CN115156272A - 一种农田土壤重金属去除及修复设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农田土壤重金属去除及修复设备和方法。所述设备包括土壤淋洗清洗单元、搅拌去磁单元、补肥单元和选择性风干单元，搅拌去磁单元用于搅拌土壤和移除土壤中的磁性吸附材料；补肥单元用于对土壤补充营养物质；选择性风干单元用于修复后土壤的直接排出或风干，选择性风干单元包括入泥口、导泥选择开关、传泥板和风干单元，风干单元与传泥板连接，导泥选择开关的底端与传泥板铰接，当导泥选择开关顶端位于最左端时，土壤直接排出，当导泥选择开关的顶端位于最右端时，土壤进入风干单元进行风干。本发明实现农田土壤重金属的高效去除、无二次污染风险，并且更关注修复后土壤的健康和质量，能将修复后农田土壤快速投入至农业的生产中。
Description
技术领域
本发明涉及农田土壤重金属去除的技术领域，更具体的是涉及农田土壤重金属的修复设备和方法。
背景技术
近年来，随着我国工业和农业的快速发展，土壤污染问题愈发严重，尤其是重金属污染，这将会对我国农产品安全与人体健康构成严重威胁。有资料表明，我国耕地土壤重金属点位超标率达到19.4％，面积可达2.0×107hm2，每年因重金属污染导致的粮食减产超过1.0×107t，由此造成的损失高达200亿元。我国人口众多，粮食的需求量大，安全有效地修复重金属污染农田已经成为我国刻不容缓的环境和社会任务。
目前，用于土壤重金属污染的修复技术主要有物理修复(翻土和客土法等)、化学修复(淋洗和磁移除等)和生物修复(植物和微生物)等。其中，物理修复法工程量较大，费时耗力，成本过高。生物修复法周期长，效率低，影响土地正常使用。化学修复法中的淋洗技术主要通过淋洗剂对土壤中不同形态的重金属进行提取，从而将土壤重金属移除，具有操作简单，修复成本低等特点。此外，化学修复法中的磁移除技术主要是使用磁性螯合材料与土壤中重金属结合，再通过磁力将其从土壤中移除，从而达到土壤净化效果，具有不受时节限制，永久移除土壤重金属的特点。因此，以上两种化学修复方法具有较好的应用潜力。但是，在土壤重金属修复的实际应用中，暴露出了这两种方法的不足：淋洗技术是将土壤中的重金属提取到淋洗液中，需要对淋洗液中重金属进行二次的去除操作，且容易造成二次污染；磁移除技术由于受土壤重金属不同形态的限制，对重金属移除效率不高。
在现有的淋洗和磁移除技术中，如公开号CN114393022A和CN112845558A的中国专利，公开了利用淋洗或磁移除技术修复重金属污染土壤的方法和设备，其主要关注于修复效率的提高、成本的降低和操作的简单化，很少重视修复后土壤的健康与质量，特别是淋洗液留存在土壤中，会严重影响土壤的健康，并且淋洗和磁移除的过程也会造成土壤营养物质的丢失和理化性质的剧烈改变，这将极大的影响农田的作物产量和可持续生产。此外，在大部分的修复技术中也极少关注农田土壤修复到投入农业生产的周期，如公开号CN113305139A和CN213435010U的中国专利，经过淋洗或磁移除的流程后，土壤为泥浆或含水量很高的状态，在处理水田土壤时，可立即投入农作物的生产中，然而处理旱地土壤时，如将其投入农作物的生产，则需要采用另外的方法或装置对修复后含水量很高的土壤再进行风干或烘干的处理，这将耗费很长的时间和人工。
发明内容
本发明的主要目的是针对农田土壤重金属修复技术存在的缺点和不足进行改进和创新，将土壤淋洗技术和磁移除技术结合设计为一体化设备，淋洗装置可以将土壤不同形态重金属提取至淋洗液中，磁移除装置可以将淋洗液中重金属去除，二者综合，可达到去除效率高、无二次污染风险的效果。此外，本发明关注修复后土壤的健康和投入农业生产的周期，通过对修复后土壤残留淋洗液进行清除和补肥，提高土壤质量和作物产量，并且根据土壤用途，将其进行选择性的脱水，不管修复的是水田还是旱地的土壤，均可修复后立即投入农作物的生产，这对我国的农田安全利用和粮食保障具有重要意义。
