CN109332374A - 一种重金属污染土壤的电动修复卧式装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种重金属污染土壤的电动修复卧式装置，属于土壤修复技术领域，所述卧式装置包括：一处理箱，所述处理箱的材质为铅板，所述处理箱上设置有进水口和出水口，所述处理箱包括：一箱体；一端盖，所述端盖设置在箱体上；一电极板，所述电极板包括：一阳极，所述阳极设置在所述容置空间的底部或侧壁；一阴极，所述阴极设置在所述容置空间的上部中央；一水处理组件，所述水处理组件可处理含重金属离子的液体；其中，所述电极板可在一电源作用下使所述重金属电解为重金属离子，使所述重金属离子从所述容置空间向所述水处理组件运动。达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

Description

一种重金属污染土壤的电动修复卧式装置

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污染土壤的电动修复卧式装置。

背景技术

目前，电动修复装置主要是依靠阴极和阳极两块电极板来对土壤进行电解操作，使得土壤中的重金属离子被电解出，对析出的重金属离子进行收集操作；在对土壤电解到一定程度后，土壤中的重金属离子含量达标，完成对重金属污染土壤的修复。

但是现有的电动修复装置对于重金属离子的收集效率低，一般采用将重金属离子吸附并聚集在一块，在电解完成后或在电解中途，将富集有重金属离子聚集区域的土壤取出，使得剩余土壤内的重金属含量达标；并且现有的电动修复装置没有考虑在修复重金属土壤时辐射问题，在处理被放射性重金属污染的土壤时，辐射作用尤为明显，如土壤中带有钒、钍、铼、钾放射性金属物质等；长时间的辐射容易对工人和周边环境造成不可逆的影响。

所以，现有技术的技术问题在于，重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发。

发明内容

本申请实施例提供一种重金属污染土壤的电动修复卧式装置，解决了现有技术中重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发的技术问题；达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

本申请实施例提供一种重金属污染土壤的电动修复卧式装置，所述卧式装置包括：一处理箱，所述处理箱的材质为铅板，所述处理箱上设置有进水口和出水口，所述处理箱包括：一箱体，所述箱体内设置有一容置空间，所述容置空间可容置重金属污染的土壤和液体；一端盖，所述端盖设置在箱体上；一电极板，所述电极板包括：一阳极，所述阳极设置在所述容置空间的底部或侧壁；一阴极，所述阴极设置在所述容置空间的上部中央；一水处理组件，所述水处理组件可处理含重金属离子的液体；所述水处理组件的输入端和输出端分别连通所述出水口和进水口；其中，所述电极板可在一电源作用下使所述重金属电解为重金属离子，并通过所述阴极使所述重金属离子从所述容置空间向所述水处理组件运动。

作为优选，所述出水口对应所述阴极设置，所述出水口设置在所述端盖上；所述进水口设置有多个，均匀设置在所述箱体的底部。

作为优选，所述水处理组件相对于所述出水口设置有出水管，所述出水管贯穿所述出水口并接触到所述土壤；所述水处理组件相对于进水口设置有进水管，所述进水管贯穿所述进水口并接触到所述土壤。

作为优选，所述端盖设置有固定组件，所述固定组件连接端盖和阴极。

作为优选，所述固定组件包括：框体，所述框体和所述端盖连接；活动槽，所述活动槽贯穿设置在所述框体内；以及弹力件，所述弹力件设置在所述活动槽内；其中，所述阴极设置在所述活动槽内，且所述弹力件作用在阴极和框体之间，并通过所述弹力件使所述阴极可相对于框体上下运动。

作为优选，所述出水管上连接设置有第二泵体。

作为优选，所述出水管相对于所述土壤设置有出水隔罩，所述出水隔罩设置在出水管的端部，且所述出水隔罩设置在所述容置空间内，所述出水隔罩上设置有若干的吸水口，并通过所述吸水口使所述液体向所述出水管运动。

作为优选，所述进水管相对于所述土壤设置有进水隔罩，所述进水隔罩上设置有送水口，并通过所述送水口使所述液体从所述出水管向外运动。

作为优选，所述阳极设置在所述箱体的底部，且所述阳极对应所述进水口设置有通孔；所述进水隔罩相对于所述阴极设置有连接管，所述连接管通过所述通孔贯穿所述阳极，且所述连接管的两端分别连接进水管和进水隔罩。

