CN111558614B - 一种基于微生物修复原理的耕地修复装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，属于耕地修复领域，一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，本方案微生物培养装置的微生物在自然生长的过程中会发生厌氧堆肥的过程，并代谢产生大量废气，随着微生物培养装置内二氧化碳等废气含量的增加，会逐渐撑大分隔膜，甚至将部分分隔膜顶出筛网框，与推板接触，直至刺膜针头穿过通孔扎破分隔膜，分隔膜内经过厌氧堆肥过程产生的发酵肥料会从分隔膜内流出，通过底板和破土钻头流向土壤内，液体的肥料会快速在土壤内扩散，实现对土壤的修复，可以实现有效避免传统化学肥料和生物修复技术的后续残留问题，不易出现修复技术导致的衍生问题，减少对环境造成污染。

Description

一种基于微生物修复原理的耕地修复装置

技术领域

本发明涉及耕地修复领域，更具体地说，涉及一种基于微生物修复原理的耕地修复装置。

背景技术

通常将种植粮食的土体称之为耕地，是人类赖以生存的基本资源和条件，耕地资源的产出和耕地土壤肥力息息相关，较为肥沃的土地通常会有更好的粮食产出，然而粮食在生长过程从土地中吸取的肥力要远远高于土地肥力自然恢复的速度，因此，无论多么肥沃的土地，在长时间耕种一种粮食后，通常会出现肥力下降，粮食产出下降的现象，而古时的人民则主要通过轮耕或休耕的方法改善土壤肥力，增加耕地的粮食产出。

随着近现代的化学和生物学的发展，人们学会向耕地投放化学肥料来改善土壤肥力，对于缺氮的耕地投放氮肥，对于缺磷的耕地投放磷肥等，目标明确的向耕地投放对应化学肥料可以快速改善土壤，起到当期作物增产的效果，效果显著，因此在前些年，这些化学肥料被广泛用于耕田中，甚至部分地区，化学肥料已经到了滥用的地步，而随着化学肥料使用时间的增长，化学肥料的弊端也逐渐展现出来，长时间使用化学肥料的耕地通常会出现土地板实的现象，给粮食的种植和灌溉带来影响，同时过量的肥料极易被灌溉用水和雨水冲刷到自然河流等水域中，引起环境污染等问题。

为此，生物土壤修复技术应运而生，广义的土壤生物修复技术是指一切以利用生物为主体的土壤污染治理技术，包括利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤中的污染物，使污染物的浓度降低到可接受的水平，或将有毒有害的污染物转化为无毒无害的物质，也包括将污染物固定或稳定，以减少其向周围环境的扩散。狭义的土壤生物修复技术，是指通过酵母菌、真菌、细菌等微生物的作用清除土壤中的污染物，或是使污染物无害化的过程，而利微生物代谢产物改善土壤肥力也为生物土壤修复技术的一环，然而在土壤修复工作完成后，残留在土壤内的微生物有容易在自然环境下过度繁殖，诱发新的环境问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，它可以实现有效避免传统化学肥料和生物修复技术的后续残留问题，不易出现修复技术导致的衍生问题，减少对环境造成污染。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，包括保护外壳，所述保护外壳的一端连接有破土钻头，所述破土钻头的上端固定连接有与自身相匹配的支撑板，所述支撑板上开凿有多个排泄孔，且破土钻头内通过排泄孔与外界相连通，所述保护外壳内插接有微生物培养装置，所述微生物培养装置包括筛网框，所述筛网框的两端分别固定连接有盖板和底板，且底板位于保护外壳的外侧，所述筛网框内设有分隔膜，所述分隔膜分别与筛网框、盖板和底板固定连接，所述保护外壳与盖板之间连接有卡扣，所述保护外壳与盖板之间通过卡扣卡接，所述分隔膜内投放有营养物质和营养液，且营养液将分隔膜填充满，所述营养物质内种有微生物菌落，所述微生物培养装置的两侧设有一对推板，所述保护外壳内壁上固定连接有多个限位杆，所述限位杆远离保护外壳内壁的一端贯穿推板，所述推板与限位杆滑动连接，所述保护外壳内壁与推板之间固定连接有保护压缩弹簧，且保护压缩弹簧套接在限位杆的外侧，所述限位杆远离保护外壳内壁的一段固定连接有限位块，所述保护外壳内壁上固定连接有多个刺膜针头，所述推板上开凿有与刺膜针头相匹配的通孔，可以实现有效避免传统化学肥料和生物修复技术的后续残留问题，不易出现修复技术导致的衍生问题，减少对环境造成污染。

