CN109604328A - 一种用于修复重金属污染土壤的装置及其修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于修复重金属污染土壤的装置，包括铰接杆、网格收卷盘、安装框、底框收卷盘和铲斗，所述安装框一端的同一高度位置处焊接有两块相互平行的固定板，所述固定板相互靠近的一侧皆铰接有铰接杆，两侧铰接杆同一端之间铰接有铲斗。本发明通过在凸起相对应两侧三分之一高度位置处皆设有通孔，并在通孔外侧的凸起内部设有铁链，不仅可以使通孔下方凸起内侧的底框上表面形成密闭空间，便于修复液在凸起的内侧堆积，对位于底框上表面下层重金属含量高的土壤进行浸泡，土壤修复更具有针对性，提升对重金属土壤的修复效果，便于对修复液的收集和循环利用，且利用铁链提升了底框的强度，耐拉扯，延长装置的使用寿命。

Description

一种用于修复重金属污染土壤的装置及其修复方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体为一种用于修复重金属污染土壤的装置及其修复方法。

背景技术

农药、化肥和地膜是重要的农用物资，对农业生产的发展起着重大的推动作用，但长期不合理施用，往往导致土壤重金属污染，绝大多数的农药为有机化合物，少数为有机-无机化合物或纯矿物质，个别农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属，重金属元素是肥料中报道最多的污染物质，氮、钾肥料中重金属含量较低，磷肥中含有较多的有害重金属，复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所带入。

土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度，不仅会导致土壤退化，农作物产量和品质下降，而且还可以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水，恶化环境，并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体健康。

重金属因土壤胶体和颗粒物的吸附作用，长期存在于土壤中，浓度多成垂直递减分布，所以土壤表面重金属的含量高于土壤底部的含量。

目前，现有的重金属土壤修复具体包括物理、化学、微生物等方法，但这些方法大都存在较大的局限性，物理处理法工程量大、费用高，化学修复技术费用高、可能对环境造成二次污染，可操作性差，微生物存在地域及品种的限制，修复效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于修复重金属污染土壤的装置及其修复方法，以解决上述背景技术中提出的现有重金属土壤修复具体包括物理、化学、微生物等方法，但这些方法大都存在较大的局限性，物理处理法工程量大、费用高，化学修复技术费用高、可能对环境造成二次污染，可操作性差，微生物存在地域及品种的限制，修复效率较低问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于修复重金属污染土壤的装置，包括铰接杆、网格收卷盘、安装框、底框收卷盘和铲斗，所述安装框一端的同一高度位置处焊接有两块相互平行的固定板，所述固定板相互靠近的一侧皆铰接有铰接杆，两侧铰接杆同一端之间铰接有铲斗，所述铲斗的顶部设有固定条，所述铲斗一侧的铰接杆之间焊接有连接杆，所述连接杆的中间位置处铰接有第一液压缸，且第一液压杆远离连接杆的一端与固定条相铰接，所述铰接杆远离铲斗一侧的安装框内侧壁相对应的两侧皆焊接有安装板，所述安装板上皆铰接有第二液压缸，且第二液压缸远离安装板的一端皆与铰接杆相铰接，所述铰接杆下方远离铲斗一侧的安装框内侧通过轴承安装有底框收卷盘，所述底框收卷盘上方远离铰接杆一侧的安装框内侧通过轴承安装有网格收卷盘，所述网格收卷盘与底框收卷盘位置处的安装框外侧壁上皆焊接有支撑板，所述底框收卷盘位置处的支撑板顶部固定有第一电机，所述网格收卷盘位置处的支撑板顶部固定有第二电机，且第一电机与第二电机的输出端分别与底框收卷盘和网格收卷盘固定连接，所述底框收卷盘上缠绕收卷有底框，所述底框顶部的边缘位置处皆设有凸起，所述底框顶部相对应的两侧凸起内部皆设有导液槽，所述导液槽上皆设有与底框内侧相连通的通孔，且导液槽外侧的凸起内部皆布置有铁链，所述网格收卷盘上缠绕收卷的网格由第一网格条与第二网格条呈经纬状布置而成，所述第二网格条上均匀布置有磁块，所述安装框外侧壁的一侧固定有蓄液箱，所述蓄液箱外侧壁底端的一侧连接有布液管，且布液管远离蓄液箱的一端延伸至铲斗一侧的铰接杆下方并均匀布置有喷头。

