CN111922073A - 生物法土壤修复系统及土壤修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了生物法土壤修复系统及土壤修复方法,包括土壤修复恒温室、土壤修复生物培养基、土壤修复环境改善单元和土壤修复环境气体处理单元;土壤修复生物培养基设置于土壤修复恒温室内,通过土壤修复环境改善单元向土壤修复恒温室内充入水雾和空气以改善土壤修复恒温室内及土壤修复生物培养基内的环境湿度,以及通过土壤修复环境改善单元向土壤修复恒温室内充入氧气和空气以改善土壤修复恒温室内及土壤修复生物培养基内的环境氧浓度;土壤修复环境气体处理单元对接于土壤修复恒温室的出气口。土壤修复效果好,修复过程不会对自然环境造成破坏和污染,符合土壤环保修复的理念,具有较高的可持续发展性。

Description

生物法土壤修复系统及土壤修复方法
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域,尤其涉及一种生物法土壤修复系统及土壤修复方法。
背景技术
土壤修复工程能够改善土壤环境,其能够把污染土壤恢复正常功能,保护土壤环境。现有土壤修复工程为了提高土壤修复效率,向土壤中添加大量修复药剂,其虽然达到了土壤修复目的,但是伴随而来的是对环境的又一次污染,对自然环境造成破坏,不具环保理念,不符合可持续发展的需求。基于上述理由,本发明设计了一种利用蚯蚓进行土壤修复的生物法土壤修复系统,土壤修复效果好,修复过程不会对自然环境造成破坏和污染,符合土壤环保修复的理念,具有较高的可持续发展性。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供的生物法土壤修复系统及土壤修复方法,土壤修复效果好,修复过程不会对自然环境造成破坏和污染,符合土壤环保修复的理念,具有较高的可持续发展性。
技术方案:为实现上述目的,本发明的生物法土壤修复系统,包括土壤修复恒温室、土壤修复生物培养基、土壤修复环境改善单元和土壤修复环境气体处理单元;
所述土壤修复生物培养基设置于土壤修复恒温室内,且土壤修复生物培养基的内部环境与土壤修复恒温室的室内环境相连通,通过所述土壤修复恒温室提供生物修复土壤所需的恒温环境;
所述土壤修复恒温室具有进气口,所述土壤修复环境改善单元对接于土壤修复恒温室的进气口,通过所述土壤修复环境改善单元向土壤修复恒温室内充入水雾和空气以改善土壤修复恒温室内及土壤修复生物培养基内的环境湿度,以及通过所述土壤修复环境改善单元向土壤修复恒温室内充入氧气和空气以改善土壤修复恒温室内及土壤修复生物培养基内的环境氧浓度;
所述土壤修复恒温室具有出气口,所述土壤修复环境气体处理单元对接于土壤修复恒温室的出气口,通过所述土壤修复环境气体处理单元对从土壤修复恒温室排出的污浊混合气体进行净化处理。
进一步地,所述土壤修复生物培养基包括外箱体和呈线性阵列设置于外箱体内的土壤修复培养筒,所述外箱体的箱门板位于顶部,所述土壤修复培养筒呈筒口朝上姿态与外箱体的内底部竖向插接设置;所述外箱体侧面均匀分布有通孔,所述外箱体的内部空间通过所述通孔与土壤修复恒温室的室内环境连通;
所述土壤修复培养筒的筒壁为透气结构;
所述土壤修复培养筒内从上到下设置有多块透气隔板,上、下相邻的所述透气隔板通过土壤保持相同间距隔开;位于透气隔板上侧的土壤与位于透气隔板下侧的土壤通过所述透气隔板保持土壤内所含气体的相互流通,且透气隔板阻挡土壤中的土壤修复生物穿过。
进一步地,所述外箱体包括所述箱门板,还包括箱底板和箱侧板;所述箱门板内侧面设置有空气湿度传感器和氧气浓度传感器;多块所述箱侧板围合设置于箱底板上表面边缘,若干所述通孔均匀分布于箱侧板上;所述箱门板铰接于其中一块所述箱侧板顶部;
