CN110586633A - 一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，包括泥浆搅拌设备、土块粉碎设备和重金属阳离子富集设备，其中泥浆搅拌设备包括弧形筒体和电机，土块粉碎设备包括二级粉碎设备、一级破碎设备、矩形箱体和蓄水池，重金属阳离子富集设备包括绝缘箱体，所述弧形筒体的外侧面下端左右两侧设有两个左右对称设置的支撑腿，本用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，结构紧凑，操作方便，可以快速高效的将土壤中的重金属离子去除，二级粉碎设备结合一级破碎设备的设置可以将土块彻底粉碎，通过泥浆搅拌设备可以将土块搅拌成泥浆，方便了土壤中重金属离子的富集，通过螺旋输送机可以对土壤中的石子进行分离提取。
Description
技术领域
本发明涉及土壤重金属污染净化修复技术领域，具体为一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统。
背景技术
目前我国土壤重金属污染日益严重，随着社会的发展，生产管理的不足，废弃物的随意排放已经造成了严重的土壤重金属污染。土壤重金属污染会破坏周围的生态环境，并已经威胁到人类健康。因此，对重金属污染土壤进行净化修复已经成为当下社会民众关注的重大科学问题及民生问题，成为社会各界迫切需要攻坚的任务。
不断有众多的土壤重金属污染修复方法的报道。土壤重金属污染修复方法主要包括固定法(化学淋洗，植物吸收，生物吸附)和电动修复等。在众多的有关土壤重金属污染修复技术的申请专利中，主要表现为新化学淋洗剂的发明、化学淋洗新方法的发明、电动修复新技术的发明，植物新品种的发现、生物新品种的发现等。代表性发明专利有《一种微波辅助化学淋洗修复重金属污染场地土壤的方法》(专利号2013100493540)，《一种用于修复重金属污染土壤的复合化学淋洗方法》(专利号2013103026600)，《化学淋洗与生物修复相结合修复重金属污染土壤的方面》(专利号2012104542861)，《一种土壤重金属污染的植物修复方法》(专利号2004100278333)，《一种循环式生物淋洗修复土壤重金属污染的实验装置》(专利号2011202586813)，《原位电动治理重金属污染土壤的工程实施结构》(专利号2013203581568)等。上述这些专利主要专注于方法的设计和优化，或新试剂、新品种的开发，一些装置和设备也仅局限于实验室规模，且不是成套系统，距直接应用至土壤重金属污染修复工程实践还有一定的距离。现有技术中的土壤重金属污染修复净化系统存在以下不足：(1)无法高效的将土壤内的重金属去除；(2)土壤净化时间较长；(3)净化过程中容易产生二次污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，可以快速高效的将土壤内的重金属去除，同时在土壤净化的过程中又不会产生二次污染，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，包括泥浆搅拌设备、土块粉碎设备和重金属阳离子富集设备，其中泥浆搅拌设备包括弧形筒体和电机，土块粉碎设备包括二级粉碎设备、一级破碎设备、矩形箱体和蓄水池，重金属阳离子富集设备包括绝缘箱体，泥水分离设备包括锥形加料、矩形底座和柱形外壳体，所述弧形筒体的外侧面下端左右两侧设有两个左右对称设置的支撑腿，弧形筒体通过设置在其外侧面上端中部的轴承转动连接有转轴，转轴的外侧面设有螺旋推料板和搅拌叶片，转轴的外侧面靠近电机的一端设有第二齿轮，电机的输出轴连接有与第二齿轮相啮合设置的第一齿轮，弧形筒体外侧面上端靠近第二齿轮的一侧设有出料嘴，弧形筒体外侧面下端靠近第二齿轮的一侧设有石子收集筒，石子收集筒的外侧面设有螺旋输送机，弧形筒体的正上方设有加液管，所述一级破碎设备的进料口设有皮带输送机，一级破碎设备的外侧面上端设有防尘罩，防尘罩的外侧面上端设有导流罩，所述二级粉碎设备的进料口通过导流罩与一级破碎设备的出料口相连，所述矩形箱体的上表面设有柱形混合筒、抽气泵和液泵，抽气泵的出气口连接有防尘袋，柱形混合筒的外侧面下端通过导管与导流罩相连，柱形混合筒的内侧面上端设有环形喷管，环形喷管的进液口通过导管与液泵的出液口相连，液泵的进液口通过导流管延伸至蓄水池