CN105921506A - 一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置及其修复工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置，包括车架，所述车架的右侧上端面安装有注射机箱，所述搅拌加压箱的左侧壁贯穿旋转连接有搅拌轴，所述车架的右端通过螺栓连接有注射机构，所述注射机构的右下侧固定连接有若干组注射头，所述注射头的底端设有注射口。本发明还提出了一种土壤重金属污染修复的定时原位注入工艺，包括以下步骤：S1：药剂初步处理，S2：初步搅拌，S3：加热处理，S4：密闭冷却，S5：注射处理。本发明提出的土壤重金属定期注射修复装置结构简单，处理土壤的效率高，本发明提出的工艺步骤简单，能够有效的处理土壤中的高价重金属，使土壤中的高价重金属长期保持在较低的水平。

Description

一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置及其修复工艺

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体为一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置及其修复工艺。

背景技术

五价砷和六价铬等重金属离子是高致癌有毒有害物质，会严重影响土壤及地下水的环境质量，目前多通过使用还原剂降低离子价态从而降低或解决毒性问题，但受降水或空气流通等影响,极易导致还原后的重金属离子再次氧化转化回高价毒性态,转化活跃，短期效果明显,但无法达到长期预期的修复效果。目前一般现有的原位注入设备需要进行高压灌注，可采用直推注射法，也可通过建造的永久性注射井多次注射。原位注入/注射是最常用的原位修复处理工艺(如图6)，具体操作方法是将修复药剂配成溶液或泥浆状流体，然后在高压装置的驱动下将液体或流体通过一系列可渗透的地下通道或注射井，注射进入污染区域。但该方法缺乏有效的离子监测程序，有一定盲目性，仅能在短时期内进行大剂量的药剂注入，易产生过度修复。

同时随着时间变化，当土壤内部的高价重金属离子含量过高时，不能够及时的进行还原修复，处理效率过低，费工费时。并且现有的土壤修复工艺步骤繁琐，影响修复的效率，现有的修复工艺在修复处理之后，药物的作用与效果受环境影响较大，若反应时间较短，很快就需要重新处理，增加不必要的支出费用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置及其修复工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置，包括车架，所述车架的左端固定连接有牵引件，所述车架的右部旋转连接有承重轮，所述车架的右侧上端面安装有注射机箱，所述注射机箱的上部设有注射机箱进料口，所述注射机箱进料口通过管道与搅拌加压箱连通，所述搅拌加压箱位于注射机箱的上部，所述搅拌加压箱的左侧壁贯穿旋转连接有搅拌轴，所述搅拌轴位于搅拌加压箱内部的一段外侧固定连接有搅拌叶片，所述搅拌加压箱的右下侧设有加压箱出料口，所述搅拌轴的左端通过齿轮与搅拌加压电机连接，所述搅拌加压电机安装在注射机箱的底部，所述注射机箱的右侧设有注射机箱出料口，所述注射机箱出料口的内侧端与加压箱出料口通过管道连通，所述注射机箱出料口的外侧端通过管道与注射机构连通，所述注射机构埋设在土壤内部，注射机构的下侧连接有多个注射头，所述注射机构的上侧设有离子检测装置。

优选的，所述搅拌叶片呈螺旋形缠绕在搅拌轴外侧，且搅拌叶片至少设有三圈，搅拌叶片的直径小于搅拌加压箱的内径。

优选的，所述注射头等距离设置在注射机构的下侧，相邻两个注射头之间的距离为10-20厘米。

优选的，所述离子检测装置包括检测装置组件，所述检测装置组件的输出端与数模转换模块的输入端电性连接，所述数模转换模块的输出端与数据传输模块的输入端信号连接，所述数据传输模块的输出端与中央处理器的输入端信号连接，所述中央处理器的输出端分别与数据存储模块、无线信号传输模块的输入端信号连接，所述无线信号传输模块的输出端与远程控制端信号连接。

优选的，所述检测装置组件包括砷离子检测装置和铬离子检测装置，所述远程控制端包括显示器模块和短信通知模块。

一种土壤重金属污染修复的定时原位注入工艺，包括以下步骤：

S1：药剂初步处理，将土壤修复药剂添加到粉碎设备中进行粉碎处理，粉碎需要在隔绝氧气的设备中进行，粉碎的环境温度为10-25摄氏度，压强为90-110千帕，粉碎之后的颗粒直径为80-120微米；