所述土壤修复培养筒包括与箱底板的上表面竖向插接设置的筒骨架以及由PVC材料制造而成的直通型PVC网,所述直通型PVC网通过所述筒骨架做强度支撑,所述透气结构为直通型PVC网;所述筒骨架包括位于直通型PVC网内侧的竖向通槽杆、位于直通型PVC网外侧的竖向杆、位于直通型PVC网顶部的圆环以及位于直通型PVC网底部的圆板;所述竖向通槽杆的开口朝向直通型PVC网的中轴线设置,所述竖向通槽杆与竖向杆配合夹持固连所述直通型PVC网;所述竖向通槽杆的上端超出直通型PVC网的顶端,所述竖向杆的上端与直通型PVC网的顶端平齐,所述圆环固连竖向通槽杆的背侧与竖向杆的上端;所述竖向通槽杆的下端与直通型PVC网的底端平齐,所述竖向杆的下端超出直通型PVC网的底端,所述圆板固连竖向通槽杆的下端与竖向杆的内侧;所述箱底板上开设有安装槽,所述竖向杆的下端与安装槽一一对应插接配合;
所述土壤修复培养筒还包括与直通型PVC网同心设置的中心杆,所述中心杆下端设置有旋接螺母的螺纹杆部,所述圆板圆心贯穿开设有安装孔,所述螺纹杆部穿过安装孔通过所述螺母紧固;所述中心杆的上端超出直通型PVC网并高于竖向通槽杆的上端;所述透气隔板中心开设有中心孔,所述透气隔板外周设置有与竖向通槽杆一一对应的外沿凸起,所述透气隔板从上到下滑入直通型PVC网内状态下,所述透气隔板通过中心孔与中心杆竖向滑移配合,所述外沿凸起与竖向通槽杆竖向滑移配合。
进一步地,所述土壤修复生物培养基所采用的土壤修复生物为蚯蚓;所述透气隔板表面密布透气孔,所述透气孔的直径小于蚯蚓的直径,以防止蚯蚓穿过。
进一步地,所述透气隔板外周设置有外沿填充,所述外沿填充填充在相邻竖向通槽杆之间形成的弧形空间内。
进一步地,所述透气隔板的中心设置有与中心孔导通的配重,所述配重位于透气隔板的下表面,且配重从上到下呈逐渐收缩状。
进一步地,所述土壤修复环境改善单元包括气体混合装置、水雾供应装置、氧气供应装置和空气供应装置;所述水雾供应装置、氧气供应装置以及空气供应装置均通过所述气体混合装置对接所述土壤修复恒温室的进气口,其中,通过所述水雾供应装置供应的水雾与通过所述空气供应装置供应的空气在所述气体混合装置内混合后充入土壤修复恒温室内,通过所述氧气供应装置供应的氧气与通过所述空气供应装置供应的空气在所述气体混合装置内混合后充入土壤修复恒温室内。
进一步地,所述气体混合装置包括混合箱体、混合气体供应管线和混合气体释放电动阀;所述混合箱体通过混合气体供应管线与土壤修复恒温室的所述进气口对接,所述混合气体释放电动阀安装于混合气体供应管线上;
所述水雾供应装置包括高压水塔、供水管线、水释放电动阀和雾化喷头;所述高压水塔通过供水管线与混合箱体连接,所述水释放电动阀安装于供水管线上,所述雾化喷头位于混合箱体内部并与供水管线的出水端对接;
所述氧气供应装置包括氧气罐、供氧管线和氧气释放电动阀;所述氧气罐通过供氧管线与混合箱体连接,所述氧气释放电动阀安装于供氧管线上;
所述空气供应装置包括压缩空气罐、供空气管线和空气释放电动阀;所述压缩空气罐通过供空气管线与混合箱体连接,所述空气释放电动阀安装于供空气管线上。
进一步地,所述土壤修复环境气体处理单元包括空气净化设备、污浊混合气体输送管线和污浊混合气体排出阀;土壤修复恒温室的所述出气口通过污浊混合气体输送管线与所述空气净化设备连接,所述污浊混合气体排出阀安装于污浊混合气体输送管线上。
生物法土壤修复系统的土壤修复方法,具体步骤如下:
步骤S1:人工向外箱体内的各土壤修复培养筒内铺设土壤和放置蚯蚓,土壤铺设与蚯蚓放置采用间隔交替的方式进行,且在铺设土壤过程中间隔相同厚度的土壤放置透气隔板,各土壤修复培养筒内土壤铺设和蚯蚓放置均完成后,合上箱门板;
土壤修复培养筒选用规格:直通型PVC网内径0.2m,长1m;
蚯蚓选用规格和数量:蚯蚓直径大于透气隔板表面密布的透气孔的孔径,每个土壤修复培养筒内的蚯蚓数量为300~800条;
透气隔板放置方法:首先将透气隔板套在中心杆上,透气隔板下移至被竖向通槽杆支撑,然后转动透气隔板使外沿凸起与竖向通槽杆对应,透气隔板在配重的下坠作用下下滑,配重插入土壤中,透气隔板贴合土壤;
步骤S2:将整个土壤修复生物培养基置于土壤修复恒温室内,维持蚯蚓适宜生长温度20~25℃,维持蚯蚓适宜生长空气环境湿度60%~75%,维持蚯蚓适宜生长空气环境氧浓度35%~40%;
步骤S3:空气湿度传感器对土壤修复生物培养基内的环境湿度进行检测,以及氧气浓度传感器对土壤修复生物培养基内的环境氧浓度进行检测;
