CN111420977A - 一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，涉及土壤修复技术领域，针对现有存在的土壤修复设备多样且散乱，场地占用大，土壤修复时容易受到土壤粗细程度、湿度和生物含量的因素影响，不利于高效快速修复的问题，现提出如下方案，包括粉碎机构、碾压机构、筛选机构、混料机构、上料机构和驱动机构，所述碾压机构位于所述粉碎机构的下方，所述筛选机构位于所述碾压机构的下方，混料机构位于所述筛选机构的下方。本发明不仅方便土壤自动上料，有利于连续式作业，而且还对土壤进行粉碎、筛选和混料，从而有利于土壤的粗细、湿度和生物含量保持均衡，有利于土壤整体高效修复，而且设备集成化程度高，场地占用小，实用性强。

Description

一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备。

背景技术

近年来，随着我国工业的快速发展，矿区的开采、农业污水灌溉以及大气的干湿沉降等造成了土壤的重金属污染，重金属污染问题越来越引起人们的重视。有研究表明土壤重金属污染多数为复合污染，重金属在土壤中的积累、迁移和转化可能造成农作物中重金属含量超标，进而通过食物链的生物放大作用危害人类健康，所以土壤的重金属污染已经成为现今迫切需要解决的土壤环境问题之一。土壤中重金属的修复方法一般包括物理法、化学法、生物法及联合法。其中生物修复法具有成本低、无二次污染、可改善农田生态和实现边生产边修复等优点，在重金属污染土壤修复中的应用越来越受到重视。有研究发现，环境中存在一类可通过诱导生物矿化作用来降低重金属有效性的微生物，如碳酸盐矿化菌和磷酸盐矿化菌。其中微生物诱导碳酸盐矿化主要包括尿素水解、反硝化、氨化、甲烷还原和硫酸盐还原等生物代谢过程。与磷酸盐矿化相比，碳酸盐矿化更具广泛性和实用性。

现有的生物修复法在对重金属污染的土壤进行修复时，由于土壤的粗细程度、湿度和生物含量无法保持均匀，导致土壤的修复无法均衡修复，也就会产生部分修复快，部分修复慢的情况，不利于土壤的整体修复效率，而且土壤修复时用到的设备多样且零散，无法进行很好的整合，设备的场地占用较大，不利于大规模推广，为此我们提出了一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备。

发明内容

基于背景技术中存在的土壤修复设备多样且散乱，场地占用大，土壤修复时容易受到土壤粗细程度、湿度和生物含量的因素影响，不利于高效快速修复的问题，本发明提出了一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，包括粉碎机构、碾压机构、筛选机构、混料机构、上料机构和驱动机构，所述碾压机构位于所述粉碎机构的下方，所述筛选机构位于所述碾压机构的下方，所述混料机构位于所述筛选机构的下方，所述上料机构位于所述粉碎机构的左侧，所述粉碎机构、碾压机构、筛选机构、混料机构和上料机构均通过驱动机构控制驱动，所述粉碎机构与碾压机构之间连接有第一传动组件；

所述驱动机构包括双轴电机，所述双轴电机的顶端输出轴固定连接有第一转轴，所述第一转轴的顶端固定连接有传动螺杆，且传动螺杆驱动粉碎机构运行，所述双轴电机的底端输出轴固定连接有第二转轴，所述第二转轴的外部固定套设有凸轮，所述第二转轴与混料机构之间设有第二传动组件；

所述筛选机构包括筛网，所述筛网的顶部固定连接有防护框，所述筛网的左侧固定连接有推板，所述筛网的底部右侧固定连接有拉板，所述拉板的左侧连接有弹簧，所述筛网的上方设有与粉碎机构固定连接的第二推杆电机。

优选的，所述粉碎机构包括粉碎箱，所述粉碎箱的内部转动连接有两个粉碎辊，所述粉碎辊的下方设有与粉碎箱固定连接的导料斗，位于左侧所述粉碎辊延伸到粉碎箱外部的一端固定连接有齿轮，且齿轮与传动螺杆啮合传动。

