CN114433623B - 一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置及其方法，包括安装于行走设备后且经驱动机构驱动而转动插入地下的修复液注入单元，且所述修复液注入单元与行走设备的机体通过伸缩件连接，且伸缩件带动修复液注入单元的伸缩方向为倾斜向下，修复液注入单元包括沿行走设备的横向设置并相互连通的多个双轮状注入机构。本发明将微生物修复液高效地注入土壤内一定深度，提高了微生物修复液的注入效率，使得土壤内的污染物充分地被分解。本发明适用于土壤治理中微生物修复的技术领域。

Description

一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置及其方法

技术领域

本发明属于土壤修复的技术领域，具体的说，涉及一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置及其方法。

背景技术

目前，由于土壤的过渡使用，而且农药、化肥、重金属等化工产物的大量喷施，使得土壤的污染程度极为严重。现有的较为有效的治理手段为，将特定的微生物设法设置在土壤内，在适宜环境条件下，微生物通过自身的代谢作用，降低土壤中有害污染物活性或降解成无害物质。此种修复技术应用成本低，对土壤肥力和代谢活性负面影响小，因此被广泛应用在土壤治理的领域中。由于污染物存在于土壤内，且在土壤内一定深度内含量最大，这样，需要将微生物修复液注入土壤内，才能有效地将土壤内的污染物充分分解。然而，在具体的操作中，想要将微生物修复液高效地注入土壤内一定深度是极为困难的问题，现有的手段工作效率极低，而且效果不理想，无法达到充分分解污染物的目的。

发明内容

本发明提供一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置及其方法，用以将微生物修复液高效地注入土壤内一定深度，提高微生物修复液的注入效率，使得土壤内的污染物充分地被分解。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置，包括安装于行走设备后且经驱动机构驱动而转动插入地下的修复液注入单元，且所述修复液注入单元与行走设备的机体通过伸缩件连接，且伸缩件带动修复液注入单元的伸缩方向为倾斜向下，修复液注入单元包括沿行走设备的横向设置并相互连通的多个双轮状注入机构。

进一步的，所述双轮状注入机构包括两个相对设置并经导液管连通的轮状注入组件，于所述导液管上形成有双向增压部，所述双向增压部的进口端转动连通有一转接套，所述转接套连通有一注液接头。

进一步的，所述双向增压部包括构造于安装管两端的两个喇叭状的增压管，各所述增压管的小径端分别与相对应的轮状注入组件上的导液管连通，且所述安装管的管径大于导液管的管径，于所述安装管上构造有多个沿其周向均匀设置的导液口。

进一步的，所述轮状注入组件包括套设于导液管外并且二者轴线重合的环形布液装配管，于所述环形布液装配管上沿其周向均匀地连通有多个连接弯头，于所述导液管上连通有多个与连接弯头一一对应的连通接头，各所述连通接头与相对应的连接弯头可拆卸连接，于所述环形布液装配管上沿其周向均匀地设置有弹性启闭式注入嘴。

进一步的，所述弹性启闭式注入嘴包括构造于环形布液装配管外侧并沿其径向向外延伸的插入式注液壳，所述插入式注液壳的径向长度沿环形布液装配管的径向向外递减，于插入式注液壳上开设有多个注液孔，于环形布液装配管上且与各弹性启闭式注入嘴处分别设置有插入相对应插入式注液壳内的启闭插杆，所述启闭插杆的一端伸出插入式注液壳的小径端，另一端伸出环形布液装配管的内侧且经弹簧与环形布液装配管连接。

进一步的，所述启闭插杆包括于环形布液装配管内并在外力下沿其径向滑动的启闭部，所述启闭部的一端于环形布液装配管内至插入式注液壳的大径端之间滑动，且启闭部的该端外壁与插入式注液壳的大径端的内壁相适配，于启闭部上构造有沿插入式注液壳的轴向向外延伸出插入式注液壳的且口径渐缩的插头，所述插头外壁与插入式注液壳内壁之间的间隙沿插头的轴线向外递增，于启闭部远离插头的一端构造有装配部，所述弹簧套装于装配部上。

进一步的，于所述环形布液装配管的外侧和内侧相对应的位置处分别设置有多个第一连接筒和多个第二连接筒，所述第一连接筒与插入式注液壳的大径端可拆卸连接，于所述第二连接筒远离环形布液装配管的一端构造有凸缘，所述启闭插杆的装配部伸出第二连接筒，且装配部的伸出端的端部构造有顶接头，所述弹簧的两端分别抵接于凸缘与顶接头相对应的端面上。

