CN113634588A - 一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，涉及土壤修复技术领域。本发明包括内部填充有种植土壤的容器；容器的内周侧壁上由上之下设置有若干环形槽道；任意一环形槽道均连通有一进水口；任意一进水口均连通有一进液支管，进液支管上设置控制阀门、且若干进液支管均连接有一进液管；还包括一用于将微生物菌液引流至进液管的引流装置、以及用于存放微生物菌液的存放装置。本发明通过微生物、植物、生物炭协同修复，通过发挥微生物与生物炭的吸附和植物的修复作用，三者协同作用将极大的加速了重金属污染土壤的生物修复进程。

Description

一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，特别是涉及一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统。

背景技术

壤污染是由于土壤中含有的有害物质过多，超过了土壤的自净能力，从而引起了土壤的组成、结构和功能发生变化，有害物质在土壤中逐渐累积，通过“土壤→植物→人体”，或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度。土壤重金属污染主要包括汞、镉、铅、等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌、铜、镍等元素，重金属污染元素在土壤中移动性差、滞留时间长、只能发生形态的转变和迁移，不能被微生物降解。

现有的土壤重金属污染治理物修复法包括：植物修复、微生物修复和动物修复等，植物和低等动物修复法对土壤修复的效果不太显著；微生物修复利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，从而降低土壤中重金属的毒性；但现有的重金属污染土壤的微生物修复技术存在一定的局限性，如微生物修复持续时间长、见效慢、一般形成络合物降低重金属的危害，并不能将重金属从土壤中除去。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，通过微生物、植物、生物炭协同修复，解决了现有植物修复、微生物修复和动物修复存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，包括内部填充有种植土壤的容器；所述容器的内周侧壁上由上之下设置有若干环形槽道；任意一所述环形槽道均连通有一进水口；所述环形槽道的底部设置有一具有斜面的环形凸沿，所述环形凸沿的顶部和环形槽道内顶侧面之间连接有环形棉条；任意一所述进水口均连通有一进液支管，所述进液支管上设置控制阀门、且若干所述进液支管均连接有一进液管；还包括一用于将微生物菌液引流至进液管的引流装置、以及用于存放微生物菌液的存放装置；所述容器内由下至上依次填充有第一沙土层、生物炭基肥层、第二沙土层、污染土壤和田园土层。

进一步地，所述环形棉条的一侧面设置有若干吸水棉条，所述吸水棉条的一端抵接在所述环形槽道的内底侧面。

进一步地，所述存放装置包括一底板，所述底板的两侧设置有侧板A，两所述侧板A的一端设置有一侧板B，所述侧板B的一侧由上之下设置有若干积液盒；所述侧板B另一侧设置有积液盒相连通、且一一配合的加液装置。

进一步地，所述侧板A的端部沿其长度方向设置有T型滑轨，所述引流装置包括设置在所述T型滑轨上并可沿T型滑轨长度方向滑动的滑块，两所述滑块之间连接有一倒置的U型架，所述U型架的顶部设置有矩形贯通孔、且所述矩形贯通孔上设置有活动贯穿所述矩形贯通孔的活动杆，所述活动杆的底端连接有接液槽，所述接液槽的底侧面由一侧向另一侧倾斜，且所述接液槽的底部最低端设置有出液口A、且所述出液口A连通所述进液管；所述U型架的顶部设置有用于锁紧活动杆的锁紧螺栓。

进一步地，两所述侧板A远离侧板B的一端顶部和底部分别设置有横梁和挡水沿；所述横梁的内侧设置有两间隙设置的支杆，所述支杆上设置有若干清洗喷头。

进一步地，所述积液盒的底部靠近横梁的一侧端设置有矩形凹槽，所述矩形凹槽的底部连通有一矩形腔；所述矩形腔的宽度和长度均分别大于所述矩形凹槽的宽度和长度；且所述矩形腔内固定一转轴，所述转轴的外侧通过扭力弹簧连接有一转筒；所述转筒包括相互套接的内层和外层，所述内层和外层之间形成一流动腔；所述外层的中部设置有贯穿矩形腔并延伸至矩形腔外的拨动杆，位于所述拨动杆两侧的外层上设置有排流口；所述外层上还设置有可与矩形凹槽连通的进流口。

进一步地，所述转筒的顶侧面与所述矩形凹槽的底部密封接触；位于所述排流口正下方的矩形腔两侧分别设置有两挡流板，位于矩形腔两侧的两挡流板呈倒“八”字型设置，位于所述所述矩形腔同一侧的两挡流板呈线型设置；且所述积液盒的外底侧面位于所述矩形腔一侧设置有限位挡板；所述接液槽的内底侧面设置有用于与拨动杆的顶杆。

