CN112238132A - 一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器，属于土壤修复技术领域，通过改良剂埋设箱与多个U形渗料杆的配合，将可定期向改良剂埋设箱内灌入微生物土壤修复剂，并从U形渗料杆上的多个滤孔处导入至土壤中，有效提高微生物土壤吸附剂扩散的均衡度，微生物土壤修复剂具有直接或间接改良土壤、恢复地力、预防土传病害、维持根际微生物区系平衡和降解有毒害物质等作用，再配合设置于U形渗料杆外侧的凹凸棒土入埋杆，凹凸棒土入埋杆上与套设于其外上的多个重金属吸附球配合，对土壤中的重金属起到聚集吸附、钝化作用，操作简便可行，改良与吸附并同作用，在一定程度上有效提高了对重金属土壤的修复效果。

Description

一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，更具体地说，涉及一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器。

背景技术

土壤重金属污染是指由于人类活动，重金属元素是指比重等于或大于5.0的金属，如Fe、Mn、Zn、Cd、Hg、Ni、Co等，土壤中的重金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。而农田土壤重金属污染有巨大的危害性，土壤中重金属污染不但会导致农作物减产和品质下降，还会通过土壤-植物系统，经食物链进人人体，危害人体健康和生命安全。重金属污染物在土壤中移动性很小，一旦进入土壤便会长时间滞留在耕作层中，不易随水淋滤，便能够轻易通过食物链进入人体后，潜在危害极大。

传统的土壤重金属污染修复方法如填埋法、淋洗法、电化学法等工程量大，通过吸附、络合、沉淀、氧化还原和离子交换等一系列反应，降低重金属的生物有效性和可迁移性，达到降低土壤重金属含量目的，但这种传统的修复方法成本较高，难以大规模使用。目前，多采用多孔介质颗粒作为土壤修复剂，在土壤表层以下一定深度位置投加若干土壤修复剂，用于吸附来自上层土壤内水分携带来的重金属元素，在一定程度上阻断了重金属元素向土壤深部输运的途径，且也易于收集更换，但由于重金属污染物在土壤中移动性很小，利用吸附剂吸附过程漫长，且吸附剂分散式分布，也难以较为均匀地对土壤进行全面修复，具有一定的土壤修复局限性。

为此，我们提出一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器以较为全面的实现土壤的均匀修复。

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重金属土壤改良用入埋式双重修复器，通过改良剂埋设箱与多个U形渗料杆的配合，将可定期向改良剂埋设箱内灌入微生物土壤修复剂，并从U形渗料杆上的多个滤孔处导入至土壤中，有效提高微生物土壤吸附剂扩散的均衡度，微生物土壤修复剂具有直接或间接改良土壤、恢复地力、预防土传病害、维持根际微生物区系平衡和降解有毒害物质等作用，再配合设置于U形渗料杆外侧的凹凸棒土入埋杆，凹凸棒土入埋杆上与套设于其外上的多个重金属吸附球配合，对土壤中的重金属起到聚集吸附、钝化作用，操作简便可行，改良与吸附并同作用，在一定程度上有效提高了对重金属土壤的修复效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器，包括改良剂埋设箱，所述改良剂埋设箱的顶端固定连接有锥形密封盖，所述锥形密封盖上设有进液管，所述进液管上外接有浇灌管，所述锥形密封盖的内部填充有微生物土壤修复液，所述改良剂埋设箱的底端两侧均固定连接有一组U形渗料杆，所述改良剂埋设箱的内部开设有多个与U形渗料杆相连通的浇灌口，每组所述U形渗料杆设有多个，多个所述U形渗料杆上分布有多个滤孔，所述U形渗料杆远离改良剂埋设箱的一侧顶端固定连接有延伸杆，所述延伸杆上固定插设有凹凸棒土入埋杆，所述凹凸棒土入埋杆远离延伸杆的一端向下延伸并固定套设有多个重金属吸附球，多个所述重金属吸附球随凹凸棒土入埋杆埋设于土壤内。