进一步的，于所述导液管上可拆卸套装有调整套，所述启闭插杆的顶接头经外力而沿导液管的径向抵接于调整套的外周面上；所述注液孔的孔径沿插入式注液壳的轴线向外递增。

进一步的，于所述插头上可拆卸连接有调整顶头。

本发明还公开了一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置的使用方法，包括如下步骤：

S1、首先，将土壤修复装置安装在行走设备上，通过管路将修复液注入单元与设置在行走设备上的修复液储罐及压力泵连接；

S2、调整伸缩件的伸缩量，使得修复液注入单元的各双轮状注入机构插入土壤内的深度达到预定值；

S3、行走设备在预定的区域内进行行走，驱动机构驱动修复液注入单元转动，同时压力泵运转；

S4、各双轮状注入机构转动，并逐渐将修复液沿行走设备的行进方向旋播于地面以下，直至预定的区域完成修复液注入作业为止；

S5、间隔18-25天，对预定的区域进行二次修复液注入。

本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本发明通过行走设备带动修复液注入单元前行，在前行的过程中，驱动机构驱动修复液注入单元旋转，此时压力泵将修复液储罐内的修复液泵入修复液注入单元内，该修复液注入单元在旋转的过程中，其上的多个双轮状注入机构在转动的过程中，双轮状注入机构的下部插入土壤内并将修复液注入土壤预定深度内，随着行走设备的行进，使得修复液被成片地注入到预定的区域内，避免了出现局部区域难于操作或被忽视而无法充分注入修复液的情况发生，而且本发明修复液的注入均匀，在避免修复液浪费的同时达到充分修复土壤的目的；综上可知，本发明的装置和方法能够将微生物修复液高效地注入土壤内一定深度，提高了微生物修复液的注入效率，使得土壤内的污染物充分地被分解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的结构主视图；

图3为本发明实施例驱动机构的结构示意图；

图4为本发明实施例双轮状注入机构和转接套连接的结构示意图；

图5为本发明实施例双轮状注入机构的结构示意图；

图6为本发明实施例轮状注入组件的结构示意图；

图7为本发明实施例轮状注入组件的结构侧视图；

图8为图7中A部位的结构放大图；

图9为本发明实施例弹性启闭式注入嘴与局部环形布液装配管连接的结构示意图；

图10为图9的轴向结构剖视图。

标注部件：100-轮状注入组件，101-环形布液装配管，102-连接弯头，103-第一连接筒，104-第二连接筒，105-凸缘，106-加强肋，107-启闭插杆，1071-插头，1072-启闭部，1073-装配部，1074-顶接头，108-弹簧，109-调整顶头，110-插入式注液壳，111-注液孔，112-调整套，1121-套体，1122-支撑肋，1123-插接条，1124-插接槽，200-双向增压部，201-安装管，202-导液口，203-增压管，204-导液管，205-封板，206-连通接头，300-注液接头，301-转接套，400-连接杆，500-伸缩件，600-控制阀，700-回液扰流管，800-第一传动轮，801-第二传动轮，802-驱动电机，803-张紧轮，900-机体，901-竖向条形孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置及其方法，如图1-5所示，包括修复液注入单元，该修复液注入单元安装在行走设备后方，驱动机构安装在行走设备的机体900上，该驱动机构与修复液注入单元连接，并且驱动修复液注入单元转动并使得修复液注入单元的下部插入地面以下的受污染的土壤内，而且修复液注入单元与行走设备的机体900通过伸缩件500连接，该伸缩件500带动修复液注入单元的伸缩方向为倾斜向下，进而调整修复液注入单元的下部插入地面以下的深度，本发明的修复液注入单元包括沿行走设备的横向设置并相互连通的多个双轮状注入机构。本发明的工作原理及优势在于：本发明通过行走设备带动修复液注入单元前行，在前行的过程中，驱动机构驱动修复液注入单元旋转，此时压力泵将修复液储罐内的修复液泵入修复液注入单元内，该修复液注入单元在旋转的过程中，其上的多个双轮状注入机构在转动的过程中，双轮状注入机构的下部插入土壤内并将修复液注入土壤预定深度内，随着行走设备的行进，使得修复液被成片地注入到预定的区域内，避免了出现局部区域难于操作或被忽视而无法充分注入修复液的情况发生，而且本发明修复液的注入均匀，在避免修复液浪费的同时达到充分修复土壤的目的；综上可知，本发明的装置和方法能够将微生物修复液高效地注入土壤内一定深度，提高了微生物修复液的注入效率，使得土壤内的污染物充分地被分解。

