CN106694544A - 净化污染土壤原位的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了净化污染土壤原位的系统,包括阳极电解组、阴极电解组及低压直流电源，阳极电解组和阴极电解组均分别由多个并排设置的阳极电解组件和多个并排设置的阴极电解组件构成，多个阳极电解组件相互串联后与低压直流电源的正极连接，多个阴极电解组件相互串联后与低压直流电源的负极连接，阴极电解组件和阴极电解组件均连通有进水管道和出水管道，进水管道和出水管道分别连通有清洁水存储装置和污染水存储装置，清洁水存储装置和污染水存储装置均连通过滤装置，过滤装置还连通有送水装置和金属回收装置；本发明系统各个部分均可拆开，可在现场组装并就地使用，可将土壤中的金属离子回收，进而减少二次污染，降低了成本。

Description

净化污染土壤原位的系统
技术领域
本发明涉及生态修复装置，属于生态环保技术领域，更具体地说，本发明涉及一种净化污染土壤原位的系统。
背景技术
针对现如今土壤污染的日益加剧，污染面积的增大，污染土壤修复是当前急需发展的技术，否则土壤污染会导致较为严重的环境问题，影响动植物的正常生长，特别是对于农作物影响巨大，而在土壤污染中，土壤重金属污染为较为普遍的污染方式，针对重金属污染，较为常见的是电动修复技术和土壤淋洗技术，其中，电动修复技术是在污染土壤中加入一个低压直流电场，从而在低强度直流电的作用下，产生物理现象如电迁移、电渗析、电泳等，使得土壤表面的金属污染物离子与土壤分离并定向迁移，达到很好的金属治理效果。
现如今的电动修复设备大多都是大型设备，不利于搬运，很多都是将污染土壤集中后输送到修复设备内进行修复，无法运用于现场，并且很多可移动式的修复设备虽然可以搬运到现场，但是很多时候还是要将土壤分离后送入设备修复，无法就地进行修复，给修复带来了诸多不便，并且修复设备还存在结构复杂，使用不便的诸多问题，给电动修复技术的高速发展带来了不便。
发明内容
基于以上技术问题，本发明提供了一种净化污染土壤原位的系统，从而解决了以往的土壤修复系统无法就地进行修复和检测，并且结构复杂、成本高及使用不便的技术问题。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
净化污染土壤原位的系统,包括阳极电解组、阴极电解组及与阳极电解组和阴极电解组连接的低压直流电源，阳极电解组和阴极电解组均分别由多个并排设置的阳极电解组件和多个并排设置的阴极电解组件构成，多个阳极电解组件相互串联后与低压直流电源的正极连接，多个阴极电解组件相互串联后与低压直流电源的负极连接，所述阴极电解组件和阴极电解组件均连通有进水管道和出水管道，进水管道和出水管道分别连通有清洁水存储装置和污染水存储装置，清洁水存储装置和污染水存储装置均连通过滤装置，所述过滤装置还连通有送水装置和金属回收装置；
所述阳极电解组件和阴极电解组件的结构相同；
所述阳极电解组件或阴极电解组件包括有金属电极杆，金属电极杆下端连接有锥形钻头，所述金属电极杆中部套设有塑料电解筒，所述金属电极杆上端还通过传动杆连接有转动电机；
所述塑料电解筒内部中空形成电解水容纳腔，所述塑料电解筒圆周面均匀分布有若干个与电解水容纳腔连通的离子交换孔，所述塑料电解筒上端还设置有与电解水容纳腔连通的进水管和出水管；进水管和出水管分别与所述进水管道和出水管道连通；
所述锥形钻头上端内凹形成有密封腔，密封腔内设置有重金属检测系统，所述密封腔内侧壁设置有内螺纹，所述金属电极杆下端设置有隔离环，隔离环圆周设置有外螺纹，所述隔离环与密封腔通过内螺纹和外螺纹配合相互连接将密封腔密封。
优选的，所述污染水存储装置和过滤装置之间的管道上还设置有金属离子检测仪。
优选的，所述重金属检测系统包括控制器，控制器连接有PH检测仪、重金属检测仪、电源及无线收发器。
