CN117000753A - 一种土壤修复原位热脱附抽提装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土壤修复原位热脱附抽提装置及控制方法，属于土壤修复装置技术领域，所述抽提装置包括抽提机构、药剂匹配机构以及移动机构，在所述抽提机构中至少包括一个污染物检测传感器，通过所述污染检测传感器获取土壤中的污染物信息，进而对预设深度的污染土壤进行修复处理。本发明通过设置污染物检测传感器获取土壤中的污染物信息，从而根据土壤中的污染物信息来通过匹配机构来选择出修复药剂，进而针对污染特征来调整修复药剂，而且能针对不同的污染情景因地制宜选择匹配的催化剂和调节磁热活化温度条件，充分提高氧化药剂活性、效率和靶向性，大大节约了催化剂原料的使用和热能源的利用。

Description

一种土壤修复原位热脱附抽提装置及控制方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种土壤修复原位热脱附抽提装置及控制方法。

背景技术

原位热脱附技术自20世纪70年代开始应用于污染地块修复，其原理是通过加热升高污染区域的温度，改变污染物的物化性质(蒸汽压及溶解度增加，粘度、表面张力、亨利系数及土水分配系数减小)，增加气相或者液相中污染物的浓度，提高液相抽出或土壤气相抽提对污染物的去除率。按照不同的加热方式，原位热脱附技术主要分为电阻加热、热传导加热和蒸汽加热3种类型。电阻加热是在土壤中直接安装由多个电极组成的电极网络形成电流回路，具有导电性的土壤将电能转换成热能升温，土壤中水分逐渐转化成热蒸汽，驱使易挥发性有机污染物从土壤中脱附进入更易渗透的蒸汽流动区域，汽水混合有机污染物经多相抽提井进行真空抽提、收集和无害化处理。热传导加热是指通过热传导的方式由热源传递到污染区域，主要通过在土壤中安置热处理井或者在土壤表面铺设热处理毯，使得土壤中的有机污染物发生挥发和裂解反应，通常适用于渗透性较差的污染土壤。蒸汽加热是依靠注入土壤的高温蒸汽经过液化放热来实现土壤中有机污染物的脱附，其适用于存在地下水且渗流速度较快的土壤。

在原位修复的过程中，通常需要根据不同污染物的特性来加入不同的修复药剂，通过修复药剂以及加热的作用来加强污染物分解或者挥发作用，并通过尾气处理装置收集废气，实现污染土壤治理的同时避免二次污染。目前原位修复技术主要依靠人工调查污染场地各区域污染情况后选择相应的修复药剂，由于污染物在修复过程会发生迁移转化，其理化性质发生变化，原有的修复药剂也需对应调整，但现有技术无法针对土壤与污染物的特性快速选择和调整合适的修复药剂，并且修复药剂是根据整体污染情况进行投加，忽略了修复药剂在不同土壤类型中的渗透特性和氧化降解特性等，不能跟随土壤的单次修复量调整添加修复药剂的药剂量，导致修复效果不佳。

传统的原位热脱附技术加热方式温度分布不均匀，修复药剂热活化温度不易控制，部分修复药剂温度不在热活化最佳温度范围内，导致修复效果降低，影响修复效率，亟需开发和拓展电磁加热等新型加热方式在土壤修复领域应用。尾气处理系统也是土壤原位热脱附修复系统的重要组成，现有技术主要是在地面搭建专门的尾气处理处置装备和工程，投资成本大、搭建繁琐，市场对于原位土壤原位热脱附修复和废气处理一体化技术需求迫切。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种土壤修复原位热脱附抽提装置及控制方法。

为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明第一方面提供了一种土壤修复原位热脱附抽提装置，所述抽提装置包括：

抽提机构，在所述抽提机构中至少包括一个污染物检测传感器，通过所述污染检测传感器获取土壤中的污染物信息，通过所述抽提机构伸入预设深度的污染土壤中，并根据土壤中的污染物信息对预设深度的污染土壤进行修复处理；

移动机构，通过所述移动机构调节抽提机构的修复位置，所述移动机构上设置有定位仪，通过所述定位仪获取抽提机构的修复位置的地理位置信息，并记录已修复的位置的地理位置信息；

