CN116351865B - 一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备及修复方法 - Google Patents
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- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
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Abstract
本发明公开了一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备及修复方法，所述设备包括支架机构、噬菌体制备装置以及加药机构，所述噬菌体制备装置及加药机构均安装在支架机构上；本发明通过同一设备完成采集污染土壤并利用污染进行初步培养噬菌体，同时通过支架机构推动推车将制备得到的噬菌体喷洒到污染土壤中，实现污染土壤的节能化、原位处理；所述方法包括采集制备噬菌体、加药修复：通过方法的设定能够利用对应设备对土壤进行修复处理，且修复效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤修复技术领域，具体涉及一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备及修复方法。
背景技术
由于我国现阶段畜禽粪便安全化处理技术或环境管理仍存在一定的不足或缺失，许多城郊畜牧业养殖厂周边的农田土壤常成为残留和滋生人畜共患抗性细菌的高风险热点区域，严重影响人体健康和环境安全。因而，针对抗性细菌污染农田土壤，开展必要的微生物修复技术研究非常迫切。
噬菌体疗法(PhageTherapy)为修复上述污染土壤提供了一种全新途径。细菌噬菌体(简称噬菌体)是一类较为专属捕食活体宿主细菌而存活的生物体，在土壤、水、空气乃至人/动物体表或肠道内均广泛分布了大量噬菌体，据估算其总量达到1031数量级。噬菌体疗法是指通过分离、筛选、纯化和富集宿主细菌的专属噬菌体之后，向污染土壤中添加特定噬菌体菌液，定向侵染灭活抗性细菌的修复方式。国外学者已成功将噬菌体疗法应用在灭活辣椒、番茄、葡萄等果蔬的植物病害细菌或人畜共患抗性细菌的食品安全保障领域。
然而，使用噬菌体疗法来削减土壤中抗性细菌的生物修复技术研究则相对较少。此外，现有研究常认为噬菌体仅限于侵染“某一种”类的宿主细菌，而近年来学术界发现：一些噬菌体经过适当的基因改造或人工加速其宽宿主谱的表达，可针对同一“属”内几种高度同源性的宿主细菌，甚至针对不同种属之间的宿主细菌也具有一定广谱性捕食区间。这为噬菌体疗法广泛应用提供了有效地理论支撑；但在现有设备中利用噬菌体处理土壤的设备较少，常见的是将采集污染土壤制备噬菌体与污染土壤修复放入过程分开，采用多套设备尽进行修复，且利用噬菌体或化学修复多采用转运异位修复处理，因此，缺乏一种原位处理且节能的设备。
发明内容
因此，本发明提供一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备及修复方法。
本发明的技术方案是：一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备，包括支架机构、噬菌体制备装置以及加药机构，所述噬菌体制备装置及加药机构均安装在支架机构上；
所述支架机构包括水平于地面设置的支撑板，所述支撑板上设有箱体，支撑板底面设有第二电机，支撑板下方设有至少一组车轮件以及用于翻动土壤的多个转轮，所述车轮件包括设置在以支撑板中心线对称设置的两个车轮以及用于连接两个车轮的第一固定杆，所述第一固定杆与两个车轮固定连接，每个所述转轮之间通过第二固定杆固定连接，所述第一固定杆与第二固定杆平行设置且二者均通过连接杆与支撑板转动连接，
所述噬菌体制备装置包括设置在箱体内的套筒以及用于向所述套筒进料的螺旋筒，所述螺旋筒沿长度方向设有设有与其转动连接的转动轴，所述转动轴上设有多个螺旋叶，转动轴与设置在螺旋筒上方的第一电机输出轴连接，所述第一电机与箱体固定；螺旋筒贯穿支撑板且与支撑板固定连接；
