CN108746183A - 重金属污染土壤原位智能修复系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种重金属污染土壤原位智能修复系统。包括实时采样子系统、土壤信息检测采集子系统、信息传输子系统、信息处理子系统及修复药剂施加控制子系统；实时采样子系统用于对重金属土壤进行采样；土壤信息检测采集子系统用于检测土壤的pH值、温度、含水率、土壤重金属含量并将采集到的信息发送给信息处理子系统；信息处理系统用于接收土壤信息采集系统发送信息，并对接收到的信息进行转换处理，获得土壤重金属污染物种类及含量，并获得土壤修复药剂施加量，再将获得的土壤修复药剂施加量信息发送给修复药剂施加控制子系统；修复药剂施加控制系统用于接收土壤修复药剂施加量信息，依据接收到的信息向待修复土壤中施加修复药剂。

Description

重金属污染土壤原位智能修复系统

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种重金属原位智能修复系统。

背景技术

研究表明，我国土壤污染主要以重金属污染为主，其中镉、汞、铅、砷等污染最为突出。土壤污染短期内难以恢复，有毒物质可能会通过农产品进入食物链，影响到人类健康。另一方面，受污染的土壤作为二次污染源通过河流、地下水与扬尘等途径扩散污染，引起更大范围的环境问题。

固化及稳定化方法处理重金属污染土壤得到了广泛应用，其主要原理是将适量重金属稳定化药剂与污染土壤混合均匀，使土壤中的重金属与修复药剂发生反应，从而降低重金属污染物的水溶性、扩散性和生物有效性。现有技术中使用土工机械、农耕机械设备对重金属污染土壤进行上述稳定化处理，存在相关参数监控、测定重金属含量而导致的人工体力、时间消耗和经济成本增加问题，也存在药剂投加量控制精度差，药剂投加种类单一的缺陷，从而导致处理后产物中污染物浸出浓度仍然无法达标。同时，异位处理要进行事先的挖掘运输，造成成本高昂且可能造成二次污染。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种方便土壤修复的重金属污染土壤原位智能修复系统。

为达到上述目的，本发明一种重金属污染土壤原位智能修复系统，包括实时采样子系统、土壤信息检测采集子系统、信息传输子系统、信息处理子系统、修复药剂施加控制子系统及土壤-修复药剂原位搅拌子系统；

所述实时采样子系统用于对重金属土壤进行采样；

所述土壤信息检测采集系统通过信息传输系统与所述信息处理系统通讯连接，所述土壤信息检测采集子系统用于检测土壤的pH值、温度、含水率、土壤重金属含量并将采集到的信息通过信息传输系统发送给信息处理子系统；

所述信息处理系统用于接收土壤信息采集系统发送的土壤pH值、温度、含水率、土壤重金属含量信息，并对接收到的信息进行转换处理，获得土壤重金属污染物种类及含量，并通过计算获得土壤修复药剂施加量，再将获得的土壤修复药剂施加量信息发送给修复药剂施加控制子系统；

