CN212442551U - 一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置，包括用于对微生物或富集砷动物进行培养的生物管，设置在生物管内用于对生物管的土壤进行清理的排出机构，以及卷覆机构；生物管包括用于安装卷覆机构的上管体以及用于培养对微生物或富集砷动物进行培养的下管体，下管体的表面设置有用于下管体内微生物或富集砷动物向待修复土壤迁移的扩散通道，下管体的内顶部设置有用于对微生物或富集砷动物进行人为控制驱散的驱散机构，从而有效的提高砷污染土壤中砷的迁移性和流动性，进而实现对砷污染土壤的快速修复，相较于现有的修复方式，修复面积更大，修复成本更低，修复效率更快效果更好。

Description

一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置

技术领域

本实用新型实施例涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置。

背景技术

目前，常用的土壤砷污染修复技术可分为2两类：利用各种手段从土壤中去除As，达到回收和减少土壤中重金属的双重目的；工程措施和植物修复是主要代表，前者有新土置换法、物理分离法等，后者涉及植物提取、植物挥发技术等和通过改变As在土壤中的赋存形态，使其稳定或固定，降低其在土壤环境中的迁移性和生物可利用性。

其中固化/稳定化技术具有费用低、修复时间短、易操作、可处理多种复合重金属污染等优点，是一种较成熟且经济有效的重金属污染修复治理技术。主要缺点是使得重金属在土壤中的赋存状态发生了改变，污染仍然存留在土壤中，随着外界环境条件变化，污染再次被释放。

而现有的工程措施修复面积小，单位修复面积的修复成本高，植物修复具有成本低、环保和治理彻底等特点，但单一的植物修复周期长、修复效率低在实际应用过程中受到了不同程度限制。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置，解决了现有的土壤砷污染修复技术单工程措施以及单植物修复存在的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置，包括用于对微生物或富集砷动物进行培养的生物管，设置在所述生物管内用于对所述生物管内微生物或富集砷动物迁移所产生的土壤进行清理的排出机构，以及设置在所述生物管上用于对所述生物管中培养的微生物或富集砷动物进行生活空间引导的卷覆机构；

所述生物管包括用于安装所述卷覆机构的上管体以及用于培养对微生物或富集砷动物进行培养的下管体，所述下管体的表面设置有用于所述下管体内微生物或富集砷动物向待修复土壤迁移的扩散通道，所述下管体的内顶部设置有用于对微生物或富集砷动物进行人为控制驱散的驱散机构；

所述卷覆机构包括转筒以及绕制在所述转筒上的遮光布，且所述遮光布上等间距分布有空白段，所述上管体上设置有拉出所述遮光布的开槽。

作为本实用新型的一种优选方案，所述下管体底部设置有积水腔，所述积水腔表面纵向等间距分布有渗水缝，所述积水腔与所述下管体的连接处设置有向待修复土壤表面延伸的导渗板，且所述导渗板顶部不高于所述扩散通道，所述上管体的顶部设置有用于汲取所述积水腔中的水分并向待修复土壤表层喷洒的喷灌系统。

作为本实用新型的一种优选方案，所述喷灌系统包括安装在上管体顶部的喷水座，所述喷水座通过橡胶软管连接在积水腔的端部，所述喷水座上设置有喷头。

作为本实用新型的一种优选方案，所述驱散机构具体为同时发光发热的灯管或超声波发生器。

作为本实用新型的一种优选方案，所述积水腔的表面设置有延伸至待修复土壤内的树形渗透管，且所述树形渗透管与所述积水腔内连通。

作为本实用新型的一种优选方案，所述排出机构包括与下管体相配合的挤出锥螺杆，以及用于驱动挤出锥螺杆转动的驱动马达，且所述驱动马达通过连接市电的线缆进行供电。

本实用新型的实施方式具有如下优点：

本实用新型通过在待修复土壤中等间距铺设联合修复装置，用微生物和超富集砷动物培养以及卷覆机构以引导性迁移的方式进行土壤的生物修复和植物种植修复的联合，从而有效的提高砷污染土壤中砷的迁移性和流动性，进而实现对砷污染土壤的快速修复，相较于现有的修复方式，修复面积更大，修复成本更低，修复效率更快效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施方式中生物管的结构示意图。

图中：

1-生物管；2-排出机构；3-卷覆机构；4-上管体；5-下管体；6-扩散通道；7-驱散机构；8-积水腔；9-渗水缝；10-导渗板；11-喷灌系统；12- 渗透管；13-喷水座；14-橡胶软管；15-喷头；

