CN109174932B - 一种重金属污染土壤异位磁场修复装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：包括磁场发生设备、污染物收集设备、污染土壤搅拌设备和动力设备；磁场发生设备为污染土壤处理区提供垂直方向磁场，将重金属污染土壤由传送带运送至污染土壤搅拌设备进口，动力设备带动污染土壤搅拌设备及其内部重金属污染土壤高速转动，切割磁感线，污染物收集设备收集重金属离子，修复完成后的重金属污染土壤由出口输送出；该本发明中的试验装置快捷高效、能耗低、环境友好，可使修复完成的土壤颗粒更加均质松散，在人类可持续发展的绿色规划中可发挥极其重要的作用。

Description

一种重金属污染土壤异位磁场修复装置

技术领域

本发明涉及环境岩土工程技术领域，具体是一种重金属污染土壤异位磁场修复装置。

背景技术

随着工业化和城市化的快速发展，各类废弃物产量迅速增大，土壤污染不断加剧，人类赖以生存的环境日益恶化。土壤不仅是农业生产的基础，还是陆地生态环境的基础，土壤质量不仅决定着农产品的产量、质量和安全性，还直接制约着人类生存的生态环境质量。污染土壤修复工作利在当代，功在千秋。

大量调查研究表明，我国土壤受重金属污染严重，目前的土壤修复技术均有各自的优势和自身的不足。

污染土壤物理化学修复技术起步较早，技术成熟，修复效率高，是一种应用广泛的修复技术。在物理化学修复技术中电动修复技术发展已较成熟，电动力学修复技术可以适用于其他修复技术难以实现的污染场地，可以去除可交换态、碳酸盐和以金属氧化物形态存在的重金属，虽然电动修复技术取得了很大的进展，但是仍有许多问题急需解决，例如提高电动修复效率、减小电动修复成本、减小对环境造成二次污染等，这就需要我们进一步系统的研究。

而磁处理技术作为一种新兴、高效的重金属污染土壤处理方式，值得我们对其进行探究。磁处理技术的基本原理是利用外加磁场对土壤中重金属污染物进行分离处理，并且不会对土壤本身造成污染。整个处理过程较易屏蔽，不产生二次污染，具有处理效率高、经济实用、操作简单等特点。

目前市场上尚缺乏通过外加磁场对重金属污染土壤异位修复的装置。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种重金属污染土壤异位磁场修复装置。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：包括磁场发生设备、污染物收集设备、污染土壤搅拌设备和动力设备。

所述磁场发生设备的整体结构呈上下开口且内中空的圆柱体结构。

所述磁场发生设备由构件I和构件II构成。所述构件I和构件II关于磁场发生设备的轴切面对称。所述构件I的一端和构件II一端活动连接。所述构件I和构件II围绕活动连接端将磁场发生设备打开或关闭。

所述磁场发生设备的内腔中安装污染物收集设备。

所述污染物收集设备为顶端开口、底端封闭的中空圆柱体结构。所述污染物收集设备的圆柱体外径与磁场发生设备的圆柱体内径相契合。所述污染物收集设备的下端通电。

所述污染物收集设备内安装有污染土壤搅拌设备。

所述污染土壤搅拌设备由搅拌室、搅拌柱和搅拌刀片构成。所述搅拌室为顶端开口、底端封闭的中空圆柱体结构。所述搅拌柱安装在搅拌室的底面中心位置处，所述搅拌柱的整体结构位于搅拌室的轴线位置。若干个所述搅拌刀片安装在搅拌柱的外壁上。

所述搅拌室的圆柱体外径与污染物收集设备的内径相契合。所述搅拌刀片的一端安装在搅拌柱上、另一端与搅拌室的内壁留有间隙。所述搅拌室的侧壁开有若干个微孔。所述微孔的直径小于土颗粒的直径、大于重金属离子的直径。

所述搅拌室的底面上设有污染土壤出口和封闭门。所述封闭门控制污染土壤出口的打开和关闭。

所述动力设备的顶端先后穿过污染物收集设备的底面中心位置、搅拌室的底面中心位置，所述动力设备的顶端与搅拌柱的底端相连。

进一步，所述构件I和构件II之间的活动连接采用合页。

进一步，所述磁场发生设备的圆柱体外壁底端处设有开口，所述开口中穿过电极电源线。

进一步，所述污染物收集设备的底面中心位置处开有通孔I。所述搅拌室的底面中心位置处开有通孔II。所述动力设备的顶端先后穿过通孔I和通孔II与搅拌柱的底端连接在一起。所述动力设备的顶端外径与通孔I和通孔II的孔径相契合。