所述修复药剂施加控制系统用于接收信息处理系统发送的土壤修复药剂施加量信息，依据接收到的信息向待修复土壤中施加修复药剂。

进一步地，还包括土壤修复药剂原位搅拌系统，所述修复药剂原位搅拌系统用于对待修复土壤和修复药剂进行搅拌混合。

进一步地，所述信息采集系统包括温度传感器、水分传感器以及x射线荧光光谱分析仪；

所述温度传感器、土壤水分传感器、x射线荧光光谱分析仪呈棋盘状均匀分布在土壤修复处理箱中；每隔预定的时间测定温度、含水率和土壤重金属含量。

进一步地，所述实时采样子系统的采样时间范围为5min-60min，采样量范围为10g-200g。

进一步地，所述信息处理子系统包括数据接收模块、数据发送模块、数据整合处理模块以及数据库模块；

所述数据接收模块用于接收土壤进行采集子系统发送的土壤pH值、温度、含水率、土壤重金属含量信息；

所述数据整合处理模块用于处理数据接收模块接收的土壤pH值、温度、含水率、土壤重金属含量信息，并对其进行处理获得土壤修复药剂施加量；

所述数据库模块用于存储数据整合处理模块的处理获得的土壤修复药剂施加量；

所述数据发送模块用于发送土壤修复药剂施加量信息给修复药剂施加控制子系统。

进一步地，所述实时采样子系统包括定时器、定位装置、重量称量装置、采样装置、样品储存装置以及采样信息储存装置；

所述采样信息存储装置与定位装置、重量称量装置及采样装置通讯连接、用于存储采样地点、时间及采样量。

进一步地，所述修复药剂施加控制子系统包括信息接收装置和若干数控阀门控制器；

修复药剂投加装置包括若干盛药筒，所述盛药筒底部设置有出药口，对应所述出药口出设置有数控阀门，所述数控阀门与所述数控阀门控制器一一对应受控连接。

本发明能够实现动态连续监测重金属污染土壤修复过程中的多项技术参数，能够实现对温度、含水率和土壤重金属含量及种类等的检测、处理、存储，并根据土壤重金属污染污含量及污染物种类，实现修复药剂的施加量及施加药剂种类的控制，最终实现土壤原位智能化修复；同时本发明节省人力，降低了成本。

附图说明

图1是本发明结构原理框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

实施例1

结合图1，本实施例中提供一种重金属污染土壤原位智能修复系统，包括实时采样子系统、土壤信息检测采集子系统、信息传输子系统、信息处理子系统、修复药剂施加控制子系统及土壤-修复药剂原位搅拌子系统；

上述实时采样子系统用于对重金属土壤进行采样；

上述土壤信息检测采集系统通过信息传输系统与上述信息处理系统通讯连接，上述土壤信息检测采集子系统用于检测土壤的pH值、温度、含水率、土壤重金属含量并将采集到的信息通过信息传输系统发送给信息处理子系统；

上述信息处理系统用于接收土壤信息采集系统发送的土壤pH值、温度、含水率、土壤重金属含量信息，并对接收到的信息进行转换处理，获得土壤重金属污染物种类及含量，并通过计算获得土壤修复药剂施加量，再将获得的土壤修复药剂施加量信息发送给修复药剂施加控制子系统；

上述修复药剂施加控制系统用于接收信息处理系统发送的土壤修复药剂施加量信息，依据接收到的信息向待修复土壤中施加修复药剂。

实施例2

作为实施例1的具体方案，本实施中实时采样子系统包括定时器、定位装置、重量称量装置、采样装置、样品储存装置以及采样信息储存装置；上述采样信息存储装置与定位装置、重量称量装置及采样装置电连接、用于存储采样地点、时间及采样量；其中，采样时间范围为5min-60min，采样量范围为 10g-200g。

具体的，信息采集系统包括温度传感器、水分传感器以及x射线荧光光谱分析仪；温度传感器、土壤水分传感器、x射线荧光光谱分析仪呈棋盘状均匀分布在土壤修复处理箱中；每隔预定的时间测定温度、含水率和土壤重金属含量。

上述信息处理子系统包括数据接收模块、数据发送模块、数据整合处理模块以及数据库模块；数据接收模块用于接收土壤进行采集子系统发送的土壤pH 值、温度、含水率、土壤重金属含量信息；数据整合处理模块用于处理数据接收模块接收的土壤pH值、温度、含水率、土壤重金属含量信息，并对其进行处理获得土壤修复药剂施加量；数据库模块用于存储数据整合处理模块的处理获得的土壤修复药剂施加量；数据发送模块用于发送土壤修复药剂施加量信息给修复药剂施加控制子系统。

上述修复药剂施加控制子系统包括信息接收装置和若干数控阀门控制器；修复药剂投加装置包括若干盛药筒，所述盛药筒底部设置有出药口，对应所述出药口出设置有数控阀门，所述数控阀门与所述数控阀门控制器一一对应受控连接。