当环境湿度检测值低于蚯蚓适宜生长空气环境湿度时,同时打开混合气体释放电动阀、水释放电动阀、空气释放电动阀以及污浊混合气体排出阀,高压水塔内的水通过供水管线输送至雾化喷头,水被雾化喷头雾化形成水雾喷入混合箱体内,压缩空气罐内的空气通过供空气管线输送至混合箱体内,水雾与空气在混合箱体内混合,随后水雾和空气通过混合气体供应管线输入土壤修复恒温室内,水雾穿过通孔进入外箱体内,进而透过直通型PVC网润湿土壤;土壤修复恒温室内的污浊混合气体通过污浊混合气体输送管线输送至空气净化设备进行净化处理;
当环境氧浓度检测值低于蚯蚓适宜生长空气环境氧浓度时,同时打开混合气体释放电动阀、氧气释放电动阀、空气释放电动阀以及污浊混合气体排出阀,氧气罐内的氧气通过供氧管线输送至混合箱体内,压缩空气罐内的空气通过供空气管线输送至混合箱体内,氧气与空气在混合箱体内混合,从而对氧气起到稀释作用,随后氧气和空气通过混合气体供应管线输入土壤修复恒温室内,氧气穿过通孔进入外箱体内,进而透过直通型PVC网接触浸入土壤中;土壤修复恒温室内的污浊混合气体通过污浊混合气体输送管线输送至空气净化设备进行净化处理;
步骤S4:人工每隔半个月检测土壤中的重金属离子浓度,如果土壤中的重金属离子没有达到修复要求,则继续进行修复,如果达到修复要求,即可将土壤修复生物培养基从土壤修复恒温室内取出,打开箱门板,将各土壤修复培养筒取出,倒出土壤修复培养筒内的土壤和蚯蚓,土壤归还大自然或者作为田地肥料,蚯蚓依据大小进行分类回收再利用。
有益效果:本发明的生物法土壤修复系统及土壤修复方法,有益效果如下:
1)土壤修复效果好,修复过程不会对自然环境造成破坏和污染,符合土壤环保修复的理念,具有较高的可持续发展性;
2)能够对蚯蚓修复土壤所需的环境湿度和环境氧浓度进行合适地调节,保证蚯蚓健康生长,从而提高蚯蚓对土壤的修复彻底性、高效性;
3)通过在土壤修复培养筒内设置透气隔板将土壤分层隔开,既保证了土壤中空气的流动性,又能避免蚯蚓规模化、长距离的游走导致土壤中蚯蚓扎堆、分布不均的情况发生,保证利用蚯蚓修复土壤的均匀性。
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图;
附图2为土壤修复生物培养基的整体结构示意图;
附图3为土壤修复生物培养基的结构分解示意图;
附图4为土壤修复培养筒的结构示意图;
附图5为土壤修复培养筒的俯视图;
附图6为土壤修复培养筒的结构分解示意图;
附图7为土壤修复培养筒的半剖结构示意图;
附图8为透气隔板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1所示,生物法土壤修复系统,包括土壤修复恒温室1、土壤修复生物培养基2、土壤修复环境改善单元3和土壤修复环境气体处理单元4;所述土壤修复生物培养基2设置于土壤修复恒温室1内,且土壤修复生物培养基2的内部环境与土壤修复恒温室1的室内环境相连通,通过所述土壤修复恒温室1提供生物修复土壤所需的恒温环境;所述土壤修复恒温室1具有进气口1.1,所述土壤修复环境改善单元3对接于土壤修复恒温室1的进气口1.1,通过所述土壤修复环境改善单元3向土壤修复恒温室1内充入水雾和空气以改善土壤修复恒温室1内及土壤修复生物培养基2内的环境湿度,以及通过所述土壤修复环境改善单元3向土壤修复恒温室1内充入氧气和空气以改善土壤修复恒温室1内及土壤修复生物培养基2内的环境氧浓度,在本发明中,所述土壤修复生物培养基2所采用的土壤修复生物为蚯蚓。本发明能够对蚯蚓修复土壤所需的环境湿度和环境氧浓度进行合适地调节,保证蚯蚓健康生长,从而提高蚯蚓对土壤的修复彻底性、高效性。
所述土壤修复恒温室1具有出气口1.2,所述土壤修复环境气体处理单元4对接于土壤修复恒温室1的出气口1.2,通过所述土壤修复环境气体处理单元4对从土壤修复恒温室1排出的污浊混合气体进行净化处理,从而避免蚯蚓修复土壤过程中产生的污浊混合气体污染空气环境。
如附图2和附图3所示,所述土壤修复生物培养基2包括外箱体21和呈线性阵列设置于外箱体21内的土壤修复培养筒22,所述外箱体21的箱门板213位于顶部,所述土壤修复培养筒22呈筒口朝上姿态与外箱体21的内底部竖向插接设置,从而实现土壤修复培养筒22的可拆卸安装;所述外箱体21侧面均匀分布有通孔2120,所述外箱体21的内部空间通过所述通孔2120与土壤修复恒温室1的室内环境连通,这样才能够实现对外箱体21内的温度调节、湿度调节、氧浓度调节。