进一步的，所述U形渗料杆的底端固定连接有弧形嵌设网面，所述U形渗料杆上分布有多个附着纤维杆,且多个附着纤维杆向延伸杆一侧倾斜向下设置，多个附着纤维杆于U形渗料杆上形成一个覆盖式网面，当微生物土壤修复剂从U形渗料杆上的多个滤孔中扩散至土壤内后，微生物土壤修复剂能够较为快速地被附着于附着纤维杆以及弧形嵌设网面上，在一定程度上有效防止微生物土壤吸修复剂过快被渗透。

进一步的，所述U形渗料杆的外侧壁上包覆一层导流纤维面，所述导流纤维面以及多个附着纤维杆上均设有纤维倒刺，所述附着纤维杆的内部插设有防腐钢筋，纤维倒刺有利于微生物的聚集。

进一步的，所述凹凸棒土入埋杆包括固定插设于延伸杆顶端内部的U形弯曲部，所述U形弯曲部的底端固定连接有与延伸杆水平设置的改性凹凸棒土，改性凹凸棒土对含有重金属的土壤起到很好的改良作用，而其顶端为U形弯曲结构，且其扣设于延伸杆上，以便于技术人员定期将凹凸棒土入埋杆从延伸杆上拔出进行清洁更换。

进一步的，所述重金属吸附球包括固定套设于改性凹凸棒土外侧壁上的活性氧化铝中空球，所述活性氧化铝中空球上嵌设有多个生物炭吸附颗粒，活性氧化铝中空球以及生物炭吸附颗粒的配合很好的对重金属起到吸附作用，在使用前，活性氧化铝中空球以及生物炭吸附颗粒上渗透有金属钝化剂，以便于对吸附到的重金属起到钝化作用。

进一步的，所述活性氧化铝中空球的中部开设有用于改性凹凸棒体贯穿套设的中空孔，所述中空孔内涂覆有二氧化钛层，二氧化钛层与改性凹凸棒土之间具有一定的连接摩擦性，一方面有效实现活性氧化铝中空球能够稳定地套设于改性凹凸棒土上，另一方面二氧化钛也具有对重金属吸附的能力。

进一步的，所述微生物土壤修复液为微生物菌剂、固氮菌剂、保水剂、木质素、水按照质量分数为2:1:0.2:0.5:10配比而成的混合修复液。

一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器的使用方法，包括如下操作步骤：

S1、本领域技术人员根据待处理土壤面积，将多个该装置埋设于土壤内，装置上的锥形密封盖以及延伸杆的顶端裸露于土壤地表之上，相邻两个装置之间通过浇灌管进行顶端连通，用于导入微生物土壤吸附剂；

S2、向多个延伸杆上固定插设凹凸棒土入埋杆,凹凸棒土入埋杆的顶端延伸至土壤内部，凹凸棒土入埋杆的顶端裸露于土壤地表之上，凹凸棒土入埋杆配合套设于其侧壁上的多个重金属吸附球共同与凹凸棒土入埋杆对土壤中的重金属起到吸附以及修复作用；

S3、埋设工作完成后，通过浇灌管向多个改良剂埋设箱内在一定高压环境下导入微生物土壤吸附剂，微生物土壤修复剂通过浇灌口导入与其连通的U形渗料杆处，并通过U形渗料杆上的多个滤孔向土壤中扩散，分布于土壤中的微生物土壤修复剂对土壤起到改良、修复作用。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过改良剂埋设箱与多个U形渗料杆的配合，将可定期向改良剂埋设箱内灌入微生物土壤修复剂，改良剂埋设箱内的微生物土壤修复剂从U形渗料杆上的多个滤孔处导入至土壤中，有效提高微生物土壤吸附剂在土壤扩散的均衡度，微生物土壤修复剂具有直接或间接改良土壤、恢复地力、预防土传病害、维持根际微生物区系平衡和降解有毒害物质等作用，再配合设置于U形渗料杆外侧的凹凸棒土入埋杆，凹凸棒土入埋杆插设于土壤内部，套设于凹凸棒土入埋杆上的多个重金属吸附球与凹凸棒土入埋杆配合，对土壤中的重金属起到聚集吸附、钝化作用，且凹凸棒土入埋杆能够从U形渗料杆上拆除下来，从而可定期对凹凸棒土入埋杆进行脱附更换，操作简便可行，改良与吸附并同作用，在一定程度上有效提高了对重金属土壤的修复效果。