作为本发明一个优选的实施例，如图4-5所示，双轮状注入机构包括两个轮状注入组件100，这两个轮状注入组件100相对设置，并且通过导液管204相互连通。本发明在导液管204上形成有双向增压部200，该双向增压部200的进口端转动连通有一个转接套301，该转接套301连通有一个注液接头300，注液接头300通过主管路与压力泵的出口连接，压力泵的进口与行走设备上的修复液储罐连通。修复液通过双向增压部200进入两个轮状注入组件100，并由旋转的轮状注入组件100的下部注入土壤内，而且双向增压部200对通过其的修复液进行增压，确保了修复液顺利地通过轮状注入组件100注入土壤内。本实施例双向增压部200优选的结构为，双向增压部200包括安装管201和两个增压管203，其中，这两个增压管203均为喇叭状的结构，两个增压管203分别构造在安装管201的两端，每个增压管203的小径端分别与相对应的轮状注入组件100上的导液管204连通，安装管201的管径大于导液管204的管径，在安装管201上构造有多个导液口202，这些导液口202沿安装管201周向均匀设置。本实施例在导液管204上安装有控制阀600，用于控制进入相对应的轮状注入组件100内的修复液的流量和压力，进而实现修复液进入土壤内的射流压力及射流量。

作为本发明一个优选的实施例，相邻的双轮状注入机构通过连接杆400连接，伸缩件500为液压缸，该液压缸的一端与连接杆400转动连接，液压缸的另一端安装在机体900上。本实施例驱动机构包括第一传动轮800、第二传动轮801、驱动电机802及张紧轮803，其中，如图3所示，连接杆400为空心的杆状结构，第一传动轮800装配在该连接杆400上，驱动电机802安装在机体900上，第二传动轮801装配在驱动电机802的输出轴上。本实施例的张紧轮803活动安装在机体900上，具体的，在机体900上开设有沿竖向延伸的竖向条形孔901，张紧轮803通过竖向条形孔901与机体900连接。而且，本实施例第一传动轮800、第二传动轮801及张紧轮803通过传动带连接。本实施例通过调整张紧轮803的位置，使得传动带具有一定的松弛度，进而伸缩件500具有调整修复液注入单元下端插入地面的深入量。

作为本发明一个优选的实施例，如图6-7所示，轮状注入组件100包括环形布液装配管101和多个弹性启闭式注入嘴，其中，环形布液装配管101套装设置在导液管204外并且二者的轴线相互重合，在环形布液装配管101上连通有多个连接弯头102，这些连接弯头102沿环形布液装配管101的周向均匀地设置。本发明在导液管204上连通有多个连通接头206，这些连通接头206与连接弯头102一一对应设置，而且每个连通接头206与相对应的连接弯头102可拆卸连接，上述的多个弹性启闭式注入嘴沿环形布液装配管101的周向均匀地设置。本实施例的工作原理为：修复液通过导液管204进入环形布液装配管101内，环形布液装配管101均匀分配修复液，随环形布液装配管101旋转至下部的弹性启闭式注入嘴插入土壤内，并且由于土壤与弹性启闭式注入嘴的相互作用力，使得伸入土壤内的弹性启闭式注入嘴开启，修复液由该位置处的弹性启闭式注入嘴注入土壤内，实现了修复液的高效注入。本实施例为了提高环形布液装配管101的强度，在环形布液装配管101上沿其周向间隔构造有多个加强肋106。本实施例的导液管204远离其双向增压部200的一端可拆卸安装有封板205，如图2所示，在位于两侧的导液管204的端部分别转动连通有回液扰流管700，这两个回液扰流管700分别与修复液储罐连通，且连通的位置分别位于修复液储罐的不同高度处并低于修复液的液位，这样经回液扰流管700回流而来的修复液对修复液储罐进行扰动，避免了出现沉降的问题，提高了修复液混合的充分性。

作为本发明一个优选的实施例，弹性启闭式注入嘴包括多个插入式注液壳110和与插入式注液壳110数量相同的启闭插杆107，其中，如图6-7所示，多个插入式注液壳110均匀地构造在环形布液装配管101外侧，并且沿环形布液装配管101的径向向外延伸。本实施例插入式注液壳110的径向长度沿环形布液装配管101的径向向外递减，在插入式注液壳110上开设有多个注液孔111，上述的多根启闭插杆107设置在环形布液装配管101上，并且设置在每个弹性启闭式注入嘴处，启闭插杆107插入相对应的插入式注液壳110内。而且，启闭插杆107的一端伸出插入式注液壳110的小径端，启闭插杆107的另一端伸出环形布液装配管101的内侧，并且启闭插杆107通过弹簧108与环形布液装配管101连接。当启闭插杆107随环形布液装配管101旋转并与地面接触后，启闭插杆107被压迫并逐渐伸入土壤内，启闭插杆107逐渐向上位移，插入式注液壳110伸入土壤内，并由于启闭插杆107的向上位移而打开，修复液通过插入式注液壳110被注入土壤内，其他位置处的启闭插杆107在弹簧108的作用下保持始终关闭插入式注液壳110的状态，进而避免修复液从未插入地面以下的插入式注液壳110内射流而出。

