CN114101309B - 用于修复深层污染土的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于修复深层污染土的装置及方法，包括横梁，所述横梁的下方设置有支撑结构和至少一组污染修复结构；所述连杆的下方固定设置有空心管，所述空心管的侧壁上开设有通孔；所述空心管的内部铰接设置有旋转杆，所述防水加热棒上固定设置有切割片，且切割片对应设置在通孔的位置处，所述空心管的管壁上分别连通设置有进风管、排风管、助燃气管和化学溶液管；所述凸轮在旋转时能够间歇性地下压压板，所述翻动杆上固定设置有螺旋条，所述螺旋条中内嵌设置有防水点火器。本发明提供了用于修复深层污染土的装置及方法，能够在钻入土壤深处的过程中，同时对土壤进行打散和上下翻拌，并依次进行热风处理和化学药液处理，非常值得推广。

Description

用于修复深层污染土的装置及方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体为一种用于修复深层污染土的装置及方法。

背景技术

目前对污染土壤的处理方式通常分为：化学、物理、生物方法，一般来说化学方法分为原位和异位处理，而异位处理就需要将污染土挖出另找场地进行处理。对于深层的污染土就有一定的局限性，首先存在开挖的困难，第二个是成本的增加，第三个就是在运输的过程中可能会产生污染物的泄漏造成二次污染。原位处理方法一般都是使用设备把针对污染物的药剂添加到地下进行反应，但是现行的方法有很大的局限性，时间过长而且对药剂的利用率不高，造成成本增加，而且对于深层污染土的作用不是很大，中间充满不可控性。所以相应地需要一种能够针对深层污染土的设备。

现有技术中，公开号为“CN211294222U”的一种用于土壤重金属污染修复的深层施药装置，包括顶罐，所述顶罐内部开设有螺纹圈一，所述顶罐顶部螺纹连接有罐盖，所述罐盖底部开设有螺纹圈二，所述顶罐外部靠近底部的一侧开设有螺纹圈二，所述顶罐底部螺纹连接有底罐；通过设置螺纹圈一、螺纹圈二和螺纹圈三，可以方便的拆卸本装置，使得该用于土壤重金属污染修复的深层施药装置在使用时可以很好的将需要导入土壤的药液充分的在本装置内部混合，使得药效更好。

但是，其在使用过程中，仍然存在较为明显的缺陷：上述装置只具有基本的药液流出功能，但是在实际使用时，会因为土壤板结使得药液不能流通均匀、因为枯枝朽木较多对药液吸收而造成大量的药液浪费、因为天气寒冷使得化学药液的反应速度较慢等等，上述装置都不能有效地解决这些问题，因此其功能非常单一，使用局限性大，污染修复的效果不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于修复深层污染土的装置及方法，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：

一种用于修复深层污染土的装置，包括横梁，所述横梁的下方设置有支撑结构和至少一组污染修复结构；

所述污染修复结构包括气缸，所述气缸固定设置在横梁底部，所述气缸的输出端固定设置有第一旋转电机，所述第一旋转电机的输出端固定设置有连杆，所述连杆的下方固定设置有空心管，所述空心管的侧壁上开设有通孔，且空心管的底部固定设置有钻头；

所述空心管的内部铰接设置有旋转杆，所述旋转杆中内嵌设置有防水加热棒，所述旋转杆可被驱动进而发生转动，所述防水加热棒上固定设置有切割片，且切割片对应设置在通孔的位置处，所述空心管的管壁上分别连通设置有进风管、排风管、助燃气管和化学溶液管；

所述空心管的两侧均固定设置有第二旋转电机，所述第二旋转电机的输出端固定设置有传动杆，所述传动杆上固定设置有凸轮，所述空心管的外壁上固定设置有延长板，所述延长板中活动贯穿设置有翻动杆，所述翻动杆的顶部固定设置有压板，所述凸轮在旋转时能够间歇性地下压压板，所述压板和延长板之间连接设置有弹簧，所述翻动杆上固定设置有螺旋条，所述螺旋条中内嵌设置有防水点火器。

优选的，所述支撑结构包括支撑柱，所述支撑柱至少两个，且固定设置在横梁的下方，所述支撑柱的底部均固定设置有定位墩。

优选的，所述空心管的内部顶壁上固定设置有轴承座，所述旋转杆铰接设置在轴承座中。

优选的，所述旋转杆上固定设置有多个推动片，所述推动片等距设置在旋转杆上，所述空心管的外壁上固定设置有加压风机，所述加压风机上设置有进风管，所述进风管的出口端朝向推动片设置，使得推动片可以被气流推动。

