁性吸附剂和土壤边搅拌混合边向车辆尾部输送，并落入物料搅拌输送装置的出料口下的输送机；混有磁性吸附剂的土壤通过输送机传送到车辆尾部后，直接进入地上，填充被挖走的部分土壤，使土层恢复到原来的高度；则磁性吸附剂对土壤中的重金属及农药污染物进行吸附；
步骤40、进行吸附剂的回收操作时，开启磁分离装置，磁分离装置中的磁辊体以一定的转速旋转，混有磁性吸附剂的土壤通过输送机传送到磁辊体的下方，磁性吸附剂被吸在磁辊体上，磁辊体旋转到高位后卸料到吸附剂回收料斗中，实现磁性吸附剂与土壤的分离，土壤经过输送机送到车辆尾部后，直接进入地上，填充被挖走的部分土壤，使土层恢复到原来的高度。
进一步地，所述物料搅拌输送装置包括机架、滚筒壳体、螺旋体、速度检测器、减速机、第一电机、进料斗以及第一出料口，所述机架设置于车体上，且支撑滚筒壳体，所述螺旋体设于滚筒壳体内，所述速度检测器连接螺旋体一端，所述减速机连接螺旋体另一端，所述电机连接减速机，所述进料斗设于滚筒壳体的一端，滚筒壳体的另一端开设所述出料口；物料搅拌输送装置对破碎的土壤和磁性吸附剂进搅拌混合时，速度检测器要是检测到螺旋体旋转速度过快，通过减速机对电机进行减速。
进一步地，所述螺旋体包括主轴和螺旋叶片，所述主轴架设在滚筒壳体内，所述螺旋叶片套设于主轴上；所述螺旋体的两两螺旋叶片之间设置有搅拌棒，该搅拌棒使滚筒壳体内部物料能够搅拌的更加均匀。
进一步地，所述破碎装置包括：机壳、滚筒以及第二电机；所述滚筒架设于机壳内，所述第二电机设置于车体上，且驱动所述滚筒进行转动，所述机壳上开设有一入料口，所述机壳下方开设有一第二出料口；所述滚筒外圆柱面上设置有复数个刀头，所述刀头沿圆周方向排列的轨迹在滚筒外圆柱面的展开平面上构成多条折线，且各条折线在纵向上并排排列；所述第一输送机的末端位于机壳的入料口上，所述物料搅拌输送装置的进料斗位于所述第二出料口下方，土壤通过刀头的作用增强土壤的扰动，提高土壤的破碎效果。
进一步地，所述磁分离装置包括磁辊体和用于支撑磁辊体的支撑架，所述磁辊体由磁筒和装在磁筒上的若干个磁圈构成，所述磁筒的两端设有法兰，所述的磁圈装在两个法兰之间，相邻磁圈之间的磁力面极性相同；所述磁筒圆周外表面上间隔设有复数根挡条，所述挡条向上延伸有复数个搅拌棍；该搅拌棍能对土壤和磁性吸附剂的混合物料进行翻动，使粘结在一起的土壤与磁性吸附剂进一步分离，便于磁辊体对磁性吸附剂的磁吸附。
本发明具有如下优点：通过土壤输送装置对土壤进行输送至破碎装置，破碎装置对土壤进行破碎后置于物料搅拌输送装置，在吸附剂投放料斗中加入吸附剂，这样吸附剂与破碎后的土壤进行混合并投放到土地中，吸附剂即可对土壤中的重金属及农药等污染物进行吸附，最后通过磁分离装置将吸附饱和的吸附剂进行回收，从而实现污染物与土壤的无害分离，避免了吸附剂残留对土壤造成的二次污染，此外，该设备修复土壤的过程在原地完成，无需将污染土壤转移处理，方便省时，节约成本，可适用于大面积的污染土壤修复。该修复方法也能对其他任意种类的土壤的修复，如：砂质污染土壤、高含水率污染土壤、多砾石污染土壤等等，只要通过更换破碎装置即可实现。
附图说明
图1是本发明的修复设备结构示意图。
图2是本发明修复设备中破碎装置的结构示意图。
图3是本发明的破碎装置的滚筒展开的结构示意图。
图4是本发明中物料搅拌输送装置的结构示意图。
图5是本发明修复设备中磁分离装置的结构示意图。
图6是本发明修复设备中磁分离装置的局部示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明的一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法，所述修复方法需提供：一修复设备；该修复设备包括一车体1，所述车体1上依次设置有土壤输送装置2和物料搅拌输送装置3；所述物料搅拌输送装置3的进料斗31上设置有一破碎装置4，所述车体1上架设有一吸附剂投放料斗5，且该吸附剂投放料斗5位于进料斗31的上方；所述物料搅拌输送装置3的出料口32下架设有一输送机6，输送机6上设置有一磁分离装置7；所述磁分离装置7与物料搅拌输送装置3的滚筒壳体之间架设有一吸附剂回收料斗8；
