CN112122333B - 一种重金属污染酸性土壤的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土壤修复技术领域，具体的说是一种重金属污染酸性土壤的修复方法；本方法使用的输送管道包括管体，所述管体一端密封，另一端敞口，管体侧面的形状为剑槽状，管体底部壁厚上贯穿设有出水孔；所述管体内壁设置有多个与其相匹配的槽板；本发明通过进入管体内部的高压混合液推动槽板后端偏转，槽板偏转时会推动封板在管体底部内壁上转动，在槽板转动的过程中，封板上的通孔会逐渐与出水孔靠近，然后通孔与出水孔重叠，在重叠的初始阶段，由于重叠部分较小，因此高压混合液从通孔进入出水孔而喷出的速度更快，使喷出的混合液的水流强度更大，进而保证基质内活性物质的活性，提高了土壤修复的效率。
Description
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，具体的说是一种重金属污染酸性土壤的修复方法。
背景技术
土壤酸化和重金属污染问题已成为制约我国可持续发展的重要问题，特别在我国南方，酸雨沉降不断加剧、铵态氮肥大量使用等导致土壤酸化加剧，化工、电镀、电子和制革等工业产生的“三废”排放，矿山的采冶，城市生活垃圾的排放，污水灌溉和污泥农用等，使得土壤中的砷、镉、铬、铜、铁、汞、锰、镍、铅和锌等重金属元素大量溶出，土壤中的钙、镁、磷等营养元素大量淋失，酸性土壤重金属毒害成为抑制作物生长和导致作物减产以及危害人类健康的主要原因，因此需要对酸性重金属污染土壤进行处理。
由于现有的输送管道对调理基质加水时，水流都是从调理基质表面慢慢浸入到调理基质内部，浸入调理基质内部的水分的力度较弱，无法通过强大的水流刺激调理基质内活性物质的活性，造成活性物质处理土壤的速度较慢，鉴于此，本发明能够改变水流的速度，加强活性物质的活性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种重金属污染酸性土壤的修复方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种重金属污染酸性土壤的修复方法，该方法包括以下步骤:
S1:制备调理基质X：取蒸压加气混凝土砌块的废、碎料，研磨过筛，得到调理基质X；
S2:制备调理基质Y：取啤酒厂干化污泥，干燥，研磨过筛，得到调理基质Y；
S3:根据待修复土壤的pH值，先施用调理基质X，翻耕、搅拌均匀，在土壤pH值升至7以上之后，再加入调理基质Y，再次翻耕、搅拌均匀；
S4:将磷酸脲、甲壳素、生化黄腐酸及海藻酸混合后加水，每天多次通过输送管道将混合溶液加入到混合土壤中，使土壤表层与修复材料混合均匀并保持设定的含水率；持续喷洒水至设定天数；
其中，S4中所述的输送管道包括管体，所述管体一端密封，另一端敞口，管体侧面的形状为剑槽状，管体底部壁厚上贯穿设有出水孔；所述管体内壁设置有多个与其相匹配的槽板，相邻两个槽板之间通过主铰接板连接，主铰接板两端分别铰接在相邻两个槽板上，槽板上贯穿设有竖直杆，竖直杆顶端和底端均插入管体的壁厚内，且竖直杆靠近槽板前端的弯曲处；所述槽板上靠近竖直杆的位置处固连有弹力绳，弹力绳一端与管体内壁固连；所述槽板一侧固连有封板，封板上开设有通孔，槽板绕着竖直杆转动时，封板上的通孔能够与出水孔连通；使用时，由于现有的输送管道对调理基质加水时，水流都是从调理基质表面慢慢浸入到调理基质内部，浸入调理基质内部的水分的力度较弱，无法通过强大的水流刺激调理基质内活性物质的活性，造成活性物质处理土壤的速度较慢，因此本发明主要通过对输送管道的改进来改变水流的速度，加强活性物质的活性，具体采用的措施和工作过程如下：通过在管体内增加可以绕着竖直杆转动的槽板，当通过水泵抽取磷酸脲、甲壳素、生化黄腐酸及海藻酸与水