CN110280578A - 一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，包括土壤预处理装置、土壤热脱附装置、固定板、菌液投放装置和电控箱，土壤预处理装置设置在固定板上端，土壤预处理装置用于对土壤进行破碎、除杂处理，便于后期热脱附处理，土壤热脱附装置设置在固定板下端，土壤热脱附装置用于对土壤中的持久性有机污染物进行热脱附处理，使土壤中的有机污染物挥发，并最终经过烟气燃烧筒处理，菌液投放装置用于向处理后的土壤中投加复合菌液，电控箱用于控制装置的运行；本发明结构设计合理，处理效率高，且二次污染小，适宜大量推广。

Description

一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种具有持久性有机污染土壤修复处理的集成装置。

背景技术

持久性有机污染物(POPs)是指通过各种环境介质(大气、水、生物体等) 能够长距离迁移并长期存在于环境，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质，主要包括有机氯杀虫剂、多氯联苯和二噁英等。随着公众对有机污染物环境和健康危害的逐步认识，迫切需要经济而有效方法处理这些毒性物质。主要的有机污染物污染土壤的修复技术有生物修复、化学修复、物理修复等，在众多的物理修复或化学修复技术中，热脱附是公认处理有机物污染土壤的成熟可靠技术。热脱附修复技术是经过直接加热或间接加热，将污染土壤加热到足够的温度，使其所含的有机污染物得以挥发或分离的过程。热脱附是将污染物从一相转化为另一相的物理分离过程，通过控制热脱附系统的温度和物料停留时间可以有选择性的使目标污染物挥发。

但是，现有技术中的土壤处理热脱附抓装置热传递效率都比较地，使得土壤中的持久性有机污染物难以完全去除，影响土壤的后期使用；另一方面，缺少对热脱附过程中产生的挥发性有机气体的处理，直接排放容易造成大气污染。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种处理效率高、环境污染小的持久性有机污染土壤修复处理的集成装置。

本发明的技术方案为：一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，包括土壤预处理装置、土壤热脱附装置、固定板、菌液投放装置和电控箱；土壤预处理装置包括安装架、处理筒、土壤破碎组件和土壤提升组件，安装架设置有两个，两个安装架分别设置在固定板的左右两端，处理筒设置在两个安装架之间，且与两个安装架固定连接，处理筒上端设置有进料斗，处理筒下端设置有出料口，出料口贯穿固定板，出料口上设置有土壤颗粒滤网，处理筒侧面设置有杂物口，土壤破碎组件和土壤提升组件均设置在处理筒内部，且土壤破碎组件位于土壤提升组件的内侧，土壤破碎组件用于将土壤颗粒进行粉碎，土壤提升组件用于将破碎后的土壤不断提升，使得粉碎更加彻底；土壤热脱附装置包括外壳体、加热筒、土壤盘、搅拌组件、加热装置和烟气燃烧筒；外壳体设置在固定板下端，且外壳体与出料口导通，外壳体与出料口连接处设置有活动插板一，外壳体下端设置有出料筒，出料筒与外壳体连接处设置有活动插板二，外壳体底部设置有底座，加热筒套设在外壳体内部，加热筒的外壁上缠绕设置有加热管，土壤盘活动卡接在加热筒内部，且土壤盘的位置与出料口的位置上下对应，搅拌组件包括搅拌叶轮和搅拌电机，搅拌叶轮设置在土壤盘内部，搅拌电机为搅拌叶轮提供动力，加热装置和烟气燃烧筒均设置在外壳体上，加热装置与加热管连接，烟气燃烧筒与加热筒内部导通；菌液投放装置用于为出料筒投放微生物菌液；电控箱为市售，电控箱与土壤破碎组件、土壤提升组件、搅拌电机、加热装置电性连接，土壤破碎组件、土壤提升组件、搅拌电机和加热装置由外部电源供电。

进一步地，菌液投放装置包括菌液箱和菌液投放管，菌液箱设置在外壳体上，菌液投放管设置在出料筒内部，菌液投放管上设置有喷洒头，菌液投放管与菌液箱导通，通过菌液投放管上的喷洒头喷洒在出料筒内部土壤上，使得土壤与菌液箱内部菌液充分混合，改善土壤品质。

进一步地，菌液箱内放置有复合菌液，复合菌液内含有地衣芽孢杆菌 0.9-2.3wt％、固氮螺旋杆菌蛋0.8-1.9wt％、米曲霉1-1.2wt％、余量为水，通过复合菌液快速分解土壤中的有机物料，增强土壤的抗病性能，改善土壤的品质，提高农作物的产量。