优选的，所述切割片等距设置在防水加热棒上。

优选的，所述传动杆均铰接设置在定位杆中，所述定位杆共有两个，且分别固定设置在排风管、助燃气管上。

优选的，所述防水点火器均设置在螺旋条的顶点位置处，且多个防水点火器的相邻间距相等。

一种基于所述用于修复深层污染土的装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将装置整体移动到需要进行深层污染土处理的位置，借助支撑结构进行定位和支撑；

步骤二：各组污染修复结构可独立启动，也可以同时启动，启动时，通过开启气缸、第一旋转电机和第二旋转电机，使得空心管、钻头和螺旋条边旋转边下降，此时的凸轮会间歇性下压压板，因此螺旋条会围绕空心管转动，且对土壤进行上下翻拌，在下降到预定深度后，关闭气缸、第一旋转电机和第二旋转电机，此时的螺旋条已将空心管周边的不同质地、不同疏密程度的污染土壤打散混合；

步骤三：分别通过进风管和助燃气管向空心管的内部通入空气和助燃气，然后启动防水点火器，生成明火，将空心管周边土壤中的枯枝、朽木、树叶等等点燃，防止这些物质吸水并阻挡后续的化学药液均布；

步骤四：关闭助燃气管和防水点火器，依然开启进风管，再补充开启防水加热棒，对气流进行加热，热气流源源不断地从空心管的通孔中吹出，使得易挥发的污染物蒸发、可热处理的污染物降解，并同时开启排风管，将逸出的有害气体抽出以进行集中处理；

步骤五：关闭进风管，依然开启防水加热棒但是减小其功率，再补充开启化学溶液管，使得化学溶剂进入空心管的内部，并最终通过通孔流出，此时的防水加热棒可以对化学溶剂进行加热催化，促进其与污染物之间发生反应；

步骤六：关闭防水加热棒和化学溶液管，启动气缸和第一旋转电机，使得气缸收缩，将空心管、钻头和螺旋条从土壤中拔出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中设置有多组污染修复结构，可同时启动，也可以独立启动，因此能够分别对不同深度的污染土进行修复处理，处理范围更广；

2、本发明在空心管的外周设置有多个螺旋条，螺旋条能够在空心管的四周旋转下降，并且在下降的过程中不断的上下移动，进而对土壤进行翻拌，既可以将不同质地、不同疏密程度的污染土壤打散混合，也增加了土壤的空隙率和疏松性，便于后续的热风处理和化学药液处理的覆盖范围；

3、本发明中设置有进风管、助燃气管和防水点火器，在打散和翻拌土壤后，土壤疏松使得气体可以流通，此时的防水点火器可以发生明火，将空心管周边土壤中的枯枝、朽木、树叶等等点燃，防止这些物质吸水，造成化学溶液浪费，也防止这些东西阻挡后续的化学药液均布；

4、本发明中设置有防水加热棒，在焚烧处理后，可以关闭助燃气管和防水点火器，但是继续通过进风管吹风，加热后形成热风，不断吹向深层土壤，将易挥发的污染物蒸发、可热处理的污染物降解，进而通过加热处理有害物质；

5、本发明在热风处理后，依然开启防水加热棒但是减小其功率，再补充开启化学溶液管，进而利用化学溶剂对污染土中的有害物质进行处理，此时的防水加热棒可以对化学溶剂进行加热，尤其适用于天气寒冷的时候，可以促进化学药液和污染物进行反应，起到了催化促进的作用，更加高效。

本发明提供了用于修复深层污染土的装置及方法，能够在钻入土壤深处的过程中，同时对土壤进行打散和上下翻拌，翻拌后空气流通为点火创造了条件，可以去除枯枝朽木的阻碍，并依次进行热风处理和化学药液处理，彼此之间的关联性较强，可以相互促进，一物多用，非常值得推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构在实施例一中的结构示意图；

图2为本发明的污染修复结构的结构示意图；

图3为本发明的图2中的A处放大图。

图中：1横梁、2支撑柱、3定位墩、4气缸、5第一旋转电机、6连杆、7空心管、701通孔、8钻头、9轴承座、10旋转杆、11防水加热棒、12推动片、13切割片、14加压风机、15进风管、16排风管、17助燃气管、18化学溶液管、20第二旋转电机、21传动杆、22凸轮、23定位杆、24延长板、25翻动杆、26压板、27弹簧、28螺旋条、29防水点火器。

