CN211660734U - 土壤微生物修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种土壤微生物修复装置，包括：参数采集单元，包含温度传感器和湿度传感器；温度调节单元，包含换热管网以及热水供给器和冷水供给器；湿度调节单元，包含喷淋管网、通风管网和抽风机；以及控制器，分别与温度传感器、湿度传感器、热水供给器、冷水供给器和抽风机相连接，其中，喷淋管网具有喷淋进水口和喷淋回水口，换热管网含有至少两层换热子管网以及进水管和回水管，每层换热子管网具有换热进水口和换热回水口，进水管的一端分别与热水供给器和冷水供给器相连接，另一端与分别喷淋进水口和换热管网中的所有换热进水口相连通，回水管的一端与分别喷淋回水口和换热管网中的所有换热回水口相连通，另一端用于与外部水源相连通。

Description

土壤微生物修复装置

技术领域

本实用新型属于环境保护行业中的有机物污染土壤修复装置技术领域，具体涉及一种土壤微生物修复装置。

背景技术

土壤微生物修复技术是利用土壤微生物本身具备的降解有机物能力，给予一定的营养物质、微量元素、湿度、温度、pH、氧含量等，对有机物污染土壤进行生物降解的修复技术。土壤微生物修复技术能够使得有机物污染土壤逐步修复至自然状态，满足之后种植等基本使用功能，并且，土壤微生物修复技术不用添加过多的化学试剂，条件简单，所需能耗低，无二次污染风险且可以大面积应用，因此土壤微生物修复技术近年来被广泛应用于土壤修复领域。

然而，以往的土壤微生物处理技术往往选择人工定时监测数据，再相应做出调节，难以保证在两次检测中间微生物的生长环境处于适应状态，而且在调节参数后需要多次人工测量确定调完成，从而导致在修复过程中无法有效实时地控制生物反应堆体的最佳条件，导致修复效果较差。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述技术问题而进行的，目的在于提供一种土壤微生物修复装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供一种土壤微生物修复装置，用于对被容纳在生物反应腔体内的待修复土壤所形成的生物反应堆体进行修复，包括：参数采集单元，包含分别插设在生物反应堆体内的温度传感器和湿度传感器；温度调节单元，包含设置在生物反应腔体内的换热管网、以及分别向该换热管网输送热水和冷水并与外部水源相连通的热水供给器和冷水供给器；湿度调节单元，包含设置在生物反应腔体上方的喷淋管网、设置在生物反应腔体内底部的通风管网、以及抽风机；以及控制器，分别通过信号连接线与温度传感器、湿度传感器、热水供给器、冷水供给器以及抽风机相连接，其中，喷淋管网具有喷淋进水口和喷淋回水口，换热管网含有至少两层换热子管网、以及进水管和回水管，至少两层换热子管网沿生物反应腔体的高度方向间隔布置，每层换热子管网具有换热进水口和换热回水口，进水管的一端分别与热水供给器以及冷水供给器相连接，另一端与分别喷淋进水口以及换热管网中的所有换热进水口相连通，回水管的一端与分别喷淋回水口以及换热管网中的所有换热回水口相连通，另一端用于与外部水源相连通。

在本实用新型提供的土壤微生物修复装置中，还可以具有这样的特征：还包括：氧浓度调节单元，包含鼓风机、以及通风管网和抽风机，其中，通风管网具有进风口和回风口，进风口与鼓风机相连通，回风口与抽风机相连通，参数采集单元还包含插设在生物反应堆体内的至少一个氧浓度传感器，氧浓度传感器和鼓风机分别通过信号连接线与控制器相连接。

在本实用新型提供的土壤微生物修复装置中，还可以具有这样的特征：还包括：营养液添加单元，包含营养液供给器、以及喷淋管网和进水管，其中，营养液供给器与进水管的一端相连通，参数采集单元还包含插设在生物反应堆体内的氧浓度传感器，氧浓度传感器和营养液供给器分别通过信号连接线与控制器相连接。