(2)U形渗料杆的底端固定连接有弧形嵌设网面，所述U形渗料杆上分布有多个附着纤维杆,且多个附着纤维杆向延伸杆一侧倾斜向下设置，多个附着纤维杆于U形渗料杆上形成一个覆盖式网面，当微生物土壤修复剂从U形渗料杆上的多个滤孔中扩散至土壤内后，微生物土壤修复剂能够较为快速地被附着于附着纤维杆以及弧形嵌设网面上，在一定程度上有效防止微生物土壤吸修复剂过快被渗透。

(3)U形渗料杆的外侧壁上包覆一层导流纤维面，所述导流纤维面以及多个附着纤维杆上均设有纤维倒刺，所述附着纤维杆的内部插设有防腐钢筋，纤维倒刺有利于微生物的聚集。

(4)凹凸棒土入埋杆包括固定插设于延伸杆顶端内部的U形弯曲部，所述U形弯曲部的底端固定连接有与延伸杆水平设置的改性凹凸棒土，改性凹凸棒土对含有重金属的土壤起到很好的改良作用，而其顶端为U形弯曲结构，且其扣设于延伸杆上，以便于技术人员定期将凹凸棒土入埋杆从延伸杆上拔出进行清洁更换。

(5)重金属吸附球包括固定套设于改性凹凸棒土外侧壁上的活性氧化铝中空球，所述活性氧化铝中空球上嵌设有多个生物炭吸附颗粒，活性氧化铝中空球以及生物炭吸附颗粒的配合很好的对重金属起到吸附作用，在使用前，活性氧化铝中空球以及生物炭吸附颗粒上渗透有金属钝化剂，以便于对吸附到的重金属起到钝化作用。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的改良剂埋设箱与锥形密封盖拆分时的部分立体图；

图3为本发明的U形渗料杆与凹凸棒土入埋杆拆分时的立体图；

图4为本发明的U形渗料杆处的立体图；

图5为本发明的重金属吸附球的立体图；

图6为本发明多个修复器连接安装时的立体图。

图中标号说明：

1改良剂埋设箱、101浇灌口、2锥形密封盖、3浇灌管、4U形渗料杆、5弧形嵌设网面、6延伸杆、7凹凸棒土入埋杆、8重金属吸附球、801活性氧化铝中空球、802生物炭吸附颗粒、9附着纤维杆。

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。

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1和图6，一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器，包括改良剂埋设箱1，改良剂埋设箱1的顶端固定连接有锥形密封盖2，锥形密封盖2上设有进液管，进液管上外接有浇灌管3，锥形密封盖2的内部填充有微生物土壤修复液，浇灌管3用于将埋设于土壤内部的多个该装置进行连通，用于微生物土壤修复剂的同步灌入，微生物土壤修复液为微生物菌剂、固氮菌剂、保水剂、木质素、水按照质量分数为2:1:0.2:0.5:10配比而成的混合修复液，微生物菌剂提供一定的微生物菌种，固氮菌剂在与植物共生的情况下才能固氮或才能有效地固氮，固氮产物氨可直接为共生体提供氮源，而木质素能够有效去除土壤中的磷，在一定程度上还有效提高生物的利用。

请参阅图1-4，1的底端两侧均固定连接有一组U形渗料杆4，改良剂埋设箱1的内部开设有多个与U形渗料杆4相连通的浇灌口101，每组U形渗料杆4设有多个，多个U形渗料杆4上分布有多个滤孔，U形渗料杆4的底端固定连接有弧形嵌设网面5，弧形嵌设网面5更易于U形渗料杆4插设于土壤内部，U形渗料杆4上分布有多个附着纤维杆9,且多个附着纤维杆9向延伸杆6一侧倾斜向下设置，多个附着纤维杆9于U形渗料杆4上形成一个覆盖式网面，当微生物土壤修复剂从U形渗料杆4上的多个滤孔中扩散至土壤内后，微生物土壤修复剂能够较为快速地被附着于附着纤维杆9处，在一定程度上有效防止微生物土壤吸修复剂过快被渗透，且U形渗料杆4的外侧壁上包覆一层导流纤维面，导流纤维面以及多个附着纤维杆9上均设有纤维倒刺，附着纤维杆9的内部插设有防腐钢筋，纤维倒刺有利于微生物的聚集。