作为优选，所述处理箱内设置有绝缘内衬层。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、本申请实施例中，通过铅来制造处理箱，防止辐射向外口扩散；同时在箱体的底部设置进水口，端盖上设置出水口，利用水或其他液体作为媒介，向上运输重金属离子，避免重金属离子沉淀在箱体的底部边缘，使得重金属离子能被快速的搬运出土壤，解决了现有技术中重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发的技术问题；达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

2、本申请实施例中，将阴极和端盖连接在一起，阴极随端盖取出；使得土壤在置入和取出时便捷，避免对阴极的拆卸安装，也避免土壤对阴极造成冲击损伤，如土壤中夹带的石块撞击到阴极；使用时，只需要先开土壤上留槽，使得阴极能沿槽置入于土壤中，将端盖盖在箱体上，随着装置运转，进水口进入的水不断上涌，使得土壤变松软，位于阴极上部的土壤坍陷，将阴极完全包覆在内，使得阴极全面而高效的工作。

3、本申请实施例中，所述出水隔罩包覆设置在所述阴极上，使得出水隔罩随阴极一起上下可以运动，且两者的相对位置稳定，避免阴极和出水隔罩碰撞，也通过出水隔罩和阴极之间的相互限制，使得阴极和出水隔罩更加稳定；同时，出水隔罩环绕阴极设置，有利于将朝阴极运动重金属离子统统吸附上，吸附的效率更高，重金属的修复速度也更快。

4、本申请实施例中，阳极设置为弯曲的包覆型，铺设在箱体的底部和侧壁处，使得箱体内的土壤全方位的被刺激，重金属离子快速的向位于中央的阴极汇聚运动。

附图说明

图1为本申请实施例中一种重金属污染土壤的电动修复卧式装置的主视向剖视结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图2中B处的放大图；

图4为本申请实施例中出水管的主视向剖视结构示意图；

图5为本申请实施例中一种重金属污染土壤的电动修复卧式装置的侧视向结构示意图。

附图标记：1、处理箱、11、箱体；12、端盖；13、绝缘内衬层；14、阳极；141、通孔；15、阴极；16、固定组件；161、框体；162、活动槽；163、弹力件；164、插入头；2、绝缘包覆层；3、水处理组件；31、第一泵体；32、进水管；321、连接管；322、进水隔罩；3221、密封圈；323、进水隔网；324、弹性圈；33、出水管；331、出水隔罩；3311、出水腔；3312、吸水口；3313、吸水隔网；332、出水隔网；333、弯曲部；34、第二泵体；4、铅板包覆层。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种重金属污染土壤的电动修复卧式装置，通过铅来制造处理箱1，防止辐射向外口扩散；同时在箱体11的底部设置进水口，端盖12上设置出水口，利用水或其他液体作为媒介，向上运输重金属离子，避免重金属离子沉淀在箱体11的底部边缘，使得重金属离子能被快速的搬运出土壤，解决了现有技术中重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发的技术问题；达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

一种重金属污染土壤的电动修复卧式装置，所述卧式装置包括：

一处理箱1，所述处理箱1的材质为铅板，所述处理箱1上设置有进水口和出水口，所述处理箱1包括：一箱体11，所述箱体11内设置有一容置空间，所述容置空间可容置重金属污染的土壤和液体；一端盖12，所述端盖12设置在箱体11上；

一电极板，所述电极板包括：一阳极14，所述阳极14设置在所述容置空间的底部或侧壁；一阴极15，所述阴极15设置在所述容置空间的上部中央；

具体来说，所述出水口用来出水，进水口用来进水，进出水的目的在于携带走土壤中电解出来的重金属离子，使得土壤被修复；出水口对应阴极15设置，进水口对应阳极14设置，且在阳极14设置为多处时，优化进水管32和进水隔罩322的分布位置来完成对阳极14的针对性布水，使得整个箱体11的底部都能被照顾到，使得原本沉淀在箱体11底部的重金属离子能被水携带着向上运动；根据待处理土壤的成分不同，处理箱1形状的不同，出水口和进水口可以调整。

通过大量实验，我们设计出最高效水循环路线，以提高土壤中重金属离子的抽取效率和效果，使得处理箱1内部存在重金属离子聚集的死角；具体来说将出水口设置在端盖12上，进水口设置在箱体11的底部，采用第二泵体34从上抽吸土壤中的水分，采用第一泵体31从下向上为土壤供应水分，通过新的水循环方式，水流从下向上涌，水流在进入处理箱1内部时，流速快，可以迅速充满整个处理箱1的底部，并承托底部聚集的重金属离子向上运动出出水口；避免重金属离子沉淀聚集在箱体11底部的角落，解决处理箱1内土壤冲洗的死角问题，使得处理箱1处理后的土壤的各个部分都能达标，都能被完全修复，也提高了电动修复的实际效率和修复质量。