进一步地，土壤破碎组件包括破碎电机和连接轴，连接轴活动卡接在处理筒内部，连接轴上设置有破碎齿，破碎电机为连接轴提供动力，通过破碎电机带连接轴转动，使得破碎齿不断撞击土壤颗粒，提高土壤的粉碎效果。

进一步地，土壤提升组件包括提升电机和连接架，连接架为圆形框架，连接架卡接在处理筒内部，连接架上设置有提升板，提升电机为连接架提供动力，通过提升电机带动连接架进行旋转，连接架上的提升板将处理筒不断提升，当土壤到达处理筒内部顶端时间，随重力作用下落，使得土壤破碎组件对土壤进行反复破碎。

进一步地，出料筒内部设置有出料绞龙，搅拌电机的输出轴上设置有锥形齿轮一，出料绞龙的输出轴上设置有锥形齿轮二，锥形齿轮二与锥形齿轮一啮合连接，搅拌电机为出料绞龙提供动力，通过设置出料绞龙有利于土壤的快速排出。

进一步地，处理筒内部设置有磁性金属板，磁性金属板位于土壤颗粒滤网内侧，处理筒上设置有拉环，拉环与磁性金属板连接，通过磁性金属板吸附土壤中夹杂的金属颗粒，通过拉环便于将磁性金属板拉出，对磁性金属板上吸附的金属颗粒进行清理，降低土壤中重金属含量。

本发明的工作原理为：使用时，通过活动插板一将出料口进行密封，通过活动插板二将出料筒进行密封；将待处理有机污染土壤通过进料斗导入处理筒中，通过电控箱控制破碎电机和提升电机启动，对土壤进行反复破碎处理，通过磁性金属板吸附土壤中的金属颗粒；土壤破碎处理完成后，打开活动插板一，使处理筒的土壤通过出料口进入外壳体中的土壤盘中，再次关闭密封插板一，通过电控箱控制搅拌电机和加热装置开启，加热装置为加热管加热，使得土壤中的有机污染物不断挥发，挥发掉的有机物气体通过烟气燃烧筒燃烧处理后排出，通过搅拌叶轮不断搅拌土壤盘中土壤，使得有机污染物完全挥发；热脱附处理结束后，打开活动插板二，土壤在出料绞龙的作用下从出料筒排出，在土壤排出过程中，通过菌液投放管向土壤中注入复合菌液。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构设计合理，工作效率高；通过设置土壤破碎组件和土壤提升组件，使得土壤颗粒被破碎成小颗粒，土壤中的有机污染物充分暴露出来，增大了机污染物的受热面积，有利于后续热脱附处理，设置的磁性金属板能够吸附土壤中的金属颗粒，降低土壤中的金属含量，改良土壤的品质，通过土壤颗粒滤网阻隔土壤中的石块等杂物；通过设置搅拌叶轮使得土壤颗粒加热更加均匀，有利于有机污染物的挥发更加彻底，通过烟气燃烧筒对挥发掉的有机污染物进行燃烧处理，有利于环境保护；通过向土壤中投加复合菌液，快速分解土壤中的有机物料，增强土壤的抗病性能，改善土壤的品质。

附图说明

图1是本发明的机构示意图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明的右视图；

图4是本发明的土壤破碎组件、土壤提升组件与处理筒的连接示意图；

图5是本发明的搅拌叶轮与土壤盘的连接示意图；

图6是本发明的菌液投放管与出料筒的连接示意图；

其中，1-土壤预处理装置、10-安装架、11-处理筒、110-进料斗、111-出料口、112-土壤颗粒滤网、113-杂物口、114-磁性金属板、1140-拉环、12-土壤破碎组件、120-破碎电机、121-连接轴、122-破碎齿、13-土壤提升组件、130-提升电机、131-连接架、132-提升板、2-土壤热脱附装置、20-外壳体、200-活动插板一、201-出料筒、202-活动插板二、203-底座、21-加热筒、210-加热管、 22-土壤盘、23-搅拌组件、230-搅拌叶轮、231-搅拌电机、24-加热装置、25- 烟气燃烧筒、3-固定板、4-菌液投放装置、40-菌液箱、41-菌液投放管、5-出料绞龙、50-锥形齿轮一、51-锥形齿轮二。