请参阅图1和图3，U形渗料杆4远离改良剂埋设箱1的一侧顶端固定连接有延伸杆6，延伸杆6上固定插设有凹凸棒土入埋杆7，凹凸棒土入埋杆7远离延伸杆6的一端向下延伸并固定套设有多个重金属吸附球8，多个重金属吸附球8随凹凸棒土入埋杆7埋设于土壤内，凹凸棒土入埋杆7包括固定插设于延伸杆6顶端内部的U形弯曲部，U形弯曲部的底端固定连接有与延伸杆6水平设置的改性凹凸棒土，改性凹凸棒土对含有重金属的土壤起到很好的改良作用，而其顶端为U形弯曲结构，且其扣设于延伸杆6上，以便于技术人员定期将凹凸棒土入埋杆7从延伸杆6上拔出进行清洁更换。

请参阅图5，重金属吸附球8包括固定套设于改性凹凸棒土外侧壁上的活性氧化铝中空球801，活性氧化铝中空球801上嵌设有多个生物炭吸附颗粒802，活性氧化铝中空球801以及生物炭吸附颗粒802的配合很好的对重金属起到吸附作用，在使用前，活性氧化铝中空球801以及生物炭吸附颗粒802上渗透有金属钝化剂，以便于对吸附到的重金属起到钝化作用，活性氧化铝中空球801的中部开设有用于改性凹凸棒体贯穿套设的中空孔，中空孔内涂覆有二氧化钛层，二氧化钛层与改性凹凸棒土之间具有一定的连接摩擦性，一方面有效实现活性氧化铝中空球801能够稳定地套设于改性凹凸棒土上，另一方面二氧化钛也具有对重金属吸附的能力。

一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器的使用方法，包括如下操作步骤：

S1、本领域技术人员根据待处理土壤面积，将多个该装置埋设于土壤内，装置上的锥形密封盖2以及延伸杆6的顶端裸露于土壤地表之上，相邻两个装置之间通过浇灌管3进行顶端连通，用于导入微生物土壤吸附剂；

S2、向多个延伸杆6上固定插设凹凸棒土入埋杆7,凹凸棒土入埋杆7的顶端延伸至土壤内部，凹凸棒土入埋杆7的顶端裸露于土壤地表之上，凹凸棒土入埋杆7配合套设于其侧壁上的多个重金属吸附球8共同与凹凸棒土入埋杆7对土壤中的重金属起到吸附以及修复作用；

S3、埋设工作完成后，通过浇灌管3向多个改良剂埋设箱1内在一定高压环境下导入微生物土壤吸附剂，微生物土壤修复剂通过浇灌口101导入与其连通的U形渗料杆4处，并通过U形渗料杆4上的多个滤孔向土壤中扩散，分布于土壤中的微生物土壤修复剂对土壤起到改良、修复作用。

本发明通过改良剂埋设箱1与多个U形渗料杆4的配合，将可定期向改良剂埋设箱1内导入微生物土壤修复剂，改良剂埋设箱1内的微生物土壤修复剂从U形渗料杆4上的多个滤孔处导入至土壤中，有效提高微生物土壤吸附剂在土壤扩散的均衡度，微生物土壤修复剂具有直接或间接改良土壤、恢复地力、预防土传病害、维持根际微生物区系平衡和降解有毒害物质等作用，再配合设置于U形渗料杆4外侧的凹凸棒土入埋杆7，凹凸棒土入埋杆7插设于土壤内部，套设于凹凸棒土入埋杆7上的多个重金属吸附球8与凹凸棒土入埋杆7配合，对土壤中的重金属起到聚集吸附、钝化作用，且凹凸棒土入埋杆7能够从U形渗料杆4上拆除下来，从而可定期对凹凸棒土入埋杆7进行脱附更换，操作简便可行，改良与吸附并同，在一定程度上有效提高了对重金属土壤的修复效果。