为实现以上目的，本发明提供的一种农田土壤重金属去除及修复设备，包括土壤淋洗清洗单元、搅拌去磁单元、补肥单元和选择性风干单元，
土壤淋洗清洗单元包括土壤淋洗反应桶，土壤淋洗反应桶包括旋转桶和外置桶，旋转桶位于外置桶内且能在外置桶内旋转，旋转桶和外置桶之间留有间隙，当使用时，旋转桶用于盛装土壤和用于与土壤中重金属反应的磁性吸附材料且能够通入淋洗液或清洗用水以对土壤进行淋洗或清洗；
搅拌去磁单元用于搅拌土壤和吸引移除淋洗土壤中的磁性吸附材料；
补肥单元用于对磁移除后的土壤补充营养物质；
选择性风干单元用于根据土壤的类型对土壤直接排出或进行风干，选择性风干单元包括入泥口、导泥选择开关、传泥板和风干单元，风干单元传泥板连接，入泥口与外置桶的排泥口相通，导泥选择开关的底端与传泥板铰接，当导泥选择开关顶端位于最左端时，土壤直接从传泥板排出，当导泥选择开关的顶端位于最右端时，土壤经传泥板进入风干单元进行风干。
优选的，补肥单元包括肥料输送装置，肥料输送装置的出口与旋转桶相通。
优选的，土壤进口在设备的上侧，由铁皮焊制而成，外侧呈倒置四棱台状，为土壤进口，内侧为倾斜45°的土壤通道。
优选的，旋转桶为上部宽，下部窄的桶状，在桶体下部桶壁分布着直径为1cm的圆形透水孔，桶内侧固定着工业滤布，底部有正方形的排泥口。
优选的，外置桶固定在设备底部的支撑板上，直径比旋转桶大5cm，旋转桶套在其内部，外置桶的底部有正方形的排泥口和圆形的排水口。
优选的，搅拌去磁单元包括升降单元和电生磁单元，电生磁单元包括搅拌棒，搅拌棒位于旋转桶内且与升降单元连接，搅拌棒包括搅拌壳体、设置在搅拌壳体内的线圈以及位于线圈内的金属棒，当线圈通电时，搅拌棒能够具有磁性来吸引磁性材料。
优选的，升降单元包括液压升降装置和支撑臂，支撑臂的一端与液压升降装置连接，另一端与电生磁单元连接。支撑臂呈直角型。
优选的，电生磁单元还包括旋转柱、旋转台搅拌电机，搅拌棒有多根，多根所述搅拌棒的顶部均固定在旋转台上，旋转台与旋转柱的一端连接，旋转柱的另一端与搅拌电机的输出轴固定连接，搅拌电机固定在支撑臂上。
进一步优选的，直角固定臂在壳体的左侧，底部端为液压升降装置，另一端与旋转柱相连，旋转柱插入转台中，转台上有4根搅拌棒，为电生磁装置，搅拌棒的内部为铁棒和缠绕的线圈，外部为保护外壳。
优选的，所述设备还包括储料装置，所述储料装置包括磁性吸附材料储存室、肥料储存室、淋洗液储存室和清洗用水储存室，磁性吸附材料储存室用于储存磁性吸附材料，肥料储存室用于储存土壤补肥用的肥料，均通过出料管道与旋转桶相通，淋洗液储存室用于储存淋洗液，清洗用水储存室用于储存清洗土壤的清洗用水，且淋洗液储存室和清洗用水储存室均通过出液管道与旋转桶相通。
进一步优选的，磁性吸附材料储存室和肥料储存室均位于设备上侧，且与土壤进口连接，2个储料室内部均安装有绞龙和传输电机，且在储存室上端有补料口。
优选的，还包括设备壳体，土壤淋洗清洗单元、搅拌去磁单元、补肥单元和选择性风干单元均设置在设备壳体上，设备壳体相应设置有排水口和排泥口。
优选的，淋洗液和清洗用水储存室位于储料室的下方，液体储存室均有抽液装置、出液管道和补液口。磁性吸附材料储存室和肥料储存室上均设置有补料口。
优选的,选择性风干单元的入泥口位于外置桶排泥口的下方，导泥选择开关的上端紧挨着入泥口，另一端与传泥板连接，通过控制导泥选择开关上端的方向(最左端或最右端)，可以将土壤进行选择性的处理。
优选的，风干单元位于传泥板的下方，风干单元包括传送带、至少一个风扇、刮泥板和土壤研磨轮，风扇的风向朝向传送带上，刮泥板设置在传送带的出口处且与传送带接触，土壤研磨轮设置在刮泥板后方，用于破碎土壤。