的内部，所述绝缘箱体通过设置在其外侧面的支撑台连接有气动伸缩杆，气动伸缩杆的数量为两个，两个气动伸缩杆分别设置在绝缘箱体的外侧面左右两端，两个气动伸缩杆上分别设置有阴极碳棒和阳极碳棒，阴极碳棒和阳极碳棒均设置在绝缘箱体的内部，所述锥形加料的外侧面设有定位支架，锥形加料的正下方设有第一电机，第一电机的输出轴套接有第一皮带轮，所述柱形外壳体通过设置在其内侧面左端的轴承转动连接有中空螺杆，中空螺杆的左端面穿过柱形外壳体套接有第二皮带轮，第二皮带轮通过皮带与第一皮带轮相连，中空螺杆的外侧面中部设有出料嘴，锥形加料的外侧面下端设有送料管，送料管出料口设置在中空螺杆的内部，送料管的外侧面与中空螺杆的内侧面通过密封轴承转动连接，中空螺杆通过设置在其外侧面左端的轴承转动连接有锥形外壳体，锥形外壳体的外侧面左右两侧均设有排泄口，锥形外壳体的右端面穿过设置在柱形外壳体右端面的轴承固定连接有定位轴，定位轴的左端面与设置在中空螺杆右端面的轴承转动连接，所述柱形外壳体的外侧面下端左右两侧分别设有出水口和排泥口，柱形外壳体的外侧面设有U型支架，U型支架的下表面设有矩形底座，矩形底座的上表面靠近出水口和排泥口的一侧均设有导流槽，矩形底座通过设置在其上表面的电机支撑架固定连接有第二电机，第二电机的输出轴与定位轴固定连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述螺旋推料板的数量为四个，四个螺旋推料板均匀分布在转轴的外侧面四周。
作为本发明的一种优选技术方案，所述螺旋输送机的进料嘴位于石子收集筒的内侧面底部，螺旋输送机的出料口处设有收集箱。
作为本发明的一种优选技术方案，所述加液管的外侧面通过安装架与弧形筒体的外侧面相连，加液管的外侧面下端设有排水嘴，排水嘴的数量不少于五个，不少于五个的排水嘴从左往右均匀分布在加液管的外侧面下端。
作为本发明的一种优选技术方案，所述弧形筒体通过设置在其外侧面右端的定位架连接有导料嘴。
作为本发明的一种优选技术方案，所述矩形箱体的外侧面设有维修窗口，矩形箱体的外侧面靠近维修窗口的一端设有维修盖板。
作为本发明的一种优选技术方案，所述蓄水池的外侧面后端上侧设有加液管，加液管上设有法兰盘。
作为本发明的一种优选技术方案，所述绝缘箱体通过设置在其外侧面的支撑架连接有进料嘴。
作为本发明的一种优选技术方案，所述绝缘箱体的内侧面靠近阴极碳棒的一端设有隔离网，绝缘箱体的外侧面靠近阴极碳棒的一端设有出泥管。
作为本发明的一种优选技术方案，所述二级粉碎设备、一级破碎设备、皮带输送机、抽气泵、第一电机、第二电机、液泵和电机的输入端均通过外部控制开关与外部电源的输出端电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，结构紧凑，操作方便，可以快速高效的将土壤中的重金属离子去除，二级粉碎设备结合一级破碎设备的设置可以将土块彻底粉碎，通过泥浆搅拌设备可以将土块搅拌成泥浆，方便了土壤中重金属离子的富集，通过螺旋输送机可以对土壤中的石子进行分离提取。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为泥浆搅拌设备结构示意图；
图3为泥浆搅拌设备主视图；
图4为土块粉碎设备结构示意图；
图5为土块粉碎设备右视图；
图6为重金属阳离子富集设备结构示意图；
图7为泥水分离设备结构示意图；
图8为泥水分离设备剖视图。
图中：1蓄水池、2二级粉碎设备、3一级破碎设备、4防尘罩、5导流罩、6皮带输送机、7柱形混合筒、8抽气泵、9矩形箱体、10防尘袋、11维修盖板、12液泵、13导流管、14环形喷管、15加液管、16支撑架、17进料嘴、18绝缘箱体、19气动伸缩杆、20阴极碳棒、21隔离网、22出泥管、23托板、24支撑台、25阳极碳棒、26电机、27第一齿轮、28石子收集筒、29螺旋输送机、30收集箱、31弧形筒体、32支撑腿、33导料嘴、34加液管、35螺旋推料板、36搅拌叶片、37出料嘴、38转轴、39第二齿轮、40定位架、41安装架、42排水嘴、43锥形加料、44定位支架、45第一电机、46第一皮带轮、47第二皮带轮、48矩形底座、49U型支架、50导流槽、51电机支撑架、52第二电机、53柱形外壳体、54送料管、55出水口、56排水孔、57排泥口、58定位轴、59锥形外壳体、60出料嘴、61锥形转筒、62中空螺杆。