药剂匹配机构，根据所述土壤中的污染物信息通过所述药剂匹配机构匹配相适应的修复药剂，并将所述相适应的修复药剂输入到所述抽提机构中，其中，所述药剂匹配机构上设置有若干第一光电传感器以及第二光电传感器，通过所述第一光电传感器以及第二光电传感器的工作特性对修复药剂进行编码绑定，获取每一修复药剂对应的编码信息，根据所述每一修复药剂对应的编码信息控制所述药剂匹配机构；

尾气处理装置以及第一气泵，通过第一气泵的作用，将所述抽提机构所释放的气体经过第二管道输送到尾气处理装置中。

进一步地，在本装置中，所述移动机构包括第一支架，所述第一支架的顶部上设置有导向滑轨以及在所述导向滑轨内移动的滑轮，所述滑轮设置在第二支架上，所述滑轮由第一驱动电机驱动，且所述第一驱动电机安装在所述第二支架上，且所述第二支架的顶部上安装有所述定位仪。

进一步地，在本装置中，所述抽提机构包括设置在第二支架的第三支架，所述第三支架的两侧第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的另一端与支撑底板连接，所述支撑底板上安装有第一旋转轴以及第二旋转轴，所述第一旋转轴上安装有主动齿轮，所述第二旋转轴上安装有从动齿轮，并通过第二驱动电机驱动主动齿轮，从而所述主动齿轮与从动齿轮相互啮合，使得所述第一旋转轴以及第二旋转轴做旋转运动，且所述第一旋转轴以及第二旋转轴的底部设置有钻头。

进一步地，在本装置中，所述支撑底板的下方还安装有输送盒，所述输送盒的内部为中空结构，且所述输送盒的底部上还开设有若干通孔，且所述输送盒的侧部上安装有第一管道，所述第一管道与药剂匹配机构连接。

进一步地，在本装置中，所述输送盒的外侧设置有抽提外管，所述抽提外管为双层结构，且第一层结构与第二层结构之间为中空结构，在第一层结构与第二层结构之间的中空结构中设置有电磁感应线圈，苏搜狐电磁感应线圈通可调振荡频率和电场强度的交变电流，交变电流产生变化的交变磁场，从而通过磁热效应诱导磁场内的磁性纳米粒子或者磁性块状体材料产热。

进一步地，在本装置中，所述药剂匹配机构包括第四支架以及第二气泵，所述第四支架上安装有呈圆周阵列的若干药剂存储箱，且所述第四支架与第三旋转轴连接，且所述第三旋转轴的一端与第一齿轮连接，并通过齿条驱动所述第一齿轮，所述齿条的另一端连接第一电动缸，所述第一电动缸安装在第五支架上。

进一步地，在本装置中，每一所述药剂存储箱的侧部均安装有所述第一光电传感器，所述第一光电传感器与第二光电传感器进行对射，以生成编码信息，并所述编码信息与每一所述药剂存储箱中修复药剂进行绑定，所述第二光电传感器设置在所述第五支架上。

进一步地，在本装置中，所述第五支架的两端还安装有至少一个第二电动缸以及还安装至少两组支撑杆，所述支撑杆上安装有汇流器，所述汇流器的上方连接第一管道。

本发明第二方面提供了一种土壤修复原位热脱附抽提装置的控制方法，应用于任一项所述的土壤修复原位热脱附抽提装置，包括以下步骤：

通过大数据获取各修复药剂在不同类型的土壤中的渗透特性和氧化降解特性等数据信息，并构建数据库，将所述各修复药剂在不同类型的土壤中的渗透特性和氧化降解特性等数据信息输入到所述数据库中存储；

通过污染物检测传感器获取目标区域中土壤的污染物信息，根据所述目标区域中土壤的污染物信息构建检索标签，基于所述检索标签通过大数据进行检索，以获取目标区域中土壤的污染物信息对应的修复药剂信息，并通过匹配机构进行匹配修复药剂；

获取目标区域中的土壤类型，将所述目标区域中的土壤类型以及匹配机构中的修复药剂对应的修复药剂信息输入到所述数据库中进行匹配，获取当前修复药剂在目标区域中的土壤类型的渗透特性和氧化降解特性等数据信息；

根据所述当前修复药剂在目标区域中的土壤类型的渗透特性和氧化降解特性等数据信息计算出修复药剂的修复量信息，并通过匹配机构根据所述修复药剂的修复量信息输送到抽提机构中。

