CN110201995A - 一种土壤采样及注药修复一体机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤采样及注药修复一体机，具体为由移动系统，动力系统，螺旋钻进系统，震动钻进系统，快速检测系统，注药系统，控制系统所组成；移动系统采用履带作为行进载体以适应各种野外环境，待设备移动至目标位置并固定后，架设好承载轨，根据实际需要，选择外接大口径钻地管的螺旋钻进系统或选择外接小口径钻地管的震动钻进系统，可完成土壤样品的采集，地下水渗透管的安装；快速检测系统可根据现场土壤样品和地下水样品进行快速判断，半定量确定污染位置和污染情况，以确定修复药剂的注射位置和注射量；震动钻进系统与注药系统配合，可实现在目标深度土层的药剂压力注射，对污染土壤实施修复。本发明将土壤采样、地下水监测井建设、修复药剂注射等功能集成于一体化机型中，使该机型应用范围更为广泛，同时可满足场地调查及修复过程中现场多样化需求，该机型操作简单、灵活方便、利用效率更高。

Description

一种土壤采样及注药修复一体机
技术领域
本发明属于污染土壤调查及修复技术领域，涉及一种土壤采样及注药修复一体机。
背景技术
土壤是生物和人类赖以生存和生活的重要环境。随着工业化发展、城市化进程的深入,我国土壤污染不断加剧。土壤污染防治是项系统性工程,而我国土壤环境中污染物来源广、种类多、危害大、治理难。调查显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出,工矿业农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。
场地环境调查采样注意事项：注意人身安全，保证仪器设备的完整和安全，确定采用点位置准确，也就是保证采用按时、准确、安全。采样尽可能使样品容器远离污染源；避免采样点水体的搅动；彻底清洗采样容器及设备；场地环境调查安全存放采样器，避免瓶盖和瓶口的污染；采样后擦拭并晾干采样绳，然后才放起来；避免用手和手套接触样品；采集样品中不能有巨大颗粒物如叶子，碎石场地环境调查据悉一般玻璃贮存水样时可溶出钠、钙、镁、硅、硼，有些有色瓶塞还有大量的重金属。
现有的土壤采样钻探采样方法主要手工钻探、冲击式钻探、直压式钻探三种方式。其中手工钻探方式采样深度受限，一般不会超过五米。冲击式钻探应用最为广泛，但操作相对简单粗放，对于现场操作工作要求严格，否则样品交叉污染或漏检污染可能性较高。直压式钻探保持土壤原状性较好，但受限取样管的直径，样品量往往较难满足要求。一体化土壤采样装备已为场地调查的一种趋势，但将土壤取样调查和土壤修复相结合的装备目前应用较少。由于土壤和地下水的取样过程，与后期的修复过程往往是分开实施的，因此修复药剂投加的准确性和靶向性较差，使得药剂利用率低，同时药剂过度使用也会造成二次污染。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种土壤采样及注药修复一体机，该发明将土壤和地下水采样系统、现场快速检测系统、修复药剂注射系统进行集成，可根据现场土壤样品和地下水样品进行快速判断，半定量确定污染位置和污染情况，以确定修复药剂的注射位置和注射量，提高药剂利用率同时，也避免药剂过量注射带来的二次污染。该机型应用范围更为广泛，同时可满足场地调查及修复过程中现场多样化需求，该机型操作简单、灵活方便、利用效率更高。
本发明的目的是这样实现的：
一种土壤采样及注药修复一体机，具体为由移动系统，动力系统，螺旋钻进系统，震动钻进系统，注药系统，控制系统所组成；移动系统采用履带作为行进载体以适应各种野外环境，待设备移动至目标位置并固定后，架设好承载轨，根据实际需要，选择外接大口径钻地管的螺旋钻进系统或选择外接小口径钻地管的震动钻进系统，可完成土壤样品的采集，地下水渗透管的安装；震动钻进系统与注药系统配合，可实现在目标深度土层的药剂压力注射，对污染土壤实施修复。
所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的移动系统，采用履带作为行进载体以适应各种野外环境；
所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的动力系统，采用两套液压系统，一套电力系统；一套液压系统用于操纵动力臂，将连接有移动座的承载轨进行收放和固定，一体机行进或非工作时，承载轨在动力臂的曳力下收置于一体机上方，一体机工作时承载轨在动力臂的推力下伸展开来；另一套液压系统用于驱动连接移动座的推力臂，在推力臂的作用下移动座可实现垂直方向的往复运动；电力系统用于驱动螺旋钻进系统和主要系统的马达，同时也对一体机其他控制系统进行供电；
所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的螺旋钻进系统，下端可连接大口径钻地管，钻地管在旋转马达的带动下，同时由移动座的推力作用下，对土层进行钻进；当钻地管达到一定深度后将其提出，对其内部土壤样品取出并送检；螺旋钻进系统下端还可连接渗透管，将渗透管直接送入目标深度，并采集相应深度的地下水样品并送检；
所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的震动钻进系统，下端可连接小口径钻地管，钻地管在由移动座的脉冲式推击作用下，对土层进行钻进；当钻地管达到一定深度后将其提出，对其内部土壤样品取出并送检；由于震动钻进系统采用直推式钻进和取样方式，因此对原土层扰动较小，土壤样品进行污染指标的检测更加准确。
所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的快速检测系统，可根据现场土壤样品和地下水样品进行快速判断，半定量确定污染位置和污染情况，以确定修复药剂的注射位置和注射量；快速检测系统包括但不限于挥发性有机物气体探测仪，X射线荧光光谱分析仪，多功能水质在线监测仪等。
所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的所述的注药系统，由药剂箱、注药泵、加药管，配合震动钻进系统所组成；待震动钻进系统的钻地管达到目标土层深度后，将加药管与钻地管上端连接，在注药泵驱动下，将药剂箱内的液体药剂注射进入目标土层，对目标土层内污染物进行治理修复。
本发明的有益效果是：将土壤和地下水采样系统、现场快速检测系统、修复药剂注射系统进行集成，可根据现场土壤样品和地下水样品进行快速判断，半定量确定污染位置和污染情况，以确定修复药剂的注射位置和注射量，提高药剂利用率同时，也避免药剂过量注射带来的二次污染。该机型应用范围更为广泛，同时可满足场地调查及修复过程中现场多样化需求，该机型操作简单、灵活方便、利用效率更高。将土壤和地下水采样系统、现场快速检测系统、修复药剂注射系统集成于一体机具有原创性，本发明在土壤调查及修复领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的一种土壤采样及注药修复一体机的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种土壤采样及注药修复一体机进行详细说明。
如图1所示，一种土壤采样及注药修复一体机，具体为由移动系统，动力系统，螺旋钻进系统，震动钻进系统，快速检测系统，注药系统，控制系统所组成；移动系统采用履带作为行进载体以适应各种野外环境，待设备移动至目标位置并固定后，架设好承载轨，根据实际需要，选择外接大口径钻地管的螺旋钻进系统或选择外接小口径钻地管的震动钻进系统，可完成土壤样品的采集，地下水渗透管的安装；快速检测系统可根据现场土壤样品和地下水样品进行快速判断，半定量确定污染位置和污染情况，以确定修复药剂的注射位置和注射量；震动钻进系统与注药系统配合，可实现在目标深度土层的药剂压力注射，对污染土壤实施修复。
以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。
实例1
一种土壤采样及注药修复一体机，采用履带式移动系统，利用震动钻进系统，快速检测系统，注药系统对某污染场地进行现场快速调查和修复。
该场地经过前期调查后，明确特征污染物为甲苯，最大浓度为3560mg/kg。场地调查阶段确定污染深度为3m～10m。
采用震动钻进系统进行取样，并在现场使用PID对土壤进行快速检测，检测结果发现土壤气中甲苯超标深度为7m～9m，浓度范围约为1000～3000mg/kg。
采用过硫酸盐作为药剂，通过主要系统在指定深度完成注射，药剂注入量为1％。
经过15天，目标土层的甲苯浓度降低至1200mg/kg，满足修复目标。