具体实施方式

实施例1：如图1、2、3、6所示的一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，包括土壤预处理装置1、土壤热脱附装置2、固定板3、菌液投放装置4 和电控箱；土壤预处理装置1包括安装架10、处理筒11、土壤破碎组件12和土壤提升组件13，安装架10设置有两个，两个安装架10分别设置在固定板3的左右两端，处理筒11设置在两个安装架10之间，且与两个安装架10固定连接，处理筒11上端设置有进料斗110，处理筒11下端设置有出料口111，出料口111 贯穿固定板3，出料口111上设置有土壤颗粒滤网112，处理筒11侧面设置有杂物口113；土壤破碎组件12和土壤提升组件13均设置在处理筒11内部，且土壤破碎组件12位于土壤提升组件13的内侧，土壤破碎组件12包括破碎电机120 和连接轴121，连接轴121活动卡接在处理筒11内部，连接轴121上设置有破碎齿122，破碎电机120为连接轴121提供动力，通过破碎电机120带连接轴121 转动，使得破碎齿122不断撞击土壤颗粒，提高土壤的粉碎效果；土壤提升组件 13包括提升电机130和连接架131，连接架131为圆形框架，连接架131卡接在处理筒11内部，连接架131上设置有提升板132，提升电机130为连接架131 提供动力，通过提升电机130带动连接架131进行旋转，连接架131上的提升板 132将处理筒11不断提升，当土壤到达处理筒11内部顶端时间，随重力作用下落，使得土壤破碎组件12对土壤进行反复破碎；

如图1、4、5所示，土壤热脱附装置2包括外壳体20、加热筒21、土壤盘 22、搅拌组件23、加热装置24和烟气燃烧筒25；外壳体20设置在固定板3下端，且外壳体20与出料口111导通，外壳体20与出料口111连接处设置有活动插板一200，外壳体20下端设置有出料筒201，出料筒201与外壳体20连接处设置有活动插板二202，外壳体20底部设置有底座203，出料筒201内部设置有出料绞龙5，搅拌电机231的输出轴上设置有锥形齿轮一50，出料绞龙5的输出轴上设置有锥形齿轮二51，锥形齿轮二51与锥形齿轮一50啮合连接，搅拌电机231为出料绞龙5提供动力，通过设置出料绞龙5有利于土壤的快速排出；加热筒21套设在外壳体20内部，加热筒21的外壁上缠绕设置有加热管210，土壤盘22活动卡接在加热筒21内部，且土壤盘22的位置与出料口111的位置上下对应，搅拌组件23包括搅拌叶轮230和搅拌电机231，搅拌叶轮230设置在土壤盘22内部，搅拌电机231为搅拌叶轮230提供动力，加热装置24和烟气燃烧筒25均设置在外壳体20上，加热装置24与加热管210连接，烟气燃烧筒25 与加热筒21内部导通；菌液投放装置4用于为出料筒201投放微生物菌液；电控箱与土壤破碎组件12、土壤提升组件13、搅拌电机231、加热装置24电性连接；

如图1所示，菌液投放装置4包括菌液箱40和菌液投放管41，菌液箱40 设置在外壳体20上，菌液投放管41设置在出料筒201内部，菌液投放管41上设置有喷洒头，菌液投放管41与菌液箱40导通，通过菌液投放管41上的喷洒头喷洒在出料筒201内部土壤上，使得土壤与菌液箱40内部菌液充分混合，改善土壤品质；菌液箱40内放置有复合菌液，复合菌液内含有地衣芽孢杆菌 0.9wt％、固氮螺旋杆菌蛋0.8wt％、米曲霉1wt％、余量为水，通过复合菌液快速分解土壤中的有机物料，增强土壤的抗病性能，改善土壤的品质，提高农作物的产量；

如图1所示，电控箱为市售，电控箱与破碎电机120、提升电机130、搅拌电机231和加热装置24电性连接，破碎电机120、提升电机130、搅拌电机231 和加热装置24由外部电源供电。