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。

请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种用于修复深层污染土的装置，包括横梁1，横梁1的下方设置有支撑结构和至少一组污染修复结构，支撑结构的作用是使得横梁1保持稳定，避免横梁1倾斜或颠覆，污染修复结构若设置为多组的话，彼此之间相互独立，因此能够分别插入到污染土的不同深度位置，作用范围更广，例如，在本实施例中，污染修复结构可以设置为三组。

污染修复结构包括气缸4，气缸4固定设置在横梁1底部，气缸4可采用森拓品牌的STD型号，气缸4输出端的活塞杆固定设置有第一旋转电机5，第一旋转电机5可采用东莞市品创传动科技有限公司生产的FC80B4型号，在此仅作为举例，而不作为限制，第一旋转电机5的输出端固定设置有连杆6，连杆6的下方固定设置有空心管7，空心管7由硬度大的金属或合金制成，使其在钻入深层土壤中时不会被折弯或损坏，空心管7的侧壁上开设有通孔701，且空心管7的底部固定设置有钻头8，钻头8的底端为尖锥状，能更加方便地刺入土壤中，钻头8也优选高硬度金属或合金。

空心管7的内部铰接设置有旋转杆10，空心管7的内部顶壁上固定设置有轴承座9，旋转杆10铰接设置在轴承座9中，因此轴承座9主要起到了活动支撑的作用，旋转杆10中内嵌设置有防水加热棒11，且防水加热棒11的直径可以制作成和旋转杆10的直径相等，看上去更加美观，防水加热棒11可选择江苏普瑞廷机械设备有限公司生产的PRTDRG型号，旋转杆10上固定设置有多个推动片12，推动片12等距设置在旋转杆10上，防水加热棒11上固定设置有切割片13，切割片13等距设置在防水加热棒11上，且切割片13对应设置在通孔701的位置处，因此，切割片13具有两种功能，其一是对通孔701中可能进入的草根、土块等等进行切割粉碎，避免通孔701被堵塞，其二是在后续进行化学溶剂处理时，可以对化学溶剂进行旋转搅拌，使得溶剂更加均匀，处理效果更好，空心管7的外壁上固定设置有加压风机14，加压风机14上设置有进风管15，加压风机14可选择Hitachi品牌的VB-020-E3型号，进风管15的出口端朝向推动片12设置，即，进风管15的末端管路垂直于推动片12所在的平面，使得推动片12可以被气流推动，由此，推动片12在旋转时会带动旋转杆10，进而使得防水加热棒11上的切割片13发生旋转，节省电力，空心管7的管壁上分别连通设置有排风管16、助燃气管17和化学溶液管18，排风管16用于将逸出的有害气体抽出以进行集中处理，助燃气管17用于通入可燃的助燃性气体，使得防水点火器29可以将土壤中的枯枝朽木等点燃焚烧，化学溶液管18用于通入化学试剂，进而对污染土进行化学处理，多种处理方式相互结合，整体上提高对污染土的处理效果。

空心管7的两侧均固定设置有第二旋转电机20，第二旋转电机20的输出端固定设置有传动杆21，传动杆21上固定设置有凸轮22，传动杆21均铰接设置在定位杆23中，因此传动杆21可在原处发生旋转，定位杆23则主要起到了定位支撑的作用，定位杆23共有两个，且分别固定设置在排风管16、助燃气管17上，空心管7的外壁上固定设置有延长板24，延长板24中活动贯穿设置有翻动杆25，翻动杆25的顶部固定设置有压板26，凸轮22在旋转时能够间歇性地下压压板26，压板26和延长板24之间连接设置有弹簧27，弹簧27具有良好的伸缩弹性，翻动杆25上固定设置有螺旋条28，螺旋条28中内嵌设置有防水点火器29，防水点火器29在开启时可以产生明火，因此若四周存在草根、树枝、朽木、枯叶等等的话，这些东西都会被点燃、焚烧，这样设置的好处在于，在后续的化学药液处理过程中，这些东西都会吸收药液，造成药液浪费，而且这些东西会对药液的流动造成阻碍，使得药液被阻挡进而缩小了其预设的覆盖范围，使得修复范围大打折扣，因此，在土壤松散后及时进行焚烧处理，可以有效地提高整体的污染土修复效果。