进一步地，所述加液装置包括中间槽，所述中间槽上设置有进液口A和进液口B、以及与所述积液盒相连通出液口B；所述中间槽的外侧设置有一L型支架，所述L型支架上设置有支柱，所述支柱的顶部设置支撑板；所述进液口A和进液口B分别连通溶液瓶A和溶液瓶B；所述溶液瓶A倒置在所述支撑板上，所述溶液瓶B正放在所述L型支架上；所述进液口A和进液口B分别通过软管连通有一呈竖直设置的陶瓷管；所述中间槽上设置横杆，所述横杆上螺纹贯穿设置有调节螺栓，所述调节螺栓的端部通过连接绳连接所述陶瓷管；在使用时，保持与所述溶液瓶A连通的陶瓷管的顶侧面高出与所述溶液瓶B连通的陶瓷管的顶侧面。

进一步地，所述容器的底部设置开口A、并于所述开口A处密封铰接一底板；还包括一用于支撑容器的平台，所述平台设置有用于底板打开的开口B，所述平台上表面周侧设置有围沿，所述平台底侧面设置支撑腿；正对所述进水口的环形槽道内顶面设置防冲击挡板。

本发明具有以下有益效果：

本发明微生物、植物、生物炭协同修复，通过发挥微生物与生物炭的吸附和植物的修复作用，生物炭的施加可以维持和改良土壤理化性质、吸附固定土壤中的各种重金属，将土壤中的重金属改性为可供趋磁细菌和植物吸收的可提取态，而且在一定程度上可以增加农作物产量，三者协同作用将极大的加速了重金属污染土壤的生物修复进程。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明协同修复系统结构示意图；

图2为本发明图1中A处局部放大图；

图3为本发明存放装置和引流装置配合结构示意图；

图4为图3中B处局部放大图；

图5为本发明加液装置结构示意图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

请参阅图1-5所示，本发明为一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，包括内部填充有种植土壤的容器1；容器1的内周侧壁上由上之下设置有五个环形槽道11；任意一环形槽道11均连通有一进水口12；环形槽道11的底部设置有一具有斜面131的环形凸沿13，环形凸沿13的顶部和环形槽道11内顶侧面之间连接有环形棉条14；任意一进水口12均连通有一进液支管，进液支管上设置控制阀门、且若干进液支管均连接有一进液管2；还包括一用于将微生物菌液引流至进液管2的引流装置、以及用于存放微生物菌液的存放装置；容器1内由下至上依次填充有第一沙土层、生物炭基肥层、第二沙土层、污染土壤和田园土层，五个土层分别对应一个环形槽道11；环形棉条14的一侧面设置有若干吸水棉条141，吸水棉条141的一端抵接在环形槽道11的内底侧面。

如图3，存放装置包括一底板3，底板3的两侧设置有侧板A31，两侧板A31的一端设置有一侧板B32，侧板B32的一侧由上之下设置有若干积液盒33；侧板B32另一侧设置有积液盒33相连通、且一一配合的加液装置4。

如图3，侧板A31的端部沿其长度方向设置有T型滑轨311，引流装置包括设置在T型滑轨311上并可沿T型滑轨311长度方向滑动的滑块51，两滑块51之间连接有一倒置的U型架5，U型架5的顶部设置有矩形贯通孔52、且矩形贯通孔52上设置有活动贯穿矩形贯通孔52的活动杆53，活动杆53的底端连接有接液槽54，接液槽54的底侧面由一侧向另一侧倾斜，且接液槽54的底部最低端设置有出液口A、且出液口A连通进液管2；U型架5的顶部设置有用于锁紧活动杆53的锁紧螺栓55；两侧板A31远离侧板B32的一端顶部和底部分别设置有横梁34和挡水沿35；横梁34的内侧设置有两间隙设置的支杆36，支杆36上设置有若干清洗喷头37。

如图4，积液盒33的底部靠近横梁34的一侧端设置有矩形凹槽331，矩形凹槽331的底部连通有一矩形腔332；矩形腔332的宽度和长度均分别大于矩形凹槽331的宽度和长度；且矩形腔332内固定一转轴333，转轴333的外侧通过扭力弹簧连接有一转筒38；转筒38包括相互套接的内层381和外层382，内层381和外层382之间形成一流动腔383；外层382的中部设置有贯穿矩形腔332并延伸至矩形腔332外的拨动杆384，位于拨动杆384两侧的外层382上设置有排流口385；外层382上还设置有可与矩形凹槽331连通的进流口386。