进一步，所述污染物收集设备的底面中心位置处开有通孔I。所述搅拌室的底面中心位置处设有指向空腔内部的凹槽。所述凹槽的内壁上设有内螺纹。所述动力设备的顶端穿过通孔I，旋入凹槽，与搅拌柱的底端连接在一起。所述动力设备的顶端外径与通孔I的孔径相契合。

进一步，所述搅拌柱的顶端安装有盖子。所述盖子与磁场发生设备的顶端固定在一起。

所述盖子将搅拌室的敞口顶端部分遮挡。未遮挡部分为污染土壤进口。所述污染土壤进口与传送带相连。

进一步，所述搅拌室的侧壁采用的材料包括高分子塑料。所述搅拌室的底面采用的材料包括钢材。

进一步，所述盖子、搅拌柱和搅拌刀片采用的材料包括钢材。

进一步，所述磁场发生设备采用的材料为永磁体。

进一步，所述污染物收集设备采用的材料包括铁。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明具有以下优点：

1)本发明中处理区的污染土壤在高速转动下，带电重金属离子切割磁场线，可实现重金属离子的定向迁移，快速高效修复污染土壤；

2)本发明中的修复过程不添加任何药剂，不会产生二次污染；

3)本发明中的装置修复污染土壤过程中处于半封闭状态，不产生灰尘；

4)本发明中的搅拌刀片可增加重金属离子在土体中移动速度，也可使修复完成的土壤颗粒更加均质松散。

附图说明

图1本发明装置平面示意图；

图2本发明装置立面示意图；

图3磁场发生设备立面示意图；

图4污染土壤搅拌设备立面示意图。

图中：磁场发生设备1、构件I101、构件II102、合页103、开口104、污染物收集设备2、污染土壤搅拌设备3、搅拌室301、凹槽3012、污染土壤出口3013、封闭门3014、搅拌柱302、搅拌刀片303、盖子304、污染土壤进口3041和动力设备4。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

如图1和图2所示，一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：包括磁场发生设备1、污染物收集设备2、污染土壤搅拌设备3和动力设备4。

所述磁场发生设备1的整体结构呈上下开口且内中空的圆柱体结构。

如图3所示，所述磁场发生设备1由构件I101和构件II102构成。所述构件I101和构件II102关于磁场发生设备1的轴切面对称。所述构件I101的一端和构件II102一端活动连接。所述构件I101和构件II102围绕活动连接端将磁场发生设备1打开或关闭。

所述构件I101和构件II102之间的活动连接采用合页103，便于污染物定期清除。

所述磁场发生设备1的圆柱体外壁底端处设有开口104，所述开口104中穿过电极电源线。

所述磁场发生设备1的内腔中安装污染物收集设备2。

所述污染物收集设备2为顶端开口、底端封闭的中空圆柱体结构。所述污染物收集设备2的圆柱体外径与磁场发生设备1的圆柱体内径相契合。所述污染物收集设备2的下端通电，利用电镀原理收集重金属离子。

所述污染物收集设备2采用的材料为永磁体，为中间污染土壤搅拌设备内污染土壤提供垂直方向的磁场，永磁铁从上至下通长设置。

所述污染物收集设备2内安装有污染土壤搅拌设备3。

如图4所示，所述污染土壤搅拌设备3由搅拌室301、搅拌柱302和搅拌刀片303构成。所述搅拌室301为顶端开口、底端封闭的中空圆柱体结构。所述搅拌柱302安装在搅拌室301的底面中心位置处，所述搅拌柱302的整体结构位于搅拌室301的轴线位置。若干个所述搅拌刀片303安装在搅拌柱302的外壁上。

所述搅拌室301的圆柱体外径与污染物收集设备2的内径相契合。所述搅拌刀片303的一端安装在搅拌柱302上、另一端与搅拌室301的内壁留有间隙。所述搅拌室301的侧壁开有若干个微孔。所述微孔的直径小于土颗粒的直径、大于重金属离子的直径。