所述套筒底端侧壁滑动密封套设有隔板，所述隔板平行于所述箱体底面且与箱体内壁固定连接，所述套筒上设有用于与外界连通的排渣口以及用于与加药机构连通的排液口；所述加药机构包括设置在支撑板下方的多个加药管以及与排液口连通的连接管；
位于隔板下方的所述箱体内部设有齿轮件，所述齿轮件包括水平设置在箱体底面的第一锥齿轮以及垂直于箱体底面且用于与第一锥齿轮啮合传动的第二锥齿轮、第三锥齿轮，
所述第一锥齿轮通过连杆与第二电机输出轴连接；所述连杆贯穿于箱体底面、支撑板底面且与二者转动连接，所述第二锥齿轮上穿设有第一转动杆，所述第一转动杆两端均与箱体两侧内壁转动连接；第一转动杆一端设有用于推动套筒进行晃动的凸轮；所述第三锥齿轮通过第二转动杆与箱体侧壁转动连接，所述第二转动杆贯穿箱体侧壁，
箱体外设有用于带动所述车轮转动的链条，所述支撑板上设有用于所述链条穿过的孔洞，链条的一端套设在位于箱体外的第二转动杆上，链条的另一端套设在第一固定杆上。
说明：通过上述设置，能够通过同一设备完成采集污染土壤并利用污染进行初步培养噬菌体，同时通过支架机构推动推车将制备得到的噬菌体喷洒到污染土壤中，实现污染土壤的节能化、原位处理，不必通过转运设备采集处理污染土壤，省去了运输耗费，同时充分利用了污染土壤的性能制备噬菌体，完成了污染清洁循环处理；通过车轮的设置，使得设备能够方便移动，通过螺旋筒的设置，能够随地采集污染土壤，通过加药管的设置，可以随时利用制备得到的噬菌体液对污染土壤进行喷洒修复，通过齿轮件的设置，使得车轮前进的同时，利用凸轮对套管进行震荡培养噬菌体，免去了振荡设备的设置。
进一步地，所述加药管垂直于地面设置，加药管上端设有与每个加药管连通的连接盒，所述连接盒通过第一弹簧与支撑板底面连接，第一弹簧内设有推杆，所述推杆贯穿支撑板且推杆上端位于凸轮下方，推杆下端与连接盒顶面固定连接，连接盒通过连接管与排液口连通。
说明：通过上述的进一步设置，使得凸轮转动时可以推动推杆进行上下移动，在第一弹簧与推杆推动的共同作用下，推动连接盒与加药管进行上下方向的位移，使得加药管进入土壤中，加药管内的噬菌体修复液能够对内层的土壤进行修复，增强对土壤的修复效果。
进一步地，所述加药管底端为锥形结构，且加药管上设有若干个小孔，所述支撑板上设有用于手推的推架。
说明：通过锥形的设置，可以方便进入土块中进行修复，通过小孔的喷洒，可以加大喷洒面积，进一步提高修复效果，通过推架的设置，方便于工作人员进行推动。
进一步地，所述螺旋筒下端设有用于进土的铲斗，铲斗与支撑板底面固定，所述转动轴下端与所述铲斗底面转动连接，且铲斗的开口朝向所述转轮设置。
说明：通过上述铲斗的设置，能够使得采集污染土壤的过程更加方便。
进一步地，所述车轮上设有多个突刺，所述螺旋叶上设有多个筛孔。
说明：通过突刺的设置，减少车轮与土壤的接触面积，防止车轮表面被土壤覆盖或在转动过程中出现打滑，通过筛孔的设置，可以筛选相对受污染严重的颗粒土壤。
进一步地，所述套筒上设有第三电机，所述第三电机输出轴通过中心杆与内筒底面固定连接，所述套筒包括内筒与套设在内筒外的外筒，所述内筒与外筒转动密封连接，所述内筒与外筒上均设有纵向间隔排列的多组通孔，位于外筒的通孔上设有滤膜。
说明：通过上述套筒的进一步设置，使得套筒既可以实现振荡培养噬菌体，也可以通过内筒与外筒的相对转动，对含噬菌体清液与土壤废渣进行离心分离，并通过滤膜进行过滤。
进一步地，每两组所述通孔之间的外筒内壁均镶嵌设有第一磁铁，每两组通孔之间的内筒外壁均镶嵌设有与所述第一磁铁相斥的第二磁铁，且第一磁铁处的外筒内壁、第二磁铁处的内筒外壁均设有凹槽，位于内筒外壁的有凹槽内设有凸块，所述凸块通过第二弹簧与凹槽底面连接。
说明：通过上述的设置，使得内筒与外筒在正常状态下，二者的通孔不处于一一对应，当进行高速转动时内筒与外筒的惯性力大于互斥的磁力，使得凸块与位于外筒内壁的凹槽进行卡接，使得二者的通孔处于一一对应的状态，即可以进行离心过滤。