优选的，所述离子交换孔内部从外到内依次设置有过滤筛网、离子交换膜、活性炭吸附层及单向透水薄膜。
优选的，所述过滤筛网的目数为300～500目。
优选的，所述离子交换孔的孔径为2-5毫米。
优选的，所述金属电极杆位于塑料电解筒上端还设置有用于压紧塑料电解筒的压环。
优选的，所述传动杆由多节单一杆体螺纹连接而成。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明结构简单，搬运方便，无需搬运土壤即可进行修复，并且系统结构简单，系统各个部分均可拆开，可在现场组装并就地使用，可将土壤中的金属离子回收，进而减少二次污染，降低了成本。
2.本发明电解组件使用时可直接钻入土壤内进行修复和检测，无需再挖坑或打孔，使用方便。
3.本发明阳极电解组件或阴极电解组件不仅能够很好的产生电场，有效去除土壤中的金属污染物，并且还可吸附和去除金属离子，修复效果好。
4.本发明阳极电解组件或阴极电解组件结构相同，使用时不会混淆，同时其结构均为组装结构，方便装卸，便于运输和维修，将电解池设计成塑料电解筒结构，从而简化了结构，更利于设备的移动和使用。
5.本发明在锥形钻头内加设重金属检测系统，从而可以对土壤内的重金属进行检测，可以根据检测情况确定电场强度和修复深度，全面的对土壤进行不同深度的土壤修复。
6.本发明离子交换孔内部设置过滤筛网、离子交换膜、活性炭吸附层及单向透水薄膜,从而不仅可以防止外部土壤堵塞交换孔，同时还可很好的吸附金属离子，并且吸附后的金属离子通过单向透水薄膜直接进入电解水容纳腔，通过内部的清水带走，防止金属离子二次污染。
附图说明
图1是发明的结构示意图；
图2是阳极电解组件或阴极电解组件的结构示意图；
图3是阳极电解组件或阴极电解组件的结构分解图；
图4是塑料电解筒的结构示意图；
图5是塑料电解筒的剖视图；
图6是图5中A处的结构放大图；
图7是重金属检测系统的连接关系图；
图中标记：1、低压直流电源；2、阳极电解组件；3、阴极电解组件；4、转动电机；5、传动杆；6、压环；7、金属电极杆；8、塑料电解筒；9、锥形钻头；10、隔离环；11、密封腔；12、进水管；13、出水管；14、离子交换孔；15、电解水容纳腔；16、过滤筛网；17、离子交换膜；18、活性炭吸附层；19、单向透水薄膜；20、进水管道；21、出水管道；22、清洁水存储装置；23、金属离子检测仪；24、送水装置；25、金属回收装置；26、过滤装置；27、污染水存储装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
如图1-7所示的净化污染土壤原位的系统,包括阳极电解组、阴极电解组及与阳极电解组和阴极电解组连接的低压直流电源1，阳极电解组和阴极电解组均分别由多个并排设置的阳极电解组件2和多个并排设置的阴极电解组件3构成，多个阳极电解组件2相互串联后与低压直流电源1的正极连接，多个阴极电解组件3相互串联后与低压直流电源1的负极连接，所述阴极电解组件3和阴极电解组件3均连通有进水管道20和出水管道21，进水管道20和出水管道21分别连通有清洁水存储装置22和污染水存储装置27，清洁水存储装置22和污染水存储装置27均连通过滤装置26，所述过滤装置26还连通有送水装置24和金属回收装置25；
所述阳极电解组件2和阴极电解组件3的结构相同；
所述阳极电解组件2或阴极电解组件3包括有金属电极杆7，金属电极杆7下端连接有锥形钻头9，所述金属电极杆7中部套设有塑料电解筒8，所述金属电极杆7上端还通过传动杆5连接有转动电机4；
所述塑料电解筒8内部中空形成电解水容纳腔15，所述塑料电解筒8圆周面均匀分布有若干个与电解水容纳腔15连通的离子交换孔14，所述塑料电解筒8上端还设置有与电解水容纳腔15连通的进水管12和出水管13；进水管12和出水管13分别与所述进水管道21和出水管道22连通；