301-转筒；302-遮光布；303-空白段；304-开槽。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置，包括铺设在渗透槽中用于对微生物或富集砷动物进行培养的生物管1，设置在生物管1内用于对生物管1内微生物或富集砷动物迁移所产生的土壤进行清理的排出机构2，以及设置在生物管1上用于对生物管1中培养的微生物或富集砷动物进行生活空间引导的卷覆机构3。

本发明包括若干个联合修复装置，且等间距设置在待修复土壤上。

所述的渗透槽的开设具体是为了对于待修复土壤进行地下渗水旋耕造势(即人工进行待修复土壤的渗透水的渗透势的干涉)，根据筛选的对砷富集系数较高的植物或作物的最优化生长空间在待修复土壤上等间距挖出渗透槽；根据待修复土壤地势，向渗透槽进行深度逐渐加深的旋耕，并且使前一个旋耕形成的覆土槽底部与后一个旋耕形成的覆土槽顶部连通；对旋耕后的待修复土壤表面的覆土进行粉碎和整平，然后将联合修复装置埋设在渗透槽中。

进一步地，本实用新型提供一种微生物和超富集砷动物的培养装置，并通过卷覆机构3对生物管1中的微生物和超富集砷动物的生活空间人工干涉迁移，并对迁移过程中未被砷活化剂和植物种植过程中吸收的砷进行微生物和超富集砷动物的富集迁移作用。

在现有的利用蚯蚓进行砷污染土壤的修复过程中，一种是利用蚯蚓进行土壤中砷含量以及砷迁移动态监测，由于蚯蚓本身能在排泄物中富集砷，但并不意味着能够完全的通过蚯蚓对砷土壤进行修复，还需要额外的人工操作和干预。

本实用新型中的生物管1包括用于安装卷覆机构3的上管体4以及用于培养对微生物或富集砷动物进行培养的下管体5，在实际的埋设过程中，上管体4半埋设在土壤中，且以不影响卷覆机构3的正常使用的深度埋设。

下管体5的表面设置有用于下管体5内微生物或富集砷动物向待修复土壤迁移的扩散通道6，下管体5的内顶部设置有用于对微生物或富集砷动物进行人为控制驱散的驱散机构7。

本实用新型的工作方式为，在将砷活化剂以基肥的形式均匀撒施混合到待修复土壤中和待修复土壤进行地下渗水旋耕造势的基础上，在埋设后的非超富集砷植物种植期间，利用卷覆机构3在待修复土壤上铺进行选择性区域的遮光处理，并且超富集砷动物以及微生物的日迁移距离作为卷覆机构3对选择性遮光区域的变化周期，并在生物管1中进行微生物和超富集砷动物的培养，并在培养成型后，通过驱散机构7对生物管1中的微生物或超富集砷动物进行主动的驱逐，使得微生物或超富集砷动物通过扩散通道进入待修复土壤中，由于微生物或超富集砷动物的趋暗性，则微生物或超富集砷动物会向卷覆机构选择性遮光的区域进行迁移，从而主动引导微生物或超富集砷动物对待修复土壤中砷的地毯式处理。

本实用新型中，一般以远离生物管1端的待修复土壤向靠近生物管1 端的土壤不断靠近的方式进行遮光区域的选择，使得土壤中微生物或超富集砷动物由前一个生物管1的扩散通道6迁出，最终引导迁移至下一个生物管1中，使得更多的砷最终被带入生物管1中，由排出机构2进行排出，以便于进行集中处理。

在后期的种植超富集砷植物时，则可以在卷覆机构3没有进行遮光的区域进行种植，并以超富集砷植物的一个生长周期为卷覆机构3的选择性遮光区域的更换周期。

在针对待修复土壤中不同浓度的砷区域，可以通过上述的方式，利用卷覆机构3进行优先的遮光，使得微生物或超富集砷动物优先进行处理。

与现有的不同的是，现有技术中需要在大棚中进行待修复土壤的整体修复，并通过遮光性迫使土壤中的微生物和超富集砷动物由土壤内部迁移至土壤表面，大棚的整体造价过高，修复面积有限。

进一步地，本实用新型提供了一种由土壤定向渗透势形成的土壤带砷渗透水的喷灌循环系统：

通过在下管体5底部设置有积水腔8，积水腔8表面纵向等间距分布有渗水缝9，积水腔8与下管体5的连接处设置有向待修复土壤表面延伸的导渗板10，且导渗板10顶部不高于扩散通道6，上管体4的顶部设置有用于汲取积水腔8中的水分并向待修复土壤表层喷洒的喷灌系统11。