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1-8，本发明提供一种技术方案：一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，包括泥浆搅拌设备、土块粉碎设备和重金属阳离子富集设备，其中泥浆搅拌设备包括弧形筒体31和电机26，土块粉碎设备包括二级粉碎设备2、一级破碎设备3、矩形箱体9和蓄水池1，重金属阳离子富集设备包括绝缘箱体18，泥水分离设备包括锥形加料43、矩形底座48和柱形外壳体53，弧形筒体31的外侧面下端左右两侧设有两个左右对称设置的支撑腿32，弧形筒体31通过设置在其外侧面上端中部的轴承转动连接有转轴38，转轴38的外侧面设有螺旋推料板35和搅拌叶片36，螺旋推料板35的数量为四个，四个螺旋推料板35均匀分布在转轴38的外侧面四周，转轴38的外侧面靠近电机26的一端设有第二齿轮39，电机26的输出轴连接有与第二齿轮39相啮合设置的第一齿轮27，弧形筒体31外侧面上端靠近第二齿轮39的一侧设有出料嘴37，弧形筒体31外侧面下端靠近第二齿轮39的一侧设有石子收集筒28，石子收集筒28的外侧面设有螺旋输送机29，螺旋输送机29的进料嘴位于石子收集筒28的内侧面底部，螺旋输送机29的出料口处设有收集箱30，弧形筒体31的正上方设有加液管34，加液管34的外侧面通过安装架41与弧形筒体31的外侧面相连，加液管34的外侧面下端设有排水嘴42，排水嘴42的数量不少于五个，不少于五个的排水嘴42从左往右均匀分布在加液管34的外侧面下端，弧形筒体31通过设置在其外侧面右端的定位架40连接有导料嘴33，一级破碎设备3的进料口设有皮带输送机6，一级破碎设备3的外侧面上端设有防尘罩4，防尘罩4的外侧面上端设有导流罩5，矩形箱体9的外侧面设有维修窗口，矩形箱体9的外侧面靠近维修窗口的一端设有维修盖板11，二级粉碎设备2的进料口通过导流罩与一级破碎设备3的出料口相连，二级粉碎设备2结合一级破碎设备3的设置可以将土块彻底粉碎，矩形箱体9的上表面设有柱形混合筒7、抽气泵8和液泵12，抽气泵8的出气口连接有防尘袋10，柱形混合筒7的外侧面下端通过导管与导流罩5相连，柱形混合筒7的内侧面上端设有环形喷管14，环形喷管14的进液口通过导管与液泵12的出液口相连，液泵12的进液口通过导流管13延伸至蓄水池1的内部，蓄水池1的外侧面后端上侧设有加液管15，加液管15上设有法兰盘，绝缘箱体18通过设置在其外侧面的支撑台24连接有气动伸缩杆19，气动伸缩杆19的数量为两个，两个气动伸缩杆19分别设置在绝缘箱体18的外侧面左右两端，两个气动伸缩杆19上分别设置有阴极碳棒20和阳极碳棒25，阴极碳棒20和阳极碳棒25均设置在绝缘箱体18的内部，绝缘箱体18通过设置在其外侧面的支撑架16连接有进料嘴17，绝缘箱体18的内侧面靠近阴极碳棒20的一端设有隔离网21，绝缘箱体18的外侧面靠近阴极碳棒20的一端设有出泥管22，所述锥形加料43的外侧面设有定位支架44，锥形加料43的正下方设有第一电机45，第一电机45的输出轴套接有第一皮带轮46，所述柱形外壳体53通过设置在其内侧面左端的轴承转动连接有中空螺杆62，中空螺杆62的左端面穿过柱形外壳体53套接有第二皮带轮47，第二皮带轮47通过皮带与第一皮带轮46相连，中空螺杆62的外侧面中部设有出料嘴60，锥形加料43的外侧面下端设有送料管54，送料管54出料口设置在中空螺杆62的内部，送料管54的外侧面与中空螺杆62的内侧面通过密封轴承转动连接，中空螺杆62通过设置在其外侧面左端的轴承转动连接有锥形外壳体59，锥形外壳体59的外侧面左右两侧均设有排泄口，锥形外壳体59的右端面穿过设置在柱形外壳体53右端面的轴承固定连接有定位轴58，定位轴58的左端面与设置在中空螺杆62右端面的轴承转动连接，所述柱形外壳体53的外侧面下端左右两侧分别设有出水口55和排泥口57，柱形外壳体53的外侧面设有U型支架49，U型支架49的下表面设有矩形底座48，矩形底座48的上表面靠近出水口55和排泥口57的一侧均设有导流槽50，矩形底座48通过设置在其上表面的电机支撑架51固定连接有第二电机52，第二电机52的输出轴与定位轴58固定连接,二级粉碎设备2、一级破碎设备3、皮带输送机6、抽气泵8、液泵12和电机26的输入端均通过外部控制开关与外部电源的输出端电连接，本用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，结构紧凑，操作方便，可以快速高效的将土壤中的重金属离子去除。