Claims (7)

1.本发明公开了一种土壤采样及注药修复一体机，具体为由移动系统，动力系统，螺旋钻进系统，震动钻进系统，注药系统，控制系统所组成；移动系统采用履带作为行进载体以适应各种野外环境，待设备移动至目标位置并固定后，架设好承载轨，根据实际需要，选择外接大口径钻地管的螺旋钻进系统或选择外接小口径钻地管的震动钻进系统，可完成土壤样品的采集，地下水渗透管的安装；震动钻进系统与注药系统配合，可实现在目标深度土层的药剂压力注射，对污染土壤实施修复。
2.根据权利要求1所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的移动系统，采用履带作为行进载体以适应各种野外环境。
3.根据权利要求1所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的动力系统，采用两套液压系统，一套电力系统；一套液压系统用于操纵动力臂，将连接有移动座的承载轨进行收放和固定，一体机行进或非工作时，承载轨在动力臂的曳力下收置于一体机上方，一体机工作时承载轨在动力臂的推力下伸展开来；另一套液压系统用于驱动连接移动座的推力臂，在推力臂的作用下移动座可实现垂直方向的往复运动；电力系统用于驱动螺旋钻进系统和主要系统的马达，同时也对一体机其他控制系统进行供电。
4.根据权利要求1所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的螺旋钻进系统，下端可连接大口径钻地管，钻地管在旋转马达的带动下，同时由移动座的推力作用下，对土层进行钻进；当钻地管达到一定深度后将其提出，对其内部土壤样品取出并送检；螺旋钻进系统下端还可连接渗透管，将渗透管直接送入目标深度，并采集相应深度的地下水样品并送检。
5.根据权利要求1所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的震动钻进系统，下端可连接小口径钻地管，钻地管在由移动座的脉冲式推击作用下，对土层进行钻进；当钻地管达到一定深度后将其提出，对其内部土壤样品取出并送检；由于震动钻进系统采用直推式钻进和取样方式，因此对原土层扰动较小，土壤样品进行污染指标的检测更加准确。
6.根据权利要求1所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的快速检测系统，可根据现场土壤样品和地下水样品进行快速判断，半定量确定污染位置和污染情况，以确定修复药剂的注射位置和注射量；快速检测系统包括但不限于挥发性有机物气体探测仪，X射线荧光光谱分析仪，多功能水质在线监测仪等。
7.根据权利要求1所述的一种土壤采样及注药修复一体机，其特征在于，所述的所述的注药系统，由药剂箱、注药泵、加药管，配合震动钻进系统所组成；待震动钻进系统的钻地管达到目标土层深度后，将加药管与钻地管上端连接，在注药泵驱动下，将药剂箱内的液体药剂注射进入目标土层，对目标土层内污染物进行治理修复。
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