S2：初步搅拌，将粉碎处理之后的药剂粉末投入到密闭的搅拌设备中，然后添加水作为溶剂进行溶解并搅拌，环境温度为12-26摄氏度，压强为95-108千帕；

S3：加热处理，将初步搅拌之后的药剂转移到加热装置中进行加热，加热温度为90-98摄氏度，加热时间为2-6分钟；

S4：密闭冷却，将加热之后的药剂转移到密闭的容器中进行冷却，药剂处理完成，进行存储；

S5：注射处理，将制作完成的药剂添加到土壤重金属定期注射修复装置中，通过离子检测装置，定期检测土壤中重金属离子的含量，并自动进行注射处理。

优选的，所述步骤S4采用的冷却方式为自然冷却或者制冷剂冷却，冷却之后的温度为8-16摄氏度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：此土壤重金属定期注射修复装置结构简单，通过加入搅拌叶片，能够通过搅拌加压电机的旋转带动，对搅拌加压箱内部的土壤修复剂进行搅拌加压，并通过加压箱出料口输送出去，最终通过注射机构注射到土壤中，通过加入离子检测装置，能够将土壤的中的铬离子或砷离子浓度定期的进行检测，通过对信号进行分析，当高价铬离子或高价砷离子的浓度过高时，自动对土壤进行注射药剂，调节土壤中的重金属离子浓度，本发明结构简单，处理土壤的效率高，适合推广使用。本发明提出的工艺步骤简单，能够有效的处理土壤中的高价重金属，使土壤中的高价重金属长期保持在较低的水平，提高土壤处理的效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为注射机箱结构示意图；

图3为注射机构结构示意图；

图4为注射机构原理框图；

图5为本发明三种实施例实验结果表格；

图6为现有的原位修复处理工艺图。

图中：1车架、2牵引件、3承重轮、4注射机箱、5注射机箱进料口、6搅拌加压箱、7搅拌轴、8搅拌叶片、9加压箱出料口、10注射机箱出料口、11搅拌加压电机、12注射机构、13注射头、14离子检测装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置，包括车架1，所述车架1的左端固定连接有牵引件2，所述车架1的右部旋转连接有承重轮3，所述车架1的右侧上端面安装有注射机箱4，所述注射机箱4的上部设有注射机箱进料口5，所述注射机箱进料口5通过管道与搅拌加压箱6连通，所述搅拌加压箱6位于注射机箱4的上部，所述搅拌加压箱6的左侧壁贯穿旋转连接有搅拌轴7，所述搅拌轴7位于搅拌加压箱6内部的一段外侧固定连接有搅拌叶片8，所述搅拌加压箱6的右下侧设有加压箱出料口9，所述搅拌轴7的左端通过齿轮与搅拌加压电机11连接，所述搅拌加压电机11安装在注射机箱4的底部，所述注射机箱4的右侧设有注射机箱出料口10，所述注射机箱出料口10的内侧端与加压箱出料口9通过管道连通，所述注射机箱出料口10的外侧端通过管道与注射机构12连通，所述注射机构12埋设在土壤内部，注射机构12的下侧连接有多个注射头13，所述注射机构12的上侧设有离子检测装置14。

所述搅拌叶片8呈螺旋形缠绕在搅拌轴7外侧，且搅拌叶片8至少设有三圈，搅拌叶片8的直径小于搅拌加压箱6的内径，通过加入搅拌叶片8，能够通过搅拌加压电机11的旋转带动，对搅拌加压箱6内部的土壤修复剂进行搅拌加压，并通过加压箱出料口9输送到后端的机构中。

所述注射头13等距离设置在注射机构12的下侧，相邻两个注射头13之间的距离为10-20厘米，注射头13能够将搅拌之后的土壤修复药剂注射到土壤中，对土壤进行修复，由于注射头13开口朝下，能够使土壤修复药剂在进入土壤之后被土壤覆盖，避免药剂与空气接触，延长药剂的作用时间。