的混合液时，将混合液输入到管体内部，由于竖直杆更靠近槽板前端的弯曲处，因此进入管体内部的高压混合液对竖直杆后侧的槽板部分的推动力更大，槽板后端会向高压混合液流动的方向偏转，槽板偏转时会推动封板在管体底部内壁上转动，同时混合液从槽板前后两端与管体的间隙通过，在槽板转动的过程中，封板上的通孔会逐渐与出水孔靠近，然后通孔与出水孔重叠，在重叠的初始阶段，由于重叠部分较小，因此高压混合液从通孔进入出水孔而喷出的速度更快，在重叠部分变化到最大值时，高压混合液的喷出速度最小，抽取一段时间后，关闭水泵，弹力绳将槽板拉回原位，停止一段时间后，重复上述动作，即可在每次喷洒混合液的初始阶段，使喷出的混合液的水流强度更大，进而保证基质内活性物质的活性，提高了土壤修复的效率。
优选的，封板顶部的所述管体顶部壁厚上贯穿设有加热装置，加热装置包括弯管，弯管顶部设置有封管，封管设置在管体顶部，弯管向槽板处弯曲，弯管的水平段端部设置有挡圈，挡圈一侧设置有封盘，挡圈将封盘阻挡在弯管内部，封盘上铰接有副铰接板，副铰接板与相邻的槽板铰接；在冬季使用时，可以通过封管向弯管内加入可以遇水产热的物质，如向弯管内加入少量的生石灰；当进入的高压混合液推动槽板偏转时，槽板推动副铰接板，副铰接板推动封盘远离挡圈，挡圈的直径小于封盘的直径，封盘与挡圈分离时，管体内的混合液通过挡圈与封盘之间的间隙进入到管体内部，与管体内部的生石灰反应，生石灰遇水时能够产生一定量的热，使混合液升高一定的温度，进而有一定温度的混合液进入到基质内时，能够使基质内的活性物质的活性提高，进而提高活性物质的土壤修复速度，并且生石灰溶解于水后能够中和一部分土壤中的酸性物质，进一步提高土壤修复的速度。
优选的，所述封盘的外缘处均布有多个凹槽；在弯管内的生石灰与水反应迅速产生热量时，弯管内的石灰水会在热量的推动下从封盘处移出弯管外，石灰水从封盘与管体之间较小的空隙喷出时，扩散的面积小，通过在封盘的外缘处均布有多个凹槽，使石灰水不仅从封盘与管体之间的间隙通过，也能从凹槽内通过，石灰水移出弯管的面积更大，更快的使石灰水扩散开。
优选的，所述凹槽靠近挡圈的一端的开口比远离挡圈的一端的开口小，且凹槽内设置有挡杆；从凹槽内被推动管体的石灰水由于凹槽靠近挡圈的一端的开口比远离挡圈的一端的开口小，因此推出时的强度大，使石灰水推出弯管后的距离更远，进而使石灰水扩散的更大，石灰水击打在槽板表面上，进一步增强了石灰水的扩散效果。
优选的，所述槽板外缘上设置有橡胶圈，竖直杆后侧的橡胶圈左半部分的弹性系数比右半部分的弹性系数小，竖直杆前侧的橡胶圈左半部分的弹性系数比右半部分的弹性系数大；由于槽板被弹力绳拉动回位时，为了保证能够使槽板与管体的密封性能更好，因此弹力绳的拉力应足够大，才能使橡胶圈贴合到管体上更紧，竖直杆后侧的橡胶圈左半部分率先与管体接触，因此需要橡胶圈的弹性系数较小，橡胶圈与管体贴合更紧，竖直杆后侧的橡胶圈右半部分后与管体接触，因此弹性系数较大，橡胶圈的变形较困难，防止弹力绳拉动槽板的力过大，而将竖直杆后侧的橡胶圈右半部分拉动过量，使橡胶圈向反方向脱离管体，保证槽板准确回到初始位置。
优选的，所述出水孔内部设置有弹性膜，弹性膜表面开设有锥形孔，锥形孔顶端的直径比底端的直径大；出水孔内部的弹性膜上的锥形孔能够使混合液撑大锥形孔喷出时有足够的强度，同时锥形孔顶端的直径比底端的直径大，因此锥形孔从上往下变形较容易，从下往上变形时较困难，防止泥土从进水孔进入管体内部。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明提供的一种重金属污染酸性土壤的修复方法，通过进入管体内部的高压混合液推动槽板后端偏转，槽板偏转时会推动封板在管体底部内壁上转动，在槽板转动的过程中，封板上的通孔会逐渐与出水孔靠近，然后通孔与出水孔重叠，在重叠的初始阶段，由于重叠部分较小，因此高压混合液从通孔进入出水孔而喷出的速度更快，使喷出的混合液的水流强度更大，进而保证基质内活性物质的活性，提高了土壤修复的效率。