进一步的，所述保护外壳呈棱柱形，且保护外壳的棱边均经过倒角处理，棱柱形状方便进行运输存储，而经过倒角处理的棱边也不易在运输过程的碰撞而发生磕碰损坏。

进一步的，所述推板上开凿有与限位块相匹配的预制槽，且限位块完全没于预制槽内，减小微生物培养装置安装过程受到的阻碍不易出现限位块划破微生物培养装置的现象。

进一步的，所述限位杆与推板之间连接有第一耐磨环，且第一耐磨环与推板固定连接，减小推板与限位杆之间的磨损，使推板与限位杆之间的连接不易出现晃动。

进一步的，所述保护外壳的侧壁开凿有一对与破土钻头相匹配的侧滑槽，连个所述侧滑槽内均滑动连接有与自身相匹配的侧滑块，所述破土钻头与侧滑块固定连接，限制破土钻头的滑动距离，避免破土钻头完全从保护外壳内滑出。

进一步的，所述侧滑槽侧壁之间固定连接有定位杆，所述定位杆贯穿侧滑块，定位杆可以对侧滑块的滑动位置进行限位，是破土钻头不易在保护外壳内滑行过程中发生侧覆。

进一步的，所述侧滑块与侧滑槽侧壁之间固定连接有复位压缩弹簧，且复位压缩弹簧套接在定位杆的外侧，所述复位压缩弹簧位于侧滑块的下侧，处于压缩状态的复位压缩弹簧始终具有将破土钻头顶回保护外壳内的趋势，方便保护外壳进行运输，不易在运输过程中造成外物损坏。

进一步的，所述侧滑槽与侧滑块之间连接有第二耐磨环，且第二耐磨环与侧滑块固定连接，第二耐磨环的设置可以大幅减小侧滑块与定位杆之间的磨损，使定位杆与侧滑块之间的连接不易出现晃动。

进一步的，所述破土钻头选用多孔隙的陶瓷制成，便于发酵肥料流出，对土壤进行修复。

进一步的，所述微生物菌落选用厌氧性微生物，可以避免微生物菌落在破裂后大规模繁殖，不易造成次生环境污染。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

在本方案正常运输过程中，保护外壳与微生物培养装置分开放置，便于运输，在将保护外壳和破土钻头楔入土壤后，微生物培养装置的微生物在自然生长的过程中会发生厌氧堆肥的过程，即消耗营养物质生成土壤改良所需的易吸收的发酵肥料，并代谢产生大量的二氧化碳等废气，随着微生物培养装置内二氧化碳等废气含量的增加，会逐渐撑大分隔膜，甚至将部分分隔膜顶出筛网框，与推板接触，随着厌氧堆肥的持续进行，分隔膜内废气含量进一步增加，推动推板向保护外壳内壁运动，直至刺膜针头穿过通孔扎破分隔膜，分隔膜内经过厌氧堆肥过程产生的发酵肥料会从分隔膜内流出，通过底板和破土钻头流向土壤内，液体的肥料会快速在土壤内扩散，实现对土壤的修复，而存在在分隔膜内的营养物质会因为筛网框的作用不易一起流出，避免营养物质对土壤造成二次污染，同时厌氧细菌在分隔膜破裂后与氧气接触后会逐渐失去活性，直至死亡，同时微生物培养装置内残余的残渣也会连通一起从土壤中拔出，不会对土壤造成次生危害，可以实现有效避免传统化学肥料和生物修复技术的后续残留问题，不易出现修复技术导致的衍生问题，减少对环境造成污染。