优选的，还包括传泥滚轮，传泥滚轮设置在传泥板的左侧。左端的传泥板与传泥滚轮相邻，右端的传泥板与湿泥排出口连接，两端的传泥板均倾斜45°。
优选的，传泥板的下方设置有3台大功率的风扇，设置在在风扇的下方为传送带，传送带的尾端设置有土壤刮板和土壤研磨轮，土壤研磨轮的下方为风干土排出口。
优选的，设备壳体的底部有4个滚动轮，便于其移动。
本发明还提供了采用前述设备进行土壤重金属去除及修复的方法。
一种农田土壤重金属去除修复方法，包括以下步骤：
往旋转桶中加入重金属污染土壤和淋洗液，搅拌去磁单元进行搅拌，使土壤和淋洗液混合；
土壤和淋洗液充分混合后，往旋转桶中加入磁性吸附材料，搅拌去磁单元继续进行搅拌，使磁性吸附材料与泥浆充分反应；
使磁性吸附材料与泥浆充分反应后，给搅拌去磁单元通电使其具备磁性，搅拌去磁单元在搅拌的过程中将磁性吸附材料吸引，然后断电失磁，将磁性吸附材料卸除，实现土壤中重金属的移除；
排掉土壤淋洗清洗单元中的淋洗液，往旋转桶内通入清洁用水，搅拌去磁单元对清洁用水和土壤进行搅拌后排出清洁用水，重复多次，以将土壤中的淋洗液全部去除；
往旋转桶内输送肥料，搅拌去磁单元对肥料和土壤进行搅拌，使肥料与土壤充分混合；
混合了肥料的土壤经入泥口进入选择性风干单元，当处理的土壤为水田土时，将导泥选择开关的顶端调整至最右端，土壤直接经传泥板从选择性风干单元排出；当处理土壤为旱田土，土壤经传泥板进入风干单元，风干单元对土壤进行脱水处理，其中，根据土壤类型，可控制传送带的传动速度以获得不同含水量的土壤。
与现有技术相比，本发明能够实现的有益效果至少是：
(1)本发明将淋洗和磁移除技术结合，可实现土壤中重金属的高效去除，同时节省劳动力、方便工人操作。
(2)本发明中旋转桶的旋转能使淋洗液透过工业滤膜，可先将淋洗液从土壤中去除，然后再清洗土壤中残存淋洗液，以减小淋洗液对土壤的影响，并且对修复后土壤进行补肥，可解决因淋洗和磁移除过程中造成土壤营养物质丢失和理化性质剧烈改变的问题。
(3)本发明中的选择性风干单元，可根据修复土壤的类型进行选择性操作，不管水田还是旱地，均可在修复后立即投入农业生产，减少从土壤修复农作物生产的时间和人力成本。
(4)本发明的搅拌棒为电生磁装置，其内部为铁棒和缠绕的线圈，外部为保护外壳，可用于搅拌和磁性吸附材料的磁力移除，其磁力的大小可控，能够保障对磁性吸附材料的吸引力，可使搅拌棒灵活具有磁性和去除磁性，方便吸引或卸除磁性吸附材料。
附图说明
图1为本发明的立体结构视图。
图2为本发明的内部爆炸视图。
图3为本发明中搅拌去磁装置的立体结构视图。
图4为本发明中淋洗反应桶的立体结构视图。
图5为本发明中储料室的立体结构视图。
图6为本发明中储液室的立体结构视图。
图7为本发明中风干装置框架的立体结构视图。
图8为本发明中风干装置内部的立体结构视图。
图中：1设备壳体；2土壤进口；3磁性吸附材料储存室；4肥料储存室；5电机保护壳；6液压升降装置；7直角固定臂；8排水口；9排水导板；10滚动轮；11旋转电机；12传动链条；13搅拌电机；14旋转柱；15旋转台；16搅拌棒；17金属棒；18线圈；19保护外壳；20旋转桶；21透水孔；22工业滤膜；23旋转桶排泥口；24外置桶；25外置桶排泥口；26外置桶排水口；27出料管道；28绞龙；29补料口；30输送电机；31淋洗液储存室；32清洗用水储存室；33出液管道；34抽液装置；35补液口；36传泥滚轮；37入泥口；38湿泥排出口；39排泥导板；40传泥板；41导泥选择开关；42风干土排出口；43传送带滚轮；44传送带；45风扇；46风扇架；47刮泥板；48土壤研磨轮。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都是本发明保护的范围。