进一步地，所述的一种土壤修复原位热脱附抽提装置的控制方法，还包括以下步骤：

获取目标区域中的污染调查数据信息，并根据所述目标区域中的污染调查数据信息确定目标区域中的面源污染范围信息，基于所述目标区域中的面源污染范围信息构建可视化污染模拟图；

通过定位仪获取每一次抽提机构的修复位置的地理位置信息，同时，获取抽提机构的修复工作范围信息，结合所述每一次抽提机构的修复位置的地理位置信息以及抽提机构的修复工作范围信息构建每一次抽提机构的修复时的修复范围信息；

构建时间戳，结合所述每一次抽提机构的修复时的修复范围信息以及时间戳对修复过程进行追踪，构建基于时间序列的可视化污染修复模拟图；

根据所述基于时间序列的可视化污染修复模拟图对可视化污染模拟图进行更新，同时，并对可视化污染模拟图中未修复部分按照预设方式进行显示。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

本发明通过设置污染物检测传感器，通过污染检测传感器获取土壤中的污染物信息，从而根据土壤中的污染物信息来通过匹配机构来选择出修复药剂，进而有针对性的污染情况来调整修复药剂，能够一次性修复多种污染物，提高土壤的修复效率。而且能针对不同的污染情景因地制宜选择匹配的催化剂和电磁活化功率条件，充分提高药剂氧化活性、效率和靶向性，大大节约了催化剂原料的使用和热能源的利用，同时电磁感应线圈产生热量对蒸汽有保温作用，避免蒸汽冷凝。本发明的抽提-磁热强化氧化一体化系统不仅对污染土壤进行修复，还能对修复过程产生尾气污染物进行处理，且对不同的污染情景具有靶向性，实现实时在线监测，智能自动控制。其次，本发明充分考虑了修复药剂在不同土壤类型中的渗透特性和氧化降解特性等，从而能跟随土壤的单次修复量调整添加修复药剂的药剂量，进一步提高了土壤修复过程中的修复效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实施例的附图。

图1示出了一种土壤修复原位热脱附抽提装置的整体结构示意图；

图2示出了移动机构的局部放大示意图；

图3示出了抽提机构的正面结构示意图；

图4示出了抽提机构的第一剖面结构示意图；

图5示出了抽提机构的第二剖面结构示意图；

图6示出了药剂匹配机构的第一立体结构示意图；

图7示出了药剂匹配机构的第二立体结构示意图；

图中：

1.抽提机构，101.第三支架，102.第一伸缩杆，103.支撑底板，104.第一旋转轴，105.第二旋转轴，106.主动齿轮，107.从动齿轮，108.钻头，109.输送盒，110.第一管道，111.抽提外管，11101.第一层结构，11102.第二层结构，112.电磁感应线圈，113.螺旋叶片，114.第二驱动电机，2.移动机构，201.第一支架，202.导向滑轨，203.滑轮，204.第二支架，205.第一驱动电机，206.定位仪，3.药物匹配机构，301.第四支架，302.第二气泵，303.药物存储箱，304.第三旋转轴，305.第一齿轮，306.齿条，307.第一电动缸，308.第五支架，309.第一光电传感器，310.第二光电传感器，311.第二电动缸，312.支撑杆，313.汇流器，4.尾气处理装置，5.第一气泵，6.第二管道。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

如图1所示，本发明第一方面提供了一种土壤修复原位热脱附抽提装置，该抽提装置包括抽提机构1，在抽提机构1中至少包括一个污染物检测传感器，通过污染检测传感器获取土壤中的污染物信息，通过抽提机构1伸入预设深度的污染土壤中，并根据土壤中的污染物信息对预设深度的污染土壤进行修复处理；