进一步地，所述第一转动杆另一端处的箱体内设有放药囊，所述放药囊的进口管与所述排液口连接，且进口管上设有用于向放药囊进液的第一单向阀，所述放药囊的出口管与连接管连接，且出口管上设有用于从放药囊出液的第二单向阀；所述第一转动杆另一端上设有往复滑槽，所述往复滑槽下方设有用于挤压放药囊的移动板，所述移动板上端活动连接有用于配合滑槽进行往复滑动的滑块，移动板下端与箱体底面滑动限位连接。
说明：通过上述设置，使得当凸轮发生转动时，第一转动杆的另一端转动，使得往复滑槽相对滑块产生限位的力，使得滑块带着移动板进行往复滑动，对放药囊形成挤压，将放药囊中的噬菌体液体压至连接盒以及加药管中，进行加药修复。
进一步地，所述箱体外设有临时存药箱，所述临时存药箱通过连通管与隔板上方的箱体内部连通。
说明：通过上述设置，可以在噬菌体培养制备中途需要将液体取出时，可以进行存放药液。
本发明还提供了一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、采集制备噬菌体：
开启第一电机，以1g：1ml的比例向套筒内加入污染地土壤、水，开启第二电机，第一锥齿轮带动第二锥齿轮以及凸轮发生转动，凸轮的持续转动推动上方的套筒发生振荡，培养5h，然后取出振荡培养后的混合物进行离心分离得到清液与固渣，将固渣重新撒入土壤中；
再以清液、宿主菌悬液、LB液体培养基以体积比9：1：40的比例加入到套筒内，然后加入氯化钙固体，使溶液中Ca+浓度1mmol/L，振荡培养12h；再进行过滤，得到的滤液即为含有噬菌体的原液；
S2、加药修复：
在25～37℃下，将噬菌体的原液通过加药管喷洒到待修复土壤中，每平米土壤添加104PFU/mL的噬菌体5ml，进行遮光修复24天，修复完成，遮光修复期间期间以无菌水调控土壤含水率至20％。
说明：通过上述步骤，能够利用对应设备对土壤进行修复处理，且通过上述修复参数的设置修复效果较好。
本发明的有益效果是：
(1)本发明能够通过同一设备完成采集污染土壤并利用污染进行初步培养噬菌体，同时通过支架机构推动推车将制备得到的噬菌体喷洒到污染土壤中，实现污染土壤的节能化、原位处理，不必通过转运设备采集处理污染土壤，省去了运输耗费，同时充分利用了污染土壤的性能制备噬菌体，完成了污染清洁循环处理；通过车轮的设置，使得设备能够方便移动，通过螺旋筒的设置，能够随地采集污染土壤，通过加药管的设置，可以随时利用制备得到的噬菌体液对污染土壤进行喷洒修复，通过齿轮件的设置，使得车轮前进的同时，利用凸轮对套管进行震荡培养噬菌体，免去了振荡设备的设置。
(2)本发明通过加药机构的进一步设置，使得凸轮转动时可以推动推杆进行上下移动，在第一弹簧与推杆推动的共同作用下，推动连接盒与加药管进行上下方向的位移，使得加药管相进入土壤中，加药管内的噬菌体修复液能够对内层的土壤进行修复，增强对土壤的修复效果。
(3)本发明通过套筒的进一步设置，使得套筒既可以实现振荡培养噬菌体，也可以通过内筒与外筒的相对转动，对含噬菌体清液与土壤废渣进行离心分离，并通过滤膜进行过滤，通过磁铁等设置使得内筒与外筒在正常状态下，二者的通孔不处于一一对应，当进行高速转动时内筒与外筒的惯性力大于互斥的磁力，使得凸块与外筒内壁的凹槽进行卡接，使得二者的通孔处于一一对应的状态，即可以进行离心过滤。
(4)本发明通过往复滑槽以及放药囊的设置，使得当凸轮发生转动时，第一转动杆的另一端转动，使得往复滑槽相对滑块产生限位的力，使得滑块带着移动板进行往复滑动，对放药囊形成挤压，将加药囊中的噬菌体液体压至连接盒以及加药管中，进行加药修复，通过方法的设定能够利用对应设备对土壤进行修复处理，且通过修复参数的设置修复效果较好。
附图说明
图1是本发明实施例1设备外观示意图；
图2是本发明实施例3的设备外观示意图；
图3是本发明实施例1内部结构示意图；
图4是本发明实施例1内部结构示意图；
图5是本发明实施例2内部结构示意图；
图6是本发明实施例3套筒外观示意图；
图7是本发明实施例3套筒第一磁铁与第二磁铁俯视示意图；
图8是本发明往复滑槽外观示意图；