所述锥形钻头9上端内凹形成有密封腔11，密封腔11内设置有重金属检测系统，所述密封腔11内侧壁设置有内螺纹，所述金属电极杆7下端设置有隔离环10，隔离环10圆周设置有外螺纹，所述隔离环10与密封腔11通过内螺纹和外螺纹配合相互连接将密封腔11密封。
本实施例的工作原理是：将阳极电解组件2和阴极电解组件3均钻入污染土壤中，然后接通低压直流电源1，并且进水管12和出水管13与进水管道21和出水管道22连通，即完成安装，打开低压直流电源1，阳极电解组件2和阴极电解组件3之间形成低压电场，从而可以对二者之间的土壤进行电解修复，金属离子则通过离子交换孔14进入电解水容纳腔15排出。使用时应当对阳极电解组件2和阴极电解组件3之间的土壤使用清水喷淋，以达到最好的修复效果。
使用时，进水管12通过清洁水存储装置22送入清洁水到电解水容纳腔15，而吸附的金属离子则随着电解水容纳腔15内水通过出水管道21送入污染水存储装置27，污染水存储装置27将污染水送入过滤装置26对污染水过滤，将其中金属离子过滤形成金属单质后通过金属回收装置25回收，而送水装置24则可以补充清洁水，保证水循环的顺利进行。为了保证各个管道的水循环，各个管道可根据需要设置水泵，本领域技术人员可根据需要自行设置，此处不再阐述。
本实施例结构简单，方便搬运和使用，并且装卸方便，可以就地使用对土壤进行修复，修复效果好，直接可对土壤原位进行土壤修复，节约了成本和工序，并且还可将吸附的金属离子通过水流带走，避免了二次污染，修复效果好。
本实施例的阳极电解组件2或阴极电解组件3可以通过转动电机4带动锥形钻头9钻入土壤深处，从而无需提前挖坑或打孔，简化了使用工序和难度，并且还可根据需要自行选择钻入的深度，对不同深度的土壤进行修复。
本实施例阳极电解组件2或阴极电解组件3结构相同，使用时不会混淆，同时其结构均为组装结构，方便装卸，便于运输和维修，同时在阳极电解组件2或阴极电解组件3上设计可拆卸的塑料电解筒结构，从而简化了结构，更利于设备的移动和使用。
本实施例通过重金属检测系统，可以检测土壤金属含量，从而可以确保修复效果，并且还可根据检测结果决定电场强度和钻入深度，提高土壤修复效果。
作为优选的实施方式，所述污染水存储装置27和过滤装置26之间的管道上还设置有金属离子检测仪23。通过金属离子检测仪23可以检测污染水中的金属离子含量，从而可以实时了解修复情况，及时制定修复方案，提高了土壤修复的精准度。
作为优选的实施方式，所述重金属检测系统包括控制器，控制器连接有PH检测仪、重金属检测仪、电源及无线收发器。控制器可以将PH检测仪和重金属检测仪检测到的PH数据和重金属含量数据通过无线收发器发送出去，同时还可通过无线收发器接受信号进行检测，可根据需要随时进行数据检测，方便及时了解土壤修复情况；此中的重金属检测仪和金属离子检测仪23可相互印证，从而能够提高修复的精准度。
作为优选的实施方式，所述离子交换孔14内部从外到内依次设置有过滤筛网16、离子交换膜17、活性炭吸附层18及单向透水薄膜19。过滤筛网16可以将土壤阻挡防止其进入离子交换孔14造成堵塞，离子交换膜17则用于金属离子交换，活性炭吸附层18则用于吸附通过离子交换膜17的金属离子，单向透水薄膜19则只允许单向透水，可以保证电解水容纳腔15内水源不会进入离子交换孔14而造成二次污染，通过活性炭吸附层18吸附的离子则通过单向透水薄膜19进入到电解水容纳腔15，并通过水循环将金属离子带出。
优选的，所述过滤筛网16的目数为400目。过滤筛网16用于过滤和阻隔外部土壤，其为400目时即可很好的将土壤隔断，保证离子交换孔14不被堵塞。