在使用时：首先通过将需要进行净化区域的土壤取出，然后将需要进行净化的土壤送入到皮带输送机6，由皮带输送机6将需要进行净化的土壤传输到一级破碎设备3的进料嘴，由一级破碎设备3对土壤进行初步粉碎，同时由抽气泵8将柱形混合筒7的内部抽成负压，破碎过程中生产的灰尘随着气流进入到柱形混合筒7的内部，由液泵12将清水喷洒到柱形混合筒7的内部对灰尘进行吸收产生泥浆，泥浆经由管道送入到弧形筒体31的内部，初步粉碎完成后的土壤进入到二级粉碎设备2的内部，由二级粉碎设备2对土壤进行二次粉碎，二次粉碎完成后的土壤经由传输设备运输到弧形筒体31的内部，同时由加液管34将清水注入到弧形筒体31的内部，由电机26带动转轴38旋转，由转轴38带动搅拌叶片36对泥浆进行搅拌，泥土中的石块碎渣则经由螺旋输送机29被运输到收集箱30的内部，泥浆经由出料嘴37进入到绝缘箱体18的内部，在绝缘箱体18的内部设置电场，重金属阳离子在电场的作用下在阴极碳棒20的周围富集，通过液泵将阴极碳棒20周围的液体抽送到泥水分离设备中，分离产生的重金属离子溶液被送入到电解设备中进行重金属提取，同时绝缘箱体18净化后的泥浆被送入到泥水分离设备中，分离后的泥土进行回填，分离产生的水则循环使用；泥水分离设备在使用时，首先将泥浆送入到锥形加料43的内部，泥浆经由送料管45和出料嘴60进入到锥形转筒61的内部，然后由第一电机45带动中空螺杆62顺时针旋转，由第二电机52带动锥形外壳体59顺时针差速旋转，在强大离心力的作用下泥浆中的泥土逐渐远离中空螺杆62，附着在锥形转筒61的内侧面，在设置在中空螺杆62外侧面的螺旋叶片的推送下，泥土经由排泥口57排出，分离产生的水则聚集在中空螺杆62的外侧面，由于设置在中空螺杆62外侧面的螺旋叶片上开设有排水槽，水流经由排水槽进入到排水孔56中被排出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，包括泥浆搅拌设备、土块粉碎设备、重金属阳离子富集设备和泥水分离设备，其中泥浆搅拌设备包括弧形筒体(31)和电机(26)，土块粉碎设备包括二级粉碎设备(2)、一级破碎设备(3)、矩形箱体(9)和蓄水池(1)，重金属阳离子富集设备包括绝缘箱体(18)，泥水分离设备包括锥形加料(43)、矩形底座(48)和柱形外壳体(53)，其特征在于：所述弧形筒体(31)的外侧面下端左右两侧设有两个左右对称设置的支撑腿(32)，弧形筒体(31)通过设置在其外侧面上端中部的轴承转动连接有转轴(38)，转轴(38)的外侧面设有螺旋推料板(35)和搅拌叶片(36)，转轴(38)的外侧面靠近电机(26)的一端设有第二齿轮(39)，电机(26)的输出轴连接有与第二齿轮(39)相啮合设置的第一齿轮(27)，弧形筒体(31)外侧面上端靠近第二齿轮(39)的一侧设有出料嘴(37)，弧形筒体(31)外侧面下端靠近第二齿轮(39)的一侧设有石子收集筒(28)，石子收集筒(28)的外侧面设有螺旋输送机(29)，弧形筒体(31)的正上方设有加液管(34)，所述一级破碎设备(3)的进料口设有皮带输送机(6)，一级破碎设备(3)的外侧面上端设有防尘罩(4)，防尘罩(4)的外侧面上端设有导流罩(5)，所述二级粉碎设备(2)的进料口通过导流罩与一级破碎设备(3)的出料口相连，所述矩形箱体(9)的上表面设有柱形混合筒(7)、抽气泵(8)和液泵(12)，抽气泵(8)的出气口连接有防尘袋(10)，柱形混合筒(7)的外侧面下端通过导管与导流罩(5)相连，柱形混合筒(7)的内侧面上端设有环形喷管(14)，环形喷管(14)的进液口通过导管与液泵(12)的出液口相连，液泵(12)的进液口通过导流管(13)延伸至蓄水池(1)的内部，所述绝缘箱体(18)通过设置在其外侧面的支撑台(24)连接有气动伸缩杆(19)，气动伸缩杆(19)的数量为两个，两个气动伸缩杆(19)分别设置在绝缘箱体(18)的外侧面左右两端，两个气动伸缩杆(19)上分别设置有阴极碳棒(20)和阳极碳棒(25)，阴极碳棒(20)和阳极碳棒(25)均设置在绝缘箱体(18)