优选的，所述铰接杆上方的安装框内侧壁上皆焊接有限位块。

优选的，所述底框、第一网格条与第二网格条皆为橡胶材质，且第一网格条与第二网格条形成网格的大小小于凸起的大小。

优选的，所述通孔位于凸起三分之一高度位置处。

根据权利要求1-4任一项所述的用于修复重金属污染土壤装置的土壤修复方法，包括以下步骤：

S1：人为将底框收卷盘上的底框拉伸出一定长度铺设在路面上，并拉动网格收卷盘上的网格铺设在底框顶部凸起的内侧。

S2：利用喷头将蓄液箱内部的修复液喷洒在待修复土壤的表面，并利用第一液压杆推动铲斗倾斜，调整铲斗倾斜角度，从而控制铲斗铲动的深度，利用外力带动安装框整体前进，从而将重金属污染的土壤完整地铲动至铲斗内部。

S3：安装框内部两侧的第二液压杆同时工作，对铰接杆进行挤压，利用铰接杆转动带动铲斗翻转，将铲斗内部重金属污染的土壤倾倒在底框顶部的凸起内侧，且此时位于上表面的土壤掉落至凸起内侧的底端，而位于底部的土壤掉落至凸起内侧的顶端，此时铲斗重复进行铲土并翻转，而由于土壤自身的重量，在安装框整体前进的过程中，底框收卷盘与网格收卷盘自动完成对底框和网格的放置，且在放置的过程中在底框顶部种植一些对重金属具有吸附作用的植物，如狗尾巴草，促进土壤修复的效率。

S4：当利用铲斗对位于同一列的土壤翻动完成，利用外力带动安装框定期在土壤的顶部进行移动，利用喷头对修复液进行喷洒，而由于通孔位于凸起三分之一高度位置处，当修复液漫过底部土壤后由导液槽流出循环利用，定期检测导液槽流出修复液中重金属含量，直至完成对土壤的修复。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)：通过在铲斗顶部的固定条与连接杆之间铰接有第一液压缸，并在铰接杆的一端与安装板之间铰接有第二液压缸，不仅可以便于利用第一液压缸带动铲斗倾斜一定的角度，便于调整铲斗铲动土壤的深度，且可以在铲动的过程中保持土壤的完整性，而且可以便于利用第二液压缸带动铰接杆转动，从而带动铲斗翻转，便于将铲斗内部铲动的完整土壤翻转至底框的上表面，使位于土壤上层吸附有大量重金属的土壤位于底框上表面的下层，使含有少量重金属的土壤位于底框上表面的上层，此时利用修复液对土壤进行修复的过程中使修复液先对重金属含量少的土壤进行修复，后对金属含量低的土壤进行修复，提升对土壤修复的效率。

(2)通过在安装框的内侧分别通过轴承安装有底框收卷盘和网格收卷盘，并在底框收卷盘和网格收卷盘位置处的安装框外侧壁上分别安装有第一电机和第二电机，不仅可以便于在车辆带动安装框整体进行移动的过程中利用土壤自身的重量压住底框和网格的自行铺设，节约人力，实现突然的原位修复，且提升工作效率，且可以便于利用第一电机和第二电机带动底框收卷盘和网格收卷盘进行转动，对底框和网格进行收卷，实现装置的重复利用，节约成本。

(3)通过在底框顶部的边缘位置处设有凸起，并在凸起内侧的底框上表面铺设有由第一网格条和第二网格条交错布置成的网格，且在第二网格条上均匀布置有磁块，不仅可以便于利用凸起提升底框上表面四周的密闭性，避免待修复土壤移位，便于对喷洒的修复液进行收集重复利用，避免修复液夹杂处理的重金属渗透至深层土壤造成二次污染，且可以便于利用网格对土壤进行分隔，避免土壤的内部结块堆积影响修复液的渗透效果，从而影响对土壤的修复效果，且可以便于在对网格进行收卷的过程中对土壤进行松动，利用磁块对土壤中的铁块杂质进行收集。