需要说明的是，本发明通过大数据获取各修复药剂在不同类型的土壤中的渗透特性和氧化降解特性等数据信息，并构建数据库，将各修复药剂在不同类型的土壤中的渗透特性和氧化降解特性等数据信息输入到数据库中存储；从而通过污染物检测传感器获取目标区域中土壤的污染物信息，根据目标区域中土壤的污染物信息构建检索标签，基于检索标签通过大数据进行检索，以获取目标区域中土壤的污染物信息对应的修复药剂信息，并通过匹配机构进行匹配修复药剂，进而获取目标区域中的土壤类型，将目标区域中的土壤类型以及匹配机构中的修复药剂对应的修复药剂信息输入到数据库中进行匹配，获取当前修复药剂在目标区域中的土壤类型的渗透特性和氧化降解特性等数据信息，从而根据当前修复药剂在目标区域中的土壤类型的渗透特性和氧化降解特性等数据信息计算出修复药剂的修复量信息，并通过匹配机构根据修复药剂的修复量信息输送到抽提机构中。其中，修复药剂为具有淋溶或氧化作用的修复药剂，该修复药剂能够驱使易挥发性有机污染物从土壤中脱附进入更易渗透的蒸汽流动区域或者直接对有机污染物进行氧化降解，汽水混合有机污染物经多相抽提井进行真空抽提、收集和无害化处理。其中，由于不同修复药剂的溶液在土壤中的渗透特性和氧化降解特性等是不一致的，可以理解为单位体积内的土壤能够吸附不同量的修复药剂，这样就会导致若输入修复药剂的药剂量不够时，药剂就不能充分地与附着在土壤中的污染物结合，从而不能很好的产生淋溶和氧化降解效果。根据当前修复药剂在目标区域中的土壤类型的渗透特性和氧化降解特性等数据信息计算出修复药剂的修复量信息，药剂就能够充分地与附着在土壤中的污染物结合，提高淋溶和氧化降解效果。

如图3到图5所示，其中，抽提机构1包括设置在第二支架204的第三支架101，第三支架101的两侧第一伸缩杆102，第一伸缩杆102的另一端与支撑底板103连接，支撑底板103上安装有第一旋转轴104以及第二旋转轴105，第一旋转轴104上安装有主动齿轮106，第二旋转轴105上安装有从动齿轮107，并通过第二驱动电机114驱动主动齿轮106，从而主动齿轮106与从动齿轮107相互啮合，使得第一旋转轴104以及第二旋转轴105做旋转运动，且第一旋转轴104以及第二旋转轴105的底部设置有钻头108。

需要说明的是，将抽提机构1移动到相应的修复位置，通过第二驱动电机114带动主动齿轮106，从而主动齿轮106与从动齿轮107相互啮合，第一旋转轴104以及第二旋转轴105做旋转运动，使得钻头108旋转运动，通过第一伸缩杆102的作用，整体的抽提结构1就能够往下运动，由于第一旋转轴104以及第二旋转轴105上的螺旋叶片113的作用，待修复的土壤就能够进入到抽提机构1的内部，并通过抽提外管111上设置的污染物检测传感器来获取土壤中的污染物信息，从而启动药剂匹配机构3匹配相应的催化剂修复药剂。当修复完成之后，再次通过第二驱动电机114的反转作用，使得螺旋叶片反正，来将内部修复的土壤卷出，并进行下一个部位的土壤修复。

需要说明的是，支撑底板103的下方还安装有输送盒109，输送盒09的内部为中空结构，且输送盒109的底部上还开设有若干通孔，且输送盒109的侧部上安装有第一管道110，第一管道110与药剂匹配机构3连接。

需要说明的是，通过药剂匹配机构3输送药剂到输送盒109中，从而通过输送盒109的通孔输送药剂至抽提结构1的内部，由于水往低处流的规律，从而将修复药剂均匀地输送到抽提结构1的内部。当药剂通过通孔时，抽提系统再进行气相抽提。

需要说明的是，输送盒109的外侧设置有抽提外管111，抽提外管111为双层结构，且第一层结构11101与第二层结构11102之间为中空结构，在第一层结构11101与第二层结构11102之间的中空结构中设置有电磁感应线圈112，所述电磁感应线圈112通可调振荡频率和电场强度的交变电流，交变电流产生变化的交变磁场，从而通过磁热效应诱导磁场内的磁性纳米粒子或者磁性块状体材料产热。该电磁热效应不仅可以加热土壤加快污染物脱附，还供给土壤中的药剂反应能量，加快氧化去除土壤中的污染物效率和效果，减少后续废气处理浓度。

需要说明的是，抽提外管111包裹有电磁感应线圈112，所述电磁感应线圈112连接着外部的电磁控制器，电磁感应线圈112通可调振荡频率和电场强度的交变电流，交变电流产生变化的交变磁场，从而通过磁热效应诱导磁场内的磁性纳米粒子或者大尺寸磁性块状体材料产热。其产热温度可通过抽提机构1内接入的测温传感器实时监测温度和热量，磁性催化氧化填料的性质和交变磁场的频率和强度控制，可根据不同污染物在不同温度之下的挥发性进行调控。