2、本发明提供的一种重金属污染酸性土壤的修复方法，通过封管向弯管内加入可以遇水产热的物质，如向弯管内加入少量的生石灰，当进入的高压混合液推动槽板偏转时，副铰接板推动封盘远离挡圈，使管体内的混合液进入到管体内部，与管体内部的生石灰反应，产生一定量的热，使混合液温度升高，升温的混合液能够使基质内的活性物质的活性提高，进而提高活性物质的土壤修复速度，并且生石灰溶解于水后能够中和一部分土壤中的酸性物质，进一步提高土壤修复的速度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明使用的输送管道的立体示意图；
图3是本发明使用的输送管道的主面剖视图；
图4是本发明中图3的A部放大图；
图5是本发明去掉管体后的主要结构示意图；
图6是封盘的结构示意图；
图中：管体1、出水孔2、槽板3、主铰接板4、竖直杆5、弹力绳6、封板7、通孔8、加热装置9、弯管91、封管92、挡圈93、封盘94、副铰接板95、凹槽10、挡杆11、橡胶圈12、弹性膜13、锥形孔14。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明，本发明中前、后、左、右、上、下均是基于图3的视图方向。
如图1-6所示，本发明所述的一种重金属污染酸性土壤的修复方法，该方法包括以下步骤:
S1:制备调理基质X：取蒸压加气混凝土砌块的废、碎料，研磨过筛，得到调理基质X；
S2:制备调理基质Y：取啤酒厂干化污泥，干燥，研磨过筛，得到调理基质Y；
S3:根据待修复土壤的pH值，先施用调理基质X，翻耕、搅拌均匀，在土壤pH值升至7以上之后，再加入调理基质Y，再次翻耕、搅拌均匀；
S4:将磷酸脲、甲壳素、生化黄腐酸及海藻酸混合后加水，每天多次通过输送管道将混合溶液加入到混合土壤中，使土壤表层与修复材料混合均匀并保持设定的含水率；持续喷洒水至设定天数；
其中，S4中所述的输送管道包括管体1，所述管体1一端密封，另一端敞口，管体1侧面的形状为剑槽状，管体1底部壁厚上贯穿设有出水孔2；所述管体1内壁设置有多个与其相匹配的槽板3，相邻两个槽板3之间通过主铰接板4连接，主铰接板4两端分别铰接在相邻两个槽板3上，槽板3上贯穿设有竖直杆5，竖直杆5顶端和底端均插入管体1的壁厚内，且竖直杆5靠近槽板3前端的弯曲处；所述槽板3上靠近竖直杆5的位置处固连有弹力绳6，弹力绳6一端与管体1内壁固连；所述槽板3一侧固连有封板7，封板7上开设有通孔8，槽板3绕着竖直杆5转动时，封板7上的通孔8能够与出水孔2连通；使用时，由于现有的输送管道对调理基质加水时，水流都是从调理基质表面慢慢浸入到调理基质内部，浸入调理基质内部的水分的力度较弱，无法通过强大的水流刺激调理基质内活性物质的活性，造成活性物质处理土壤的速度较慢，因此本发明主要通过对输送管道的改进来改变水流的速度，加强活性物质的活性，具体采用的措施和工作过程如下：通过在管体1内增加可以绕着竖直杆5转动的槽板3，当通过水泵抽取磷酸脲、甲壳素、生化黄腐酸及海藻酸与水的混合液时，将混合液输入到管体1内部，由于竖直杆5更靠近槽板3前端的弯曲处，因此进入管体1内部的高压混合液对竖直杆5后侧的槽板3部分的推动力更大，槽板3后端会向高压混合液流动的方向偏转，槽板3偏转时会推动封板7在管体1底部内壁上转动，同时混合液从槽板3前后两端与管体1的间隙通过，在槽板3转动的过程中，封板7上的通孔8会逐渐与出水孔2靠近，然后通孔8与出水孔2重叠，在重叠的初始阶段，由于重叠部分较小，因此高压混合液从通孔8进入出水孔2而喷出的速度更快，在重叠部分变化到最大值时，高压混合液的喷出速度最小，抽取一段时间后，关闭水泵，弹力绳6将槽板3拉回原位，停止一段时间后，重复上述动作，即可在每次喷洒混合液的初始阶段，使喷出的混合液的水流强度更大，进而保证基质内活性物质的活性，提高了土壤修复的效率。
