CN212494512U - 一种降解污染土壤中抗性基因的修复设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种降解污染土壤中抗性基因的修复设备，包括多级破碎筛分机构、泥水分离机构、电加热机构和紫外灯降解机构，所述电加热机构包括壳体、多个旋转刮板和加热盘管，所述壳体上开设有一进料口和一出料口，相邻两个旋转刮板之间搅拌区域，且该搅拌局域在转动过程中能够依次与进料口和出料口连通；所述紫外灯降解机构包括用于承载污染土壤的传送件、振动件、密封件和紫外灯，所述振动件能够使得污染土壤相对于所述传送件振动，所述紫外灯产生的光线能够对污染土壤进行辐射。本实用新型至少包括以下优点：通过电加热机构能够将污染土壤的湿度保持在预设的湿度范围内，而采用紫外光辐射的动作，能够有效降解污染土壤中的抗性基因。

Description

一种降解污染土壤中抗性基因的修复设备

技术领域

本实用新型涉及了土壤修复技术领域，具体的是一种降解污染土壤中抗性基因的修复方法及设备。

背景技术

本部分的描述仅提供与本实用新型公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

目前抗生素的滥用情况十分严重，导致耐药性细菌的增加及传播速度加速，进而引起人类感染病发病率和致死率的增加。因此，抗生素抗性基因(Antibiotic resistancegenes,ARGs)被认为是新型的环境污染物。已有研究表明，抗性基因通常位于质粒、转座子等可动遗传因子(Mobilegeneticelement)上，致病菌可通过基因水平转移(Horizontalgene transfer,HGT)作用，从环境非病原性微生物中获得ARGs，并扩散到环境土著微生物中。在土壤、地表水和地下水中的存在的环境土著微生物由此获得了抗性基因,并可大量繁殖成为抗性基因储存库。因此，近些年来土壤中ARGs及其所带来的抗生素抗性的污染受到关注日益增多，将土壤中的抗性基因有效降解也成为环境亟待解决的问题之一。

原有对抗性基因研究控制的手段主要集中于畜禽粪便、河流、湖泊、海洋等水体，对控制和减少土壤抗生素的研究手段相对较少。已有研究表明土壤矿物对抗生素的吸附行为有交叉或联合作用，而土壤中的有机物本身对不同状态的抗生素存在结合或排斥的不确定关系。有研究探讨可用植物修复来修复土壤抗生素的影响，但，植物修复或者根际修复存在见效慢的问题，同时植物的生长期货、污染土壤的浓度和深度等均会影响植物修复的效果。

紫外线(ultraviolet，UV)在给水处理的消毒技术中有广泛的应用，不仅可灭活抗生素抗性细菌的灭活效果，同时可有效去除ARGs。但目前紫外线在污染土壤抗生素的应用也开始展开。但目前对于土壤抗性基因降解有效的紫外波长属于短波灭菌紫外线，穿透能力弱。且对于淋洗后的污染土壤存在湿度较大的问题，这样会造成颗粒之间的粘附现象的产生，降低后续的紫外线降解效果。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供了一种降解污染土壤中抗性基因的修复设备，其通过电加热机构能够将污染土壤的湿度保持在预设的湿度范围内，而采用紫外光辐射的动作，能够有效降解污染土壤中的抗性基因。

本申请实施例公开了：一种降解污染土壤中抗性基因的修复设备，包括多级破碎筛分机构、泥水分离机构、电加热机构和紫外灯降解机构，

所述电加热机构包括具有一密封腔体的壳体、设置在所述腔体内且均能够绕所述壳体轴线转动的多个旋转刮板、及设置在壳体顶部的加热盘管，所述壳体的顶部上开设有一进料口、底部开设有一出料口，相邻两个所述旋转刮板之间形成用于容置泥饼的搅拌区域，且该搅拌局域在转动过程中能够依次与所述进料口和出料口连通；

所述紫外灯降解机构用于对接所述出料口，包括用于承载泥饼打松后形成的污染土壤的传送件、与所述传送件连接的振动件、沿污染土壤传送方向设置在传送件上的密封件、位于所述密封件内的多个紫外灯，所述振动件能够带动所述传送件沿垂直于污染土壤传送方向往复移动，以使得污染土壤相对于所述传送件振动，所述密封件具有供所述传送件穿设的输入口和输出口，所述紫外灯产生的光线能够对污染土壤进行辐射。