(4)通过在凸起相对应两侧三分之一高度位置处皆设有通孔，并在通孔外侧的凸起内部设有铁链，不仅可以使通孔下方凸起内侧的底框上表面形成密闭空间，便于修复液在凸起的内侧堆积，对位于底框上表面下层重金属含量高的土壤进行浸泡，土壤修复更具有针对性，提升对重金属土壤的修复效果，便于对修复液的收集和循环利用，且利用铁链提升了底框的强度，耐拉扯，延长装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为本发明的侧视结构示意图；

图3为本发明的侧面内部结构示意图；

图4为本发明的底框内部俯视结构示意图；

图5为本发明的底框与第一网格条和第二网格条组成的网格布置后结构示意图。

图中：1、连接杆；2、铰接杆；3、限位块；4、支撑板；5、第一电机；6、第二电机；7、网格收卷盘；8、安装板；9、安装框；10、第二液压缸；11、底框收卷盘；12、蓄液箱；13、第一液压缸；14、固定条；15、铲斗；16、布液管；17、固定板；18、喷头；19、底框；20、通孔；21、导液槽；22、凸起；23、铁链；24、第一网格条；25、第二网格条；26、磁块。

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。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种用于修复重金属污染土壤的装置，包括铰接杆2、网格收卷盘7、安装框9、底框收卷盘11和铲斗15，安装框9一端的同一高度位置处焊接有两块相互平行的固定板17，固定板17相互靠近的一侧皆铰接有铰接杆2，铰接杆2上方的安装框9内侧壁上皆焊接有限位块3，两侧铰接杆2同一端之间铰接有铲斗15，铲斗15的顶部设有固定条14，铲斗15一侧的铰接杆2之间焊接有连接杆1，连接杆1的中间位置处铰接有第一液压缸13，且第一液压杆13远离连接杆1的一端与固定条14相铰接，铰接杆1远离铲斗5一侧的安装框9内侧壁相对应的两侧皆焊接有安装板8，安装板8上皆铰接有第二液压缸10，且第二液压缸10远离安装板8的一端皆与铰接杆2相铰接，铰接杆2下方远离铲斗15一侧的安装框9内侧通过轴承安装有底框收卷盘11，底框收卷盘11上方远离铰接杆2一侧的安装框9内侧通过轴承安装有网格收卷盘7，网格收卷盘7与底框收卷盘11位置处的安装框9外侧壁上皆焊接有支撑板4，底框收卷盘11位置处的支撑板4顶部固定有第一电机5，网格收卷盘7位置处的支撑板4顶部固定有第二电机6，且第一电机5与第二电机6的输出端分别与底框收卷盘11和网格收卷盘7固定连接，底框收卷盘11上缠绕收卷有底框19，底框19顶部的边缘位置处皆设有凸起22，底框19顶部相对应的两侧凸起22内部皆设有导液槽21，导液槽21上皆设有与底框19内侧相连通的通孔20，通孔20位于凸起22三分之一高度位置处，且导液槽21外侧的凸起22内部皆布置有铁链23，网格收卷盘7上缠绕收卷的网格由第一网格条24与第二网格条25呈经纬状布置而成，底框19、第一网格条24与第二网格条25皆为橡胶材质，第一网格条24与第二网格条25形成网格的大小小于凸起22的大小，且第二网格条25上均匀布置有磁块26，安装框9外侧壁的一侧固定有蓄液箱12，蓄液箱12外侧壁底端的一侧连接有布液管16，且布液管16远离蓄液箱12的一端延伸至铲斗15一侧的铰接杆2下方并均匀布置有喷头18。