所述搅拌室301的底面上设有污染土壤出口3013和封闭门3014。所述封闭门3014控制污染土壤出口3013的打开和关闭。

所述动力设备4的顶端先后穿过污染物收集设备2的底面中心位置、搅拌室301的底面中心位置，所述动力设备4的顶端与搅拌柱302的底端相连。

所述污染物收集设备2的底面中心位置处开有通孔I201。所述搅拌室301的底面中心位置处设有指向空腔内部的凹槽3012。所述凹槽3012的内壁上设有内螺纹。所述动力设备4的顶端穿过通孔I201，旋入凹槽3012，与搅拌柱302的底端连接在一起，为装置转动提供动力，使污染土壤搅拌设备3与其内部污染土壤做高速旋转，电机功率视污染土壤容器大小而定。

所述动力设备4的顶端外径与通孔I201的孔径相契合。

所述搅拌柱302的顶端安装有盖子304。所述盖子304与磁场发生设备1的顶端固定在一起。

所述盖子304将搅拌室301的敞口顶端部分遮挡。未遮挡部分为污染土壤进口3041。所述污染土壤进口3041与传送带相连。

所述搅拌室301的侧壁采用的材料包括高分子塑料。所述搅拌室301的底面采用的材料包括钢材。所述盖子304、搅拌柱302和搅拌刀片303采用的材料包括钢材。所述污染物收集设备2采用的材料包括铁。

本实施例中的磁场发生设备1为污染土壤处理区提供垂直方向磁场，将重金属污染土壤由传送带运送至污染土壤搅拌设备3的进口，动力设备4带动污染土壤搅拌设备3及其内部重金属污染土壤高速转动，切割磁感线，污染物收集设备2收集重金属离子，修复完成后的重金属污染土壤由出口输送出；

本实施例中的试验装置快捷高效、能耗低、环境友好，可使修复完成的土壤颗粒更加均质松散，在人类可持续发展的绿色规划中可发挥极其重要的作用。

实施例2：

一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：包括磁场发生设备1、污染物收集设备2、污染土壤搅拌设备3和动力设备4。

所述磁场发生设备1的整体结构呈上下开口且内中空的圆柱体结构。

所述磁场发生设备1由构件I101和构件II102构成。所述构件I101和构件II102关于磁场发生设备1的轴切面对称。所述构件I101的一端和构件II102一端活动连接。所述构件I101和构件II102围绕活动连接端将磁场发生设备1打开或关闭。

所述构件I101和构件II102之间的活动连接采用合页103。

所述磁场发生设备1的圆柱体外壁底端处设有开口104，所述开口104中穿过电极电源线。

所述磁场发生设备1的内腔中安装污染物收集设备2。

所述污染物收集设备2为顶端开口、底端封闭的中空圆柱体结构。所述污染物收集设备2的圆柱体外径与磁场发生设备1的圆柱体内径相契合。所述污染物收集设备2的下端通电。

所述污染物收集设备2内安装有污染土壤搅拌设备3。

所述污染土壤搅拌设备3由搅拌室301、搅拌柱302和搅拌刀片303构成。所述搅拌室301为顶端开口、底端封闭的中空圆柱体结构。所述搅拌柱302安装在搅拌室301的底面中心位置处，所述搅拌柱302的整体结构位于搅拌室301的轴线位置。若干个所述搅拌刀片303安装在搅拌柱302的外壁上。

所述搅拌室301的圆柱体外径与污染物收集设备2的内径相契合。所述搅拌刀片303的一端安装在搅拌柱302上、另一端与搅拌室301的内壁留有间隙。所述搅拌室301的侧壁开有若干个微孔。所述微孔的直径小于土颗粒的直径、大于重金属离子的直径。

所述搅拌室301的底面上设有污染土壤出口3013和封闭门3014。所述封闭门3014控制污染土壤出口3013的打开和关闭。

所述动力设备4的顶端先后穿过污染物收集设备2的底面中心位置、搅拌室301的底面中心位置，所述动力设备4的顶端与搅拌柱302的底端相连。

所述污染物收集设备2的底面中心位置处开有通孔I201。所述搅拌室301的底面中心位置处开有通孔II3011。所述动力设备4的顶端先后穿过通孔I201和通孔II3011与搅拌柱302的底端连接在一起。所述动力设备4的顶端外径与通孔I201和通孔II3011的孔径相契合。