请参阅图1-图8，本发明提供的一种农田土壤重金属去除及修复设备，将土壤淋洗技术和磁移除技术结合以去除土壤重金属，并且关注修复后土壤的营养及其健康状况，以便于修复后即可投入农业生产，其能够对土壤进行淋洗、磁移除、清洗淋洗液、补充营养物质、选择性进行风干等操作。
本发明提供的一种农田土壤重金属去除及修复设备，包括设备壳体1以及设置在设备壳体1上的储料装置、土壤淋洗清洗单元、搅拌去磁单元、补肥单元和选择性风干单元。设备壳体1上设置有土壤进口2。
在本发明的其中一些实施例中，所述设备壳体1为铁水浇铸而成。
在本发明的其中一些实施例中，设备壳体1的底部设置有滚动轮10，通过滚动轮10可以方便移动设备。
在本发明的其中一些实施例中，所述土壤进口2位于设备壳体1的顶端，包括倒置的四棱台入口和进料通道，优选地，进料通道向旋转桶20倾斜45°以便于将土壤送进旋转桶。
土壤淋洗清洗单元包括土壤淋洗反应桶，土壤淋洗反应桶包括旋转桶20和外置桶24，外置桶24固定在设备壳体1内，旋转桶20位于外置桶24内且能在外置桶24内旋转，旋转桶20和外置桶24之间留有间隙，旋转桶20内壁固定有工业滤膜22，可以透过淋洗液和清洗用水，旋转桶20的底部设置有旋转桶排泥口23，外置桶24的底部设置有外置桶排泥口25，选择性风干单元的入泥口37设置在外置桶排泥口25的下方，3个口的位置相对应，大小相一致，可供处理后土壤进入选择性风干单元中，外置桶24底部开设有外置桶排水口26，可供淋洗剂、清洁用水排出桶外，最终通过开设在设备壳体1上的排水口8排出。
在本发明的其中一些实施例中，还包括传动链条12、电机保护壳5和旋转电机11，旋转电机11固定在设备壳体1上，且旋转电机11上罩设有电机保护壳5，电机旋转桶20与传动链条12连接，传动链条12与旋转电机11连接，在旋转电机11的带动下可以使旋转桶20进行旋转。
搅拌去磁单元包括升降单元和电生磁单元，升降单元包括液压升降装置6和呈直角的支撑臂7，液压升降装置6固定在电机保护壳5上，支撑臂7的一端与液压升降装置6连接，另一端与电生磁单元连接。电生磁单元包括旋转柱14、旋转台15、搅拌电机13和多个搅拌棒16，多个所述搅拌棒16的顶端均与旋转台15连接，旋转台15与旋转柱14的一端连接，旋转柱14的另一端与搅拌电机13的输出轴固定连接，搅拌电机13固定在支撑臂7上。搅拌电机13启动，带动旋转柱14旋转，进而带动旋转台15旋转，通过旋转台15的旋转可以带动搅拌棒16旋转，搅拌泥浆，将土壤和淋洗液完全混合，也可以使磁性吸附材料与淋洗液提取出的重金属充分反应。此外，搅拌棒包括保护外壳19、设置在保护外壳19内的金属棒17以及绕设在金属棒17上的线圈18，可以通过内部线圈的通电与断电控制其磁性，通电可以将磁性吸附材料通过磁力回收，断电可以将磁性吸附材料卸除，还可以通过电流的大小控制磁力的强弱，以保障对磁性材料的吸引。
在本发明的其中一些实施例中，金属棒17的材质可以是铁，铜、钢中的任一种。保护外壳19采用耐磨且有一定硬度的材料制成，如可以采用塑料或橡胶。
在本发明的其中一些实施例中，储料装置包括设置在设备壳体1上的磁性吸附材料储存室3、肥料储存室4、淋洗液储存室31和清洗用水储存室32，所述淋洗液储存室31和清洗用水储存室32相邻，以隔板相隔，在两个储存室中均有抽水装置34和出液管道33，出液管道33通到旋转桶20上方，可将淋洗液和清洁用水加入旋转桶20中。两个储存室在壳体的右侧上均开设有补液口35，可进行补液。所述磁性吸附材料储存室3和肥料储存室4位于两个液体储存室的上方，且与土壤进口2位于同一侧，两个储料室上端均设有补料口29，内部均设置有用于输送肥料或磁性吸附材料的输送装置，输送装置包括输送电机30和绞龙28，输送电机30以及由输送电机30驱动的直径为5cm的绞龙28，储料室上均设置有出料管道27，出料管道27长度超出储存室5cm，输送电机30作为绞龙28旋转的动力，调控输送电机30的旋转速度可以精准控制加入磁性吸附材料的量或精准控制加入肥料的量，可对淋洗和磁移除后的土壤补充肥力，有助于土壤的农业生产。