在本实用新型提供的土壤微生物修复装置中，还可以具有这样的特征：其中，喷淋进水口处设有第一喷淋电控阀，该第一喷淋电控阀通过信号连接线与控制器相连接。

在本实用新型提供的土壤微生物修复装置中，还可以具有这样的特征：其中，喷淋回水口处设有第二喷淋电控阀，该第二喷淋电控阀通过信号连接线与控制器相连接。

在本实用新型提供的土壤微生物修复装置中，还可以具有这样的特征：其中，回水管的另一端设有回水电控阀，该回水电控阀通过信号连接线与控制器相连接。

在本实用新型提供的土壤微生物修复装置中，还可以具有这样的特征：其中，换热子管网由至少两根间隔布置的横向换热管以及至少两根间隔布置且与横向换热管相连通的纵向换热管构成。

在本实用新型提供的土壤微生物修复装置中，还可以具有这样的特征：其中，喷淋管网由至少两根间隔布置的横向喷淋管以及至少两根间隔布置且与横向喷淋管相连通的纵向喷淋管构成，横向喷淋管和纵向喷淋管均设有多个喷嘴。

在本实用新型提供的土壤微生物修复装置中，还可以具有这样的特征：其中，通风管网由至少两根间隔布置且具有多个通风孔的通风管、以及进风连接管和回风连接管构成，通风管的一端与进风连接管相连通，另一端与回风连接管相连通，进风连接管设有进风口，回风连接管设有回风口。

在本实用新型提供的土壤微生物修复装置中，还可以具有这样的特征：其中，控制器为PLC控制器。

实用新型的作用与效果

根据实用新型所涉及的土壤微生物修复装置，因为具有参数采集单元、温度调节单元、湿度调节单元以及控制器，参数采集单元包含温度传感器和湿度传感器，温度调节单元包含换热管网、热水供给器以及冷水供给器，温度调节单元包含喷淋管网、通风管网以及抽风机，控制器分别通过信号连接线与温度传感器、湿度传感器、热水供给器、冷水供给器以及抽风机相连接，所以，本实用新型的土壤微生物修复装置能够实时监测生物反应堆体中的温度和湿度情况，并进行温度和湿度的自动调节，保证修复过程中生物反应堆体始终处于最佳的反应条件，进而保证生物修复的高效运行，解决了现有技术中土壤微生物参数调节的不及时性与调节参数的人力成本投入过高问题。而且，换热管网含有至少两层换热子管网、以及进水管和回水管，至少两层换热子管网沿生物反应腔体的高度方向间隔布置，进水管的一端分别与热水供给器以及冷水供给器相连接，另一端与分别喷淋进水口以及换热管网中的所有换热进水口相连通，回水管的一端与分别喷淋回水口以及换热管网中的所有换热回水口相连通，另一端用于与外部水源相连通，不仅实现了生物反应堆体的升温、降温、加湿设备的一体化、集成化，而且保证了土壤升温或降温过程的快速完成，降低了能耗，且不需要额外设备。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中土壤微生物修复装置的电气部件连接示意图；以及

图2是本实用新型的实施例中喷淋管网以及换热管网的水流方向示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型土壤微生物修复装置的目的、特征和效果。

<实施例>

图1是本实用新型的实施例中土壤微生物修复装置的电气部件连接示意图。

如图1所示，在本实施例中，土壤微生物修复装置100用于对被容纳在生物反应腔体200内的待修复土壤所形成的生物反应堆体进行修复，包括：参数采集单元10、温度调节单元20、湿度调节单元30、氧浓度调节单元40、营养液添加单元50以及控制器60。

如图1所示，参数采集单元10包含分别插设在生物反应堆体内的温度传感器11、湿度传感器12以及氧浓度传感器13。

温度传感器11用于实时监测生物反应堆体内部的温度，并产生温度信号。

湿度传感器12用于实时监测生物反应堆体内部的湿度，并产生湿度信号。

氧浓度传感器13用于实时监测生物反应堆体内部的氧浓度，并生成氧浓度信号。

图2是本实用新型的实施例中喷淋管网以及换热管网的水流方向示意图，图中的箭头方向表示喷淋用水和换热用水的水流方向。

如图1和图2所示，温度调节单元20用于生物反应堆体内的温度进行调节，包含换热管网21、热水供给器22、冷水供给器23。

换热管网21设置在生物反应腔体200内，含有两层换热子管网211、进水管212以及回水管213。

两层换热子管网211沿生物反应腔体200的高度方向间隔平行布置，并且每层换热子管网具有换热进水口211a和换热回水口211b。在本实施例中，换热子管网211由三根均匀间隔平行布置的横向换热管211c以及三根均匀间隔布置且与横向换热管211c相连通的纵向换热管211d构成。