作为本发明一个优选的实施例，如图9-10所示，启闭插杆107包括启闭部1072、插头1071及装配部1073，其中，启闭部1072位于环形布液装配管101内，并不会阻碍修复液在环形布液装配管101内流通，启闭部1072在外力下沿环形布液装配管101的径向滑动，启闭部1072的一端在环形布液装配管101内到插入式注液壳110的大径端之间往复滑动，而且启闭部1072的该端外壁与插入式注液壳110的大径端的内壁相适配，进而可实现封闭插入式注液壳110的进口端。本实施例插头1071构造在启闭部1072上，并沿插入式注液壳110的轴向向外延伸出插入式注液壳110，插头1071的径向长度亦沿插入式注液壳110的轴向向外递减，插头1071外壁与插入式注液壳110内壁之间的间隙沿插头1071的轴线向外递增，这样确保了插入式注液壳110插入地面以下后，下部注入修复液的量大于上部注入修复液的量，这样使得修复液注入土壤量根据深度的增加而增加，进而实现了对不同深度下污染物进行适量的修复液来修复，并且避免了浅层土壤内修复液的挥发丧失。本实施例在启闭部1072远离插头1071的一端构造有装配部1073，弹簧108套装在装配部1073上，弹簧108用于将离开土壤的弹性启闭式注入嘴的关闭，即在弹簧108的作用下将启闭插杆107复位。

作为本发明一个优选的实施例，如图9所示，在环形布液装配管101的外侧和内侧相对应的位置处分别设置有多个第一连接筒103和多个第二连接筒104，每个第一连接筒103与插入式注液壳110的大径端可拆卸连接，这样即可实现不同型号的插入式注液壳110的拆装，从而改变修复液的注入量及插入式注液壳110的插入深度。本实施例在第二连接筒104远离环形布液装配管101的一端构造有凸缘105，启闭插杆107的装配部1073伸出第二连接筒104，而且装配部1073的伸出端的端部构造有顶接头1074，弹簧108的两端分别抵接在凸缘105与顶接头1074相对应的端面上。

作为本发明一个优选的实施例，为了有效限制启闭插杆107的滑动量，实现控制弹性启闭式注入嘴的开启量，具体的，如图7-8所示，在导液管204上可拆卸套装有调整套112，启闭插杆107的顶接头1074在插入土壤的过程中，土壤对启闭插杆107所施加的外力使启闭插杆107沿导液管204的径向滑动，直至启闭插杆107的顶接头1074抵接在调整套112的外周面上位置。本实施例通过更换不同型号的调整套112来实现调整启闭插杆107的滑动量。本实施例的注液孔111的孔径沿插入式注液壳110的轴线向外递增，这样确保了修复液的注入量沿竖直方向向下递增，使得沉降至土壤内的污染物被充分分解，由于污染物具有沉降能力，这样使得土壤内污染物的含量自上而下到一定深度是呈递增的状态，采用上述的手段能够对不同含量污染物进行相对量修复液的注入，使得污染物能够被充分分解。本实施例为了针对不同硬度的土壤，使得启闭插杆107在插入土壤的过程中，能够确保弹性启闭式注入嘴开启，所采用的措施为，在插头1071上可拆卸连接有调整顶头109，通过更换调整顶头109的型号，使得调整顶头109与土壤的接触面积发生改变，进而改变调整顶头109与土壤的相互作用力，有效地实现打开弹性启闭式注入嘴的目的。本实施例调整套112与导液管204的装配方式为，调整套112包括套体1121，在套体1121内沿其周向均匀地设置有支撑肋1122，在支撑肋1122远离套体1121的一端构造有插接条1123，在导液管204的外周面上且与插接条1123相对应的位置处构造有插接槽1124，插接条1123插装在相对应的插接槽1124内，进而实现了套体1121与导液管204的装配。