所述离子检测装置14包括检测装置组件，所述检测装置组件的输出端与数模转换模块的输入端电性连接，所述数模转换模块的输出端与数据传输模块的输入端信号连接，所述数据传输模块的输出端与中央处理器的输入端信号连接，所述中央处理器的输出端分别与数据存储模块、无线信号传输模块的输入端信号连接，所述无线信号传输模块的输出端与远程控制端信号连接。

所述检测装置组件包括砷离子检测装置和铬离子检测装置，砷离子检测装置和铬离子检测装置能够定时的对土壤中的离子浓度进行检测，从而便于判断注射药剂的时间和注射药剂的量，所述远程控制端包括显示器模块和短信通知模块，显示器能够对不同时间的离子浓度进行显示，便于操作人员对离子浓度进行掌握，通过短信通知模块能够及时将土壤中的铬离子和砷离子浓度数据发送给操作人员，方便及时对土壤进行修复工作。

一种土壤重金属污染修复的定时原位注入工艺，包括以下步骤：

S1：药剂初步处理，将土壤修复药剂添加到粉碎设备中进行粉碎处理，粉碎需要在隔绝氧气的设备中进行，粉碎的环境温度为12摄氏度，压强为93千帕，粉碎之后的颗粒直径为85微米；

S2：初步搅拌，将粉碎处理之后的药剂粉末投入到密闭的搅拌设备中，然后添加水作为溶剂进行溶解并搅拌，环境温度为15摄氏度，压强为96千帕；

S3：加热处理，将初步搅拌之后的药剂转移到加热装置中进行加热，加热温度为91摄氏度，加热时间为3分钟；

S4：密闭冷却，将加热之后的药剂转移到密闭的容器中进行冷却，采用的冷却方式为自然冷却或者制冷剂冷却，冷却之后的温度为9摄氏度，药剂处理完成，进行存储；

S5：注射处理，将制作完成的药剂添加到土壤重金属定期注射修复装置中，通过离子检测装置，定期检测土壤中重金属离子的含量，并自动进行注射处理。

实施例二

本实施例其他技术特征与实施例一相同，其不同在于：一种土壤重金属污染修复的定时原位注入工艺，包括以下步骤：

S1：药剂初步处理，将土壤修复药剂添加到粉碎设备中进行粉碎处理，粉碎需要在隔绝氧气的设备中进行，粉碎的环境温度为18摄氏度，压强为101千帕，粉碎之后的颗粒直径为100微米；

S2：初步搅拌，将粉碎处理之后的药剂粉末投入到密闭的搅拌设备中，然后添加水作为溶剂进行溶解并搅拌，环境温度为20摄氏度，压强为100千帕；

S3：加热处理，将初步搅拌之后的药剂转移到加热装置中进行加热，加热温度为95摄氏度，加热时间为4分钟；

S4：密闭冷却，将加热之后的药剂转移到密闭的容器中进行冷却，采用的冷却方式为自然冷却或者制冷剂冷却，冷却之后的温度为12摄氏度，药剂处理完成，进行存储；

S5：注射处理，将制作完成的药剂添加到土壤重金属定期注射修复装置中，通过离子检测装置，定期检测土壤中重金属离子的含量，并自动进行注射处理。

实施例三

本实施例其他技术特征与实施例一相同，其不同在于：一种土壤重金属污染修复的定时原位注入工艺，包括以下步骤：

S1：药剂初步处理，将土壤修复药剂添加到粉碎设备中进行粉碎处理，粉碎需要在隔绝氧气的设备中进行，粉碎的环境温度为25摄氏度，压强为110千帕，粉碎之后的颗粒直径为120微米；