的内部，所述锥形加料(43)的外侧面设有定位支架(44)，锥形加料(43)的正下方设有第一电机(45)，第一电机(45)的输出轴套接有第一皮带轮(46)，所述柱形外壳体(53)通过设置在其内侧面左端的轴承转动连接有中空螺杆(62)，中空螺杆(62)的左端面穿过柱形外壳体(53)套接有第二皮带轮(47)，第二皮带轮(47)通过皮带与第一皮带轮(46)相连，中空螺杆(62)的外侧面中部设有出料嘴(60)，锥形加料(43)的外侧面下端设有送料管(54)，送料管(54)出料口设置在中空螺杆(62)的内部，送料管(54)的外侧面与中空螺杆(62)的内侧面通过密封轴承转动连接，中空螺杆(62)通过设置在其外侧面左端的轴承转动连接有锥形外壳体(59)，锥形外壳体(59)的外侧面左右两侧均设有排泄口，锥形外壳体(59)的右端面穿过设置在柱形外壳体(53)右端面的轴承固定连接有定位轴(58)，定位轴(58)的左端面与设置在中空螺杆(62)右端面的轴承转动连接，所述柱形外壳体(53)的外侧面下端左右两侧分别设有出水口(55)和排泥口(57)，柱形外壳体(53)的外侧面设有U型支架(49)，U型支架(49)的下表面设有矩形底座(48)，矩形底座(48)的上表面靠近出水口(55)和排泥口(57)的一侧均设有导流槽(50)，矩形底座(48)通过设置在其上表面的电机支撑架(51)固定连接有第二电机(52)，第二电机(52)的输出轴与定位轴(58)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，其特征在于：所述螺旋推料板(35)的数量为四个，四个螺旋推料板(35)均匀分布在转轴(38)的外侧面四周。
3.根据权利要求1所述的一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，其特征在于：所述螺旋输送机(29)的进料嘴位于石子收集筒(28)的内侧面底部，螺旋输送机(29)的出料口处设有收集箱(30)。
4.根据权利要求1所述的一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，其特征在于：所述加液管(34)的外侧面通过安装架(41)与弧形筒体(31)的外侧面相连，加液管(34)的外侧面下端设有排水嘴(42)，排水嘴(42)的数量不少于五个，不少于五个的排水嘴(42)从左往右均匀分布在加液管(34)的外侧面下端。
5.根据权利要求1所述的一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，其特征在于：所述弧形筒体(31)通过设置在其外侧面右端的定位架(40)连接有导料嘴(33)。
6.根据权利要求1所述的一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，其特征在于：所述矩形箱体(9)的外侧面设有维修窗口，矩形箱体(9)的外侧面靠近维修窗口的一端设有维修盖板(11)。
7.根据权利要求1所述的一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，其特征在于：所述蓄水池(1)的外侧面后端上侧设有加液管(15)，加液管(15)上设有法兰盘。
8.根据权利要求1所述的一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，其特征在于：所述绝缘箱体(18)通过设置在其外侧面的支撑架(16)连接有进料嘴(17)。
9.根据权利要求1所述的一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，其特征在于：所述绝缘箱体(18)的内侧面靠近阴极碳棒(20)的一端设有隔离网(21)，绝缘箱体(18)的外侧面靠近阴极碳棒(20)的一端设有出泥管(22)。
10.根据权利要求1所述的一种用于治理矿区土壤重金属污染的净化系统，其特征在于：所述二级粉碎设备(2)、一级破碎设备(3)、皮带输送机(6)、抽气泵(8)、第一电机(45)、第二电机(52)、液泵(12)和电机(26)的输入端均通过外部控制开关与外部电源的输出端电连接。
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