需要说明的是，在所述抽提外管111的底部上设置有修复药剂检测传感器，通过修复药剂检测传感器能够检测修复药剂是否已经渗透到预定的深度区域中，从而完成对修复药剂的监测，通过设置修复药剂检测传感器能够提高土壤的修复质量。

如图2所示，本装置还包括移动机构2，通过移动机构2调节抽提机构1的修复位置，移动机构2上设置有定位仪206，通过定位仪206获取抽提机构的修复位置的地理位置信息，并记录已修复的位置的地理位置信息；

其中，需要说明的是，移动机构2包括第一支架201，第一支架201的顶部上设置有导向滑轨202以及在导向滑轨202内移动的滑轮203，滑轮203设置在第二支架204上，滑轮203由第一驱动电机205驱动，且第一驱动电机205安装在第二支架204上，且第二支架204的顶部上安装有定位仪206。

需要说明的是，通过移动机构2上的第一驱动电机205驱动滑轮203，使得滑轮203能够在导向滑轨202上运动，从而当一个位置的土壤修复完成之后，通过第一伸缩杆102调整抽提机构1的整体位置，通过移动机构1的调整作用，从而对下一目标位置进行修复。

需要说明的是，获取目标区域中的污染调查数据信息，并根据目标区域中的污染调查数据信息确定目标区域中的面源污染范围信息，基于目标区域中的面源污染范围信息构建可视化污染模拟图；通过定位仪获取每一次抽提机构的修复位置的地理位置信息，同时，获取抽提机构的修复工作范围信息，结合每一次抽提机构的修复位置的地理位置信息以及抽提机构的修复工作范围信息构建每一次抽提机构的修复时的修复范围信息；构建时间戳，结合每一次抽提机构的修复时的修复范围信息以及时间戳对修复过程进行追踪，构建基于时间序列的可视化污染修复模拟图；根据基于时间序列的可视化污染修复模拟图对可视化污染模拟图进行更新，同时，并对可视化污染模拟图中未修复部分按照预设方式进行显示，通过本方法对修复过程中的污染区域进行修复追踪，这样就不会错过任何一个修复区域，使得修复过程更加合理。

如图6到图7所示，本装置还包括药剂匹配机构3，根据土壤中的污染物信息通过药剂匹配机构匹配3相适应的修复药剂，并将相适应的修复药剂输入到抽提机构1中，其中，药剂匹配机构3上设置有若干第一光电传感器309以及第二光电传感器310，通过第一光电传感器309以及第二光电传感器310的工作特性对修复药剂进行编码绑定，获取每一修复药剂对应的编码信息，根据每一修复药剂对应的编码信息控制药剂匹配机构3；

如图所示，需要说明的是，第一光电传感器309以及第二光电传感器310进行对射时，有两种情况，一种是信号为“0”，另一种信号为“1”，这样就能够编制二级制编码，如有8种药剂时，每一药剂存储箱303的侧部均安装有三个第一光电传感器309，以及在第五支架308上的第二光电传感器310也对应三个，此时二进制对应的编码就有2³种情况，这样刚好对应8种药剂，如“000”的二进制编码与其中的药剂存储箱303中的一种修复药剂进行绑定，从而来实现精准导入修复药剂以及实现精准控制药剂匹配机构。

其中，药剂匹配机构3包括第四支架301以及第二气泵302，第四支架302上安装有呈圆周阵列的若干药剂存储箱303，且第四支架301与第三旋转轴304连接，且第三旋转轴304的一端与第一齿轮305连接，并通过齿条306驱动第一齿轮305，齿条306的另一端连接第一电动缸307，第一电动缸307安装在第五支架308上。

需要说明的是，每一药剂存储箱303的侧部均安装有第一光电传感器309，第一光电传感器309与第二光电传感器310进行对射，以生成编码信息，并编码信息与每一药剂存储箱中修复药剂进行绑定，第二光电传感器310设置在第五支架308上。

需要说明的是，第五支架308的两端还安装有至少一个第二电动缸311以及还安装至少两组支撑杆312，支撑杆312上安装有汇流器313，汇流器313的上方连接第一管道110。