所述搅拌柱302的顶端安装有盖子304。所述盖子304与磁场发生设备1的顶端固定在一起。

所述盖子304将搅拌室301的敞口顶端部分遮挡。未遮挡部分为污染土壤进口3041。所述污染土壤进口3041与传送带相连。

所述搅拌室301的侧壁采用的材料包括高分子塑料。所述搅拌室301的底面采用的材料包括钢材。所述盖子304、搅拌柱302和搅拌刀片303采用的材料包括钢材。所述污染物收集设备2采用的材料包括铁。

Claims (10)

1.一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：包括磁场发生设备（1）、污染物收集设备（2）、污染土壤搅拌设备（3）和动力设备（4）；

所述磁场发生设备（1）的整体结构呈上下开口且内中空的圆柱体结构；

所述磁场发生设备（1）由构件I（101）和构件II（102）构成；所述构件I（101）和构件II（102）关于磁场发生设备（1）的轴切面对称；所述构件I（101）的一端和构件II（102）一端活动连接；所述构件I（101）和构件II（102）围绕活动连接端将磁场发生设备（1）打开或关闭；

所述磁场发生设备（1）的内腔中安装污染物收集设备（2）；

所述污染物收集设备（2）为顶端开口、底端封闭的中空圆柱体结构；所述污染物收集设备（2）的圆柱体外径与磁场发生设备（1）的圆柱体内径相契合；所述污染物收集设备（2）的下端通电；

所述污染物收集设备（2）内安装有污染土壤搅拌设备（3）；

所述污染土壤搅拌设备（3）由搅拌室（301）、搅拌柱（302）和搅拌刀片（303）构成；所述搅拌室（301）为顶端开口、底端封闭的中空圆柱体结构；所述搅拌柱（302）安装在搅拌室（301）的底面中心位置处，所述搅拌柱（302）的整体结构位于搅拌室（301）的轴线位置；若干个所述搅拌刀片（303）安装在搅拌柱（302）的外壁上；

所述搅拌室（301）的圆柱体外径与污染物收集设备（2）的内径相契合；所述搅拌刀片（303）的一端安装在搅拌柱（302）上、另一端与搅拌室（301）的内壁留有间隙；所述搅拌室（301）的侧壁开有若干个微孔；所述微孔的直径小于土颗粒的直径、大于重金属离子的直径；

所述搅拌室（301）的底面上设有污染土壤出口（3013）和封闭门（3014）；所述封闭门（3014）控制污染土壤出口（3013）的打开和关闭；

所述动力设备（4）的顶端先后穿过污染物收集设备（2）的底面中心位置、搅拌室（301）的底面中心位置，所述动力设备（4）的顶端与搅拌柱（302）的底端相连。

2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：所述构件I（101）和构件II（102）之间的活动连接采用合页（103）。

3.根据权利要求2所述的一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：所述磁场发生设备（1）的圆柱体外壁底端处设有开口（104），所述开口（104）中穿过电极电源线。

4.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：所述污染物收集设备（2）的底面中心位置处开有通孔I（201）；所述搅拌室（301）的底面中心位置处开有通孔II（3011）；所述动力设备（4）的顶端先后穿过通孔I（201）和通孔II（3011）与搅拌柱（302）的底端连接在一起；所述动力设备（4）的顶端外径与通孔I（201）和通孔II（3011）的孔径相契合。

5.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：所述污染物收集设备（2）的底面中心位置处开有通孔I（201）；所述搅拌室（301）的底面中心位置处设有指向空腔内部的凹槽（3012）；所述凹槽（3012）的内壁上设有内螺纹；所述动力设备（4）的顶端穿过通孔I（201），旋入凹槽（3012），与搅拌柱（302）的底端连接在一起；所述动力设备（4）的顶端外径与通孔I（201）的孔径相契合。

6.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：所述搅拌柱（302）的顶端安装有盖子（304）；所述盖子（304）与磁场发生设备（1）的顶端固定在一起；

所述盖子（304）将搅拌室（301）的敞口顶端部分遮挡；未遮挡部分为污染土壤进口（3041）；所述污染土壤进口（3041）与传送带相连。

7.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：所述搅拌室（301）的侧壁采用的材料包括高分子塑料；所述搅拌室（301）的底面采用的材料包括钢材。

8.根据权利要求6所述的一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：所述盖子（304）、搅拌柱（302）和搅拌刀片（303）采用的材料包括钢材。

9.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：所述磁场发生设备（1）采用的材料为永磁体。

10.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤异位磁场修复装置，其特征在于：所述污染物收集设备（2）采用的材料包括铁。

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