图9是本发明加药管外观示意图；
其中，1-支架机构，11-支撑板，111-推架，12-箱体，121-临时存药箱，13-转轮，14-车轮，15-链条，2-噬菌体制备装置，21-螺旋筒，22-转动轴，221-铲斗，23-螺旋叶，24-套筒，241-内筒，2411-第二磁铁，242-外筒，2421-第二磁铁，25-隔板，26-第一锥齿轮，261-往复滑槽，262-滑块，263-移动板，27-第二锥齿轮，28-第三锥齿轮，29-凸轮，3-加药机构，31-加药管，32-连接盒，33-第一弹簧。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明，以更好地体现本发明的优势。
实施例1：
一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备，如图1所示，包括支架机构1、噬菌体制备装置2以及加药机构3，所述噬菌体制备装置2及加药机构3均安装在支架机构1上；
如图1所示，所述支架机构1包括水平于地面设置的支撑板11，所述支撑板11上设有箱体12，支撑板11底面设有第二电机，支撑板11下方设有一组车轮件以及用于翻动土壤的3个转轮13，所述车轮件包括设置在以支撑板11中心线对称设置的两个车轮14以及用于连接两个车轮14的第一固定杆，
如图1、3所示，所述第一固定杆与两个车轮14固定连接，每个所述转轮13之间通过第二固定杆固定连接，所述第一固定杆与第二固定杆平行设置且二者均通过连接杆与支撑板11转动连接，
如图3所示，所述噬菌体制备装置2包括设置在箱体12内的套筒24以及用于向所述套筒24进料的螺旋筒21，所述螺旋筒21沿长度方向设有设有与其转动连接的转动轴22，所述转动轴22上设有多个螺旋叶23，转动轴22与设置在螺旋筒21上方的第一电机输出轴连接，所述第一电机与箱体12固定；螺旋筒21贯穿支撑板11且与支撑板11固定连接；
所述套筒24底端侧壁滑动密封套设有隔板25，所述隔板25平行于所述箱体12底面且与箱体12内壁固定连接，所述套筒24上设有用于与外界连通的排渣口以及用于与加药机构3连通的排液口；所述加药机构3包括设置在支撑板11下方的多个加药管31以及与排液口连通的连接管；
如图3所示，位于隔板25下方的所述箱体12内部设有齿轮件，所述齿轮件包括水平设置在箱体12底面的第一锥齿轮26以及垂直于箱体12底面且用于与第一锥齿轮26啮合传动的第二锥齿轮27、第三锥齿轮28，
所述第一锥齿轮26通过连杆与第二电机输出轴连接；所述连杆贯穿于箱体12底面、支撑板11底面且与二者转动连接，所述第二锥齿轮27上穿设有第一转动杆，
所述第一转动杆两端均与箱体12两侧内壁转动连接；第一转动杆一端设有用于推动套筒24进行晃动的凸轮29；所述第三锥齿轮28通过第二转动杆与箱体12侧壁转动连接，所述第二转动杆贯穿箱体12侧壁，
箱体12外设有用于带动所述车轮14转动的链条15，所述支撑板11上设有用于所述链条15穿过的孔洞，链条15的一端套设在位于箱体12外的第二转动杆上，链条15的另一端套设在第一固定杆上；
如图3、9所示，所述加药管31垂直于地面设置，加药管31上端设有与每个加药管31连通的连接盒32，所述连接盒32通过第一弹簧33与支撑板11底面连接，第一弹簧33内设有推杆，所述推杆贯穿支撑板11且推杆上端位于凸轮29下方，推杆下端与连接盒32顶面固定连接，连接盒32通过连接管与排液口连通；
所述加药管31底端为锥形结构，且加药管31上设有若干个小孔；
所述螺旋筒21下端设有用于进土的铲斗221，铲斗221与支撑板11底面固定，所述转动轴22下端与所述铲斗221底面转动连接，且铲斗221的开口朝向所述转轮13设置；所述车轮14上设有多个突刺，所述螺旋叶23上设有多个筛孔；所述支撑板11上设有用于手推的推架111；所述第一电机、第二电机、第三电机、螺旋筒21、第一锥齿轮26、第二锥齿轮27、第三锥齿轮28、链条15、均采用市售或现有技术。
上述装置的工作原理为：