本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

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 (8)

1.一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器，包括改良剂埋设箱(1)，其特征在于：所述改良剂埋设箱(1)的顶端固定连接有锥形密封盖(2)，所述锥形密封盖(2)上设有进液管，所述进液管上外接有浇灌管(3)，所述锥形密封盖(2)的内部填充有微生物土壤修复液，所述改良剂埋设箱(1)的底端两侧均固定连接有一组U形渗料杆(4)，所述改良剂埋设箱(1)的内部开设有多个与U形渗料杆(4)相连通的浇灌口(101)，每组所述U形渗料杆(4)设有多个，多个所述U形渗料杆(4)上分布有多个滤孔，所述U形渗料杆(4)远离改良剂埋设箱(1)的一侧顶端固定连接有延伸杆(6)，所述延伸杆(6)上固定插设有凹凸棒土入埋杆(7)，所述凹凸棒土入埋杆(7)远离延伸杆(6)的一端向下延伸并固定套设有多个重金属吸附球(8)，多个所述重金属吸附球(8)随凹凸棒土入埋杆(7)埋设于土壤内。

2.根据权利要求1所述的一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器，其特征在于：所述U形渗料杆(4)的底端固定连接有弧形嵌设网面(5)，所述U形渗料杆(4)上分布有多个附着纤维杆(9),且多个附着纤维杆(9)向延伸杆(6)一侧倾斜向下设置。

3.根据权利要求2所述的一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器，其特征在于：所述U形渗料杆(4)的外侧壁上包覆一层导流纤维面，所述导流纤维面以及多个附着纤维杆(9)上均设有纤维倒刺，所述附着纤维杆(9)的内部插设有防腐钢筋。

4.根据权利要求1所述的一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器，其特征在于：所述凹凸棒土入埋杆(7)包括固定插设于延伸杆(6)顶端内部的U形弯曲部，所述U形弯曲部的底端固定连接有与延伸杆(6)水平设置的改性凹凸棒土。

5.根据权利要求1所述的一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器，其特征在于：所述重金属吸附球(8)包括固定套设于改性凹凸棒土外侧壁上的活性氧化铝中空球(801)，所述活性氧化铝中空球(801)上嵌设有多个生物炭吸附颗粒(802)。

6.根据权利要求5所述的一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器，其特征在于：所述活性氧化铝中空球(801)的中部开设有用于改性凹凸棒体贯穿套设的中空孔，所述中空孔内涂覆有二氧化钛层。

7.根据权利要求1所述的一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器，其特征在于：所述微生物土壤修复液为微生物菌剂、固氮菌剂、保水剂、木质素、水按照质量分数为2:1:0.2:0.5:10配比而成的混合修复液。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种重金属土壤改良用入埋式双重修复器的使用方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

S1、本领域技术人员根据待处理土壤面积，将多个该装置埋设于土壤内，装置上的锥形密封盖(2)以及延伸杆(6)的顶端裸露于土壤地表之上，相邻两个装置之间通过浇灌管(3)进行顶端连通，用于导入微生物土壤吸附剂；

S2、向多个延伸杆(6)上固定插设凹凸棒土入埋杆(7),凹凸棒土入埋杆(7)的顶端延伸至土壤内部，凹凸棒土入埋杆(7)的顶端裸露于土壤地表之上，凹凸棒土入埋杆(7)配合套设于其侧壁上的多个重金属吸附球(8)共同与凹凸棒土入埋杆(7)对土壤中的重金属起到吸附以及修复作用；

S3、埋设工作完成后，通过浇灌管(3)向多个改良剂埋设箱(1)内在一定高压环境下导入微生物土壤吸附剂，微生物土壤修复剂通过浇灌口(101)导入与其连通的U形渗料杆(4)处，并通过U形渗料杆(4)上的多个滤孔向土壤中扩散，分布于土壤中的微生物土壤修复剂对土壤起到改良、修复作用。

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