实施例二：

本实施例和实施例一相似，唯一不同的是，在本实施例中，对支撑结构进行了进一步的公开和限定，具体地：支撑结构包括支撑柱2，支撑柱2至少两个，由此才能够对横梁1进行各个方位的稳定支撑，例如，在本实施例中，支撑柱2可以正好设置为两个，支撑柱2固定设置在横梁1的下方，且支撑柱2的底部均固定设置有定位墩3，定位墩3可以为混凝土墩或者金属墩，重量较大，因此可以稳定地实现定位支撑，避免横梁1发生倾斜倾覆。

实施例三：

本实施例在上述实施例一或实施例二的基础上，对防水点火器29的位置进行了限定：防水点火器29均设置在螺旋条28的顶点位置处，因此当螺旋条28在转动时，防水点火器29的点火范围也更广，且多个防水点火器29的相邻间距相等，处理效果更加均匀。

一种基于用于修复深层污染土的装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将装置整体移动到需要进行深层污染土处理的位置，借助支撑结构进行定位和支撑，例如，支撑结构可以由支撑柱2和定位墩3组成，定位墩3的重量较大，使得装置整体更加稳定，支撑柱2则可以稳定地将横梁1顶起，避免横梁1发生倾斜或者颠覆；

步骤二：各组污染修复结构可独立启动，进而能够对不同深度的污染土进行修复，可调整的有效范围更广；也可以同时启动，此时则是对同一深度的大面积污染土进行集中修复，二者各有其所适用的工况，灵活选择即可。启动时，通过开启气缸4、第一旋转电机5和第二旋转电机20，使得空心管7、钻头8和螺旋条28边旋转边下降，空心管7带动底部的钻头8不断钻入到土壤深处，第二旋转电机20通过传动杆21带动凸轮22发生持续性旋转，使得凸轮22会间歇性下压压板26，压板26下压翻动杆25，并且在凸轮22远离压板26时，压板26会被弹簧27顶起，使得使得翻动杆25往复地上下移动，翻动杆25最终带动螺旋条往复地上下移动。由此，螺旋条28会围绕空心管7转动，且对土壤进行上下翻拌，在下降到预定深度后，关闭气缸4和第一旋转电机5，此时的螺旋条28已将空心管7周边的不同质地、不同疏密程度的污染土壤打散混合，使得不同位置更加均匀，便于后续集中处理；

步骤三：分别通过进风管15和助燃气管17向空心管7的内部通入空气和助燃气，然后启动防水点火器29，生成明火，将空心管7周边土壤中的枯枝、朽木、树叶等等点燃，防止这些物质吸水，导致化学溶液被浪费而增加用量，也避免了阻挡后续的化学药液均布，使得化学药液的有效覆盖范围更广；

步骤四：关闭助燃气管17和防水点火器29，依然开启进风管15，再补充开启防水加热棒11，对气流进行加热，热气流源源不断地从空心管7的通孔701中吹出，使得易挥发的污染物蒸发、可热处理的污染物降解，并同时开启排风管16，将逸出的有害气体抽出以进行集中处理，由此，实现对污染土的热风处理；

步骤五：关闭进风管15，依然开启防水加热棒11但是减小其功率，再补充开启化学溶液管18，使得化学溶剂进入空心管7的内部，并最终通过通孔701流出，此时的防水加热棒11可以对化学溶剂进行加热催化，促进其与污染物之间发生反应，该操作尤其适用于天气较冷的工况中，可以有效提高化学溶液的反应速度，使得处理过程更快捷；

步骤六：关闭防水加热棒11和化学溶液管18，启动气缸4和第一旋转电机5，使得气缸4收缩，将空心管7、钻头8和螺旋条28从土壤中拔出。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于修复深层污染土的装置，包括横梁（1），其特征在于：所述横梁（1）的下方设置有支撑结构和至少一组污染修复结构；

所述污染修复结构包括气缸（4），所述气缸（4）固定设置在横梁（1）底部，所述气缸（4）的输出端固定设置有第一旋转电机（5），所述第一旋转电机（5）的输出端固定设置有连杆（6），所述连杆（6）的下方固定设置有空心管（7），所述空心管（7）的侧壁上开设有通孔（701），且空心管（7）的底部固定设置有钻头（8）；