封板7顶部的所述管体1顶部壁厚上贯穿设有加热装置9，加热装置9包括弯管91，弯管91顶部设置有封管92，封管92设置在管体1顶部，弯管91向槽板3处弯曲，弯管91的水平段端部设置有挡圈93，挡圈93一侧设置有封盘94，挡圈93将封盘94阻挡在弯管91内部，封盘94上铰接有副铰接板95，副铰接板95与相邻的槽板3铰接；在冬季使用时，可以通过封管92向弯管91内加入可以遇水产热的物质，如向弯管91内加入少量的生石灰；当进入的高压混合液推动槽板3偏转时，槽板3推动副铰接板95，副铰接板95推动封盘94远离挡圈93，挡圈93的直径小于封盘94的直径，封盘94与挡圈93分离时，管体1内的混合液通过挡圈93与封盘94之间的间隙进入到管体1内部，与管体1内部的生石灰反应，生石灰遇水时能够产生一定量的热，使混合液升高一定的温度，进而有一定温度的混合液进入到基质内时，能够使基质内的活性物质的活性提高，进而提高活性物质的土壤修复速度，并且生石灰溶解于水后能够中和一部分土壤中的酸性物质，进一步提高土壤修复的速度。
所述封盘94的外缘处均布有多个凹槽10；在弯管91内的生石灰与水反应迅速产生热量时，弯管91内的石灰水会在热量的推动下从封盘94处移出弯管91外，石灰水从封盘94与管体1之间较小的空隙喷出时，扩散的面积小，通过在封盘94的外缘处均布有多个凹槽10，使石灰水不仅从封盘94与管体1之间的间隙通过，也能从凹槽10内通过，石灰水移出弯管91的面积更大，更快的使石灰水扩散开。
所述凹槽10靠近挡圈93的一端的开口比远离挡圈93的一端的开口小，且凹槽10内设置有挡杆11；从凹槽10内被推动管体1的石灰水由于凹槽10靠近挡圈93的一端的开口比远离挡圈93的一端的开口小，因此推出时的强度大，使石灰水推出弯管91后的距离更远，进而使石灰水扩散的更大，石灰水击打在槽板3表面上，进一步增强了石灰水的扩散效果。
所述槽板3外缘上设置有橡胶圈12，竖直杆5后侧的橡胶圈12左半部分的弹性系数比右半部分的弹性系数小，竖直杆5前侧的橡胶圈12左半部分的弹性系数比右半部分的弹性系数大；由于槽板3被弹力绳6拉动回位时，为了保证能够使槽板3与管体1的密封性能更好，因此弹力绳6的拉力应足够大，才能使橡胶圈12贴合到管体1上更紧，竖直杆5后侧的橡胶圈12左半部分率先与管体1接触，因此需要橡胶圈12的弹性系数较小，橡胶圈12与管体1贴合更紧，竖直杆5后侧的橡胶圈12右半部分后与管体1接触，因此弹性系数较大，橡胶圈12的变形较困难，防止弹力绳6拉动槽板3的力过大，而将竖直杆5后侧的橡胶圈12右半部分拉动过量，使橡胶圈12向反方向脱离管体1，保证槽板3准确回到初始位置。
所述出水孔2内部设置有弹性膜13，弹性膜13表面开设有锥形孔14，锥形孔14顶端的直径比底端的直径大；出水孔2内部的弹性膜13上的锥形孔14能够使混合液撑大锥形孔14喷出时有足够的强度，同时锥形孔14顶端的直径比底端的直径大，因此锥形孔14从上往下变形较容易，从下往上变形时较困难，防止泥土从进水孔进入管体1内部。
使用时，由于现有的输送管道对调理基质加水时，水流都是从调理基质表面慢慢浸入到调理基质内部，浸入调理基质内部的水分的力度较弱，无法通过强大的水流刺激调理基质内活性物质的活性，造成活性物质处理土壤的速度较慢，因此本发明主要通过对输送管道的改进来改变水流的速度，加强活性物质的活性，具体采用的措施和工作过程如下：通过在管体1内增加可以绕着竖直杆5转动的槽板3，当通过水泵抽取磷酸脲、甲壳素、生化黄腐酸及海藻酸与水的混合液时，将混合液输入到管体1内部，由于竖直杆5更靠近槽板3前端的弯曲处，因此进入管体1内部的高压混