其中第一管道110内设置流量计，通过流量计能够对输入的药液量进行统计，当统计量达到预设的修复量时，通过计算机终端控制第一气泵工作停止，从而停止继续输送催化作用的修复药剂。

需要说明的是，在匹配药剂的过程中，获取到修复药剂的二进制编码之后，通过第一电动缸307带动齿条306，从而使得齿条306能够使得第一齿轮305做旋转运动，每旋转一定的角度第一光电传感器309以及第二光电传感器310就会进行对射，当对射的结果符合修复药剂的二进制编码时，通过第二气泵302的作用以及第二电动缸311的推动作用，使得药剂存储箱303能够在垂直方向上移动一定的距离以及药剂存储箱303旋转一定角度，并将对应药剂存储箱303内的催化剂修复药剂吸附到汇流器313中，从而通过汇流器313通过第一管道110流入到抽提机构1中。

尾气处理装置4以及第一气泵5，通过第一气泵4的作用，将抽提机构1所释放的气体经过第二管道6输送到尾气处理装置4中。

需要说明的是，当产生废气时，通过第一气泵5的作用，经过第二管道6吸附废气到尾气处理装置4中，从而完成废气处理，其中尾气处理装置4中可以含有以下吸附药剂或者是现有技术中的尾气吸收装置，如火碱、强酸等药剂，本领域的技术人员可以根据实际的废气情况进行自由设置。

本发明第二方面提供了一种土壤修复原位热脱附抽提装置的控制方法，应用于任一项的土壤修复原位热脱附抽提装置，包括以下步骤：

S102:通过大数据获取各修复药剂在不同类型的土壤中的渗透特性和氧化降解特性等数据信息，并构建数据库，将各修复药剂在不同类型的土壤中的渗透特性和氧化降解特性等数据信息输入到数据库中存储；

S104:通过污染物检测传感器获取目标区域中土壤的污染物信息，根据目标区域中土壤的污染物信息构建检索标签，基于检索标签通过大数据进行检索，以获取目标区域中土壤的污染物信息对应的修复药剂信息，并通过匹配机构进行匹配修复药剂；

S106:获取目标区域中的土壤类型，将目标区域中的土壤类型以及匹配机构中的修复药剂对应的修复药剂信息输入到数据库中进行匹配，获取当前修复药剂在目标区域中的土壤类型的渗透特性和氧化降解特性等数据信息；

S108:根据当前修复药剂在目标区域中的土壤类型的渗透特性和氧化降解特性等数据信息计算出修复药剂的修复量信息，并通过匹配机构根据修复药剂的修复量信息输送到抽提机构中。

需要说明的是，修复药剂为具有淋溶或氧化作用的修复药剂，该修复药剂能够驱使易挥发性有机污染物从土壤中脱附进入更易渗透的蒸汽流动区域或者直接对有机污染物进行氧化降解，汽水混合有机污染物经多相抽提井进行真空抽提、收集和无害化处理。其中，由于不同修复药剂的溶液在土壤中的渗透特性和氧化降解特性等是不一致的，可以理解为单位体积内的土壤能够吸附不同量的修复药剂，这样就会导致若输入修复药剂的药剂量不够时，药剂就不能充分地与附着在土壤中的污染物结合，从而不能很好的产生淋溶和氧化降解效果。根据当前修复药剂在目标区域中的土壤类型的渗透特性和氧化降解特性等数据信息以及抽提机构的单次修复量计算出修复药剂的修复量信息，药剂就能够充分地与附着在土壤中的污染物结合，提高淋溶和氧化降解效果。

进一步地，所述的一种土壤修复原位热脱附抽提装置的控制方法，还包括以下步骤：

S202:获取目标区域中的污染调查数据信息，并根据目标区域中的污染调查数据信息确定目标区域中的面源污染范围信息，基于目标区域中的面源污染范围信息构建可视化污染模拟图；

S204:通过定位仪获取每一次抽提机构的修复位置的地理位置信息，同时，获取抽提机构的修复工作范围信息，结合每一次抽提机构的修复位置的地理位置信息以及抽提机构的修复工作范围信息构建每一次抽提机构的修复时的修复范围信息；