进一步地，所述多级破碎筛分机构包括将于将污染土壤破碎至18㎜的土粒的ALLU斗、用于洗脱土壤粘粒的土壤擦洗机、用于对污染土壤的粒径大小进行筛分的振动筛、以及用于对污染土壤上的抗性基因进行洗脱的螺旋洗砂机；所述泥水分离机构包括用于将污染土壤和淋洗液混成形成的泥浆进行泥水分离以得到泥饼和废水的压滤机。

进一步地，所述振动件采用能够使得污染土壤相对传送件振动的高频振动器。

进一步地，所述加热盘管采用电加热。

进一步地，所述密封件上设置有能够与外部连通以对所述密封件的内部进行降温的冷却风扇。

进一步地，所述密封件上还设置有能够与外部连通的以将密封件的内部灰尘带到外部的除尘件。

进一步地，所述传送件的传送速度在6-20m/s。

进一步地，所述传送件用于支撑污染土壤的部分采用PVC材料制成。

进一步地，包括用于对该设备进口控制的控制器和操作面板。

借由以上的技术方案，本实用新型的有益效果如下：

1、本申请中通过设置的电加热机构，能够将污染土壤的湿度保持在预设的湿度范围内，以便于在传送过程中能够较好地完成被均匀分布；且电加热机构所占用的安装空间小，进而可以在后续的搬运工序中非常便捷，能够满足上述多点采集、直接进行分析的需求，适应性更强；

2、本申请中通过设置的振动件，所述振动器具有频率高、振幅小的特性，以使得位于所述振动器作用处的污染土壤具有振动、翻滚的运动状态，从而使得污染土壤的各个面均能够有效地受到所述修复机构的辐射，进而有效地降解污染土壤中的抗性基因；

3、本申请中通过设置的紫外灯，通过对紫外灯的波长、辐照强度等性能的设置，能够实现对污染土壤上的抗性基因进行有效降解，且每个所述紫外灯可独立运行，从而使得所述紫外灯能够产生不同的辐射强度，以适应污染土壤的不同辐射要求。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型实施例中的电加热机构的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的电加热机构的部分结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的电加热机构的部分结构示意图；

图4是本实用新型实施例中的紫外灯降解机构的整体结构示意图；

图5是本实用新型实施例中的紫外灯降解机构的部分结构示意图。

以上附图的附图标记：1、壳体；2、旋转刮板；3、加热盘管；4、进料口；5、出料口；6、搅拌区域；7、传送件；8、振动件；9、密封件；10、紫外灯；11、操作面板。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅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。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

结合图1至图5所示，本实施例公开了一种降解污染土壤中抗性基因的修复设备，包括多级破碎筛分机构、泥水分离机构、电加热机构和紫外灯降解机构。优选地，经过多级破碎筛分机构和泥水分离机构的污染土壤具有小于2㎜粒径的特性，且湿度偏大。优选地上述的污染土壤中含有的抗性基因主要包括氨基糖苷类、氯霉素类、磺胺类、四环素类等。上述的电加热机构能够将污染土壤的湿度保持在预设的湿度范围内，而采用紫外灯降解机构，能够有效降解污染土壤上的氨基糖苷类、氯霉素类、磺胺类、四环素类等抗性基因。

本实施方式中，所述多级破碎筛分机构包括ALLU斗、土壤擦洗机、振动筛以及螺旋洗砂机。上述的所述多级破碎筛分机构图中未示出。其中所述ALLU斗用于将污染土壤破碎至18㎜的土粒，以初步对污染土壤进行破碎。所述的土壤擦洗机用于洗脱土壤粘粒。所述振动筛用于对污染土壤的粒径大小，直至获得粒径小于2㎜的污染土壤；同时在筛选的过程中通过淋洗液对污染土壤进行淋洗，使得大于或等于2㎜的污染土壤上的抗性基因被洗脱并溶于淋洗液中，上述淋洗后的淋洗液与粒径小于2㎜的污染土壤混合形成泥浆被输送至下级。

上述的设置方式中，所述螺旋洗砂机能够反复对污染土壤上的抗性基因进行洗脱，进而提高洗脱高效性。

本实施方式中，所述泥水分离机构包括用于将污染土壤和淋洗液混成形成的泥浆进行泥水分离以得到泥饼和废水的压滤机。所述压滤机采用板式压滤的方式对上述的泥浆进行泥水分离以得到泥饼和废水。在实际操作过程中，对废水进行收集后集中处理；对于得到的泥饼，会出现由于湿度较大而造成的难以摊平的现象，这种现象则会极大地降低后续修复机构对污染土壤的修复效率。