附图说明

图1为本发明的土壤修复装置完成组装前的结构示意图；

图2为本发明的土壤修复装置完成组装后的结构示意图；

图3为本发明的破土钻头的结构示意图；

图4为本发明的土壤修复装置的正面剖视图；

图5为图4中A处的结构示意图；

图6为图4中B处的结构示意图。

图中标号说明：

1保护外壳、2破土钻头、3筛网框、4盖板、5底板、6支撑板、7排泄孔、8分隔膜、9营养物质、10推板、11通孔、12刺膜针头、13限位杆、14保护压缩弹簧、15限位块、16预制槽、17第一耐磨环、18侧滑槽、19定位杆、20侧滑块、21复位压缩弹簧、22第二耐磨环。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图2-5，一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，包括保护外壳1，保护外壳1的一端连接有破土钻头2，破土钻头2选用多孔隙的陶瓷制成，破土钻头2的上端固定连接有与自身相匹配的支撑板6，支撑板6上开凿有多个排泄孔7，且破土钻头2内通过排泄孔7与外界相连通，保护外壳1内插接有微生物培养装置，微生物培养装置包括筛网框3，筛网框3的两端分别固定连接有盖板4和底板5，且底板5位于保护外壳1的外侧，筛网框3内设有分隔膜8，分隔膜8分别与筛网框3、盖板4和底板5固定连接，保护外壳1与盖板4之间连接有卡扣，保护外壳1与盖板4之间通过卡扣卡接，分隔膜8内投放有营养物质9和营养液，且营养液将分隔膜8填充满，营养物质9内种有微生物菌落，特别的，微生物菌落选用厌氧性微生物，微生物培养装置的两侧设有一对推板10，保护外壳1内壁上固定连接有多个限位杆13，限位杆13远离保护外壳1内壁的一端贯穿推板10，推板10与限位杆13滑动连接，保护外壳1内壁与推板10之间固定连接有保护压缩弹簧14，且保护压缩弹簧14套接在限位杆13的外侧，限位杆13远离保护外壳1内壁的一段固定连接有限位块15，保护外壳1内壁上固定连接有多个刺膜针头12，推板10上开凿有与刺膜针头12相匹配的通孔11。

微生物培养装置的微生物在自然生长的过程中会发生厌氧堆肥的过程，即消耗营养物质9生成土壤改良所需的易吸收的发酵肥料，并代谢产生大量的二氧化碳等废气，随着微生物培养装置内二氧化碳等废气含量的增加，会逐渐撑大分隔膜8，甚至将部分分隔膜8顶出筛网框3，与推板10接触，随着厌氧堆肥的持续进行，分隔膜8内废气含量进一步增加，推动推板10向保护外壳1内壁运动，直至刺膜针头12穿过通孔11扎破分隔膜8，分隔膜8内经过厌氧堆肥过程产生的发酵肥料会从分隔膜8内流出，通过底板5和破土钻头2流向土壤内，液体的肥料会快速在土壤内扩散，实现对土壤的修复，而存在在分隔膜8内的营养物质9会因为筛网框3的作用不易一起流出，避免营养物质9对土壤造成二次污染，同时厌氧细菌在分隔膜8破裂后与氧气接触后会逐渐失去活性，直至死亡，也不会对土壤造成次生危害，可以实现有效避免传统化学肥料和生物修复技术的后续残留问题，不易出现修复技术导致的衍生问题，减少对环境造成污染。

保护外壳1呈棱柱形，且保护外壳1的棱边均经过倒角处理，棱柱形状方便进行运输存储，而经过倒角处理的棱边也不易在运输过程的碰撞而发生磕碰损坏，推板10上开凿有与限位块15相匹配的预制槽16，且限位块15完全没于预制槽16内，减小微生物培养装置安装过程受到的阻碍不易出现限位块15划破微生物培养装置的现象，限位杆13与推板10之间连接有第一耐磨环17，且第一耐磨环17与推板10固定连接，减小推板10与限位杆13之间的磨损，使推板10与限位杆13之间的连接不易出现晃动。

请参阅图6，保护外壳1的侧壁开凿有一对与破土钻头2相匹配的侧滑槽18，连个侧滑槽18内均滑动连接有与自身相匹配的侧滑块20，破土钻头2与侧滑块20固定连接，限制破土钻头2的滑动距离，避免破土钻头2完全从保护外壳1内滑出，侧滑槽18侧壁之间固定连接有定位杆19，定位杆19贯穿侧滑块20，定位杆19可以对侧滑块20的滑动位置进行限位，是破土钻头2不易在保护外壳1内滑行过程中发生侧覆，侧滑块20与侧滑槽18侧壁之间固定连接有复位压缩弹簧21，且复位压缩弹簧21套接在定位杆19的外侧，复位压缩弹簧21位于侧滑块20的下侧，处于压缩状态的复位压缩弹簧21始终具有将破土钻头2顶回保护外壳1内的趋势，方便保护外壳1进行运输，不易在运输过程中造成外物损坏，侧滑槽18与侧滑块20之间连接有第二耐磨环22，且第二耐磨环22与侧滑块20固定连接，第二耐磨环22的设置可以大幅减小侧滑块20与定位杆19之间的磨损，使定位杆19与侧滑块20之间的连接不易出现晃动。