实施例2：如图1、2、3、6所示的一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，包括土壤预处理装置1、土壤热脱附装置2、固定板3、菌液投放装置4 和电控箱；土壤预处理装置1包括安装架10、处理筒11、土壤破碎组件12和土壤提升组件13，安装架10设置有两个，两个安装架10分别设置在固定板3的左右两端，处理筒11设置在两个安装架10之间，且与两个安装架10固定连接，处理筒11上端设置有进料斗110，处理筒11下端设置有出料口111，出料口111 贯穿固定板3，出料口111上设置有土壤颗粒滤网112，处理筒11侧面设置有杂物口113，处理筒11内部设置有磁性金属板114，磁性金属板114位于土壤颗粒滤网112内侧，处理筒11上设置有拉环1140，拉环1140与磁性金属板114连接，通过磁性金属板114吸附土壤中夹杂的金属颗粒，通过拉环1140便于将磁性金属板114拉出，对磁性金属板114上吸附的金属颗粒进行清理，降低土壤中重金属含量；土壤破碎组件12和土壤提升组件13均设置在处理筒11内部，且土壤破碎组件12位于土壤提升组件13的内侧，土壤破碎组件12包括破碎电机 120和连接轴121，连接轴121活动卡接在处理筒11内部，连接轴121上设置有破碎齿122，破碎电机120为连接轴121提供动力，通过破碎电机120带连接轴 121转动，使得破碎齿122不断撞击土壤颗粒，提高土壤的粉碎效果；土壤提升组件13包括提升电机130和连接架131，连接架131为圆形框架，连接架131 卡接在处理筒11内部，连接架131上设置有提升板132，提升电机130为连接架131提供动力，通过提升电机130带动连接架131进行旋转，连接架131上的提升板132将处理筒11不断提升，当土壤到达处理筒11内部顶端时间，随重力作用下落，使得土壤破碎组件12对土壤进行反复破碎；

如图1、4、5所示，土壤热脱附装置2包括外壳体20、加热筒21、土壤盘 22、搅拌组件23、加热装置24和烟气燃烧筒25；外壳体20设置在固定板3下端，且外壳体20与出料口111导通，外壳体20与出料口111连接处设置有活动插板一200，外壳体20下端设置有出料筒201，出料筒201与外壳体20连接处设置有活动插板二202，外壳体20底部设置有底座203，出料筒201内部设置有出料绞龙5，搅拌电机231的输出轴上设置有锥形齿轮一50，出料绞龙5的输出轴上设置有锥形齿轮二51，锥形齿轮二51与锥形齿轮一50啮合连接，搅拌电机231为出料绞龙5提供动力，通过设置出料绞龙5有利于土壤的快速排出；加热筒21套设在外壳体20内部，加热筒21的外壁上缠绕设置有加热管210，土壤盘22活动卡接在加热筒21内部，且土壤盘22的位置与出料口111的位置上下对应，搅拌组件23包括搅拌叶轮230和搅拌电机231，搅拌叶轮230设置在土壤盘22内部，搅拌电机231为搅拌叶轮230提供动力，加热装置24和烟气燃烧筒25均设置在外壳体20上，加热装置24与加热管210连接，烟气燃烧筒25 与加热筒21内部导通；菌液投放装置4用于为出料筒201投放微生物菌液；电控箱与土壤破碎组件12、土壤提升组件13、搅拌电机231、加热装置24电性连接；

如图1所示，菌液投放装置4包括菌液箱40和菌液投放管41，菌液箱40 设置在外壳体20上，菌液投放管41设置在出料筒201内部，菌液投放管41上设置有喷洒头，菌液投放管41与菌液箱40导通，通过菌液投放管41上的喷洒头喷洒在出料筒201内部土壤上，使得土壤与菌液箱40内部菌液充分混合，改善土壤品质；菌液箱40内放置有复合菌液，复合菌液内含有地衣芽孢杆菌 2.3wt％、固氮螺旋杆菌蛋1.9wt％、米曲霉1.2wt％、余量为水，通过复合菌液快速分解土壤中的有机物料，增强土壤的抗病性能，改善土壤的品质，提高农作物的产量；

如图1所示，电控箱为市售，电控箱与破碎电机120、提升电机130、搅拌电机231和加热装置24电性连接，破碎电机120、提升电机130、搅拌电机231 和加热装置24由外部电源供电。