值得注意的是,所述土壤修复培养筒22的筒壁为透气结构,从而使水雾、氧气、空气能够透过土壤修复培养筒22的筒壁与土壤接触,实现对土壤的润湿与增氧。
如附图4和附图7所示,所述土壤修复培养筒22内从上到下设置有多块透气隔板23,上、下相邻的所述透气隔板23通过土壤保持相同间距隔开;位于透气隔板23上侧的土壤与位于透气隔板23下侧的土壤通过所述透气隔板23保持土壤内所含气体的相互流通,且透气隔板23阻挡土壤中的土壤修复生物穿过。既保证了土壤中空气的流动性,又能避免蚯蚓规模化、长距离的游走导致土壤中蚯蚓扎堆、分布不均的情况发生,保证利用蚯蚓修复土壤的均匀性。
如附图3所示,所述外箱体21包括所述箱门板213,还包括箱底板211和箱侧板212;所述箱门板213内侧面设置有空气湿度传感器和氧气浓度传感器;多块所述箱侧板212围合设置于箱底板211上表面边缘,若干所述通孔2120均匀分布于箱侧板212上;所述箱门板213铰接于其中一块所述箱侧板21顶部;
如附图4、附图5和附图6所示,所述土壤修复培养筒22包括与箱底板211的上表面竖向插接设置的筒骨架221以及由PVC材料制造而成的直通型PVC网222,所述直通型PVC网222通过所述筒骨架221做强度支撑,所述透气结构为直通型PVC网222。直通型PVC网222造价低廉且使用寿命更长。
所述筒骨架221包括位于直通型PVC网222内侧的竖向通槽杆2211、位于直通型PVC网222外侧的竖向杆2212、位于直通型PVC网222顶部的圆环2213以及位于直通型PVC网222底部的圆板2214;所述竖向通槽杆2211的开口朝向直通型PVC网222的中轴线设置,所述竖向通槽杆2211与竖向杆2212配合夹持固连所述直通型PVC网222;所述竖向通槽杆2211的上端超出直通型PVC网222的顶端,所述竖向杆2212的上端与直通型PVC网222的顶端平齐,所述圆环2213固连竖向通槽杆2211的背侧与竖向杆2212的上端;所述竖向通槽杆2211的下端与直通型PVC网222的底端平齐,所述竖向杆2212的下端超出直通型PVC网222的底端,所述圆板2214固连竖向通槽杆2211的下端与竖向杆2212的内侧;所述箱底板211上开设有安装槽2110,所述竖向杆2212的下端与安装槽2110一一对应插接配合。提高了土壤修复培养筒22可拆卸安装的便捷性。
所述土壤修复培养筒22还包括与直通型PVC网222同心设置的中心杆223,所述中心杆223下端设置有旋接螺母2231的螺纹杆部2232,所述圆板2214圆心贯穿开设有安装孔22140,所述螺纹杆部2232穿过安装孔22140通过所述螺母2231紧固;所述中心杆223的上端超出直通型PVC网222并高于竖向通槽杆2211的上端;所述透气隔板23中心开设有中心孔230,所述透气隔板23外周设置有与竖向通槽杆2211一一对应的外沿凸起231,所述透气隔板23从上到下滑入直通型PVC网222内状态下,所述透气隔板23通过中心孔230与中心杆223竖向滑移配合,所述外沿凸起231与竖向通槽杆2211竖向滑移配合。提高了透气隔板23防止的便捷性。
在本发明中,所述透气隔板23表面密布透气孔232,所述透气孔232的直径小于蚯蚓的直径,以防止蚯蚓穿过。
更为具体的,所述透气隔板23外周设置有外沿填充234,所述外沿填充234填充在相邻竖向通槽杆2211之间形成的弧形空间内,从而封堵漏出的空间,进一步避免蚯蚓在不同层的土壤之间游走。
值得注意的是,所述透气隔板23的中心设置有与中心孔230导通的配重233,所述配重233位于透气隔板23的下表面,因此能够使透气隔板23的重心保持在中心偏下的位置,当从上到下放置透气隔板23时,在配重233的下坠作用下,透气隔板23就能够尽可能保持水平姿态竖直向下滑入土壤修复培养筒22,不偏不倚,也就不会造成卡滞现象,且配重233从上到下呈逐渐收缩状,能够便于配重233顺利插入土壤中,从而使透气隔板23能够尽可能地贴合土壤,不浪费土壤修复培养筒22的空间,尽可能多的修复土壤。