结合图1至图3所示，针对上述的问题，本申请通过设置的电加热机构则能够解决污染土壤由于湿度大而造成的难以摊平的技术问题。本申请采用电加热机构，其能源供应为电力；相对于现有技术中的盘管导热油加热、热风加热等机构，本申请的电加热机构所占用的安装空间小，进而可以在后续的搬运工序中非常便捷。而由于对污染土壤样本的采集需要对多个地方对比采集分析，上述的电加热机构的设计，则能够满足上述多点采集、直接进行分析的需求，适应性更强。

上述的所述电加热机构包括呈圆筒状的壳体1、设置在所述壳体1内的多个旋转刮板2、设置在所述壳体1内的加热盘管3。具体地，所述壳体1具有一密封腔体，该所述壳体1的顶部上开设有一连通所述密封腔体的进料口4、底部上开设有一连通所述密封腔体的出料口5。通过上述的进料口4能够将泥饼输送至所述壳体1的密封腔体内。

上述的所述壳体1内设置有一沿其轴线延伸的旋转轴，多个所述旋转刮板2的固定端分别固定设置在所述旋转轴上，且多个所述旋转刮板2绕所述旋转轴的周向均布设置。每个所述旋转刮板2的游离端能够与所述壳体1的内侧壁抵接，且每个所述旋转刮板2的下端面与所述壳体1的底部抵接，通过上述的结构设置，能够使得相邻两个所述旋转刮板2之间形成用于容置泥饼的独立的搅拌区域6。优选地，由于每个所述旋转刮板2在所述旋转轴的带动下持续旋转，进而使得上述的搅拌区域6在转动过程中能够依次和所述进料口4和出料口5连通。

上述的所述加热盘管3设置在壳体1的顶部位置处，以能够对处于所述密封腔体内的泥饼进行持续加热，配合所述旋转刮板2持续的转动实现搅拌，进而能够有效去除泥饼中多余的水分，使得污染土壤有泥饼状态转换成松散状，从而能够便捷地对污染土壤实现均匀平铺动作。

结合图4和图5所示，本实施方式中，所述紫外灯降解机构用于对接所述出料口5，包括用于承载泥饼打松后形成的污染土壤的传送件7、与所述传送件7连接的振动件8、沿污染土壤传送方向设置在传送件7上的密封件9、位于所述密封件9内的多个紫外灯10。

具体地，所述传送件7包括由PVC材料制成的传送带，由于所述传送带用于对含有抗性基因的污染土壤进行传送，结合PVC材料具有不能被细菌及菌类所腐化的特性，进而能够长期有效地对污染土壤进行传送，也不会对污染土壤产生反向污染的弊端。

优选地，上述传送带的传送速度设置在6-20m/s之间，传送带的宽度设置在800mm左右，上述的结构设置，在保证传送件7整体结构小巧的同时，通过控制传送速度并配合修复机构，能够对位于所述传送件7上的污染土壤进行高效修复。

上述的所述振动件8优选地为高频振动器，所述高频振动器可作用于整个所述传送带上，也可以仅作用于所述辐射机构对应的传送带的位置处。所述高频振动器具有频率高、振幅小的特性，以使得位于所述高频振动器作用处的污染土壤具有振动、翻滚的运动状态，从而使得污染土壤的各个面均能够有效地受到所述修复机构的辐射，进而有效地降解污染土壤中的抗性基因。

在另一种可实施方式中，为了避免上述污染土壤在振动的过程中从所述传送带上脱落的现象产生，在沿土壤传送方向上设置有位于所述传送带两侧以能够对振动的土壤进行遮挡的挡板件，从而使得所述污染土壤在传送的过程中始终处于所述传送带上。

上述的所述密封件9包括具有一密封腔体的壳体1，该壳体1具有供所述传送件7穿设的输入口和输出口，以使得所述传送件7能够将所述污染土壤传送至上述的密封腔体内，以配合所述紫外灯10对所述污染土壤进行辐射。

上述的多个所述紫外灯10均部设置在所述壳体1的顶部，优选地，所述紫外灯10的数量设置有25个且呈矩形状分布，以便于对污染土壤进行均匀辐射。其中，所述紫外灯10的辐射强度大于1000uw/cm²，波长优选为254nm。此处，由于上述规格的紫外灯10穿设土壤的能力较弱，为了能够更高效地对污染土壤中的抗性基因进行降解，平铺在所述传送带上的土壤的厚度控制在2-6㎜之间。

