CN205393173U - 一种自动检测并控制pH的土壤电动修复装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于重金属污染物净化和处理装置，具体涉及一种自动检测并控制pH的土壤电动修复装置，包括电动修复模块、土壤pH值传感器，湿度传感器，ZigBee模块和处理器模块；电动修复模块包括阴极、阳极2个电极、土壤pH计、储液装置、电源和ZigBee模块，土壤pH计通过探针与阴极、阳极2个电极连接，土壤pH计与进水管上的控制阀门相连接；电动修复模块，土壤pH传感器，湿度传感器分别与处理器模块连接；处理器模块通过ZigBee模块与外界监控电脑连接，本实用新型结构简单，使用方便，可实现电动过程中pH的自动控制，进而调控土壤体系的pH值，通过加入ZigBee模块，实现了数据的实时网上保存，方便了实验人员随时进行查看，提高了整个修复工作的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于重金属污染物净化和处理装置，具体涉及一种自动检测并控制pH的土壤电动修复装置。
背景技术
土壤重金属污染(heavymetalpollutionofthesoil)是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。
目前，土壤修复技术分为生物修复，物理修复和化学修复。电动力学修复技术作为物理修复的一种，其原理就是是把电极插入受污染的土壤并通入直流电,发生土壤孔隙水和带电离子的迁移,土壤中的污染物质在外加电场作用下发生定向移动并在电极附近累积,定期将电极抽出处理,可将污染物除去。电动力学修复技术(以下简称电动修复)是一种新型高效的去除土壤和地下水中污染物。
在专利号为CN203875110U，公开日为2014.10.15的专利文件中公开了一种土壤PH可控的电动修复装置，该专利通过PH控制装置检测PH值并调节进水管控制阀门进行PH值的调节门，该专利存在一定的缺陷，如单个PH值控制装置进行测试，数据不够精确，同时，不够智能化，需要手动操作，实验人员也不能通过手机或电脑直接查询实验数据等。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种自动检测并控制pH的土壤电动修复装置，不仅能够检测土壤PH值并能进行自动控制，而且通过加入ZigBee模块，实现了数据的实时网上保存，也方便了实验人员随时进行查看。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种自动检测并控制pH的土壤电动修复装置，包括电动修复模块，土壤pH值传感器，湿度传感器，ZigBee模块和处理器模块；
所述电动修复模块包括阴极、阳极2个电极，土壤pH计，储液装置，电源和ZigBee模块，电源连接阴极、阳极2个电极，所述土壤pH计通过探针与阴极、阳极2个电极连接，所述土壤pH计与进水管上的控制阀门相连接，所述储液装置分别通过进水管与阴极、阳极2个电极相连；
电动修复模块，土壤pH传感器，湿度传感器分别与处理器模块连接；处理器模块通过ZigBee模块与外界监控电脑连接。
优选地，土壤pH值传感器为ZA-SOpH-A101智能数字化传感器。
优选地，阴极、阳极2个电极为空心电极钢管，空心电极钢管上开有若干开合孔，开合孔上设有控制器，控制器与土壤pH计连接。
优选地，土壤pH计与探针相连接，所述探针插入空心电极钢管中。
优选地，土壤pH值传感器用于检测土壤pH值，湿度传感器用于检测土壤中的含水量。
本实用新型的有益效果:
本实用新型结构简单，使用方便，可实现电动过程中pH的自动控制，进而调控土壤体系的pH值，通过加入ZigBee模块，实现了数据的实时网上保存，方便了实验人员随时进行查看，提高了整个修复工作的效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为电动修复装置的结构图；
其中，1为ZigBee模块，2为土壤pH计，3为控制器，4为空心电极钢管，5为进水管，6为控制阀门，7为探针，8为储液罐，9为开合孔。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
新兴的重金属污染土壤电动力学修复技术被越来越多的研究人员和国家接受,一系列实验规模的技术已日益成熟。研究表明,一些重金属如铬、镉、铜、铀、汞、锌及有机化合物(如多氯联苯、苯酚、氯苯乙烷、甲苯、三氯乙烯和乙酸等)都适合电动力学法,并且在低渗透性土壤中去除效果更好。
当把电极插入受污染的土壤并通入直流电时,就会发生土壤孔隙水和带电离子的迁移。土壤中带正电的离子向阴极移动,带负电的离子向阳极移动,不带电的污染物随着孔隙水的电渗析流而发生迁移,其迁移量和迁移速度受污染物浓度、土壤粒径和含水量、污染物离子的迁移性和电流强度的影响,此外,还与土壤孔隙水的界面化学性质和导水率有关。在电动力学过程中,发生的电子转移主要是电极上水的电解反应(E0为标准电极电位):