具体来说，所述水循环的体系的建设中还需要考虑到出水速度和进水速度，一般来说，所述土壤在电动修复准备时，土壤的含水率在80％-120％之间，根据待修复土壤的重量，计算出整个处理箱1内水的含量，一般来说，每12小时电动修复状态下，需要完成一次100％的换水操作；含水量除以时间计算出水口的流速，再根据出水口的流速去计算进水口的流速，一般来说，出水口流速和进水口流速持平，实现电动修复装置的稳定且高效的运转。

具体来说，所述出水口设置在所述阴极15的边缘，可以最有效的收集被吸引而来的重金属离子。

具体来说，优选端盖12和所述箱体11之间可拆卸式连接，如螺纹连接，卡接或压接。

具体来说，对所述铅板材质的处理箱1厚度有要求，操作人员全年辐射照射量应当≤25mSv/a，根据这个指标，对应所处理重金属污染土壤的放射性强度，计算出处理箱1的厚度要求。

一水处理组件3，所述水处理组件3可处理含重金属离子的液体；所述水处理组件3的输入端和输出端分别连通所述出水口和进水口；

其中，所述电极板可在一电源作用下使所述重金属电解为重金属离子，并通过所述阴极15使所述重金属离子从所述容置空间向所述水处理组件3运动。

具体来说，所述水处理组件3为现有技术，原理是对含重金属离子的水或其他液体进行处理，一般采用将重金属离子和其他阴离子结合的方式，产生重金属沉淀物来处理掉其中的重金属离子。

具体来说，所述重金属离子为阳离子，在电场的作用下会向阴极15侧运动，在水或其他液体的带动下，进入阴离子侧的出水口。

所述出水口对应所述阴极15设置，所述出水口设置在所述端盖12上；所述进水口设置有多个，均匀设置在所述箱体11的底部。

所述水处理组件3相对于所述出水口设置有出水管33，所述出水管33贯穿所述出水口并接触到所述土壤；所述水处理组件3相对于进水口设置有进水管32，所述进水管32贯穿所述进水口并接触到所述土壤。

具体来说：所述进水管32和出水管33的材质优选为铅，所述进、出水管33和所述端盖12或箱体11为一整体；也可以是进水管32采用多层组合包覆的形式，外层采用铅板包围。

具体来说，所述进水管32是为了通过箱体11为容置空间内的土壤供水，使得容置空间内的土壤被电解后，重金属离子能一直被水快速携带；在进过水处理后的水具有阳离子，再次被添加到土壤内后，能综合掉一部分氢氧根离子，使得酸碱趋于平衡，便于土壤中的重金属离子被大量且高效的电解出。

所述端盖12设置有固定组件16，所述固定组件16连接端盖12和阴极15。

所述固定组件16包括：框体161，所述框体161和所述端盖12连接；活动槽162，所述活动槽162贯穿设置在所述框体161内；以及弹力件163，所述弹力件163设置在所述活动槽162内；其中，所述阴极15设置在所述活动槽162内，且所述弹力件163作用在阴极15和框体161之间，并通过所述弹力件163使所述阴极15可相对于框体161上下运动。

具体来说，所述弹力件163设置为弹簧，所述活动槽162的尺寸大于所述阴极15的尺寸，使得所述阴极15在活动槽162内上下运动，使得阴极15能适应不同的土壤高度，避免阴极15被压受损。

具体来说，所述固定组件16的底部设置有插入头164，插入头164为尖锐状；所述插入头164的设置便于端盖12和箱体11连接时的快速连接，避免由于土壤高度问题，固定组件16无法进一步深入土壤，导致端盖12和箱体11之间存在高度差，无法便捷的连接上。

具体来说，所述出水管33、出水隔罩331和固定组件16连接设置在一起，减小整体体积，减少前期在土壤内槽的尺寸，以便捷平稳将阴极15放入槽内。

具体来说，所述出水隔罩331包覆在阴极15上，所述出水隔罩331内设置有出水腔3311和吸水口3312，所述吸水口3312和出水腔3311连通，所述出水隔罩331设置在活动槽162内，所述出水管33从上而下贯穿框体161，并和出水隔罩331连接，通过卡箍固定，为了保证一定范围内的收缩性，可以在出水管33和出水隔罩331之间设置一段波纹管。

具体来说，所述出水隔罩331的长度大于活动槽162的长度，使得出水隔罩331相对于活动槽162外伸，吸水口3312设置在出水隔罩331相对于活动槽162外伸部位，使得吸水口3312能高效吸水。