该修复方法包括如下步骤：
步骤10、车体前进，土壤进入土壤输送装置2的切土铲21后，再由土壤输送装置2的输送机和土壤输送装置2的物料提升装置22将土壤提升输送到破碎装置4上；
步骤20、破碎装置4对土壤进行破碎操作，则可对吸附剂的投放和回收进行两个作业的操作；
步骤30、吸附剂的投放操作时，向吸附剂投放料斗5中投放磁性吸附剂，此时不启动磁分离装置7；磁性吸附剂和土壤混合后，落入物料搅拌输送装置3中，磁性吸附剂和土壤边搅拌混合边向车辆尾部输送，并落入物料搅拌输送装置3的出料口32下的输送机6；混有磁性吸附剂的土壤通过输送机6传送到车辆尾部后，直接进入地上，填充被挖走的部分土壤，使土层恢复到原来的高度；则磁性吸附剂对土壤中的重金属及农药污染物进行吸附；
步骤40、进行吸附剂的回收操作时，开启磁分离装置7，磁分离装置7中的磁辊体71以一定的转速旋转，混有磁性吸附剂的土壤通过输送机6传送到磁辊体71的下方，磁性吸附剂被吸在磁辊体71上，磁辊体71旋转到高位后卸料到吸附剂回收料斗8中，实现磁性吸附剂与土壤的分离，土壤经过输送机送到车辆尾部后，直接进入地上，填充被挖走的部分土壤，使土层恢复到原来的高度。
在本发明中，所述物料搅拌输送装置3包括机架33、滚筒壳体34、螺旋体35、速度检测器36、减速机37、第一电机38、进料斗31，所述机架33设置于车体1上，且支撑滚筒壳体34，所述螺旋体35设于滚筒壳体34内，所述速度检测器36连接螺旋体35一端，所述减速机37连接螺旋体35另一端，所述电机38连接减速机37，所述进料斗31设于滚筒壳体34的一端，滚筒壳体34的另一端开设所述第一出料口32。物料搅拌输送装置3对破碎的土壤和磁性吸附剂进搅拌混合时，速度检测器36要是检测到螺旋体35旋转速度过快，通过减速机37对电机38进行减速。所述螺旋体35包括主轴351和螺旋叶片352，所述主轴351架设在滚筒壳体34内，所述螺旋叶片352套设于主轴351上；所述螺旋体35的两两螺旋叶片352之间设置有搅拌棒(未图示)。这样使得土壤和吸附剂搅拌更加均匀，且不会堵塞住滚筒壳体34，提高了搅拌效率。
所述破碎装置4包括：机壳41、滚筒42以及第二电机43；所述滚筒42架设于机壳41内，所述第二电机43设置于车体1上，且驱动所述滚筒42进行转动，所述机壳41上开设有一入料口44，所述机壳41下方开设有一第二出料口45；所述滚筒42外圆柱面上设置有复数个刀头46，所述刀头46沿圆周方向排列的轨迹在滚筒42外圆柱面的展开平面上构成多条折线47，且各条折线47在纵向上并排排列；所述第一输送机22的末端位于机壳41的入料口44上，所述物料搅拌输送装置3的进料斗31位于所述第二出料口45下方，土壤通过刀头的作用增强土壤的扰动，提高土壤的破碎效果。
另外，所述磁分离装置7包括磁辊体71和用于支撑磁辊体71的支撑架(未图示)，所述磁辊体71由磁筒711和装在磁筒711上的若干个磁圈712构成，所述磁筒711的两端设有法兰713，所述的磁圈712装在两个法兰713之间，相邻磁圈712之间的磁力面极性相同；所述磁筒711圆周外表面上间隔设有复数根挡条714，所述挡条714向上延伸有复数个搅拌棍715；该搅拌棍715能对土壤和磁性吸附剂的混合物料进行翻动，使粘结在一起的土壤与磁性吸附剂进一步分离，便于磁辊体715对磁性吸附剂的磁吸附。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法，其特征在于：所述修复方法需提供：一修复设备；该修复设备包括一车体，所述车体上依次设置有土壤输送装置和物料搅拌输送装置；所述物料搅拌输送装置的进料斗上方设置有一破碎装置，所述车体上架设有一吸附剂投放料斗，且该吸附剂投放料斗位于进料斗的上方；所述物料搅拌输送装置的出料口下架设有一输送机，输送机上设置有一磁分离装置；所述磁分离装置与物料搅拌输送装置的滚筒壳体之间架设有一吸附剂回收料斗；