如附图1所示,所述土壤修复环境改善单元3包括气体混合装置30、水雾供应装置31、氧气供应装置32和空气供应装置33;所述水雾供应装置31、氧气供应装置32以及空气供应装置33均通过所述气体混合装置30对接所述土壤修复恒温室1的进气口1.1,其中,通过所述水雾供应装置31供应的水雾与通过所述空气供应装置33供应的空气在所述气体混合装置30内混合后充入土壤修复恒温室1内,通过所述氧气供应装置32供应的氧气与通过所述空气供应装置33供应的空气在所述气体混合装置30内混合后充入土壤修复恒温室1内。
更为具体的,所述气体混合装置30包括混合箱体301、混合气体供应管线302和混合气体释放电动阀303;所述混合箱体301通过混合气体供应管线302与土壤修复恒温室1的所述进气口1.1对接,所述混合气体释放电动阀303安装于混合气体供应管线302上;所述水雾供应装置31包括高压水塔311、供水管线312、水释放电动阀313和雾化喷头314;所述高压水塔311通过供水管线312与混合箱体301连接,所述水释放电动阀313安装于供水管线312上,所述雾化喷头314位于混合箱体301内部并与供水管线312的出水端对接;所述氧气供应装置32包括氧气罐321、供氧管线322和氧气释放电动阀323;所述氧气罐321通过供氧管线322与混合箱体301连接,所述氧气释放电动阀323安装于供氧管线322上;所述空气供应装置33包括压缩空气罐331、供空气管线332和空气释放电动阀333;所述压缩空气罐331通过供空气管线332与混合箱体301连接,所述空气释放电动阀333安装于供空气管线332上。
所述土壤修复环境气体处理单元4包括空气净化设备41、污浊混合气体输送管线42和污浊混合气体排出阀43;土壤修复恒温室1的所述出气口1.2通过污浊混合气体输送管线42与所述空气净化设备41连接,所述污浊混合气体排出阀43安装于污浊混合气体输送管线42上。
生物法土壤修复系统的土壤修复方法,具体步骤如下:
步骤S1:人工向外箱体21内的各土壤修复培养筒22内铺设土壤和放置蚯蚓,土壤铺设与蚯蚓放置采用间隔交替的方式进行,且在铺设土壤过程中间隔相同厚度的土壤放置透气隔板23,各土壤修复培养筒22内土壤铺设和蚯蚓放置均完成后,合上箱门板213;
土壤修复培养筒22选用规格:直通型PVC网222内径0.2m,长1m;
蚯蚓选用规格和数量:蚯蚓直径大于透气隔板23表面密布的透气孔232的孔径,每个土壤修复培养筒22内的蚯蚓数量为300~800条;
透气隔板23放置方法:首先将透气隔板23套在中心杆223上,透气隔板23下移至被竖向通槽杆2211支撑,然后转动透气隔板23使外沿凸起231与竖向通槽杆2211对应,透气隔板23在配重233的下坠作用下下滑,配重233插入土壤中,透气隔板23贴合土壤;
步骤S2:将整个土壤修复生物培养基2置于土壤修复恒温室1内,维持蚯蚓适宜生长温度20~25℃,维持蚯蚓适宜生长空气环境湿度60%~75%,维持蚯蚓适宜生长空气环境氧浓度35%~40%;
步骤S3:空气湿度传感器对土壤修复生物培养基2内的环境湿度进行检测,以及氧气浓度传感器对土壤修复生物培养基2内的环境氧浓度进行检测;
当环境湿度检测值低于蚯蚓适宜生长空气环境湿度时,同时打开混合气体释放电动阀303、水释放电动阀313、空气释放电动阀333以及污浊混合气体排出阀43,高压水塔311内的水通过供水管线312输送至雾化喷头314,水被雾化喷头314雾化形成水雾喷入混合箱体301内,压缩空气罐331内的空气通过供空气管线332输送至混合箱体301内,水雾与空气在混合箱体301内混合,随后水雾和空气通过混合气体供应管线302输入土壤修复恒温室1内,水雾穿过通孔2120进入外箱体21内,进而透过直通型PVC网222润湿土壤;土壤修复恒温室1内的污浊混合气体通过污浊混合气体输送管线42输送至空气净化设备41进行净化处理;