S206:构建时间戳，结合每一次抽提机构的修复时的修复范围信息以及时间戳对修复过程进行追踪，构建基于时间序列的可视化污染修复模拟图；

S208:根据基于时间序列的可视化污染修复模拟图对可视化污染模拟图进行更新，同时，并对可视化污染模拟图中未修复部分按照预设方式进行显示。

需要说明的是，可视化污染模拟图为场地污染的模拟图，如通过颜色进行渲染，如红色代表有污染，绿色代表无污染或已修复的污染，通过可视化污染模拟图能够展示出场地污染的情况，基于时间序列的可视化污染修复模拟图为已经修复的场地污染的模拟图，通过本方法能够对修复过程中的污染区域进行修复追踪，这样就不会错过任何一个修复区域，使得修复过程更加合理。

此外，本发明还可以包括以下步骤：

获取目标区域中各污染区域的地理分布信息，通过大数据获取目标区域中污染区域的地理分布信息在各季节时段的气候特性信息，并获取各类污染物在各种气候之下的迁移特性数据信息；

基于神经网络构建气候污染迁移特性预测模型，并根据所述各类污染物在各种气候之下的迁移特性数据信息构建特征矩阵，将所述特征矩阵输入到所述气候污染迁移特性预测模型中训练，获取训练完成的气候污染迁移特性预测模型；

获取目标区域中各污染区域的污染物类型以及目标区域所处的季节时段信息，并将所述目标区域中各污染区域的污染物类型以及目标区域所处的季节时段信息输入到所述训练完成的气候污染迁移特性预测模型中进行预测，获取目标区域中各污染区域的迁移特性数据信息；

根据所述目标区域中各污染区域的迁移特性数据信息进行排序，获取迁移特性数据信息排序结果，并基于所述迁移特性数据信息排序结果设定土壤修复优先级，并根据所述土壤修复优先级对目标区域通过抽提装置进行修复。

需要说明的是，迁移特性数据信息为污染的平均迁移速度，季节的不同，气候特性也会不同，而气候特征的不同可能会导致污染的平均迁移速度不同；目标区域中由于地理位置的不同，气候可能会产生异常，如高原地区与平原地区，通过本方法能够将所述目标区域中各污染区域的污染物类型以及目标区域所处的季节时段信息输入到所述训练完成的气候污染迁移特性预测模型中进行预测，获取目标区域中各污染区域的迁移特性数据信息，从而定土壤修复优先级对目标区域通过抽提装置进行修复，由于修复资源是优先的，对迁移速度大的区域进行优先修复，使得修复计划更加合理。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术。

Claims (10)

1.一种土壤修复原位热脱附抽提装置，其特征在于，所述抽提装置包括：

抽提机构，在所述抽提机构中至少包括一个污染物检测传感器，通过所述污染检测传感器获取土壤中的污染物信息，通过所述抽提机构伸入预设深度的污染土壤中，并根据土壤中的污染物信息对预设深度的污染土壤进行修复处理；

移动机构，通过所述移动机构调节抽提机构的修复位置，所述移动机构上设置有定位仪，通过所述定位仪获取抽提机构的修复位置的地理位置信息，并记录已修复的位置的地理位置信息；

药剂匹配机构，根据所述土壤中的污染物信息通过所述药剂匹配机构匹配相适应的修复药剂，并将所述相适应的修复药剂输入到所述抽提机构中，其中，所述药剂匹配机构上设置有若干第一光电传感器以及第二光电传感器，通过所述第一光电传感器以及第二光电传感器的工作特性对修复药剂进行编码绑定，获取每一修复药剂对应的编码信息，根据所述每一修复药剂对应的编码信息控制所述药剂匹配机构；

尾气处理装置以及第一气泵，通过第一气泵的作用，将所述抽提机构所释放的气体经过第二管道输送到尾气处理装置中。

2.根据权利要求1所述的一种土壤修复原位热脱附抽提装置，其特征在于，所述移动机构包括第一支架，所述第一支架的顶部上设置有导向滑轨以及在所述导向滑轨内移动的滑轮，所述滑轮设置在第二支架上，所述滑轮由第一驱动电机驱动，且所述第一驱动电机安装在所述第二支架上，且所述第二支架的顶部上安装有所述定位仪。

3.根据权利要求1所述的一种土壤修复原位热脱附抽提装置，其特征在于，所述抽提机构包括设置在第二支架的第三支架，所述第三支架的两侧第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的另一端与支撑底板连接，所述支撑底板上安装有第一旋转轴以及第二旋转轴，所述第一旋转轴上安装有主动齿轮，所述第二旋转轴上安装有从动齿轮，并通过第二驱动电机驱动主动齿轮，从而所述主动齿轮与从动齿轮相互啮合，使得所述第一旋转轴以及第二旋转轴做旋转运动，且所述第一旋转轴以及第二旋转轴的底部设置有钻头。