该修复方法包括如下步骤：
步骤10、车体前进，土壤进入土壤输送装置的切土铲后，再由土壤输送装置的输送机和土壤输送装置的物料提升装置将土壤提升输送到破碎装置上；
步骤20、破碎装置对土壤进行破碎操作，则可对吸附剂的投放和回收进行两个作业的操作；
步骤30、吸附剂的投放操作时，向吸附剂投放料斗中投放磁性吸附剂，此时不启动磁分离装置；磁性吸附剂和土壤混合后，落入物料搅拌输送装置中，磁性吸附剂和土壤边搅拌混合边向车辆尾部输送，并落入物料搅拌输送装置的出料口下的输送机；混有磁性吸附剂的土壤通过输送机传送到车辆尾部后，直接进入地上，填充被挖走的部分土壤，使土层恢复到原来的高度；则磁性吸附剂对土壤中的重金属及农药污染物进行吸附；
步骤40、进行吸附剂的回收操作时，开启磁分离装置，磁分离装置中的磁辊体以一定的转速旋转，混有磁性吸附剂的土壤通过输送机传送到磁辊体的下方，磁性吸附剂被吸在磁辊体上，磁辊体旋转到高位后卸料到吸附剂回收料斗中，实现磁性吸附剂与土壤的分离，土壤经过输送机送到车辆尾部后，直接进入地上，填充被挖走的部分土壤，使土层恢复到原来的高度。
2.根据权利要求1所述的一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法，其特征在于：所述物料搅拌输送装置包括机架、滚筒壳体、螺旋体、速度检测器、减速机、第一电机、进料斗以及第一出料口，所述机架设置于车体上，且支撑滚筒壳体，所述螺旋体设于滚筒壳体内，所述速度检测器连接螺旋体一端，所述减速机连接螺旋体另一端，所述电机连接减速机，所述进料斗设于滚筒壳体的一端，滚筒壳体的另一端开设所述出料口；物料搅拌输送装置对破碎的土壤和磁性吸附剂进搅拌混合时，速度检测器要是检测到螺旋体旋转速度过快，通过减速机对电机进行减速。
3.根据权利要求2所述的一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法，其特征在于：所述螺旋体包括主轴和螺旋叶片，所述主轴架设在滚筒壳体内，所述螺旋叶片套设于主轴上；所述螺旋体的两两螺旋叶片之间设置有搅拌棒，该搅拌棒使滚筒壳体内部物料能够搅拌的更加均匀。
4.根据权利要求1所述的一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法，其特征在于：所述破碎装置包括：机壳、滚筒以及第二电机；所述滚筒架设于机壳内，所述第二电机设置于车体上，且驱动所述滚筒进行转动，所述机壳上开设有一入料口，所述机壳下方开设有一第二出料口；所述滚筒外圆柱面上设置有复数个刀头，所述刀头沿圆周方向排列的轨迹在滚筒外圆柱面的展开平面上构成多条折线，且各条折线在纵向上并排排列；所述土壤输送装置的输送机的末端位于机壳的入料口上，所述物料搅拌输送装置的进料斗位于所述第二出料口下方，土壤通过刀头的作用增强土壤的扰动，提高土壤的破碎效果。
5.根据权利要求1所述的一种吸附和磁分离相结合的土壤修复方法，其特征在于：所述磁分离装置包括磁辊体和用于支撑磁辊体的支撑架，所述磁辊体由磁筒和装在磁筒上的若干个磁圈构成，所述磁筒的两端设有法兰，所述的磁圈装在两个法兰之间，相邻磁圈之间的磁力面极性相同；所述磁筒圆周外表面上间隔设有复数根挡条，所述挡条向上延伸有复数个搅拌棍；该搅拌棍能对土壤和磁性吸附剂的混合物料进行翻动，使粘结在一起的土壤与磁性吸附剂进一步分离，便于磁辊体对磁性吸附剂的磁吸附。
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