上述的设置方式中，每个所述紫外灯10对应有一个点灯电源，其中，所述点灯电源包括规格为30W的镇流器。优选地，每个所述紫外灯10可独立运行，从而使得所述紫外灯10能够产生不同的辐射强度，以适应污染土壤的不同辐射要求。

本实施方式中，所述密封件9上设置有能够与外部连通以对所述密封件9的内部进行降温的冷却风扇。具体地，所述壳体1的上部中间处设置有与所述冷却风扇配合的排气口，冷却风扇能够将所述壳体1的密封腔内的热气流从上述的排气口输送至外部，进而保证所述壳体1的密封腔内的温度处于正常辐照所需的温度范围内。

本实施方式中，所述密封件9上还设置有能够与外部连通的以将密封件9的内部灰尘带到外部的除尘件。具体地，该除尘件包括设置在所述壳体1的进料口4处的吸风罩，将振动中的污染土壤和外界中产生的灰尘等杂质排放至所述密封腔体的外部，进而保证所述密封腔体内部的洁净度。

本实施方式中，该设备包括用于对该设备进口控制的控制器和操作面板11。所述控制器分别与上述的传送机构、修复机构、冷却风扇、除尘件等实现各功能的部件信号连接，进而操作人员通过操作面板11能够分别控制各部件的动作，提高整体设备的智能性。

上述的结构设置，该设备整体集成化程度高，且整体的结构运行仅对其供电即可保证动作的有序完成。综上，该设备能够作为移动式设备可以较为便捷地移动至所需位置。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种降解污染土壤中抗性基因的修复设备，其特征在于，包括多级破碎筛分机构、泥水分离机构、电加热机构和紫外灯降解机构，

所述电加热机构包括具有一密封腔体的壳体、设置在所述腔体内且均能够绕所述壳体轴线转动的多个旋转刮板、及设置在壳体顶部的加热盘管，所述壳体的顶部上开设有一进料口、底部开设有一出料口，相邻两个所述旋转刮板之间形成用于容置泥饼的搅拌区域，且该搅拌局域在转动过程中能够依次与所述进料口和出料口连通；

所述紫外灯降解机构用于对接所述出料口，包括用于承载泥饼打松后形成的污染土壤的传送件、与所述传送件连接的振动件、沿污染土壤传送方向设置在传送件上的密封件、位于所述密封件内的多个紫外灯，所述振动件能够带动所述传送件沿垂直于污染土壤传送方向往复移动，以使得污染土壤相对于所述传送件振动，所述密封件具有供所述传送件穿设的输入口和输出口，所述紫外灯产生的光线能够对污染土壤进行辐射。

2.如权利要求1所述的降解污染土壤中抗性基因的修复设备，其特征在于，所述多级破碎筛分机构包括将于将污染土壤破碎至18㎜的土粒的ALLU斗、用于洗脱土壤粘粒的土壤擦洗机、用于对污染土壤的粒径大小进行筛分的振动筛、以及用于对污染土壤上的抗性基因进行洗脱的螺旋洗砂机；所述泥水分离机构包括用于将污染土壤和淋洗液混成形成的泥浆进行泥水分离以得到泥饼和废水的压滤机。

3.如权利要求1所述的降解污染土壤中抗性基因的修复设备，其特征在于，所述振动件采用能够使得污染土壤相对传送件振动的高频振动器。

4.如权利要求1所述的降解污染土壤中抗性基因的修复设备，其特征在于，所述加热盘管采用电加热。

5.如权利要求1所述的降解污染土壤中抗性基因的修复设备，其特征在于，所述密封件上设置有能够与外部连通以对所述密封件的内部进行降温的冷却风扇。

6.如权利要求1所述的降解污染土壤中抗性基因的修复设备，其特征在于，所述密封件上还设置有能够与外部连通的以将密封件的内部灰尘带到外部的除尘件。

7.如权利要求1所述的降解污染土壤中抗性基因的修复设备，其特征在于，所述传送件的传送速度在6-20m/s。

8.如权利要求1所述的降解污染土壤中抗性基因的修复设备，其特征在于，所述传送件用于支撑污染土壤的部分采用PVC材料制成。

9.如权利要求1-8任一项所述的降解污染土壤中抗性基因的修复设备，其特征在于，包括用于对该设备进口控制的控制器和操作面板。

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