当环境氧浓度检测值低于蚯蚓适宜生长空气环境氧浓度时,同时打开混合气体释放电动阀303、氧气释放电动阀323、空气释放电动阀333以及污浊混合气体排出阀43,氧气罐321内的氧气通过供氧管线322输送至混合箱体301内,压缩空气罐331内的空气通过供空气管线332输送至混合箱体301内,氧气与空气在混合箱体301内混合,从而对氧气起到稀释作用,随后氧气和空气通过混合气体供应管线302输入土壤修复恒温室1内,氧气穿过通孔2120进入外箱体21内,进而透过直通型PVC网222接触浸入土壤中;土壤修复恒温室1内的污浊混合气体通过污浊混合气体输送管线42输送至空气净化设备41进行净化处理;
步骤S4:人工每隔半个月检测土壤中的重金属离子浓度,如果土壤中的重金属离子没有达到修复要求,则继续进行修复,如果达到修复要求,即可将土壤修复生物培养基2从土壤修复恒温室1内取出,打开箱门板213,将各土壤修复培养筒22取出,倒出土壤修复培养筒22内的土壤和蚯蚓,土壤归还大自然或者作为田地肥料,蚯蚓依据大小进行分类回收再利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.生物法土壤修复系统,其特征在于:包括土壤修复恒温室(1)、土壤修复生物培养基(2)、土壤修复环境改善单元(3)和土壤修复环境气体处理单元(4);
所述土壤修复生物培养基(2)设置于土壤修复恒温室(1)内,且土壤修复生物培养基(2)的内部环境与土壤修复恒温室(1)的室内环境相连通,通过所述土壤修复恒温室(1)提供生物修复土壤所需的恒温环境;
所述土壤修复恒温室(1)具有进气口(1.1),所述土壤修复环境改善单元(3)对接于土壤修复恒温室(1)的进气口(1.1),通过所述土壤修复环境改善单元(3)向土壤修复恒温室(1)内充入水雾和空气以改善土壤修复恒温室(1)内及土壤修复生物培养基(2)内的环境湿度,以及通过所述土壤修复环境改善单元(3)向土壤修复恒温室(1)内充入氧气和空气以改善土壤修复恒温室(1)内及土壤修复生物培养基(2)内的环境氧浓度;
所述土壤修复恒温室(1)具有出气口(1.2),所述土壤修复环境气体处理单元(4)对接于土壤修复恒温室(1)的出气口(1.2),通过所述土壤修复环境气体处理单元(4)对从土壤修复恒温室(1)排出的污浊混合气体进行净化处理。
2.根据权利要求1所述的生物法土壤修复系统,其特征在于:所述土壤修复生物培养基(2)包括外箱体(21)和呈线性阵列设置于外箱体(21)内的土壤修复培养筒(22),所述外箱体(21)的箱门板(213)位于顶部,所述土壤修复培养筒(22)呈筒口朝上姿态与外箱体(21)的内底部竖向插接设置;所述外箱体(21)侧面均匀分布有通孔(2120),所述外箱体(21)的内部空间通过所述通孔(2120)与土壤修复恒温室(1)的室内环境连通;
所述土壤修复培养筒(22)的筒壁为透气结构;
所述土壤修复培养筒(22)内从上到下设置有多块透气隔板(23),上、下相邻的所述透气隔板(23)通过土壤保持相同间距隔开;位于透气隔板(23)上侧的土壤与位于透气隔板(23)下侧的土壤通过所述透气隔板(23)保持土壤内所含气体的相互流通,且透气隔板(23)阻挡土壤中的土壤修复生物穿过。
3.根据权利要求2所述的生物法土壤修复系统,其特征在于:所述外箱体(21)包括所述箱门板(213),还包括箱底板(211)和箱侧板(212);所述箱门板(213)内侧面设置有空气湿度传感器和氧气浓度传感器;多块所述箱侧板(212)围合设置于箱底板(211)上表面边缘,若干所述通孔(2120)均匀分布于箱侧板(212)上;所述箱门板(213)铰接于其中一块所述箱侧板(21)顶部;
所述土壤修复培养筒(22)包括与箱底板(211)的上表面竖向插接设置的筒骨架(221)以及由PVC材料制造而成的直通型PVC网(222),所述直通型PVC网(222)通过所述筒骨架(221)做强度支撑,所述透气结构为直通型PVC网(222);所述筒骨架(221)包括位于直通型PVC网(222)内侧的竖向通槽杆(2211)、位于直通型PVC网(222)外侧的竖向杆(2212)、位于直通型PVC网(222)顶部的圆环(2213)以及位于直通型PVC网(222)底部的圆板(2214);所述竖向通槽杆(2211)的开口朝向直通型PVC网