在本发明的其中一些实施例中，肥料储存室4中的肥料可以为植物类生物炭、植物类秸秆、鸡粪、黄腐酸和尿素的混合，其比例为3:1:2:2:2。
在本发明的其中一些实施例中，选择性风干单元可根据土壤的类型进行选择性的风干或直接排出，选择性风干单元的入泥口37位于外置桶排泥口25的下方，选择性风干单元用于根据土壤的类型对土壤直接排出或进行风干，选择性风干单元包括入泥口37、导泥选择开关41、传泥板40和风干单元，风干单元传泥板40连接，和入泥口37与外置桶24的排泥口相通，导泥选择开关41的底端与传泥板40铰接，传泥板40中间高且两侧倾斜，传泥板40的右侧端部与湿泥排出口38相通，且右侧端部设置有排泥导板39；当导泥选择开关41顶端位于最左端时，土壤直接从传泥板40排出，当导泥选择开关41的顶端位于最右端时，土壤经传泥板40进入风干单元进行风干。风干单元位于传泥板40的下方，风干单元包括传泥滚轮36、传送带44、至少一个风扇45、刮泥板47和土壤研磨轮48，传泥滚轮36设置在传泥板40的左侧端部，传送带44位于传泥滚轮36的下方，风扇45的风向朝向传送带44上，刮泥板47设置在传送带44的出口处且与传送带44接触，土壤研磨轮48设置在刮泥板47后方，用于破碎土壤。导泥选择开关41下端与传泥板40铰接，上端活动设置在入泥口37内，上端可以在入泥口里左右移动，当移动到最左端时，此时导泥选择开关41是往右下倾斜的状态，能够挡住泥向传泥板左边的流动，所以流向传泥板的右边，传泥板是往右下倾斜到右侧湿泥排出口的，从而泥排出去，导泥选择开关的方向反之，则是传递至传泥滚轮处，通过控制导泥选择开关41上端的方向(最左端或最右端)，可以将土壤进行选择性的处理，导泥选择开关41上端位于最左端则是将处理好的土壤直接排出，位于最右端则是将处理好的土壤传递至传泥滚轮36，通过传泥滚轮36可将土壤切分为较小的体积，并且传输至传送带44上，大功率的风扇45产生的风将土壤脱水，根据土壤类型，可控制传送带44的转动速度以获得不同含水量的土壤，在传送带44的最右端设置的刮泥板47可将脱水的土壤从传送带44上分离，通过土壤研磨轮48可将土壤破碎为直径0.2～1.5cm的颗粒，破碎后的土壤颗粒经风干土排出口42排出。
在本发明的其中一些实施例中，土壤研磨轮48包括有电机驱动的两个能够相对旋转的研磨轮。
具体的，一种采用上述土壤重金属高效去除设备对重金属污染土壤修复的过程如下：
①拣除重金属污染土壤中的石块、杂草和木屑等杂物。
②打开设备，如处理土壤为水田土，将导泥选择开关41的上端调整至最左端，如处理土壤为旱田土，将导泥选择开关41的上端调整至最右端，再开启淋洗液管道的抽水装置34，向旋转桶20中加入淋洗液，启动搅拌棒16，并将重金属污染土壤从土壤进口2加入至旋转桶20中，在搅拌棒的16作用下，土壤和淋洗液混合。
③待土壤和淋洗液充分混合，打开磁性吸附储存室的输送电机30，使绞龙28转动，按一定的比例(土料比为5:1)定量加入磁性吸附材料，搅拌棒16继续旋转，使磁性吸附材料与泥浆充分反应。
④待磁性吸附材料与泥浆充分反应后，给线圈18通电，使搅拌棒16具有磁性，在搅拌的过程中将磁性吸附材料吸引，再启动位于固定臂7底端的液压升降装置6，搅拌棒16升至旋转桶20的桶口时，给线圈18断电，搅拌棒16失去磁性，从而可对磁性吸附材料进行卸除，则实现了土壤中重金属的移除。
⑤打开外置桶排水口26，将外置桶24和旋转桶20之间的淋洗液排空，再启动旋转电机11，旋转桶20旋转，在离心力的作用下，淋洗液通过工业滤膜22和透水孔21进入外置桶24中并通过壳体排水口8流出。