在本方案正常运输过程中，保护外壳1与微生物培养装置分开放置，此时保护外壳1和破土钻头2如图1所示，棱柱状的保护外壳1便于堆放，而收在保护外壳1内的破土钻头2在运输过程汇总不易损坏外物，而需要使用时，如图1所示将微生物培养装置插入破土钻头2内，在插入的过程中，微生物培养装置会将破土钻头2顶至图2所示的位置，方便使用人员将保护外壳1和破土钻头2楔入土壤中，在将保护外壳1和破土钻头2楔入土壤后，微生物培养装置的微生物在自然生长的过程中会发生厌氧堆肥的过程，即消耗营养物质9生成土壤改良所需的易吸收的发酵肥料，并代谢产生大量的二氧化碳等废气，随着微生物培养装置内二氧化碳等废气含量的增加，会逐渐撑大分隔膜8，甚至将部分分隔膜8顶出筛网框3，与推板10接触，随着厌氧堆肥的持续进行，分隔膜8内废气含量进一步增加，推动推板10向保护外壳1内壁运动，直至刺膜针头12穿过通孔11扎破分隔膜8，分隔膜8内经过厌氧堆肥过程产生的发酵肥料会从分隔膜8内流出，通过底板5和破土钻头2流向土壤内，液体的肥料会快速在土壤内扩散，实现对土壤的修复，而存在在分隔膜8内的营养物质9会因为筛网框3的作用不易一起流出，避免营养物质9对土壤造成二次污染，同时厌氧细菌在分隔膜8破裂后与氧气接触后会逐渐失去活性，直至死亡，同时微生物培养装置内残余的残渣也会连通1一起从土壤中拔出，不会对土壤造成次生危害，可以实现有效避免传统化学肥料和生物修复技术的后续残留问题，不易出现修复技术导致的衍生问题，减少对环境造成污染。

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改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，包括保护外壳（1），其特征在于：所述保护外壳（1）的一端连接有破土钻头（2），所述破土钻头（2）的上端固定连接有与自身相匹配的支撑板（6），所述支撑板（6）上开凿有多个排泄孔（7），且破土钻头（2）内通过排泄孔（7）与外界相连通，所述保护外壳（1）内插接有微生物培养装置，所述微生物培养装置包括筛网框（3），所述筛网框（3）的两端分别固定连接有盖板（4）和底板（5），且底板（5）位于保护外壳（1）的外侧，所述筛网框（3）内设有分隔膜（8），所述分隔膜（8）分别与筛网框（3）、盖板（4）和底板（5）固定连接，所述保护外壳（1）与盖板（4）之间连接有卡扣，所述保护外壳（1）与盖板（4）之间通过卡扣卡接，所述分隔膜（8）内投放有营养物质（9），且营养物质（9）将分隔膜（8）填充满，所述营养物质（9）内种有微生物菌落，所述微生物培养装置的两侧设有一对推板（10），所述保护外壳（1）内壁上固定连接有多个限位杆（13），所述限位杆（13）远离保护外壳（1）内壁的一端贯穿推板（10），所述推板（10）与限位杆（13）滑动连接，所述保护外壳（1）内壁与推板（10）之间固定连接有保护压缩弹簧（14），且保护压缩弹簧（14）套接在限位杆（13）的外侧，所述限位杆（13）远离保护外壳（1）内壁的一段固定连接有限位块（15），所述保护外壳（1）内壁上固定连接有多个刺膜针头（12），所述推板（10）上开凿有与刺膜针头（12）相匹配的通孔（11）。

2.根据权利要求1所述的一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，其特征在于：所述保护外壳（1）呈棱柱形，且保护外壳（1）的棱边均经过倒角处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，其特征在于：所述推板（10）上开凿有与限位块（15）相匹配的预制槽（16），且限位块（15）完全没于预制槽（16）内。

4.根据权利要求1所述的一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，其特征在于：所述限位杆（13）与推板（10）之间连接有第一耐磨环（17），且第一耐磨环（17）与推板（10）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，其特征在于：所述保护外壳（1）的侧壁开凿有一对与破土钻头（2）相匹配的侧滑槽（18），两个所述侧滑槽（18）内均滑动连接有与自身相匹配的侧滑块（20），所述破土钻头（2）与侧滑块（20）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，其特征在于：所述侧滑槽（18）侧壁之间固定连接有定位杆（19），所述定位杆（19）贯穿侧滑块（20）。

7.根据权利要5所述的一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，其特征在于：所述侧滑块（20）与侧滑槽（18）侧壁之间固定连接有复位压缩弹簧（21），且复位压缩弹簧（21）套接在定位杆（19）的外侧，所述复位压缩弹簧（21）位于侧滑块（20）的下侧。

8.根据权利要求5所述的一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，其特征在于：所述侧滑槽（18）与侧滑块（20）之间连接有第二耐磨环（22），且第二耐磨环（22）与侧滑块（20）固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，其特征在于：所述破土钻头（2）选用多孔隙的陶瓷制成。

10.根据权利要求1所述的一种基于微生物修复原理的耕地修复装置，其特征在于：所述微生物菌落选用厌氧性微生物。

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