(222)的中轴线设置,所述竖向通槽杆(2211)与竖向杆(2212)配合夹持固连所述直通型PVC网(222);所述竖向通槽杆(2211)的上端超出直通型PVC网(222)的顶端,所述竖向杆(2212)的上端与直通型PVC网(222)的顶端平齐,所述圆环(2213)固连竖向通槽杆(2211)的背侧与竖向杆(2212)的上端;所述竖向通槽杆(2211)的下端与直通型PVC网(222)的底端平齐,所述竖向杆(2212)的下端超出直通型PVC网(222)的底端,所述圆板(2214)固连竖向通槽杆(2211)的下端与竖向杆(2212)的内侧;所述箱底板(211)上开设有安装槽(2110),所述竖向杆(2212)的下端与安装槽(2110)一一对应插接配合;
所述土壤修复培养筒(22)还包括与直通型PVC网(222)同心设置的中心杆(223),所述中心杆(223)下端设置有旋接螺母(2231)的螺纹杆部(2232),所述圆板(2214)圆心贯穿开设有安装孔(22140),所述螺纹杆部(2232)穿过安装孔(22140)通过所述螺母(2231)紧固;所述中心杆(223)的上端超出直通型PVC网(222)并高于竖向通槽杆(2211)的上端;所述透气隔板(23)中心开设有中心孔(230),所述透气隔板(23)外周设置有与竖向通槽杆(2211)一一对应的外沿凸起(231),所述透气隔板(23)从上到下滑入直通型PVC网(222)内状态下,所述透气隔板(23)通过中心孔(230)与中心杆(223)竖向滑移配合,所述外沿凸起(231)与竖向通槽杆(2211)竖向滑移配合。
4.根据权利要求3所述的生物法土壤修复系统,其特征在于:所述土壤修复生物培养基(2)所采用的土壤修复生物为蚯蚓;所述透气隔板(23)表面密布透气孔(232),所述透气孔(232)的孔径小于蚯蚓的直径,以防止蚯蚓穿过。
5.根据权利要求4所述的生物法土壤修复系统,其特征在于:所述透气隔板(23)外周设置有外沿填充(234),所述外沿填充(234)填充在相邻竖向通槽杆(2211)之间形成的弧形空间内。
6.根据权利要求5所述的生物法土壤修复系统,其特征在于:所述透气隔板(23)的中心设置有与中心孔(230)导通的配重(233),所述配重(233)位于透气隔板(23)的下表面,且配重(233)从上到下呈逐渐收缩状。
7.根据权利要求6所述的生物法土壤修复系统,其特征在于:所述土壤修复环境改善单元(3)包括气体混合装置(30)、水雾供应装置(31)、氧气供应装置(32)和空气供应装置(33);所述水雾供应装置(31)、氧气供应装置(32)以及空气供应装置(33)均通过所述气体混合装置(30)对接所述土壤修复恒温室(1)的进气口(1.1),其中,通过所述水雾供应装置(31)供应的水雾与通过所述空气供应装置(33)供应的空气在所述气体混合装置(30)内混合后充入土壤修复恒温室(1)内,通过所述氧气供应装置(32)供应的氧气与通过所述空气供应装置(33)供应的空气在所述气体混合装置(30)内混合后充入土壤修复恒温室(1)内。
8.根据权利要求7所述的生物法土壤修复系统,其特征在于:所述气体混合装置(30)包括混合箱体(301)、混合气体供应管线(302)和混合气体释放电动阀(303);所述混合箱体(301)通过混合气体供应管线(302)与土壤修复恒温室(1)的所述进气口(1.1)对接,所述混合气体释放电动阀(303)安装于混合气体供应管线(302)上;
所述水雾供应装置(31)包括高压水塔(311)、供水管线(312)、水释放电动阀(313)和雾化喷头(314);所述高压水塔(311)通过供水管线(312)与混合箱体(301)连接,所述水释放电动阀(313)安装于供水管线(312)上,所述雾化喷头(314)位于混合箱体(301)内部并与供水管线(312)的出水端对接;
所述氧气供应装置(32)包括氧气罐(321)、供氧管线(322)和氧气释放电动阀(323);所述氧气罐(321)通过供氧管线(322)与混合箱体(301)连接,所述氧气释放电动阀(323)安装于供氧管线(322)上;