首先开启第一电机，使得转动轴22与螺旋叶23进行转动，使土壤在螺旋叶23上实现向上的位移，土壤通过进料口进入到套筒24中，并加入水，然后关闭第一电机开启第二电机，第二电机通过连杆带动第一锥齿轮26进行转动，第一锥齿轮26啮合传动带动第二锥齿轮27与第三锥齿轮28进行转动，第二锥齿轮27转动的同时，凸轮29同时进行转动，凸轮29转动过程中撞击套筒24的下端，使得套筒24发生振荡，从而有利于套筒24内部噬菌体的培养，与此同时，凸轮29转动推动推杆发生向下的位移，推动装有噬菌体修复药液的连接盒32发生间歇性向下的位移，加药管31将药液进入到土壤内部进行修复，然后在第一弹簧33的弹力作用下连接盒32进行复位；
与此同时，第三锥齿轮28发生转动，通过链条15带动第一固定杆进行转动，第一固定杆带动车轮14进行转动，支架机构1带动设备进行移动；套筒24内药液初步培养后，打开排渣口取出混合物，将混合物固液分离后，再次加入到套筒24中振荡培养，然后得到噬菌体原液后打开排液口将药液加入到连接盒32中进行加药修复。
基于噬菌体疗法，利用上述污染土壤修复设备进行污染土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、采集制备噬菌体：
开启第一电机，以1g：1ml的比例向套筒24内加入污染地土壤、水，开启第二电机，第一锥齿轮26带动第二锥齿轮27以及凸轮29发生转动，凸轮29的持续转动推动上方的套筒24发生振荡，培养5h，然后取出振荡培养后的混合物进行离心分离得到清液与固渣，将固渣重新撒入土壤中；
再以清液、宿主菌悬液、LB液体培养基以体积比9：1：40的比例加入到套筒24内，然后加入氯化钙固体，使溶液中Ca+浓度1mmol/L，振荡培养12h；再进行过滤，得到的滤液即为含有噬菌体的原液；
S2、加药修复：
在25℃下，将噬菌体的原液通过加药管31喷洒到待修复土壤中，每平米土壤添加104PFU/mL的噬菌体5ml，进行遮光修复24天，修复完成，遮光修复期间期间以无菌水调控土壤含水率至20％。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于，S2、加药修复在37℃下进行；
如图4、5、8所示，所述第一转动杆另一端处的箱体12内设有放药囊251，所述放药囊251的进口管与所述排液口连接，且进口管上设有用于向放药囊251进液的第一单向阀，所述放药囊251的出口管与连接管连接，且出口管上设有用于从放药囊251出液的第二单向阀；所述第一转动杆另一端上设有往复滑槽261，所述往复滑槽261下方设有用于挤压放药囊251的移动板263，所述移动板263上端活动连接有用于配合滑槽进行往复滑动的滑块262，移动板263下端与箱体12底面通过滑槽滑轨滑动限位连接。
本实施例工作方法与实施例1大致相同，不同之处在于：
当第一转动杆带动凸轮29进行转动的同时，第一转动杆另一端同步进行转动，使得滑块262在往复滑槽261内进行往复移动，滑块262带动移动板263反复挤压放药囊251，当放药囊251受到挤压时，放药囊251中的药液从出口管与第二单向阀中加入到连接盒32中，将药液从连接管31上的小孔中压出；当放药囊251不受挤压时，放药囊251内部在负压的作用下通过第一单向阀从出口管吸进药液。
实施例3
本实施例与实施例2不同之处在于，S2、加药修复在30℃下进行；
如图2、5、6、7所示，所述套筒24上设有第三电机，所述套筒24包括内筒241与套设在内筒241外的外筒242，所述内筒241与外筒242转动密封连接，所述内筒241与外筒242上均设有纵向间隔排列的多组通孔，位于外筒242的通孔上设有滤膜，所述第三电机输出轴通过中心杆与内筒241底面固定连接；每两组所述通孔之间的外筒242内壁均镶嵌设有第一磁铁2421，每两组通孔之间的内筒241外壁均镶嵌设有与所述第一磁铁2421相斥的第二磁铁2411，且第一磁铁2421处的外筒242内壁、第二磁铁2411处的内筒241外壁均设有凹槽2422，位于内筒241外壁的有凹槽2422内设有凸块2412，所述凸块2412通过第二弹簧与凹槽2422底面连接；所述箱体12外设有临时存药箱121，所述临时存药箱121通过连通管与隔板25上方的箱体12内部连通；滤膜为市售0.22μm的滤膜。