优选的，所述碾压机构包括固定框，所述固定框的内部转动连接有两个碾压辊，所述粉碎箱的底部箱壁开设有与固定框连通的出料孔。

优选的，所述第一传动组件包括第一主动皮带轮、双槽皮带轮、第一从动皮带轮和第一皮带，所述第一主动皮带轮固定连接在位于右侧所述粉碎辊延伸到粉碎箱外部的一端，所述双槽皮带轮固定连接在所述齿轮远离粉碎箱的一侧，所述第一从动皮带轮固定连接在碾压辊延伸到固定框外部的一端，所述第一主动皮带轮和双槽皮带轮均与第一从动皮带轮的外部套设有第一皮带。

优选的，所述混料机构包括搅拌箱，所述搅拌箱的内部转动连接有固定轴，所述固定轴的两侧沿其高度方向阵列设有多个搅拌杆，所述搅拌箱的右侧箱壁开设有出料口，所述出料口上安装有阀门。

优选的，所述第二传动组件包括第二主动皮带轮、第二从动皮带轮和第二皮带，所述第二主动皮带轮固定连接在第二转轴的底端，所述第二从动皮带轮固定连接在固定轴的顶端，所述第二主动皮带轮和第二从动皮带轮的外部套设有第二皮带。

优选的，所述粉碎箱和搅拌箱之间固定连接有两个支撑板，位于右侧所述支撑板上开设有活动孔，所述活动孔的内部转动连接有第一滚筒，所述搅拌箱的顶部固定连接有两个定位板，两个所述定位板相互靠近的一侧转动连接有第二滚筒，所述双轴电机与位于左侧所述支撑板固定连接。

优选的，所述上料机构包括第一传送辊、第二传送辊、传送带和多个送料斗，所述传送带活动套设在第一传送辊和第二传送辊的外部，多个所述送料斗阵列铰接在传送带的外部，所述送料斗与传送带之间连接有弹力绳，所述第二传送辊的两端转动连接有第二夹板，且第二夹板与粉碎箱固定连接，所述第二传送辊上固定连接有送料皮带轮，所述送料皮带轮和双槽皮带轮的外部套设有送料皮带。

优选的，所述上料机构与混料机构之间设有调节机构，所述调节机构包括第一推杆电机，所述第一推杆电机与搅拌箱的外壁铰接，所述第一推杆电机的输出轴固定连接有连接板，所述连接板的左侧固定连接有两个第一夹板，且第一夹板与第一传送辊转动连接。

优选的，所述粉碎箱的内壁固定连接有支撑杆，所述支撑杆的右端固定连接有导料板，所述混料机构的底部固定连接有底板，所述底板的底部固定连接有四个滚轮。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过安装粉碎机构和碾压机构，其中粉碎机构上的两个粉碎辊对土壤进行初步粉碎，粉碎后的土壤落下进入碾压机构内，而碾压机构上的两个碾压辊则方便对土壤进行碾压粉碎，这样有利于土壤的粗细均匀，而且细小的土壤更加有利于生物的净化；

2、本发明通过安装上料机构，其中上料机构上的传送带借助送料斗将土壤送到粉碎机构内进行粉碎，这样可以进行持续性土壤处理修复，快捷省力，有利于土壤高效处理修复；

3、本发明通过安装筛选机构和混料机构，其中筛选机构上的筛网可以对落下的被碾压的土壤进行筛选，筛选可以将石块杂质清理出来，同时石块可以在筛网倾斜时滚落，有利于筛网可以高效筛选，而混料机构则可以对筛选后的土壤进行混合，有利于土壤的湿度和生物含量均衡分布，保证土壤的均衡修复；

4、本发明通过安装驱动机构、第一传动组件和第二传动组件，其中驱动机构可以对粉碎机构、碾压机构、筛选机构和混料机构提供驱动力，多项机构采用同一个电机驱动，一机多用，提高设备的整合效率，一体化程度高，设备场地占用小，有利于推广应用；

综上所述，该装置设计新颖，操作简单，不仅方便土壤自动上料，有利于连续式作业，而且还对土壤进行粉碎、筛选和混料，从而有利于土壤的粗细、湿度和生物含量保持均衡，有利于土壤整体高效修复，而且设备集成化程度高，场地占用小，实用性强。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备工作时正视结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备的筛网倾斜时正视结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备的粉碎机构俯视结构示意图；