进水管212的上端部与分别换热管网21中的所有换热进水口211a相连通。

回水管213的上端部与换热管网21中的所有换热回水口211b相连通，下端部与外部水源300相连通。在本实施例中，回水管213的下端部设有回水电控阀213a。

热水供给器22和外部水源300相连通，并与进水管212的下端部相连接，用于向换热管网21输送热水。在本实施例中，热水供给器22具有加热器以及作为热水泵的泵，加热器分别与外部水源300和热水泵的进水口相连通，热水泵的出水口和进水管212相连通。

冷水供给器23和外部水源300相连通，并与进水管212的下端部相连接，用于向换热管网21输送冷水。在本实施例中，冷水供给器23为作为冷水泵的泵，冷水泵的进水口与外部水源300相连通，冷水泵的出水口和进水管212相连通。

如图1和图2所示，湿度调节单元30用于对生物反应罐堆体内的湿度进行调节，包含喷淋管网31、通风管网32以及抽风机33。

喷淋管网31设置在生物反应腔体200的上方，具有喷淋进水口311和喷淋回水口312，喷淋进水口311与进水管212的上端部相连通，喷淋回水口312与回水管213的上端部相连通。在本实施例中，喷淋进水口311处设有第一喷淋电控阀311a，喷淋回水口312处设有第二喷淋电控阀312a。

在本实施例中，喷淋管网31由三根均匀间隔布置的横向喷淋管313以及三根均匀间隔布置且与横向喷淋管313相连通的纵向喷淋管314构成，横向喷淋管313和纵向喷淋管314均设有沿各自长度方向均匀间隔布置的多个喷嘴315。

通风管网32设置在生物反应腔体200内的底部，由三根均匀间隔布置的通风管、进风连接管以及回风连接管构成。通风管设有沿其长度方向均匀间隔布置的多个通风孔；每一根通风管的一端与进风连接管相连通，另一端与回风连接管相连通。通风连接管上设有进风口，回风连接管上设有回风口。

抽风机33和通风管网32中的回风口相连接，用于对通风管网32进行抽风，进而对生物反应堆体进行抽风。

如图1和图2所示，氧浓度调节单元40用于对生物反应堆体内的氧浓度进行调节。该氧浓度调节单元40包含鼓风机41以及通风管网32和抽风机33。鼓风机31和通风管网32中的进风口相连通，用于向通风管网32输送含有氧气的空气，进而向生物反应堆体内输送空气以调节生物反应堆体内的氧浓度。

如图1和图2所示，营养液添加单元50用于向生物反应堆体内添加所需要的营养液，包含营养液供给器51以及喷淋管网31和进水管212。营养液供给器51和进水管212的下端部相连通，用于向喷淋管网31提供营养液，进而喷洒到生物反应堆体。在本实施例中，营养液供给器51具有用于盛装营养液的容器以及与该容器相连通的加液泵，该加液泵的出口与进水管212相连接。

如图1所示，控制器60分别通过信号连接线与温度传感器11、湿度传感器12、氧浓度传感器13、热水供给器22、冷水供给器23、抽风机33、鼓风机41、营养液供给器50、第一喷淋电控阀311a、第二喷淋电控阀312a、回水电控阀213a相连接，用于根据参数采集单元获得的温度信号、湿度信号以及氧浓度信号进行处理并发出相应的控制信号，以控制温度调节单元20、湿度调节单元30、氧浓度调节单元40以及营养液添加单元50的工作。在本实施例中，控制器60为PLC控制器。