修复药剂投加装置包括若干盛药筒，上述盛药筒底部设置有出药口，对应上述出药口出设置有数控阀门，上述数控阀门与上述数控阀门控制器一一对应受控连接。

本实施例中设置有若干盛药筒，各盛药筒中分别装有不同的修复药剂盛药筒上以及设置有数控阀，能够根据待修复土壤的污染情况控制相应的数控阀打开预定时间，以向待修复土壤中添加预定种类、预定计量的修复药剂。

实施例2

作为实施例1的进一步改进，本实施例在实施例1的基础上还包括土壤修复药剂原位搅拌系统，修复药剂原位搅拌系统用于对待修复土壤和修复药剂进行搅拌混合。

本发明重金属污染土壤原位智能修复系统能够实时检测土壤信息和实时调控修复药剂投加量及种类的重金属污染土壤原位修复系统，对于克服相关参数监控、测定重金属含量而导致的人工体力、时间消耗和经济成本增加等问题，以及药剂投加量控制精度差，药剂投加种类单一的缺陷有重要意义。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种重金属污染土壤原位智能修复系统，其特征在于，包括实时采样子系统、土壤信息检测采集子系统、信息传输子系统、信息处理子系统、修复药剂施加控制子系统及土壤-修复药剂原位搅拌子系统；

所述实时采样子系统用于对重金属土壤进行采样；

所述土壤信息检测采集系统通过信息传输系统与所述信息处理系统通讯连接，所述土壤信息检测采集子系统用于检测土壤的pH值、温度、含水率、土壤重金属含量并将采集到的信息通过信息传输系统发送给信息处理子系统；

所述信息处理系统用于接收土壤信息采集系统发送的土壤pH值、温度、含水率、土壤重金属含量信息，并对接收到的信息进行转换处理，获得土壤重金属污染物种类及含量，并通过计算获得土壤修复药剂施加量，再将获得的土壤修复药剂施加量信息发送给修复药剂施加控制子系统；

所述修复药剂施加控制系统用于接收信息处理系统发送的土壤修复药剂施加量信息，依据接收到的信息向待修复土壤中施加修复药剂。

2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤原位智能修复系统，其特征在于，还包括土壤-修复药剂原位搅拌系统，所述修复药剂原位搅拌系统用于对待修复土壤和修复药剂进行搅拌混合。

3.根据权利要求1所述的重金属污染土壤原位智能修复系统，其特征在于，所述信息采集系统包括温度传感器、水分传感器以及x射线荧光光谱分析仪；

所述温度传感器、土壤水分传感器、x射线荧光光谱分析仪呈棋盘状均匀分布在土壤修复处理箱中；每隔预定的时间测定温度、含水率和土壤重金属含量。

4.根据权利要求1所述的重金属污染土壤原位智能修复系统，其特征在于，所述实时采样子系统的采样时间范围为5min-60min，采样量范围为10g-200g。

5.根据权利要求1所述的重金属污染土壤原位智能修复系统，其特征在于，所述信息处理子系统包括数据接收模块、数据发送模块、数据整合处理模块以及数据库模块；

所述数据接收模块用于接收土壤进行采集子系统发送的土壤pH值、温度、含水率、土壤重金属含量信息；

所述数据整合处理模块用于处理数据接收模块接收的土壤pH值、温度、含水率、土壤重金属含量信息，并对其进行处理获得土壤修复药剂施加量；

所述数据库模块用于存储数据整合处理模块的处理获得的土壤修复药剂施加量；

所述数据发送模块用于发送土壤修复药剂施加量信息给修复药剂施加控制子系统。

6.根据权利要求1所述的重金属污染土壤原位智能修复系统，其特征在于，所述实时采样子系统包括定时器、定位装置、重量称量装置、采样装置、样品储存装置以及采样信息储存装置；

所述采样信息存储装置与定位装置、重量称量装置及采样装置通讯连接、用于存储采样地点、时间及采样量。

7.根据权利要求1所述的重金属污染土壤原位智能修复系统，其特征在于，所述修复药剂施加控制子系统包括信息接收装置和若干数控阀门控制器；

修复药剂投加装置包括若干盛药筒，所述盛药筒底部设置有出药口，对应所述出药口出设置有数控阀门，所述数控阀门与所述数控阀门控制器一一对应受控连接。