合液对竖直杆5后侧的槽板3部分的推动力更大，槽板3后端会向高压混合液流动的方向偏转，槽板3偏转时会推动封板7在管体1底部内壁上转动，同时混合液从槽板3前后两端与管体1的间隙通过，在槽板3转动的过程中，封板7上的通孔8会逐渐与出水孔2靠近，然后通孔8与出水孔2重叠，在重叠的初始阶段，由于重叠部分较小，因此高压混合液从通孔8进入出水孔2而喷出的速度更快，在重叠部分变化到最大值时，高压混合液的喷出速度最小，抽取一段时间后，关闭水泵，弹力绳6将槽板3拉回原位，停止一段时间后，重复上述动作，即可在每次喷洒混合液的初始阶段，使喷出的混合液的水流强度更大，进而保证基质内活性物质的活性，提高了土壤修复的效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种重金属污染酸性土壤的修复方法，其特征在于：该方法包括以下步骤:
S1:制备调理基质X：取蒸压加气混凝土砌块的废、碎料，研磨过筛，得到调理基质X；
S2:制备调理基质Y：取啤酒厂干化污泥，干燥，研磨过筛，得到调理基质Y；
S3:根据待修复土壤的pH值，先施用调理基质X，翻耕、搅拌均匀，在土壤pH值升至7以上之后，再加入调理基质Y，再次翻耕、搅拌均匀；
S4:将磷酸脲、甲壳素、生化黄腐酸及海藻酸混合后加水，每天多次通过输送管道将混合溶液加入到混合土壤中，使土壤表层与修复材料混合均匀并保持设定的含水率；持续喷洒水至设定天数；
其中，S4中所述的输送管道包括管体(1)，所述管体(1)一端密封，另一端敞口，管体(1)侧面的形状为剑槽状，管体(1)底部壁厚上贯穿设有出水孔(2)；所述管体(1)内壁设置有多个与其相匹配的槽板(3)，相邻两个槽板(3)之间通过主铰接板(4)连接，主铰接板(4)两端分别铰接在相邻两个槽板(3)上，槽板(3)上贯穿设有竖直杆(5)，竖直杆(5)顶端和底端均插入管体(1)的壁厚内，且竖直杆(5)靠近槽板(3)前端的弯曲处；所述槽板(3)上靠近竖直杆(5)的位置处固连有弹力绳(6)，弹力绳(6)一端与管体(1)内壁固连；所述槽板(3)一侧固连有封板(7)，封板(7)上开设有通孔(8)，槽板(3)绕着竖直杆(5)转动时，封板(7)上的通孔(8)能够与出水孔(2)连通；
所述槽板(3)外缘上设置有橡胶圈(12)，竖直杆(5)后侧的橡胶圈(12)左半部分的弹性系数比右半部分的弹性系数小，竖直杆(5)前侧的橡胶圈(12)左半部分的弹性系数比右半部分的弹性系数大。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染酸性土壤的修复方法，其特征在于：封板(7)顶部的所述管体(1)顶部壁厚上贯穿设有加热装置(9)，加热装置(9)包括弯管(91)，弯管(91)顶部设置有封管(92)，封管(92)设置在管体(1)顶部，弯管(91)向槽板(3)处弯曲，弯管(91)的水平段端部设置有挡圈(93)，挡圈(93)一侧设置有封盘(94)，挡圈(93)将封盘(94)阻挡在弯管(91)内部，封盘(94)上铰接有副铰接板(95)，副铰接板(95)与相邻的槽板(3)铰接。
3.根据权利要求2所述的一种重金属污染酸性土壤的修复方法，其特征在于：所述封盘(94)的外缘处均布有多个凹槽(10)。
4.根据权利要求3所述的一种重金属污染酸性土壤的修复方法，其特征在于：所述凹槽(10)靠近挡圈(93)的一端的开口比远离挡圈(93)的一端的开口小，且凹槽(10)内设置有挡杆(11)。
5.根据权利要求1所述的一种重金属污染酸性土壤的修复方法，其特征在于：所述出水孔(2)内部设置有弹性膜(13)，弹性膜(13)表面开设有锥形孔(14)，锥形孔(14)顶端的直径比底端的直径大。
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