⑥关闭外置桶排水口26，打开清洁用水管道的抽液装置34，清洁用水通入旋转桶20，搅拌棒16下降至旋转桶20内，进行搅拌，对土壤进行清洗处理，搅拌5分钟后，打开外置桶排水口26，启动旋转电机11，旋转桶20旋转，将清洗液排出，此过程可重复多次，将土壤中淋洗液去除，减小对土壤的影响。
⑦打开肥料储存室的输送电机30，使绞龙28转动，按一定的比例(土料比为7:1)定量加入肥料，搅拌棒16继续旋转，使肥料与泥浆充分混合。
⑧打开旋转桶底部的排泥口23，土壤将通过外置桶排泥口25进入至选择性风干单元的入泥口37，如处理土壤为水田土，处理好的土壤将通过传泥板40的、湿泥排出口38和排泥导板39排出，如处理土壤为旱田土，处理好的土壤将通过传泥板40将土壤传输至风干单元。
⑨传泥滚轮36可将土壤切分为较小的体积，并且传输至传送带44上，打开大功率风扇45，其产生的风可将土壤脱水，控制传送带44的转动速度可以获得不同含水量的土壤，在传送带44的最右端有刮泥板47，可将脱水的土壤从传送带44上分离，分离的土壤掉入土壤研磨轮48，土壤研磨轮48可将土壤破碎为直径0.2～1.5cm的颗粒，破碎后的土壤颗粒经风干土排出口42排出。
本发明实施例提供的一种土壤重金属去除及修复设备，该装置可向淋洗反应桶中加入淋洗液和重金属污染土壤，利用搅拌棒进行搅拌，使淋洗液和土壤充分接触，从而可以将土壤中重金属提取至淋洗液中，将磁性吸附材料加入淋洗反应桶中，搅拌使其与泥浆充分混合，待反应一段时间，磁性吸附材料与重金属螯合后，将旋转棒内的线圈通电使其具有磁性，利用旋转棒的磁力可将磁性吸附材料移除，从而达到高效去除土壤重金属的目的，并且能够对去除重金属的土壤进行清洗，从而可将附着在土壤中的淋洗液洗去，减小淋洗液对土壤的影响。还可以通过补肥单元对淋洗和磁移除后的土壤补充营养物质，提高农田土壤的作物产量和可持续生产，且可以通过选择性风干单元对补肥后的土壤进行风干，不管修复的是水田还是旱地的土壤，均可修复后立即投入农作物的生产。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种农田土壤重金属去除及修复设备，其特征在于，包括土壤淋洗清洗单元、搅拌去磁单元、补肥单元和选择性风干单元，
土壤淋洗清洗单元包括土壤淋洗反应桶，土壤淋洗反应桶包括旋转桶(20)和外置桶(24)，旋转桶位于外置桶(24)内且能在外置桶(24)内旋转，旋转桶(20)和外置桶(24)之间留有间隙，当使用时，旋转桶(20)用于盛装土壤和用于与土壤中重金属反应的磁性吸附材料且能够通入淋洗液或清洗用水以对土壤进行淋洗或清洗；
搅拌去磁单元用于搅拌土壤和移除淋洗土壤中的磁性吸附材料；
补肥单元用于对磁移除后的土壤补充营养物质；
选择性风干单元用于根据土壤的类型对修复后土壤直接排出或进行风干，选择性风干单元包括入泥口(37)、导泥选择开关(41)、传泥板(40)和风干单元，风干单元与传泥板(40)连接，入泥口(37)与外置桶(24)的排泥口相通，导泥选择开关(41)的底端与传泥板(40)铰接，当导泥选择开关(41)顶端位于最左端时，土壤直接从传泥板(40)排出，当导泥选择开关(41)的顶端位于最右端时，土壤经传泥板(40)进入风干单元进行风干。
2.根据权利要求1所述的一种农田土壤重金属去除及修复设备，其特征在于，土壤淋洗反应桶还包括旋转电机(11)和传动链条(12)，旋转电机(11)通过传动链条(12)与旋转桶(20)传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种农田土壤重金属去除及修复设备，其特征在于，搅拌去磁单元包括升降单元和电生磁单元，电生磁单元包括搅拌棒(16)，搅拌棒(16)位于旋转桶(20)内且与升降单元连接，搅拌棒(16)包括搅拌壳体(19)、设置在搅拌壳体(19)内的线圈(18)以及位于线圈(18)内的金属棒(17)，当线圈(18)通电时，搅拌棒(16)能够具有磁性来吸引磁性材料。