如图4，转筒38的顶侧面与矩形凹槽331的底部密封接触；位于排流口385正下方的矩形腔332两侧分别设置有两挡流板387，位于矩形腔332两侧的两挡流板387呈倒“八”字型设置，位于矩形腔332同一侧的两挡流板387呈线型设置；且积液盒33的外底侧面位于矩形腔332一侧设置有限位挡板39；接液槽54的内底侧面设置有用于与拨动杆384的顶杆56。

如图5，加液装置4包括中间槽41，中间槽41上设置有进液口A和进液口B、以及与积液盒33相连通出液口B；中间槽41的外侧设置有一L型支架42，L型支架42上设置有支柱43，支柱43的顶部设置支撑板44；进液口A和进液口B分别连通溶液瓶A100和溶液瓶B200；溶液瓶A100倒置在支撑板44上，溶液瓶B200正放在L型支架42上；进液口A和进液口B分别通过软管连通有一呈竖直设置的陶瓷管45；中间槽41上设置横杆46，横杆46上螺纹贯穿设置有调节螺栓47，调节螺栓47的端部通过连接绳48连接陶瓷管45；在使用时，保持与溶液瓶A100连通的陶瓷管45的顶侧面高出与溶液瓶B200连通的陶瓷管45的顶侧面。

进一步地，容器1的底部设置开口A101、并于开口A101处密封铰接一底板102；还包括一用于支撑容器1的平台103，平台103设置有用于底板102打开的开口B104，平台103上表面周侧设置有围沿105，平台103底侧面设置支撑腿106；正对进水口12的环形槽道11内顶面设置防冲击挡板17。

使用时先在容器1内由下至上依次填充有第一沙土层、生物炭基肥层、第二沙土层、污染土壤和田园土层，然后分别向五个土壤层中接种不同数量的趋磁细菌；其中第一沙土层、生物炭基肥层、第二沙土层、污染土壤和田园土层中趋磁细菌的密度比为1：3：1：7：1；其中污染土壤中每立方中含有趋磁细菌的数量为7*10^9-510^10；

选择小麦种植在容器1内，当植物的植株开始抽穗时，及时拔除幼穗，当植株出现分蘖时，对分蘖的幼穗同时拔除，并在植物生长的拔节期、抽穗期及灌浆期进行灌溉和施入肥料；当植物的生长季结束，将含重金属的植株茎秆及根系全部移除；

打开底板102，取出土壤混合均匀后制饼，制饼后晒干粉碎加水以及少量有机质混合均匀即得优质土壤。

上述装置在进行趋磁细菌接种时，操作方法包括；当需要向相应土壤层内接种细菌时，先将存储在溶液瓶A100内的菌液倒入中间槽41内，然后通过中间槽41流入积液盒33内；并根据需要控制活动杆53伸缩至相应长度，然后再控制U型架5移动，当顶杆56触碰到拨动杆384上时，此时积液盒33内的液体通过矩形凹槽331排出，并排入接液槽54内，然后通过进液管2和支管引流到相应的环形槽道11内，然后再在环形棉条14的作用下逐渐接种到相应土壤层。

本发明通过使用多层的积液盒33，方便向不同土壤层接种不同菌液，该装置操作方便简单易行。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，其特征在于：包括内部填充有种植土壤的容器(1)；

所述容器(1)的内周侧壁上由上之下设置有若干环形槽道(11)；任意一所述环形槽道(11)均连通有一进水口(12)；所述环形槽道(11)的底部设置有一具有斜面(131)的环形凸沿(13)，所述环形凸沿(13)的顶部和环形槽道(11)内顶侧面之间连接有环形棉条(14)；

任意一所述进水口(12)均连通有一进液支管，所述进液支管上设置控制阀门、且若干所述进液支管均连接有一进液管(2)；

还包括一用于将微生物菌液引流至进液管(2)的引流装置、以及用于存放微生物菌液的存放装置。

2.根据权利要求1所述的一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，其特征在于，所述环形棉条(14)的一侧面设置有若干吸水棉条(141)，所述吸水棉条(141)的一端抵接在所述环形槽道(11)的内底侧面。

3.根据权利要求1所述的一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，其特征在于，所述存放装置包括一底板(3)，所述底板(3)的两侧设置有侧板A(31)，两所述侧板A(31)的一端设置有一侧板B(32)，所述侧板B(32)的一侧由上之下设置有若干积液盒(33)；所述侧板B(32)另一侧设置有积液盒(33)相连通、且一一配合的加液装置(4)。