在本实施例中，土壤微生物修复装置100的工作原理为：

在建立生物反应堆体时，添加适量氮肥、磷肥，并充分洒水，将生物反应堆体的含水率提升至90％，同时将现场温度调至30℃-40℃；土壤pH调节至6.0-7.8内。

控制器60对氧浓度传感器13实时获得的氧浓度信号进行处理，若生物反应堆体内的氧浓度低于预设氧浓度范围的下限值，控制器60控制鼓风机41通入空气直至预设氧浓度范围的上限值后自动停止；与此同时，控制器60控制抽风机33进行工作。

控制器60对温度传感器11实时获得的温度信号进行处理，若生物反应堆体内的温度低于预设温度范围的下限值，控制器60控制第喷淋电控阀311a和第二喷淋电控阀312a关闭，控制回水电控阀213a开启，并控制热水供给器22工作向换热管网21内输送预定温度的热水；若生物反应堆体内的温度高于预设温度范围的上限值，控制器60控制第一喷淋电控阀311a和第二喷淋电控阀312a关闭，控制回水电控阀213a开启，并控制冷水供给器23工作向换热管网21内输送预设温度的冷水。

控制器60对湿度传感器12实时获得的湿度进行处理，若生物反应堆体内的湿度低于预设湿度范围的下限值，控制器60控制第一喷淋电控阀311a开启，控制第二喷淋电控阀312和回水电控阀213a关闭，并控制冷水供给器23工作向喷淋管网31输送水。若生物反应堆体内的湿度高于预设湿度范围的上限值，控制器60控制抽风机33工作进行抽风；与此同时，控制器60控制鼓风机41工作。

控制器60对氧浓度传感器13实时获得的氧浓度信号进行处理，若生物反应堆体内的耗氧速率低于预设耗氧速率范围的下限值值，控制器60控制第一喷淋电控阀311a开启，控制第二喷淋电控阀312和回水电控阀213a关闭，并控制营养液供给器50工作向喷淋管网31输送营养液。

实施例的作用与效果

根据实施例所涉及的土壤微生物修复装置，因为具有参数采集单元、温度调节单元、湿度调节单元以及控制器，参数采集单元包含温度传感器和湿度传感器，温度调节单元包含换热管网、热水供给器以及冷水供给器，温度调节单元包含喷淋管网、通风管网以及抽风机，控制器分别通过信号连接线与温度传感器、湿度传感器、热水供给器、冷水供给器以及抽风机相连接，所以，本实施例的土壤微生物修复装置能够实时监测生物反应堆体中的温度和湿度情况，并进行温度和湿度的自动调节，保证修复过程中生物反应堆体始终处于最佳的反应条件，进而保证生物修复的高效运行，解决了现有技术中土壤微生物参数调节的不及时性与调节参数的人力成本投入过高问题。而且，换热管网含有至少两层换热子管网、以及进水管和回水管，至少两层换热子管网沿生物反应腔体的高度方向间隔布置，进水管的一端分别与热水供给器以及冷水供给器相连接，另一端与分别喷淋进水口以及换热管网中的所有换热进水口相连通，回水管的一端与分别喷淋回水口以及换热管网中的所有换热回水口相连通，另一端用于与外部水源相连通，不仅实现了生物反应堆体的升温、降温、加湿设备的一体化、集成化，而且保证了土壤升温或降温过程的快速完成，降低了能耗，且不需要额外设备。

另外，因为还具有鼓风机，该鼓风机与通风管网和抽风机共同构成氧浓度调节单元，并且参数采集单元还包含氧浓度传感器，氧浓度传感器和鼓风机分别通过信号连接线与控制器相连接，能够实时监测生物反应堆体中的氧浓度情况，并进行氧浓度的自动调节，进一步保证修复过程中生物反应堆体始终处于最佳的反应条件，进而更好地保证生物修复的高效运行。

此外，因为还具有营养液供给器，该营养液供给器与喷淋管网和进水管共同构成营养液添加单元，参数采集单元还包含氧浓度传感器，氧浓度传感器和营养液供给器分别通过信号连接线与控制器相连接，能够实时监测生物反应堆体中的氧浓度情况，并根据耗氧速率向生物反应堆体中自动添加营养液，进一步保证修复过程中生物反应堆体始终处于最佳的反应条件，避免了人为加药时由操作误差带来的加药过多、不足等问题。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种土壤微生物修复装置，用于对被容纳在生物反应腔体内的待修复土壤所形成的生物反应堆体进行修复，其特征在于，包括：