所述空心管（7）的内部铰接设置有旋转杆（10），所述空心管（7）的内部顶壁上固定设置有轴承座（9），所述旋转杆（10）铰接设置在轴承座（9）中，所述旋转杆（10）中内嵌设置有防水加热棒（11），所述旋转杆（10）可被驱动进而发生转动，所述防水加热棒（11）上固定设置有切割片（13），且切割片（13）对应设置在通孔（701）的位置处，所述旋转杆（10）上固定设置有多个推动片（12），所述推动片（12）等距设置在旋转杆（10）上，所述空心管（7）的外壁上固定设置有加压风机（14），所述加压风机（14）上设置有进风管（15），所述进风管（15）的出口端朝向推动片（12）设置，使得推动片（12）可以被气流推动，所述空心管（7）的管壁上分别连通设置有进风管（15）、排风管（16）、助燃气管（17）和化学溶液管（18）；

所述空心管（7）的两侧均固定设置有第二旋转电机（20），所述第二旋转电机（20）的输出端固定设置有传动杆（21），所述传动杆（21）上固定设置有凸轮（22），所述空心管（7）的外壁上固定设置有延长板（24），所述延长板（24）中活动贯穿设置有翻动杆（25），所述翻动杆（25）的顶部固定设置有压板（26），所述凸轮（22）在旋转时能够间歇性地下压压板（26），所述压板（26）和延长板（24）之间连接设置有弹簧（27），所述翻动杆（25）上固定设置有螺旋条（28），所述螺旋条（28）中内嵌设置有防水点火器（29）。

2.根据权利要求1所述的一种用于修复深层污染土的装置，其特征在于：所述支撑结构包括支撑柱（2），所述支撑柱（2）至少两个，且固定设置在横梁（1）的下方，所述支撑柱（2）的底部均固定设置有定位墩（3）。

3.根据权利要求1所述的一种用于修复深层污染土的装置，其特征在于：所述切割片（13）等距设置在防水加热棒（11）上。

4.根据权利要求1所述的一种用于修复深层污染土的装置，其特征在于：所述传动杆（21）均铰接设置在定位杆（23）中，所述定位杆（23）共有两个，且分别固定设置在排风管（16）、助燃气管（17）上。

5.根据权利要求1所述的一种用于修复深层污染土的装置，其特征在于：所述防水点火器（29）均设置在螺旋条（28）的顶点位置处，且多个防水点火器（29）的相邻间距相等。

6.一种基于权利要求1-5任意一项所述用于修复深层污染土的装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将装置整体移动到需要进行深层污染土处理的位置，借助支撑结构进行定位和支撑；

步骤二：各组污染修复结构可单独或同时启动，启动时，通过开启气缸（4）、第一旋转电机（5）和第二旋转电机（20），使得空心管（7）、钻头（8）和螺旋条（28）边旋转边下降，此时的凸轮（22）会间歇性下压压板（26），因此螺旋条（28）会围绕空心管（7）转动，且对土壤进行上下翻拌，在下降到预定深度后，关闭气缸（4）、第一旋转电机（5）和第二旋转电机（20），此时的螺旋条（28）已将空心管（7）周边的不同质地、不同疏密程度的污染土壤打散混合；

步骤三：分别通过进风管（15）和助燃气管（17）向空心管（7）的内部通入空气和助燃气，然后启动防水点火器（29），生成明火，将空心管（7）周边土壤中的枯枝、朽木、树叶点燃，防止这些物质吸水并阻挡后续的化学药液均布；

步骤四：关闭助燃气管（17）和防水点火器（29），依然开启进风管（15），再补充开启防水加热棒（11），对气流进行加热，热气流源源不断地从空心管（7）的通孔（701）中吹出，使得易挥发的污染物蒸发、可热处理的污染物降解，并同时开启排风管（16），将逸出的有害气体抽出以进行集中处理；

步骤五：关闭进风管（15），依然开启防水加热棒（11）但是减小其功率，再补充开启化学溶液管（18），使得化学溶剂进入空心管（7）的内部，并最终通过通孔（701）流出，此时的防水加热棒（11）可以对化学溶剂进行加热催化，促进其与污染物之间发生反应；

步骤六：关闭防水加热棒（11）和化学溶液管（18），启动气缸（4）和第一旋转电机（5），使得气缸（4）收缩，将空心管（7）、钻头（8）和螺旋条（28）从土壤中拔出。

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