4.根据权利要求3所述的一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，其特征在于，所述侧板A(31)的端部沿其长度方向设置有T型滑轨(311)，所述引流装置包括设置在所述T型滑轨(311)上并可沿T型滑轨(311)长度方向滑动的滑块(51)，两所述滑块(51)之间连接有一倒置的U型架(5)，所述U型架(5)的顶部设置有矩形贯通孔(52)、且所述矩形贯通孔(52)上设置有活动贯穿所述矩形贯通孔(52)的活动杆(53)，所述活动杆(53)的底端连接有接液槽(54)，所述接液槽(54)的底侧面由一侧向另一侧倾斜，且所述接液槽(54)的底部最低端设置有出液口A、且所述出液口A连通所述进液管(2)；

所述U型架(5)的顶部设置有用于锁紧活动杆(53)的锁紧螺栓(55)。

5.根据权利要求4所述的一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，其特征在于，两所述侧板A(31)远离侧板B(32)的一端顶部和底部分别设置有横梁(34)和挡水沿(35)；

所述横梁(34)的内侧设置有两间隙设置的支杆(36)，所述支杆(36)上设置有若干清洗喷头(37)。

6.根据权利要求5所述的一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，其特征在于，所述积液盒(33)的底部靠近横梁(34)的一侧端设置有矩形凹槽(331)，所述矩形凹槽(331)的底部连通有一矩形腔(332)；

所述矩形腔(332)的宽度和长度均分别大于所述矩形凹槽(331)的宽度和长度；

且所述矩形腔(332)内固定一转轴(333)，所述转轴(333)的外侧通过扭力弹簧连接有一转筒(38)；

所述转筒(38)包括相互套接的内层(381)和外层(382)，所述内层(381)和外层(382)之间形成一流动腔(383)；所述外层(382)的中部设置有贯穿矩形腔(332)并延伸至矩形腔(332)外的拨动杆(384)，位于所述拨动杆(384)两侧的外层(382)上设置有排流口(385)；所述外层(382)上还设置有可与矩形凹槽(331)连通的进流口(386)。

7.根据权利要求6所述的一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，其特征在于，所述转筒(38)的顶侧面与所述矩形凹槽(331)的底部密封接触；

位于所述排流口(385)正下方的矩形腔(332)两侧分别设置有两挡流板(387)，位于矩形腔(332)两侧的两挡流板(387)呈倒“八”字型设置，位于所述所述矩形腔(332)同一侧的两挡流板(387)呈线型设置；

且所述积液盒(33)的外底侧面位于所述矩形腔(332)一侧设置有限位挡板(39)；

所述接液槽(54)的内底侧面设置有用于与拨动杆(384)的顶杆(56)。

8.根据权利要求3-7任意一项所述的一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，其特征在于，所述加液装置(4)包括中间槽(41)，所述中间槽(41)上设置有进液口A和进液口B、以及与所述积液盒(33)相连通出液口B(401)；

所述中间槽(41)的外侧设置有一L型支架(42)，所述L型支架(42)上设置有支柱(43)，所述支柱(43)的顶部设置支撑板(44)；

所述进液口A和进液口B分别连通溶液瓶A(100)和溶液瓶B(200)；所述溶液瓶A(100)倒置在所述支撑板(44)上，所述溶液瓶B(200)正放在所述L型支架(42)上；

所述进液口A和进液口B分别通过软管连通有一呈竖直设置的陶瓷管(45)；所述中间槽(41)上设置横杆(46)，所述横杆(46)上螺纹贯穿设置有调节螺栓(47)，所述调节螺栓(47)的端部通过连接绳(48)连接所述陶瓷管(45)；

在使用时，保持与所述溶液瓶A(100)连通的陶瓷管(45)的顶侧面高出与所述溶液瓶B(200)连通的陶瓷管(45)的顶侧面。

9.根据权利要求1所述的一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，其特征在于，所述容器(1)的底部设置开口A(101)、并于所述开口A(101)处密封铰接一底板(102)；

还包括一用于支撑容器(1)的平台(103)，所述平台(103)设置有用于底板(102)打开的开口B(104)，所述平台(103)上表面周侧设置有围沿(105)，所述平台(103)底侧面设置支撑腿(106)；

正对所述进水口(12)的环形槽道(11)内顶面设置防冲击挡板(17)。

10.根据权利要求1所述的一种污染土壤的微生物、植物、生物炭协同修复系统，其特征在于，所述容器(1)内由下至上依次填充有第一沙土层、生物炭基肥层、第二沙土层、污染土壤和田园土层。

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