具体来说，所述出水隔罩331外相对于吸水口3312设置有吸水隔罩，以隔绝土壤的进入。

所述出水管33上连接设置有第二泵体34。

具体来说，优选设置第一泵体31和第二泵体34，第一泵体31用于为容置空间供水，第二泵体34为了向容置空间内抽水；第一泵体31设置在进水管32上，第二泵体34设置出水管33上。优选在出水口的底部设置一过滤网，进一步对水质过滤，避免对第二泵体34和整个连通管道造成影响。

所述出水管33相对于所述土壤设置有出水隔罩331，所述出水隔罩331设置在出水管33的端部，且所述出水隔罩331设置在所述容置空间内，所述出水隔罩331上设置有若干的吸水口3312，并通过所述吸水口3312使所述液体向所述出水管33运动。

所述进水管32相对于所述土壤设置有进水隔罩322，所述进水隔罩322上设置有送水口，并通过所述送水口使所述液体从所述出水管33向外运动。

具体来说，所述送水口和吸水口3312的直径优选设置在1～5mm之间，一般设置为2mm；还可以在送水口和吸水口3312上设置滤膜或滤纸，滤膜或滤纸可以是粘附在隔罩表面，也可以是利用外框和隔板配合使得滤膜或滤纸被卡压在隔罩上。滤膜或滤纸的设置为了在水携带重金属离子能通过，而土壤不能通过。

具体来说，所述整个水处理组件3和处理箱1之间还需要有阀体，使得水处理组件3和处理箱1之间的水循环体系可以断开，避免由于水导致电路短路；同时为了防止导电和漏电，所述出水管33和进水管32优选采用在外层包覆上绝缘层，如包覆橡胶，内层采用防腐蚀材质，如使用镀锌管。

具体来说，所述进水隔罩322和连接管321之间设置有进水隔网323，为了保证进水隔网323设置的稳定性，在进水隔网323的下面或下方设置弹性圈324，用来抵住进水隔网323的位置。

具体来说，所述进水隔网323的尺寸大于连接管321的中空部横截面积，通过进水隔网323和连接管321之间螺纹连接的旋紧来压紧进水隔网323的位置。

具体来说，所述进水管32为圆环状，所述进水管32内设置有管道内腔，所述管道内腔上设置有中空的连接管321，所述连接管321贯通箱体11和阳极14，使得管道内腔和处理箱1的容置空间连通，使得水处理组件3将处理后的水运输到土壤中；其中，所述连接管321优选螺纹连接在箱体11上，且所述端盖12和所述进水管32优选为一整体；所述连接管321对应所述容置空间的外侧边缘，即所述连接管321对应所述阳极14所在的位置，使得水处理组件3处理后的水优选和阳极14附近的土壤接触。

所述阳极14设置在所述箱体11的底部，且所述阳极14对应所述进水口设置有通孔141；所述进水隔罩322相对于所述阴极15设置有连接管321，所述连接管321通过所述通孔141贯穿所述阳极14，且所述连接管321的两端分别连接进水管32和进水隔罩322。

具体来说，所述阳极14上的通孔141为阶梯孔，所述进水隔罩322和连接管321螺纹连接，且所述进水隔罩322的底部也设置在通孔141内，且通过在进水隔罩322的外侧设置密封圈3221，防止土壤和水流入通孔141内。

所述处理箱1内设置有绝缘内衬层13。

具体来说，所述绝缘包覆层2和绝缘内衬层13都是为了避免在电解时发生漏电伤人的事件，保证装置的安全运行；绝缘包覆层2和绝缘内衬层13可以采用玻璃钢、绝缘胶垫、绝缘板。

所述卧式装置外包覆设置有铅板包覆层4。

具体来说，所述铅板包覆层4由若干块铅板搭建构成，用来包覆整个设备，降低设备运转过程中辐射危害，减少对周围环境和动物的放射性损害。

技术效果：

1、本申请实施例中，通过铅来制造处理箱1，防止辐射向外口扩散；同时在箱体11的底部设置进水口，端盖12上设置出水口，利用水或其他液体作为媒介，向上运输重金属离子，避免重金属离子沉淀在箱体11的底部边缘，使得重金属离子能被快速的搬运出土壤，解决了现有技术中重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发的技术问题；达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