图4为本发明提出的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备的碾压机构俯视结构示意图。

图中：1粉碎箱、2粉碎辊、3第一主动皮带轮、4齿轮、5双槽皮带轮、6导料斗、7固定框、8碾压辊、9第一从动皮带轮、10第一皮带、11支撑板、12双轴电机、13第一转轴、14传动螺杆、15第二转轴、16凸轮、17第二主动皮带轮、18筛网、19防护框、20推板、21拉板、22弹簧、23搅拌箱、24固定轴、25搅拌杆、26第二从动皮带轮、27第二皮带轮、28第一推杆电机、29连接板、30第一夹板、31第一传送辊、32第二夹板、33第二传送辊、34传送带、35送料斗、36送料皮带轮、37送料皮带、38导料板、39第二推杆电机、40底板。

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。

参照图1-4，一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，包括粉碎机构、碾压机构、筛选机构、混料机构、上料机构和驱动机构，碾压机构位于粉碎机构的下方，筛选机构位于碾压机构的下方，混料机构位于筛选机构的下方，上料机构位于粉碎机构的左侧，粉碎机构、碾压机构、筛选机构、混料机构和上料机构均通过驱动机构控制驱动，粉碎机构与碾压机构之间连接有第一传动组件；

驱动机构包括双轴电机12，双轴电机12的顶端输出轴固定连接有第一转轴13，第一转轴13的顶端固定连接有传动螺杆14，且传动螺杆14驱动粉碎机构运行，双轴电机12的底端输出轴固定连接有第二转轴15，第二转轴15的外部固定套设有凸轮16，第二转轴15与混料机构之间设有第二传动组件；

筛选机构包括筛网18，筛网18的顶部固定连接有防护框19，筛网18的左侧固定连接有推板20，筛网18的底部右侧固定连接有拉板21，拉板21的左侧连接有弹簧22，筛网18的上方设有与粉碎机构固定连接的第二推杆电机39。

本实施例中，粉碎机构包括粉碎箱1，粉碎箱1的内部转动连接有两个粉碎辊2，粉碎辊2的下方设有与粉碎箱1固定连接的导料斗6，位于左侧粉碎辊2延伸到粉碎箱1外部的一端固定连接有齿轮4，且齿轮4与传动螺杆14啮合传动。

本实施例中，碾压机构包括固定框7，固定框7的内部转动连接有两个碾压辊8，粉碎箱1的底部箱壁开设有与固定框7连通的出料孔。

本实施例中，第一传动组件包括第一主动皮带轮3、双槽皮带轮5、第一从动皮带轮9和第一皮带10，第一主动皮带轮3固定连接在位于右侧粉碎辊2延伸到粉碎箱1外部的一端，双槽皮带轮5固定连接在齿轮4远离粉碎箱1的一侧，第一从动皮带轮9固定连接在碾压辊8延伸到固定框7外部的一端，第一主动皮带轮3和双槽皮带轮5均与第一从动皮带轮9的外部套设有第一皮带10。

本实施例中，混料机构包括搅拌箱23，搅拌箱23的内部转动连接有固定轴24，固定轴24的两侧沿其高度方向阵列设有多个搅拌杆25，搅拌箱23的右侧箱壁开设有出料口，出料口上安装有阀门。

本实施例中，第二传动组件包括第二主动皮带轮17、第二从动皮带轮26和第二皮带27，第二主动皮带轮17固定连接在第二转轴15的底端，第二从动皮带轮26固定连接在固定轴24的顶端，第二主动皮带轮17和第二从动皮带轮26的外部套设有第二皮带27。

本实施例中，粉碎箱1和搅拌箱23之间固定连接有两个支撑板11，位于右侧支撑板11上开设有活动孔，活动孔的内部转动连接有第一滚筒，搅拌箱23的顶部固定连接有两个定位板，两个定位板相互靠近的一侧转动连接有第二滚筒，双轴电机12与位于左侧支撑板11固定连接。

本实施例中，上料机构包括第一传送辊31、第二传送辊33、传送带34和多个送料斗35，传送带34活动套设在第一传送辊31和第二传送辊33的外部，多个送料斗35阵列铰接在传送带34的外部，送料斗35与传送带34之间连接有弹力绳，第二传送辊33的两端转动连接有第二夹板32，且第二夹板32与粉碎箱1固定连接，第二传送辊33上固定连接有送料皮带轮36，送料皮带轮36和双槽皮带轮5的外部套设有送料皮带37。