本发明还公开了一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置的使用方法，包括如下步骤：

S1、首先，将土壤修复装置安装在行走设备上，通过管路将修复液注入单元与设置在行走设备上的修复液储罐及压力泵连接；

S2、调整伸缩件500的伸缩量，使得修复液注入单元的各双轮状注入机构插入土壤内的深度达到预定值；

S3、行走设备在预定的区域内进行行走，驱动机构驱动修复液注入单元转动，同时压力泵运转；

S4、各双轮状注入机构转动，并逐渐将修复液沿行走设备的行进方向旋播于地面以下，直至预定的区域完成修复液注入作业为止；

S5、间隔18-25天，对预定的区域进行二次修复液注入。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置，其特征在于：包括安装于行走设备后且经驱动机构驱动而转动插入地下的修复液注入单元，且所述修复液注入单元与行走设备的机体通过伸缩件连接，且伸缩件带动修复液注入单元的伸缩方向为倾斜向下，修复液注入单元包括沿行走设备的横向设置并相互连通的多个双轮状注入机构；所述双轮状注入机构包括两个相对设置并经导液管连通的轮状注入组件，于所述导液管上形成有双向增压部，所述双向增压部的进口端转动连通有一转接套，所述转接套连通有一注液接头；

所述双向增压部包括构造于安装管两端的两个喇叭状的增压管，各所述增压管的小径端分别与相对应的轮状注入组件上的导液管连通，且所述安装管的管径大于导液管的管径，于所述安装管上构造有多个沿其周向均匀设置的导液口；

所述轮状注入组件包括套设于导液管外并且二者轴线重合的环形布液装配管，于所述环形布液装配管上沿其周向均匀地连通有多个连接弯头，于所述导液管上连通有多个与连接弯头一一对应的连通接头，各所述连通接头与相对应的连接弯头可拆卸连接，于所述环形布液装配管上沿其周向均匀地设置有弹性启闭式注入嘴；

所述弹性启闭式注入嘴包括构造于环形布液装配管外侧并沿其径向向外延伸的插入式注液壳，所述插入式注液壳的径向长度沿环形布液装配管的径向向外递减，于插入式注液壳上开设有多个注液孔，于环形布液装配管上且与各弹性启闭式注入嘴处分别设置有插入相对应插入式注液壳内的启闭插杆，所述启闭插杆的一端伸出插入式注液壳的小径端，另一端伸出环形布液装配管的内侧且经弹簧与环形布液装配管连接；

所述启闭插杆包括于环形布液装配管内并在外力下沿其径向滑动的启闭部，所述启闭部的一端于环形布液装配管内至插入式注液壳的大径端之间滑动，且启闭部的该端外壁与插入式注液壳的大径端的内壁相适配，于启闭部上构造有沿插入式注液壳的轴向向外延伸出插入式注液壳的且口径渐缩的插头，所述插头外壁与插入式注液壳内壁之间的间隙沿插头的轴线向外递增，于启闭部远离插头的一端构造有装配部，所述弹簧套装于装配部上。

2.根据权利要求1所述的一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置，其特征在于：于所述环形布液装配管的外侧和内侧相对应的位置处分别设置有多个第一连接筒和多个第二连接筒，所述第一连接筒与插入式注液壳的大径端可拆卸连接，于所述第二连接筒远离环形布液装配管的一端构造有凸缘，所述启闭插杆的装配部伸出第二连接筒，且装配部的伸出端的端部构造有顶接头，所述弹簧的两端分别抵接于凸缘与顶接头相对应的端面上。

3.根据权利要求2所述的一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置，其特征在于：于所述导液管上可拆卸套装有调整套，所述启闭插杆的顶接头经外力而沿导液管的径向抵接于调整套的外周面上；所述注液孔的孔径沿插入式注液壳的轴线向外递增。

4.根据权利要求3所述的一种用于土壤微生物修复的土壤修复装置，其特征在于：于所述插头上可拆卸连接有调整顶头。

5.一种权利要求4所述的用于土壤微生物修复的土壤修复装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、首先，将土壤修复装置安装在行走设备上，通过管路将修复液注入单元与设置在行走设备上的修复液储罐及压力泵连接；

S2、调整伸缩件的伸缩量，使得修复液注入单元的各双轮状注入机构插入土壤内的深度达到预定值；

S3、行走设备在预定的区域内进行行走，驱动机构驱动修复液注入单元转动，同时压力泵运转；

S4、各双轮状注入机构转动，并逐渐将修复液沿行走设备的行进方向旋播于地面以下，直至预定的区域完成修复液注入作业为止；

S5、间隔18-25天，对预定的区域进行二次修复液注入。

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