根据权利要求1-4任一项的用于修复重金属污染土壤装置的土壤修复方法，包括以下步骤：

S1：人为将底框收卷盘11上的底框19拉伸出一定长度铺设在路面上，并拉动网格收卷盘7上的网格铺设在底框19顶部凸起22的内侧。

S2：利用喷头18将蓄液箱12内部的修复液喷洒在待修复土壤的表面，并利用第一液压杆13推动铲斗15倾斜，调整铲斗15倾斜角度，从而控制铲斗15铲动的深度，利用外力带动安装框9整体前进，从而将重金属污染的土壤完整地铲动至铲斗15内部。

S3：安装框9内部两侧的第二液压杆10同时工作，对铰接杆2进行挤压，利用铰接杆2转动带动铲斗15翻转，将铲斗15内部重金属污染的土壤倾倒在底框19顶部的凸起22内侧，且此时位于上表面的土壤掉落至凸起22内侧的底端，而位于底部的土壤掉落至凸起22内侧的顶端，此时铲斗15重复进行铲土并翻转，而由于土壤自身的重量，在安装框9整体前进的过程中，底框收卷盘11与网格收卷盘17自动完成对底框19和网格的放置，且在放置的过程中在底框19顶部种植一些对重金属具有吸附作用的植物，如狗尾巴草，促进土壤修复的效率。

S4：当利用铲斗15对位于同一列的土壤翻动完成，利用外力带动安装框9定期在土壤的顶部进行移动，利用喷头18对修复液进行喷洒，而由于通孔20位于凸起22三分之一高度位置处，当修复液漫过底部土壤后由导液槽21流出循环利用，定期检测导液槽21流出修复液中重金属含量，直至完成对土壤的修复。

工作原理：当需要对土壤进行修复时，将安装框9固定在车辆上，并将第一液压缸13和第二液压缸10外接液压泵，手动对底框19和网格进行拉动，使第一网格条24与第二网格条25布置成的网格放置在凸起22内侧的底框19上表面，将铲斗15对准待修复土壤，第一液压缸13伸展带动铲斗15转动，此时铲斗15的一端位于地平面的下方，车辆带动安装框9整体前进，从而使铲斗15对土壤进行铲动，铲斗15铲满后第二液压缸10伸展，带动铰接杆2翻转，从而使铲斗15翻转，将铲动的土壤倾倒在底框19的上表面，铲斗15重复对土壤进行铲动并翻滚的过程中，由于土壤自身的重量，使底盘收卷盘11和网格收卷盘7自动对底框19和网格进行铺设，且在进行铲动土壤的过程中，蓄液箱12内部的修复液利用喷头18对土壤喷洒修复液，并在铺设完成土壤后的底框19上种植一些对重金属具有吸附作用的植物，如狗尾巴草，促进土壤的修复，当一列土壤铲动完成，控制安装框9整体在土壤的上表面定期进行喷洒修复液，一部分修复液堆积在通孔20下方的底框19上表面，而多余的修复液由通孔20进入导液槽21的内部，对导液槽21内部的修复液进行收集，处理后循环利用并检测修复液中重金属的含量，直至完成对土壤的修复。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种用于修复重金属污染土壤的装置，包括铰接杆(2)、网格收卷盘(7)、安装框(9)、底框收卷盘(11)和铲斗(15)，其特征在于：所述安装框(9)一端的同一高度位置处焊接有两块相互平行的固定板(17)，所述固定板(17)相互靠近的一侧皆铰接有铰接杆(2)，两侧铰接杆(2)同一端之间铰接有铲斗(15)，所述铲斗(15)的顶部设有固定条(14)，所述铲斗(15)一侧的铰接杆(2)之间焊接有连接杆(1)，所述连接杆(1)的中间位置处铰接有第一液压缸(13)，且第一液压杆(13)远离连接杆(1)的一端与固定条(14)相铰接，所述铰接杆(1)远离铲斗(5)一侧的安装框(9)内侧壁相对应的两侧皆焊接有安装板(8)，所述安装板(8)上皆铰接有第二液压缸(10)，且第二液压缸(10)远离安装板(8)的一端皆与铰接杆(2)相铰接，所述铰接杆(2)下方远离铲斗(15)一侧的安装框(9)内侧通过轴承安装有底框收卷盘(11)，所述底框收卷盘(11)上方远离铰接杆(2)一侧的安装框(9)内侧通过轴承安装有网格收卷盘(7)，所述网格收卷盘(7)与底框收卷盘(11)位置处的安装框(9)外侧壁上皆焊接有支撑板(4)，所述底框收卷盘(11)位置处的支撑板(4)顶部固定有第一电机(5)，所述网格收卷盘(7)位置处的支撑板(4)顶部固定有第二电机(6)，且第一电机(5)与第二电机(6)的输出端分别与底框收卷盘(11)和网格收卷盘(7)固定连接，所述底框收卷盘(11)上缠绕收卷有底框(19)，所述底框(19)顶部的边缘位置处皆设有凸起(22)，所述底框(19)顶部相对应的两侧凸起(22)内部皆设有导液槽(21)，所述导液槽(21)上皆设有与底框(19)内侧相连通的通孔(20)，且导液槽(21)外侧的凸起(22)内部皆布置有铁链(23)，所述网格收卷盘(7)上缠绕收卷的网格由第一网格条(24)与第二网格条(25)呈经纬状布置而成，所述第二网格条(25)上均匀布置有磁块(26)，所述安装框(9)外侧壁的一侧固定有蓄液箱(12)，所述蓄液箱(12)外侧壁底端的一侧连接有布液管(16)，且布液管(16)远离蓄液箱(12)的一端延伸至铲斗(15)一侧的铰接杆(2)下方并均匀布置有喷头(18)。