S2：初步搅拌，将粉碎处理之后的药剂粉末投入到密闭的搅拌设备中，然后添加水作为溶剂进行溶解并搅拌，环境温度为26摄氏度，压强为108千帕；

S3：加热处理，将初步搅拌之后的药剂转移到加热装置中进行加热，加热温度为98摄氏度，加热时间为6分钟；

S4：密闭冷却，将加热之后的药剂转移到密闭的容器中进行冷却，采用的冷却方式为自然冷却或者制冷剂冷却，冷却之后的温度为16摄氏度，药剂处理完成，进行存储；

S5：注射处理，将制作完成的药剂添加到土壤重金属定期注射修复装置中，通过离子检测装置，定期检测土壤中重金属离子的含量，并自动进行注射处理。

通过对上述的三组实施例进行实验对比，实验结果如图5所示，通过实验得出的结果可以看出，实施例二方案处理的土壤中高价重金属离子含量更低，尤其是六价铬和五价砷的含量，较传统的土壤处理工艺更加的高效，并且处理装置结构简单，处理工艺步骤少，成本较低，值得推广使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置，包括车架(1)，所述车架(1)的左端固定连接有牵引件(2)，所述车架(1)的右部旋转连接有承重轮(3)，其特征在于：所述车架(1)的右侧上端面安装有注射机箱(4)，所述注射机箱(4)的上部设有注射机箱进料口(5)，所述注射机箱进料口(5)通过管道与搅拌加压箱(6)连通，所述搅拌加压箱(6)位于注射机箱(4)的上部，所述搅拌加压箱(6)的左侧壁贯穿旋转连接有搅拌轴(7)，所述搅拌轴(7)位于搅拌加压箱(6)内部的一段外侧固定连接有搅拌叶片(8)，所述搅拌加压箱(6)的右下侧设有加压箱出料口(9)，所述搅拌轴(7)的左端通过齿轮与搅拌加压电机(11)连接，所述搅拌加压电机(11)安装在注射机箱(4)的底部，所述注射机箱(4)的右侧设有注射机箱出料口(10)，所述注射机箱出料口(10)的内侧端与加压箱出料口(9)通过管道连通，所述注射机箱出料口(10)的外侧端通过管道与注射机构(12)连通，所述注射机构(12)埋设在土壤内部，注射机构(12)的下侧连接有多个注射头(13)，所述注射机构(12)的上侧设有离子检测装置(14)。

2.根据权利要求1所述的一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置，其特征在于：所述搅拌叶片(8)呈螺旋形缠绕在搅拌轴(7)外侧，且搅拌叶片(8)至少设有三圈，搅拌叶片(8)的直径小于搅拌加压箱(6)的内径。

3.根据权利要求1所述的一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置，其特征在于：所述注射头(13)等距离设置在注射机构(12)的下侧，相邻两个注射头(13)之间的距离为10-20厘米。

4.根据权利要求1所述的一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置，其特征在于：所述离子检测装置(14)包括检测装置组件，所述检测装置组件的输出端与数模转换模块的输入端电性连接，所述数模转换模块的输出端与数据传输模块的输入端信号连接，所述数据传输模块的输出端与中央处理器的输入端信号连接，所述中央处理器的输出端分别与数据存储模块、无线信号传输模块的输入端信号连接，所述无线信号传输模块的输出端与远程控制端信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种土壤重金属污染修复的定时原位注入装置，其特征在于：所述检测装置组件包括砷离子检测装置和铬离子检测装置，所述远程控制端包括显示器模块和短信通知模块。

6.一种土壤重金属污染修复的定时原位注入工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：药剂初步处理，将土壤修复药剂添加到粉碎设备中进行粉碎处理，粉碎需要在隔绝氧气的设备中进行，粉碎的环境温度为10-25摄氏度，压强为90-110千帕，粉碎之后的颗粒直径为80-120微米；

S2：初步搅拌，将粉碎处理之后的药剂粉末投入到密闭的搅拌设备中，然后添加水作为溶剂进行溶解并搅拌，环境温度为12-26摄氏度，压强为95-108千帕；

S3：加热处理，将初步搅拌之后的药剂转移到加热装置中进行加热，加热温度为90-98摄氏度，加热时间为2-6分钟；

S4：密闭冷却，将加热之后的药剂转移到密闭的容器中进行冷却，药剂处理完成，进行存储；

S5：注射处理，将制作完成的药剂添加到权利要求1-5任一所述的土壤重金属污染修复的定时原位注入装置中，通过离子检测装置，定期检测土壤中重金属离子的含量，并自动进行注射处理。

7.根据权利要求6所述的一种土壤重金属污染修复的定时原位注入工艺，其特征在于：所述步骤S4采用的冷却方式为自然冷却或者制冷剂冷却，冷却之后的温度为8-16摄氏度。