4.根据权利要求3所述的一种农田土壤重金属去除及修复设备，其特征在于，升降单元包括液压升降装置(6)和支撑臂(7)，支撑臂(7)的一端与液压升降装置(6)连接，另一端与电生磁单元连接。
5.根据权利要求4所述的一种农田土壤重金属去除及修复设备，其特征在于，电生磁单元还包括旋转柱(14)、旋转台(15)搅拌电机(13)，搅拌棒(16)有多根，多根所述搅拌棒(16)的顶部均固定在旋转台(15)上，旋转台(15)与旋转柱(14)的一端连接，旋转柱(14)的另一端与搅拌电机(13)的输出轴固定连接，搅拌电机(13)固定在支撑臂(7)上。
6.根据权利要求1所述的一种农田土壤重金属去除及修复设备，其特征在于，补肥单元包括肥料输送装置，肥料输送装置的出口与旋转桶(20)相通。
7.根据权利要求1所述的一种农田土壤重金属去除及修复设备，其特征在于，所述设备还包括储料装置，所述储料装置包括磁性吸附材料储存室(3)、肥料储存室(4)、淋洗液储存室(31)和清洗用水储存室(32)，磁性吸附材料储存室(3)用于储存磁性吸附材料，肥料储存室(4)用于储存土壤补肥用的肥料，均通过出料管道(27)与旋转桶(20)相通，淋洗液储存室(31)用于储存淋洗液，清洗用水储存室(32)用于储存清洗土壤的清洗用水，且淋洗液储存室(31)和清洗用水储存室(32)均通过出液管道(33)与旋转桶(20)相通。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种农田土壤重金属去除及修复设备，其特征在于，风干单元位于传泥板(40)的下方，风干单元包括传送带(44)、至少一个风扇(45)、刮泥板(47)和土壤研磨轮(48)，风扇(45)的风向朝向传送带(44)上，刮泥板(47)设置在传送带(44)的出口处且与传送带(44)接触，土壤研磨轮(48)设置在刮泥板(47)后方，用于破碎土壤。
9.根据权利要求8所述的一种农田土壤重金属去除及修复设备，其特征在于，还包括传泥滚轮(36)，传泥滚轮(36)设置在传泥板(40)的左侧。
10.一种农田土壤重金属去除修复方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的装置，所述方法包括以下步骤：
往旋转桶(20)中加入重金属污染土壤和淋洗液，搅拌去磁单元进行搅拌，使土壤和淋洗液混合；
土壤和淋洗液充分混合后，往旋转桶(20)中加入磁性吸附材料，搅拌去磁单元继续进行搅拌，使磁性吸附材料与泥浆充分反应；
使磁性吸附材料与泥浆充分反应后，给搅拌去磁单元通电使其具备磁性，搅拌去磁单元在搅拌的过程中将磁性吸附材料吸引，然后断电失磁，将磁性吸附材料卸除，实现土壤中重金属的移除；
排掉土壤淋洗清洗单元中的淋洗液，往旋转桶(20)内通入清洁用水，搅拌去磁单元对清洁用水和土壤进行搅拌后排出清洁用水，重复多次，以将土壤中的淋洗液去除；
往旋转桶(20)内输送肥料，搅拌去磁单元对肥料和土壤进行搅拌，使肥料与土壤充分混合；
混合了肥料的土壤经入泥口(37)进入选择性风干单元，当处理的土壤为水田土时，将导泥选择开关(41)的顶端调整至最右端，土壤直接经传泥板(40)从选择性风干单元排出；当处理土壤为旱田土，土壤经传泥板(40)进入风干单元，风干单元对土壤进行脱水处理，其中，根据土壤类型，可控制传送带(44)的传动速度以获得不同含水量的土壤。
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