本实施例工作方法与实施例2不同之处在于：
当振荡培养时，内筒241与外筒242在第一磁铁2421与第二磁铁2421的斥力作用下，二者上的通孔不处于一一对应的状态，套筒24处于密封状态，当需要对混合物进行固液分离时，开启第三电机，带动内筒241进行高速转动，此时转动产生的惯性力大于磁铁斥力，内筒241与外筒242发生相对的偏转位移，凸块2412与位于外筒242内壁的凹槽2422对应卡接，二者上的通孔处于一一对应状态，高速运转时，利用滤膜进行过滤分离，将液体通过连通管进入到临时存药箱121，将固体通过排渣口放回土壤中，再将液体与宿主菌悬液、LB液体培养基再次加入到内筒241中开启第二电机振荡，形成噬菌体原液进行修复污染土壤。
Claims (8)
1.一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备，其特征在于，包括支架机构（1）、噬菌体制备装置（2）以及加药机构（3），所述噬菌体制备装置（2）及加药机构（3）均安装在支架机构（1）上；
所述支架机构（1）包括水平于地面设置的支撑板（11），所述支撑板（11）上设有箱体（12），支撑板（11）底面设有第二电机，支撑板（11）下方设有至少一组车轮件以及用于翻动土壤的多个转轮（13），所述车轮件包括设置在以支撑板（11）中心线对称设置的两个车轮（14）以及用于连接两个车轮（14）的第一固定杆，所述第一固定杆与两个车轮（14）固定连接，每个所述转轮（13）之间通过第二固定杆固定连接，所述第一固定杆与第二固定杆平行设置且二者均通过连接杆与支撑板（11）转动连接，
所述噬菌体制备装置（2）包括设置在箱体（12）内的套筒（24）以及用于向所述套筒（24）进料的螺旋筒（21），所述螺旋筒（21）沿长度方向设有与其转动连接的转动轴（22），所述转动轴（22）上设有螺旋叶（23），所述转动轴（22）与设置在螺旋筒（21）上方的第一电机输出轴连接，所述第一电机与箱体（12）固定；螺旋筒（21）贯穿支撑板（11）且与支撑板（11）固定连接；
所述套筒（24）底端侧壁滑动密封套设有隔板（25），所述隔板（25）平行于所述箱体（12）底面且与箱体（12）内壁固定连接，所述套筒（24）上设有用于与外界连通的排渣口以及用于与加药机构（3）连通的排液口；所述加药机构（3）包括设置在支撑板（11）下方的多个加药管（31）以及与排液口连通的连接管；
位于隔板（25）下方的所述箱体（12）内部设有齿轮件，所述齿轮件包括水平设置在箱体（12）底面的第一锥齿轮（26）以及垂直于箱体（12）底面且用于与第一锥齿轮（26）啮合传动的第二锥齿轮（27）、第三锥齿轮（28），
所述第一锥齿轮（26）通过连杆与第二电机输出轴连接；所述连杆贯穿于箱体（12）底面、支撑板（11）底面且与二者转动连接，所述第二锥齿轮（27）上穿设有第一转动杆，所述第一转动杆两端均与箱体（12）两侧内壁转动连接；第一转动杆一端设有用于推动套筒（24）进行晃动的凸轮（29）；所述第三锥齿轮（28）通过第二转动杆与箱体（12）侧壁转动连接，所述第二转动杆贯穿箱体（12）侧壁，
箱体（12）外设有用于带动所述车轮（14）转动的链条（15），所述支撑板（11）上设有用于所述链条（15）穿过的孔洞，链条（15）的一端套设在位于箱体（12）外的第二转动杆上，链条（15）的另一端套设在第一固定杆上；
所述套筒（24）上设有第三电机，所述套筒（24）包括内筒（241）与套设在内筒（241）外的外筒（242），所述内筒（241）与外筒（242）转动密封连接，所述内筒（241）与外筒（242）上均设有纵向间隔排列的多组通孔，位于外筒（242）的通孔上设有滤膜，所述第三电机输出轴通过中心杆与内筒（241）底面固定连接；