本实施例中，上料机构与混料机构之间设有调节机构，调节机构包括第一推杆电机28，第一推杆电机28与搅拌箱23的外壁铰接，第一推杆电机28的输出轴固定连接有连接板29，连接板29的左侧固定连接有两个第一夹板30，且第一夹板30与第一传送辊31转动连接。

本实施例中，粉碎箱1的内壁固定连接有支撑杆，支撑杆的右端固定连接有导料板38，混料机构的底部固定连接有底板40，底板40的底部固定连接有四个滚轮。

工作原理，首先，粉碎机构上的两个粉碎辊2对土壤进行初步粉碎，粉碎后的土壤落下进入碾压机构内，而碾压机构上的两个碾压辊8则方便对土壤进行碾压粉碎，这样有利于土壤的粗细均匀，而且细小的土壤更加有利于生物的净化，上料机构上的传送带34借助送料斗35将土壤送到粉碎机构内进行粉碎，这样可以进行持续性土壤处理修复，快捷省力，有利于土壤高效处理修复，筛选机构上的筛网可以对落下的被碾压的土壤进行筛选，筛选可以将石块杂质清理出来，同时石块可以在筛网倾斜时滚落，有利于筛网可以高效筛选，而混料机构则可以对筛选后的土壤进行混合，有利于土壤的湿度和生物含量均衡分布，保证土壤的均衡修复，驱动机构可以对粉碎机构、碾压机构、筛选机构和混料机构提供驱动力，多项机构采用同一个电机驱动，一机多用，提高设备的整合效率，一体化程度高，设备场地占用小，有利于推广应用；

驱动机构在进行驱动时，双轴电机12带动第一转轴13和第二转轴15转动，第一转轴13带动传动螺杆14转动，传动螺杆14带动与之啮合的齿轮4转动，齿轮4则可以带动粉碎辊2转动，粉碎辊2再带动第一主动皮带轮3和双槽皮带轮5转动，第一主动皮带轮3和双槽皮带轮5再借助第一皮带10带动第一从动皮带轮9转动，第一从动皮带轮9再带动碾压辊8转动，第二转轴15则带动凸轮16转动，凸轮16转动会间歇式挤压推板20，推板20带动筛网18移动，在弹簧22的拉动下会使得筛网18往复振动，这样可以对粉碎的土壤进行筛选，筛选后石块会留着筛网18上，第二推杆电机39推动筛网18转动倾斜，从而方便石块从筛网18上滚落，第二转轴15还带动第二主动皮带轮17转动，第二主动皮带轮17通过第二皮带27带动第二从动皮带轮26转动，第二从动皮带轮26再带动固定轴24转动，固定轴24则带动搅拌杆25转动搅拌，这样方便土壤混合均匀，有利于土壤湿度和生物含量均衡分布，从而有利于土壤整体高效修复，双槽皮带轮5还通过送料皮带37带动送料皮带轮36转动，送料皮带轮36则带动第二传送辊33转动，第二传送辊33则带动传送带34转动，从而可以带动送料斗35送料到粉碎机构内，第一推杆电机28则可以调整传送带34的倾斜程度，从而方便更好的送料，整个装置不仅方便土壤自动上料，有利于连续式作业，而且还对土壤进行粉碎、筛选和混料，从而有利于土壤的粗细、湿度和生物含量保持均衡，有利于土壤整体高效修复，而且设备集成化程度高，场地占用小，实用性强。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，包括粉碎机构、碾压机构、筛选机构、混料机构、上料机构和驱动机构，其特征在于，所述碾压机构位于所述粉碎机构的下方，所述筛选机构位于所述碾压机构的下方，所述混料机构位于所述筛选机构的下方，所述上料机构位于所述粉碎机构的左侧，所述粉碎机构、碾压机构、筛选机构、混料机构和上料机构均通过驱动机构控制驱动，所述粉碎机构与碾压机构之间连接有第一传动组件；

所述驱动机构包括双轴电机（12），所述双轴电机（12）的顶端输出轴固定连接有第一转轴（13），所述第一转轴（13）的顶端固定连接有传动螺杆（14），且传动螺杆（14）驱动粉碎机构运行，所述双轴电机（12）的底端输出轴固定连接有第二转轴（15），所述第二转轴（15）的外部固定套设有凸轮（16），所述第二转轴（15）与混料机构之间设有第二传动组件；