4.根据权利要求3所述的一种土壤修复原位热脱附抽提装置，其特征在于，所述支撑底板的下方还安装有输送盒，所述输送盒的内部为中空结构，且所述输送盒的底部上还开设有若干通孔，且所述输送盒的侧部上安装有第一管道，所述第一管道与药剂匹配机构连接。

5.根据权利要求4所述的一种土壤修复原位热脱附抽提装置，其特征在于，所述输送盒的外侧设置有抽提外管，所述抽提外管为双层结构，且第一层结构与第二层结构之间为中空结构，在第一层结构与第二层结构之间的中空结构中设置有电磁感应线圈，电磁感应线圈通可调振荡频率和电场强度的交变电流，交变电流产生变化的交变磁场，从而通过磁热效应诱导磁场内的磁性纳米粒子或者磁性块状体材料产热。

6.根据权利要求1所述的一种土壤修复原位热脱附抽提装置，其特征在于，所述药剂匹配机构包括第四支架以及第二气泵，所述第四支架上安装有呈圆周阵列的若干药剂存储箱，且所述第四支架与第三旋转轴连接，且所述第三旋转轴的一端与第一齿轮连接，并通过齿条驱动所述第一齿轮，所述齿条的另一端连接第一电动缸，所述第一电动缸安装在第五支架上。

7.根据权利要求6所述的一种土壤修复原位热脱附抽提装置，其特征在于，每一所述药剂存储箱的侧部均安装有所述第一光电传感器，所述第一光电传感器与第二光电传感器进行对射，以生成编码信息，并所述编码信息与每一所述药剂存储箱中修复药剂进行绑定，所述第二光电传感器设置在所述第五支架上。

8.根据权利要求6所述的一种土壤修复原位热脱附抽提装置，其特征在于，所述第五支架的两端还安装有至少一个第二电动缸以及还安装至少两组支撑杆，所述支撑杆上安装有汇流器，所述汇流器的上方连接第一管道。

9.一种土壤修复原位热脱附抽提装置的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的土壤修复原位热脱附抽提装置，包括以下步骤：

通过大数据获取各修复药剂在不同类型的土壤中的渗透特性和氧化降解特性等数据信息，并构建数据库，将所述各修复药剂在不同类型的土壤中的渗透特性和氧化降解特性等数据信息输入到所述数据库中存储；

通过污染物检测传感器获取目标区域中土壤的污染物信息，根据所述目标区域中土壤的污染物信息构建检索标签，基于所述检索标签通过大数据进行检索，以获取目标区域中土壤的污染物信息对应的修复药剂信息，并通过匹配机构进行匹配修复药剂；

获取目标区域中的土壤类型，将所述目标区域中的土壤类型以及匹配机构中的修复药剂对应的修复药剂信息输入到所述数据库中进行匹配，获取当前修复药剂在目标区域中的土壤类型的渗透特性和氧化降解特性等数据信息；

根据所述当前修复药剂在目标区域中的土壤类型的渗透特性和氧化降解特性等数据信息计算出修复药剂的修复量信息，并通过匹配机构根据所述修复药剂的修复量信息输送到抽提机构中。

10.根据权利要求9所述的一种土壤修复原位热脱附抽提装置的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

获取目标区域中的污染调查数据信息，并根据所述目标区域中的污染调查数据信息确定目标区域中的面源污染范围信息，基于所述目标区域中的面源污染范围信息构建可视化污染模拟图；

通过定位仪获取每一次抽提机构的修复位置的地理位置信息，同时，获取抽提机构的修复工作范围信息，结合所述每一次抽提机构的修复位置的地理位置信息以及抽提机构的修复工作范围信息构建每一次抽提机构的修复时的修复范围信息；

构建时间戳，结合所述每一次抽提机构的修复时的修复范围信息以及时间戳对修复过程进行追踪，构建基于时间序列的可视化污染修复模拟图；

根据所述基于时间序列的可视化污染修复模拟图对可视化污染模拟图进行更新，同时，并对可视化污染模拟图中未修复部分按照预设方式进行显示。