参数采集单元，包含分别插设在所述生物反应堆体内的温度传感器和湿度传感器；

温度调节单元，包含设置在所述生物反应腔体内的换热管网、以及分别向该换热管网输送热水和冷水并与外部水源相连通的热水供给器和冷水供给器；

湿度调节单元，包含设置在所述生物反应腔体上方的喷淋管网、设置在所述生物反应腔体内底部的通风管网、以及抽风机；以及

控制器，分别通过信号连接线与所述温度传感器、所述湿度传感器、所述热水供给器、所述冷水供给器以及所述抽风机相连接，

其中，所述喷淋管网具有喷淋进水口和喷淋回水口，

所述换热管网含有至少两层换热子管网、以及进水管和回水管，

所述至少两层换热子管网沿所述生物反应腔体的高度方向间隔布置，每层所述换热子管网具有换热进水口和换热回水口，

所述进水管的一端分别与所述热水供给器以及所述冷水供给器相连接，另一端与分别所述喷淋进水口以及所述换热管网中的所有所述换热进水口相连通，

所述回水管的一端与分别所述喷淋回水口以及所述换热管网中的所有所述换热回水口相连通，另一端用于与所述外部水源相连通。

2.根据权利要求1所述的土壤微生物修复装置，其特征在于，还包括：

氧浓度调节单元，包含鼓风机、以及所述通风管网和所述抽风机，

其中，所述通风管网具有进风口和回风口，所述进风口与所述鼓风机相连通，所述回风口与所述抽风机相连通，

所述参数采集单元还包含插设在所述生物反应堆体内的至少一个氧浓度传感器，

所述氧浓度传感器和所述鼓风机分别通过信号连接线与所述控制器相连接。

3.根据权利要求1所述的土壤微生物修复装置，其特征在于，还包括：

营养液添加单元，包含营养液供给器、以及所述喷淋管网和所述进水管，

其中，所述营养液供给器与所述进水管的所述一端相连通，

所述参数采集单元还包含插设在所述生物反应堆体内的氧浓度传感器，

所述氧浓度传感器和所述营养液供给器分别通过信号连接线与所述控制器相连接。

4.根据权利要求1所述的土壤微生物修复装置，其特征在于：

其中，所述喷淋进水口处设有第一喷淋电控阀，该第一喷淋电控阀通过信号连接线与所述控制器相连接。

5.根据权利要求4所述的土壤微生物修复装置，其特征在于：

其中，所述喷淋回水口处设有第二喷淋电控阀，该第二喷淋电控阀通过信号连接线与所述控制器相连接。

6.根据权利要求1所述的土壤微生物修复装置，其特征在于：

其中，所述回水管的所述另一端设有回水电控阀，该回水电控阀通过信号连接线与所述控制器相连接。

7.根据权利要求1所述的土壤微生物修复装置，其特征在于：

其中，所述换热子管网由至少两根间隔布置的横向换热管以及至少两根间隔布置且与所述横向换热管相连通的纵向换热管构成。

8.根据权利要求1所述的土壤微生物修复装置，其特征在于：

其中，所述喷淋管网由至少两根间隔布置的横向喷淋管以及至少两根间隔布置且与所述横向喷淋管相连通的纵向喷淋管构成，

所述横向喷淋管和所述纵向喷淋管均设有多个喷嘴。

9.根据权利要求2所述的土壤微生物修复装置，其特征在于：

其中，所述通风管网由至少两根间隔布置且具有多个通风孔的通风管、以及进风连接管和回风连接管构成，

所述通风管的一端与所述进风连接管相连通，另一端与所述回风连接管相连通，

所述进风连接管设有所述进风口，

所述回风连接管设有所述回风口。

10.根据权利要求1所述的土壤微生物修复装置，其特征在于：

其中，所述控制器为PLC控制器。

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