每两组所述通孔之间的外筒（242）内壁均镶嵌设有第一磁铁（2421），每两组通孔之间的内筒（241）外壁均镶嵌设有与所述第一磁铁（2421）相斥的第二磁铁（2411），且第一磁铁（2421）处的外筒（242）内壁、第二磁铁（2411）处的内筒（241）外壁均设有凹槽（2422），位于内筒（241）外壁的有凹槽（2422）内设有凸块（2412），所述凸块（2412）通过第二弹簧与凹槽（2422）底面连接。
2.如权利要求1所述的一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备，其特征在于，所述加药管（31）垂直于地面设置，加药管（31）上端设有与每个加药管（31）连通的连接盒（32），所述连接盒（32）通过第一弹簧（33）与支撑板（11）底面连接，第一弹簧（33）内设有推杆，所述推杆贯穿支撑板（11）且推杆上端位于凸轮（29）下方，推杆下端与连接盒（32）顶面固定连接，连接盒（32）通过连接管与排液口连通。
3.如权利要求2所述的一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备，其特征在于，所述加药管（31）底端为锥形结构，且加药管（31）上设有若干个小孔。
4.如权利要求1所述的一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备，其特征在于，所述螺旋筒（21）下端设有用于进土的铲斗（221），铲斗（221）与支撑板（11）底面固定，所述转动轴（22）下端与所述铲斗（221）底面转动连接，且铲斗（221）的开口朝向所述转轮（13）设置。
5.如权利要求1所述的一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备，其特征在于，所述车轮（14）上设有多个突刺，所述螺旋叶（23）上设有多个筛孔，所述支撑板（11）上设有用于手推的推架（111）。
6.如权利要求1所述的一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备，其特征在于，所述第一转动杆另一端处的箱体（12）内设有放药囊（251），所述放药囊（251）的进口管与所述排液口连接，且进口管上设有用于向放药囊（251）进液的第一单向阀，所述放药囊（251）的出口管与连接管连接，且出口管上设有用于从放药囊（251）出液的第二单向阀；所述第一转动杆另一端上设有往复滑槽（261），所述往复滑槽（261）下方设有用于挤压放药囊（251）的移动板（263），所述移动板（263）上端活动连接有用于配合滑槽进行往复滑动的滑块（262），移动板（263）下端与箱体（12）底面滑动限位连接。
7.如权利要求1所述的一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备，其特征在于，所述箱体（12）外设有临时存药箱（121），所述临时存药箱（121）通过连通管与隔板（25）上方的箱体（12）内部连通。
8.一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复方法，其特征在于，基于权利要求1~7任一所述的一种基于噬菌体疗法的污染土壤修复设备，包括以下步骤：
S1、采集制备噬菌体：
开启第一电机，以1g：1ml的比例向套筒（24）内加入污染地土壤、水，开启第二电机，第一锥齿轮（26）带动第二锥齿轮（27）以及凸轮（29）发生转动，凸轮（29）的持续转动推动上方的套筒（24）发生振荡，培养5 h，然后取出振荡培养后的混合物进行离心分离得到清液与固渣，将固渣重新撒入土壤中；
再以清液、宿主菌悬液 、LB液体培养基以体积比9：1：40的比例加入到套筒（24）内，然后加入氯化钙固体，使溶液中Ca+浓度1 mmol/L，振荡培养12 h；再进行过滤，得到的滤液即为含有噬菌体的原液；
S2、加药修复：