作为优选的实施方式，所述离子交换孔14的孔径为4毫米。离子交换孔14的孔径过大则会导致过滤筛网16被挤压变形，从而失效，因此，离子交换孔14的孔径为4毫米则可很好的固定过滤筛网16，并且其在土壤中也不会被挤压变形。
作为优选的实施方式，所述金属电极杆7位于塑料电解筒8上端还设置有用于压紧塑料电解筒8的压环6。压环6可将塑料电解筒8压紧从而提高其稳定性，保证其在钻入土壤时不上移。
作为优选的实施方式，所述传动杆5由多节单一杆体螺纹连接而成。传动杆5可以根据需要选择不同数量的单一杆体组成，从而可以根据钻入的深度选择，满足不同深度的钻入需求。
如上所述即为本发明的实施例。前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.净化污染土壤原位的系统,其特征在于：包括阳极电解组、阴极电解组及与阳极电解组和阴极电解组连接的低压直流电源(1)，阳极电解组和阴极电解组均分别由多个并排设置的阳极电解组件(2)和多个并排设置的阴极电解组件(3)构成，多个阳极电解组件(2)相互串联后与低压直流电源(1)的正极连接，多个阴极电解组件(3)相互串联后与低压直流电源(1)的负极连接，所述阴极电解组件(3)和阴极电解组件(3)均连通有进水管道(20)和出水管道(21)，进水管道(20)和出水管道(21)分别连通有清洁水存储装置(22)和污染水存储装置(27)，清洁水存储装置(22)和污染水存储装置(27)均连通过滤装置(26)，所述过滤装置(26)还连通有送水装置(24)和金属回收装置(25)；
所述阳极电解组件(2)和阴极电解组件(3)的结构相同；
所述阳极电解组件(2)或阴极电解组件(3)包括有金属电极杆(7)，金属电极杆(7)下端连接有锥形钻头(9)，所述金属电极杆(7)中部套设有塑料电解筒(8)，所述金属电极杆(7)上端还通过传动杆(5)连接有转动电机(4)；
所述塑料电解筒(8)内部中空形成电解水容纳腔(15)，所述塑料电解筒(8)圆周面均匀分布有若干个与电解水容纳腔(15)连通的离子交换孔(14)，所述塑料电解筒(8)上端还设置有与电解水容纳腔(15)连通的进水管(12)和出水管(13)；进水管(12)和出水管(13)分别与所述进水管道(21)和出水管道(22)连通；
所述锥形钻头(9)上端内凹形成有密封腔(11)，密封腔(11)内设置有重金属检测系统，所述密封腔(11)内侧壁设置有内螺纹，所述金属电极杆(7)下端设置有隔离环(10)，隔离环(10)圆周设置有外螺纹，所述隔离环(10)与密封腔(11)通过内螺纹和外螺纹配合相互连接将密封腔(11)密封。
2.根据权利要求1所述的净化污染土壤原位的系统，其特征在于：所述污染水存储装置(27)和过滤装置(26)之间的管道上还设置有金属离子检测仪(23)。
3.根据权利要求1所述的净化污染土壤原位的系统，其特征在于：所述重金属检测系统包括控制器，控制器连接有PH检测仪、重金属检测仪、电源及无线收发器。
4.根据权利要求1所述的净化污染土壤原位的系统，其特征在于：所述离子交换孔内部从外到内依次设置有过滤筛网(16)、离子交换膜(17)、活性炭吸附层(18)及单向透水薄膜(19)。
5.根据权利要求4所述的净化污染土壤原位的系统，其特征在于：所述过滤筛网(16)的目数为300～500目。
6.根据权利要求1-5任一项所述的净化污染土壤原位的系统，其特征在于：所述离子交换孔(14)的孔径为2-5毫米。
7.根据权利要求1所述的净化污染土壤原位的系统，其特征在于：所述金属电极杆(7)位于塑料电解筒(8)上端还设置有用于压紧塑料电解筒(8)的压环(6)。
8.根据权利要求1所述的净化污染土壤原位的系统，其特征在于：所述传动杆(5)由多节单一杆体螺纹连接而成。
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