所述筛选机构包括筛网（18），所述筛网（18）的顶部固定连接有防护框（19），所述筛网（18）的左侧固定连接有推板（20），所述筛网（18）的底部右侧固定连接有拉板（21），所述拉板（21）的左侧连接有弹簧（22），所述筛网（18）的上方设有与粉碎机构固定连接的第二推杆电机（39）。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，其特征在于，所述粉碎机构包括粉碎箱（1），所述粉碎箱（1）的内部转动连接有两个粉碎辊（2），所述粉碎辊（2）的下方设有与粉碎箱（1）固定连接的导料斗（6），位于左侧所述粉碎辊（2）延伸到粉碎箱（1）外部的一端固定连接有齿轮（4），且齿轮（4）与传动螺杆（14）啮合传动。

3.根据权利要求2所述的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，其特征在于，所述碾压机构包括固定框（7），所述固定框（7）的内部转动连接有两个碾压辊（8），所述粉碎箱（1）的底部箱壁开设有与固定框（7）连通的出料孔。

4.根据权利要求3所述的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，其特征在于，所述第一传动组件包括第一主动皮带轮（3）、双槽皮带轮（5）、第一从动皮带轮（9）和第一皮带（10），所述第一主动皮带轮（3）固定连接在位于右侧所述粉碎辊（2）延伸到粉碎箱（1）外部的一端，所述双槽皮带轮（5）固定连接在所述齿轮（4）远离粉碎箱（1）的一侧，所述第一从动皮带轮（9）固定连接在碾压辊（8）延伸到固定框（7）外部的一端，所述第一主动皮带轮（3）和双槽皮带轮（5）均与第一从动皮带轮（9）的外部套设有第一皮带（10）。

5.根据权利要求1所述的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，其特征在于，所述混料机构包括搅拌箱（23），所述搅拌箱（23）的内部转动连接有固定轴（24），所述固定轴（24）的两侧沿其高度方向阵列设有多个搅拌杆（25），所述搅拌箱（23）的右侧箱壁开设有出料口，所述出料口上安装有阀门。

6.根据权利要求1所述的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，其特征在于，所述第二传动组件包括第二主动皮带轮（17）、第二从动皮带轮（26）和第二皮带（27），所述第二主动皮带轮（17）固定连接在第二转轴（15）的底端，所述第二从动皮带轮（26）固定连接在固定轴（24）的顶端，所述第二主动皮带轮（17）和第二从动皮带轮（26）的外部套设有第二皮带（27）。

7.根据权利要求2所述的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，其特征在于，所述粉碎箱（1）和搅拌箱（23）之间固定连接有两个支撑板（11），位于右侧所述支撑板（11）上开设有活动孔，所述活动孔的内部转动连接有第一滚筒，所述搅拌箱（23）的顶部固定连接有两个定位板，两个所述定位板相互靠近的一侧转动连接有第二滚筒，所述双轴电机（12）与位于左侧所述支撑板（11）固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，其特征在于，所述上料机构包括第一传送辊（31）、第二传送辊（33）、传送带（34）和多个送料斗（35），所述传送带（34）活动套设在第一传送辊（31）和第二传送辊（33）的外部，多个所述送料斗（35）阵列铰接在传送带（34）的外部，所述送料斗（35）与传送带（34）之间连接有弹力绳，所述第二传送辊（33）的两端转动连接有第二夹板（32），且第二夹板（32）与粉碎箱（1）固定连接，所述第二传送辊（33）上固定连接有送料皮带轮（36），所述送料皮带轮（36）和双槽皮带轮（5）的外部套设有送料皮带（37）。

9.根据权利要求7所述的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，其特征在于，所述上料机构与混料机构之间设有调节机构，所述调节机构包括第一推杆电机（28），所述第一推杆电机（28）与搅拌箱（23）的外壁铰接，所述第一推杆电机（28）的输出轴固定连接有连接板（29），所述连接板（29）的左侧固定连接有两个第一夹板（30），且第一夹板（30）与第一传送辊（31）转动连接。

10.根据权利要求2所述的一种基于生物矿化修复重金属复合土壤的连续式修复设备，其特征在于，所述粉碎箱（1）的内壁固定连接有支撑杆，所述支撑杆的右端固定连接有导料板（38），所述混料机构的底部固定连接有底板（40），所述底板（40）的底部固定连接有四个滚轮。

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