在25~37℃下，将噬菌体的原液通过加药管（31）喷洒到待修复土壤中，每平米土壤添加104 PFU/mL的噬菌体5ml，进行遮光修复24天，修复完成，遮光修复期间以无菌水调控土壤含水率至20%。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109280650A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-29 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一株噬菌体及其在土壤修复中的应用 |
| CN211721033U (zh) * | 2019-12-04 | 2020-10-23 | 山西绿焱环境科技有限公司 | 一种生态土壤环保修复装置 |
| CN212670238U (zh) * | 2020-06-01 | 2021-03-09 | 张栋 | 一种混凝土路面修复装置 |
| CN214160863U (zh) * | 2020-10-15 | 2021-09-10 | 新疆沃森环保科技有限责任公司 | 一种重金属污染土壤修复一体机 |
| CN215902448U (zh) * | 2021-10-30 | 2022-02-25 | 山东土地乐方达发展有限公司 | 一种用于土壤污染治理的微生物修复装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN111451259B (zh) * | 2020-05-03 | 2022-05-31 | 怀文慧 | 一种用于治理土传病害土壤的微生物修复装置 |
| CN111495965B (zh) * | 2020-05-27 | 2022-03-01 | 广东森度生态农业科技有限公司 | 一种用于治理石油污染土壤的微生物修复设备及方法 |
| CN213997192U (zh) * | 2020-10-31 | 2021-08-20 | 济南市环境研究院 | 一种生态环境修复用局部土壤修复装置 |
| CN113522961A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-10-22 | 广东石油化工学院 | 一种用于石油烃类有机物污染土壤修复装置和方法 |
| CN113894148A (zh) * | 2021-09-09 | 2022-01-07 | 周聪 | 一种用于土地整治的土壤修复处理装置 |
| CN218049647U (zh) * | 2022-04-07 | 2022-12-16 | 达州华鑫环保科技有限公司 | 一种土壤修复用菌种培养装置 |
| CN218486855U (zh) * | 2022-08-19 | 2023-02-17 | 申如环保科技(江苏)有限公司 | 一种土壤污染修复药剂原位注入装置 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109280650A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-29 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一株噬菌体及其在土壤修复中的应用 |
| CN211721033U (zh) * | 2019-12-04 | 2020-10-23 | 山西绿焱环境科技有限公司 | 一种生态土壤环保修复装置 |
| CN212670238U (zh) * | 2020-06-01 | 2021-03-09 | 张栋 | 一种混凝土路面修复装置 |
| CN214160863U (zh) * | 2020-10-15 | 2021-09-10 | 新疆沃森环保科技有限责任公司 | 一种重金属污染土壤修复一体机 |
| CN215902448U (zh) * | 2021-10-30 | 2022-02-25 | 山东土地乐方达发展有限公司 | 一种用于土壤污染治理的微生物修复装置 |
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