阴极:2H2O+2e----------2OH-+H2(g)
E0＝-0.83V
阳极:
E0＝-1.23V
也就是说，电动力学修复的目的是使土壤中的污染物质在外加电场作用下通过电渗析,电迁移和电泳发生定向移动并在电极附近累积起来,从而被除去。电动力学修复过程中的3个现象是:(1)电渗析:这是由于土壤孔隙表面带有负电荷,与孔隙水中的离子形成双电层,在外加电场作用下,引起孔隙水从阳极向阴极流动。随孔隙水迁移的污染物质富集在阴极附近,可以被抽出进行处理；(2)电迁移:是带电离子或配位体在外加电场作用下向电极迁移(正离子向阴极迁移,负离子向阳极迁移)的过程；(3)电泳:是带电粒子或胶体在外加电场作用下的迁移,土壤中的胶体粒子包括细小土壤颗粒、腐殖质及微生物细胞等,吸附在这些颗粒上的污染物质随之迁移,从而可以除去这类污染物质。
具体方案如下：
一种自动检测并控制pH的土壤电动修复装置，如图1所示，包括电动修复模块、土壤pH值传感器，湿度传感器，ZigBee模块和处理器模块；
所述电动修复模块包括阴极、阳极2个电极，土壤pH计，储液装置，电源和ZigBee模块，电源连接阴极、阳极2个电极，所述土壤pH计通过探针与阴极、阳极2个电极连接，所述土壤pH计与进水管上的控制阀门相连接，所述储液装置分别通过进水管与阴极、阳极2个电极相连；
电动修复模块，土壤pH传感器，湿度传感器分别与处理器模块连接；处理器模块通过ZigBee模块与外界监控电脑连接。
本实用新型中，通过阳极、阴极2个空心电极钢管对重金属污染土壤进行电解，通过土壤pH计监测空心电极钢管中缓冲液的pH值，当pH过低或过高时，通过土壤pH计控制进水控制阀门的开关，适时的通过进水管向空心电极钢管中加入缓冲液来调控电极附近pH值，并通过土壤pH计控制开合孔控制器，适时的开启空心电极钢管上的开合孔，使缓冲液通过开合孔进入土壤中，缓冲液离子在电场梯度中迁移，调节土壤体系的pH值，从而提高修复效率。
本实用新型中，相对于传统的电动修复技术发明，同时加入了土壤pH值传感器，湿度传感器，ZigBee模块和处理器模块，具有一定的独特性。
1.加入土壤pH值传感器，与电动修复模块中的土壤pH计，双重检测，避免了pH值测量的不准确性。2.加入湿度传感器，对于土壤中的水分含量进行检测。3.加入ZigBee模块和处理器模块，可以将测得实验数据实时通过处理器模块进行处理并上传到监控电脑，实验人员可随时进行查看。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种自动检测并控制pH的土壤电动修复装置，其特征在于：包括电动修复模块，土壤pH值传感器，湿度传感器，ZigBee模块和处理器模块；
所述电动修复模块包括阴极、阳极2个电极，土壤pH计，储液装置，和电源，电源连接阴极、阳极2个电极，所述土壤pH计通过探针与阴极、阳极2个电极连接，所述土壤pH计与进水管上的控制阀门相连接，所述储液装置分别通过进水管与阴极、阳极2个电极相连；
所述电动修复模块，土壤pH值传感器，湿度传感器分别与处理器模块连接；所述处理器模块通过ZigBee模块与外界监控电脑连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动检测并控制pH的土壤电动修复装置，其特征在于：所述土壤pH值传感器为ZA-SOpH-A101智能数字化传感器。
3.根据权利要求1所述的一种自动检测并控制pH的土壤电动修复装置，其特征在于：所述阴极、阳极2个电极为空心电极钢管，空心电极钢管上开有若干开合孔，开合孔上设有控制器，所述控制器与土壤pH计连接。
4.根据权利要求3所述的一种自动检测并控制pH的土壤电动修复装置，其特征在于：所述土壤pH计与探针相连接，所述探针插入空心电极钢管中。
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| CN (1) | CN205393173U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106563693A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-04-19 | 沈阳化工研究院有限公司 | 一种土壤修复设备及方法 |
| CN106734174A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-31 | 中国地质科学院矿产资源研究所 | 电动修复污染土壤显示系统 |
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2016
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