使用时，通过活动插板一200将出料口111进行密封，通过活动插板二202 将出料筒201进行密封；将待处理有机污染土壤通过进料斗110导入处理筒11 中，通过电控箱控制破碎电机120和提升电机130启动，对土壤进行反复破碎处理，通过磁性金属板114吸附土壤中的金属颗粒；土壤破碎处理完成后，打开活动插板一200，使处理筒11的土壤通过出料口111进入外壳体20中的土壤盘22 中，再次关闭密封插板一200，通过电控箱控制搅拌电机231和加热装置24开启，加热装置24为加热管210加热，使得土壤中的有机污染物不断挥发，挥发掉的有机物气体通过烟气燃烧筒25燃烧处理后排出，通过搅拌叶轮230不断搅拌土壤盘22中土壤，使得有机污染物完全挥发；热脱附处理结束后，打开活动插板二202，土壤在出料绞龙5的作用下从出料筒201排出，在土壤排出过程中，通过菌液投放管41向土壤中注入复合菌液。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，其特征在于，包括土壤预处理装置(1)、土壤热脱附装置(2)、固定板(3)、菌液投放装置(4)和电控箱；所述土壤预处理装置(1)包括安装架(10)、处理筒(11)、土壤破碎组件(12)和土壤提升组件(13)，所述安装架(10)设置有两个，两个安装架(10)分别设置在所述固定板(3)的左右两端，所述处理筒(11)设置在两个安装架(10)之间，且与两个安装架(10)固定连接，处理筒(11)上端设置有进料斗(110)，处理筒(11)下端设置有出料口(111)，所述出料口(111)贯穿固定板(3)，出料口(111)上设置有土壤颗粒滤网(112)，处理筒(11)侧面设置有杂物口(113)，所述土壤破碎组件(12)和土壤提升组件(13)均设置在处理筒(11)内部，且土壤破碎组件(12)位于土壤提升组件(13)的内侧，土壤破碎组件(12)用于将土壤颗粒进行粉碎，所述土壤提升组件(13)用于将破碎后的土壤不断提升，使得粉碎更加彻底；所述土壤热脱附装置(2)包括外壳体(20)、加热筒(21)、土壤盘(22)、搅拌组件(23)、加热装置(24)和烟气燃烧筒(25)；所述外壳体(20)设置在固定板(3)下端，且外壳体(20)与出料口(111)导通，外壳体(20)与出料口(111)连接处设置有活动插板一(200)，外壳体(20)下端设置有出料筒(201)，所述出料筒(201)与外壳体(20)连接处设置有活动插板二(202)，外壳体(20)底部设置有底座(203)，所述加热筒(21)套设在外壳体(20)内部，加热筒(21)的外壁上缠绕设置有加热管(210)，所述土壤盘(22)活动卡接在加热筒(21)内部，且土壤盘(22)的位置与出料口(111)的位置上下对应，所述搅拌组件(23)包括搅拌叶轮(230)和搅拌电机(231)，所述搅拌叶轮(230)设置在土壤盘(22)内部，所述搅拌电机(231)为搅拌叶轮(230)提供动力，所述加热装置(24)和烟气燃烧筒(25)均设置在外壳体(20)上，加热装置(24)与加热管(210)连接，所述烟气燃烧筒(25)与加热筒(21)内部导通；所述菌液投放装置(4)用于为出料筒(201)投放微生物菌液；所述电控箱与土壤破碎组件(12)、土壤提升组件(13)、搅拌电机(231)、加热装置(24)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，其特征在于，所述菌液投放装置(4)包括菌液箱(40)和菌液投放管(41)，所述菌液箱(40)设置在外壳体(20)上，所述菌液投放管(41)设置在出料筒(201)内部，菌液投放管(41)上设置有喷洒头，菌液投放管(41)与菌液箱(40)导通。

3.根据权利要求2所述的一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，其特征在于，所述菌液箱(40)内放置有复合菌液，所述复合菌液内含有地衣芽孢杆菌0.9-2.3wt％、固氮螺旋杆菌蛋0.8-1.9wt％、米曲霉1-1.2wt％、余量为水。

4.根据权利要求1所述的一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，其特征在于，所述土壤破碎组件(12)包括破碎电机(120)和连接轴(121)，所述连接轴(121)活动卡接在处理筒(11)内部，连接轴(121)上设置有破碎齿(122)，所述破碎电机(120)为连接轴(121)提供动力。

5.根据权利要求1所述的一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，其特征在于，所述土壤提升组件(13)包括提升电机(130)和连接架(131)，所述连接架(131)为圆形框架，连接架(131)卡接在处理筒(11)内部，连接架(131)上设置有提升板(132)，所述提升电机(130)为连接架(131)提供动力。

6.根据权利要求1所述的一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，其特征在于，所述处理筒(11)内部设置有磁性金属板(114)，所述磁性金属板(114)位于土壤颗粒滤网(112)内侧，处理筒(11)上设置有拉环(1140)，所述拉环(1140)与磁性金属板(114)连接。

7.根据权利要求1所述的一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置，其特征在于，所述菌液箱(40)内放置有复合菌液，所述复合菌液内含有地衣芽孢杆菌、固氮螺旋杆菌蛋、米曲霉和水。