2.根据权利要求1所述的一种用于修复重金属污染土壤的装置，其特征在于：所述铰接杆(2)上方的安装框(9)内侧壁上皆焊接有限位块(3)。

3.根据权利要求1所述的一种用于修复重金属污染土壤的装置，其特征在于：所述底框(19)、第一网格条(24)与第二网格条(25)皆为橡胶材质，且第一网格条(24)与第二网格条(25)形成网格的大小小于凸起(22)的大小。

4.根据权利要求1所述的一种用于修复重金属污染土壤的装置，其特征在于：所述通孔(20)位于凸起(22)三分之一高度位置处。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于修复重金属污染土壤装置的土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：人为将底框收卷盘(11)上的底框(19)拉伸出一定长度铺设在路面上，并拉动网格收卷盘(7)上的网格铺设在底框(19)顶部凸起(22)的内侧。

S2：利用喷头(18)将蓄液箱(12)内部的修复液喷洒在待修复土壤的表面，并利用第一液压杆(13)推动铲斗(15)倾斜，调整铲斗(15)倾斜角度，从而控制铲斗(15)铲动的深度，利用外力带动安装框(9)整体前进，从而将重金属污染的土壤完整地铲动至铲斗(15)内部。

S3：安装框(9)内部两侧的第二液压杆(10)同时工作，对铰接杆(2)进行挤压，利用铰接杆(2)转动带动铲斗(15)翻转，将铲斗(15)内部重金属污染的土壤倾倒在底框(19)顶部的凸起(22)内侧，且此时位于上表面的土壤掉落至凸起(22)内侧的底端，而位于底部的土壤掉落至凸起(22)内侧的顶端，此时铲斗15重复进行铲土并翻转，而由于土壤自身的重量，在安装框9整体前进的过程中，底框收卷盘(11)与网格收卷盘(17)自动完成对底框(19)和网格的放置，且在放置的过程中在底框(19)顶部种植一些对重金属具有吸附作用的植物，如狗尾巴草，促进土壤修复的效率。

S4：当利用铲斗(15)对位于同一列的土壤翻动完成，利用外力带动安装框(9)定期在土壤的顶部进行移动，利用喷头(18)对修复液进行喷洒，而由于通孔(20)位于凸起(22)三分之一高度位置处，当修复液漫过底部土壤后由导液槽(21)流出循环利用，定期检测导液槽(21)流出修复液中重金属含量，直至完成对土壤的修复。