当土壤中的定向渗透势形成的带砷渗透水通过渗水缝9进入积水腔8 中，再有喷灌系统11汲取积水腔8中的水，向待修复土壤的表面进行喷洒，而喷灌系统11在喷灌的过程中可以加入少量的盐类物质，以及实现对土壤的喷淋，该喷灌循环系统能够在不造成土壤流失的情况下，实现对土壤的修复，加入少量的盐类物质进行喷淋，也不会对待修复土壤造成二次污染，同时也能够调节土壤的酸碱度以更适合微生物或超富集砷动物的生存。

进一步地，本实用新型中的驱散机构7具体为能够发光同时发热的灯管或者超声波器。

进一步地，本实用新型中的喷灌系统11具体为连接积水腔8的管道以及设置在管道上的微型泵和位于管道末端的喷头。

进一步地，本实用新型中的排出机构2包括与下管体5相配合的挤出锥螺杆以及驱动挤出锥螺杆转动的驱动马达，排出机构2可以在使用时才放入下管体中。

本实用新型通过线缆牵引排出机构2，当驱动马达驱动挤出锥螺杆转动时，由于挤出螺杆的特性，挤出锥螺杆会在下管体5中移动，从而实现下管体5中土壤的挤出。

卷覆机构3包括转筒301以及绕制在转筒上的遮光布302，且遮光布 302上等间距分布有空白段303，上管体4上设置有拉出遮光布302的开槽 304，遮光布则用于对选择的区域进行遮光，而空白段303则不进行遮光或者进行超富集砷植物的种植。

本实用新型的积水腔8的表面设置有延伸至待修复土壤内的树形渗透管12，且树形渗透管12与积水腔8内连通，其作用是能够在下雨等造成土壤中水含量较高时快速的将水渗透至积水腔中，有效的控制土壤的含水量。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置，其特征在于，包括铺设在渗透槽中用于对微生物或富集砷动物进行培养的生物管(1)，设置在所述生物管(1)内用于对所述生物管(1)内微生物或富集砷动物迁移所产生的土壤进行清理的排出机构(2)，以及设置在所述生物管(1)上用于对所述生物管(1)中培养的微生物或富集砷动物进行生活空间引导的卷覆机构(3)；

所述生物管(1)包括用于安装所述卷覆机构(3)的上管体(4)以及用于培养对微生物或富集砷动物进行培养的下管体(5)，所述下管体(5)的表面设置有用于所述下管体(5)内微生物或富集砷动物向待修复土壤迁移的扩散通道(6)，所述下管体(5)的内顶部设置有用于对微生物或富集砷动物进行人为控制驱散的驱散机构(7)；

所述卷覆机构(3)包括转筒(301)以及绕制在所述转筒上的遮光布(302)，且所述遮光布(302)上等间距分布有空白段(303)，所述上管体(4)上设置有拉出所述遮光布(302)的开槽(304)。

2.根据权利要求1所述的一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置，其特征在于，所述下管体(5)底部设置有积水腔(8)，所述积水腔(8)表面纵向等间距分布有渗水缝(9)，所述积水腔(8)与所述下管体(5)的连接处设置有向待修复土壤表面延伸的导渗板(10)，且所述导渗板(10)顶部不高于所述扩散通道(6)，所述上管体(4)的顶部设置有用于汲取所述积水腔(8)中的水分并向待修复土壤表层喷洒的喷灌系统(11)。

3.根据权利要求2所述的一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置，其特征在于，所述喷灌系统(11)包括安装在上管体(4)顶部的喷水座(13)，所述喷水座(13)通过橡胶软管(14)连接在积水腔(8)的端部，所述喷水座(13)上设置有喷头(15)。

4.根据权利要求1所述的一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置，其特征在于，所述驱散机构(7)具体为同时发光发热的灯管或超声波发生器。

5.根据权利要求2所述的一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置，其特征在于，所述积水腔(8)的表面设置有延伸至待修复土壤内的树形渗透管(12)，且所述树形渗透管(12)与所述积水腔(8)内连通。

6.根据权利要求1所述的一种用于治理土壤砷污染的联合修复装置，其特征在于，所述排出机构(2)包括与下管体(5)相配合的挤出锥螺杆，以及用于驱动挤出锥螺杆转动的驱动马达，且所述驱动马达通过连接市电的线缆进行供电。

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