所述空气供应装置(33)包括压缩空气罐(331)、供空气管线(332)和空气释放电动阀(333);所述压缩空气罐(331)通过供空气管线(332)与混合箱体(301)连接,所述空气释放电动阀(333)安装于供空气管线(332)上。
9.根据权利要求8所述的生物法土壤修复系统,其特征在于:所述土壤修复环境气体处理单元(4)包括空气净化设备(41)、污浊混合气体输送管线(42)和污浊混合气体排出阀(43);土壤修复恒温室(1)的所述出气口(1.2)通过污浊混合气体输送管线(42)与所述空气净化设备(41)连接,所述污浊混合气体排出阀(43)安装于污浊混合气体输送管线(42)上。
10.基于权利要求9所述的生物法土壤修复系统的土壤修复方法,其特征在于:具体步骤如下:
步骤S1:人工向外箱体(21)内的各土壤修复培养筒(22)内铺设土壤和放置蚯蚓,土壤铺设与蚯蚓放置采用间隔交替的方式进行,且在铺设土壤过程中间隔相同厚度的土壤放置透气隔板(23),各土壤修复培养筒(22)内土壤铺设和蚯蚓放置均完成后,合上箱门板(213);
土壤修复培养筒(22)选用规格:直通型PVC网(222)内径0.2m,长1m;
蚯蚓选用规格和数量:蚯蚓直径大于透气隔板(23)表面密布的透气孔(232)的孔径,每个土壤修复培养筒(22)内的蚯蚓数量为300~800条;
透气隔板(23)放置方法:首先将透气隔板(23)套在中心杆(223)上,透气隔板(23)下移至被竖向通槽杆(2211)支撑,然后转动透气隔板(23)使外沿凸起(231)与竖向通槽杆(2211)对应,透气隔板(23)在配重(233)的下坠作用下下滑,配重(233)插入土壤中,透气隔板(23)贴合土壤;
步骤S2:将整个土壤修复生物培养基(2)置于土壤修复恒温室(1)内,维持蚯蚓适宜生长温度20~25℃,维持蚯蚓适宜生长空气环境湿度60%~75%,维持蚯蚓适宜生长空气环境氧浓度35%~40%;
步骤S3:空气湿度传感器对土壤修复生物培养基(2)内的环境湿度进行检测,以及氧气浓度传感器对土壤修复生物培养基(2)内的环境氧浓度进行检测;
当环境湿度检测值低于蚯蚓适宜生长空气环境湿度时,同时打开混合气体释放电动阀(303)、水释放电动阀(313)、空气释放电动阀(333)以及污浊混合气体排出阀(43),高压水塔(311)内的水通过供水管线(312)输送至雾化喷头(314),水被雾化喷头(314)雾化形成水雾喷入混合箱体(301)内,压缩空气罐(331)内的空气通过供空气管线(332)输送至混合箱体(301)内,水雾与空气在混合箱体(301)内混合,随后水雾和空气通过混合气体供应管线(302)输入土壤修复恒温室(1)内,水雾穿过通孔(2120)进入外箱体(21)内,进而透过直通型PVC网(222)润湿土壤;土壤修复恒温室(1)内的污浊混合气体通过污浊混合气体输送管线(42)输送至空气净化设备(41)进行净化处理;
当环境氧浓度检测值低于蚯蚓适宜生长空气环境氧浓度时,同时打开混合气体释放电动阀(303)、氧气释放电动阀(323)、空气释放电动阀(333)以及污浊混合气体排出阀(43),氧气罐(321)内的氧气通过供氧管线(322)输送至混合箱体(301)内,压缩空气罐(331)内的空气通过供空气管线(332)输送至混合箱体(301)内,氧气与空气在混合箱体(301)内混合,从而对氧气起到稀释作用,随后氧气和空气通过混合气体供应管线(302)输入土壤修复恒温室(1)内,氧气穿过通孔(2120)进入外箱体(21)内,进而透过直通型PVC网(222)接触浸入土壤中;土壤修复恒温室(1)内的污浊混合气体通过污浊混合气体输送管线(42)输送至空气净化设备(41)进行净化处理;
步骤S4:人工每隔半个月检测土壤中的重金属离子浓度,如果土壤中的重金属离子没有达到修复要求,则继续进行修复,如果达到修复要求,即可将土壤修复生物培养基(2)从土壤修复恒温室(1)内取出,打开箱门板(213),将各土壤修复培养筒(22)取出,倒出土壤修复培养筒(22)内的土壤和蚯蚓,土壤归还大自然或者作为田地肥料,蚯蚓依据大小进行分类回收再利用。
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