2、本申请实施例中，将阴极15和端盖12连接在一起，阴极15随端盖12取出；使得土壤在置入和取出时便捷，避免对阴极15的拆卸安装，也避免土壤对阴极15造成冲击损伤，如土壤中夹带的石块撞击到阴极15；使用时，只需要先开土壤上留槽，使得阴极15能沿槽置入于土壤中，将端盖12盖在箱体11上，随着装置运转，进水口进入的水不断上涌，使得土壤变松软，位于阴极15上部的土壤坍陷，将阴极15完全包覆在内，使得阴极15全面而高效的工作。

3、本申请实施例中，所述出水隔罩331包覆设置在所述阴极15上，使得出水隔罩331随阴极15一起上下可以运动，且两者的相对位置稳定，避免阴极15和出水隔罩331碰撞，也通过出水隔罩331和阴极15之间的相互限制，使得阴极15和出水隔罩331更加稳定；同时，出水隔罩331环绕阴极15设置，有利于将朝阴极15运动重金属离子统统吸附上，吸附的效率更高，重金属的修复速度也更快。

4、本申请实施例中，阳极14设置为弯曲的包覆型，铺设在箱体11的底部和侧壁处，使得箱体11内的土壤全方位的被刺激，重金属离子快速的向位于中央的阴极15汇聚运动。

工作原理：

通过铅来制造处理箱1，防止辐射向外口扩散；同时在箱体11的底部设置出水口，利用水或其他液体作为媒介，快捷的运输重金属离子，使得重金属离子能被快速的搬运出土壤，同时整个水循环体系的建立，简约用水，减少污水排放，也有利于向土壤补充如氢离子之类的阳离子，保持土壤中阴阳离子平衡，便于高效电解；解决了现有技术中重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发的技术问题；达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种重金属污染土壤的电动修复卧式装置，其特征在于，所述卧式装置包括：

一处理箱，所述处理箱的材质为铅板，所述处理箱上设置有进水口和出水口，所述处理箱包括：

一箱体，所述箱体内设置有一容置空间，所述容置空间可容置重金属污染的土壤和液体；

一端盖，所述端盖设置在箱体上；

一电极板，所述电极板包括：

一阳极，所述阳极设置在所述容置空间的底部或侧壁；

一阴极，所述阴极设置在所述容置空间的上部中央；

一水处理组件，所述水处理组件可处理含重金属离子的液体；所述水处理组件的输入端和输出端分别连通所述出水口和进水口；

其中，所述电极板可在一电源作用下使所述重金属电解为重金属离子，并通过所述阴极使所述重金属离子从所述容置空间向所述水处理组件运动。

2.如权利要求1所述的卧式装置，其特征在于，所述出水口对应所述阴极设置，所述出水口设置在所述端盖上；所述进水口设置有多个，均匀设置在所述箱体的底部。

3.如权利要求1所述的卧式装置，其特征在于，所述水处理组件相对于所述出水口设置有出水管，所述出水管贯穿所述出水口并接触到所述土壤；所述水处理组件相对于进水口设置有进水管，所述进水管贯穿所述进水口并接触到所述土壤。

4.如权利要求1所述的卧式装置，其特征在于，所述端盖设置有固定组件，所述固定组件连接端盖和阴极。

5.如权利要求4所述的卧式装置，其特征在于，所述固定组件包括：

框体，所述框体和所述端盖连接；

活动槽，所述活动槽贯穿设置在所述框体内；以及

弹力件，所述弹力件设置在所述活动槽内；

其中，所述阴极设置在所述活动槽内，且所述弹力件作用在阴极和框体之间，并通过所述弹力件使所述阴极可相对于框体上下运动。

6.如权利要求3所述的卧式装置，其特征在于，所述出水管上连接设置有第二泵体。

7.如权利要求3或6所述的卧式装置，其特征在于，所述出水管相对于所述土壤设置有出水隔罩，所述出水隔罩设置在出水管的端部，且所述出水隔罩设置在所述容置空间内，所述出水隔罩上设置有若干的吸水口，并通过所述吸水口使所述液体向所述出水管运动。

8.如权利要求3所述的卧式装置，其特征在于，所述进水管相对于所述土壤设置有进水隔罩，所述进水隔罩上设置有送水口，并通过所述送水口使所述液体从所述出水管向外运动。

9.如权利要求8所述的卧式装置，其特征在于，所述阳极设置在所述箱体的底部，且所述阳极对应所述进水口设置有通孔；所述进水隔罩相对于所述阴极设置有连接管，所述连接管通过所述通孔贯穿所述阳极，且所述连接管的两端分别连接进水管和进水隔罩。

10.如权利要求1所述的卧式装置，其特征在于，所述处理箱内设置有绝缘内衬层。