CN216937674U - 一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置，包括外侧挡板，外侧挡板的内侧设有土壤修复室，土壤修复室外侧的外侧挡板底部设有空挡板，空挡板两侧的内壁上皆设有离子交换膜，离子交换膜的内壁上皆设有微孔塑料网，空挡板一侧的外侧挡板内部设有阳极室，阳极室底部的一侧设有阳极电极板，空挡板远离阳极室一侧的外侧挡板内部设有阴极室，阴极室底部的一侧设有阴极电极板。本实用新型能够利用太阳能发电及电能贮存装置产生可持续供电的电源，为电动力土壤重金属修复装置提供清洁、环保、可持续的电源供应，可有效的解决电动力土壤重金属修复耗能较高的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及污染土壤重金属修复技术领域，具体为一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置。
背景技术
土壤环境是人类赖以生存和发展的重要根基，随着工业脚步的快速迈进，含有重金属的工业垃圾任意排放，使得土壤重金属污染问题日益严重，土壤中过度的重金属积累不仅会降低土壤质量，减弱微生物活性与丰度，还会威胁生态安全以及人类健康，由于重金属具有富集性，很难在土壤环境中被自然降解，因此当重金属的积累量超出了土壤环境自我调节的范围时，就会对土壤生态系统造成严重破坏，甚至会通过农作物进入到人体，危及粮食安全的同时也损害人类的身体健康，为了对此类土壤进行修复处理，因而需使用到相应的修复装置。
现今市场上的此类修复装置大多由电能进行驱动处理，导致其电能消耗量较高，且碳排放量较大，进而难以达到绿色修复以及持续修复的目的，严重阻碍该技术的发展。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置，以解决上述背景技术中提出修复装置大多由电能进行驱动处理，导致其电能消耗量较高，且碳排放量较大，进而难以达到绿色修复以及持续修复的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置，包括外侧挡板，所述外侧挡板的底部设有土壤修复室，所述土壤修复室外侧的外侧挡板底部设有空挡板，所述空挡板两侧的内壁上皆设有离子交换膜，所述离子交换膜的内壁上皆设有微孔塑料网，所述空挡板一侧的外侧挡板内部设有阳极室，所述阳极室底部的一侧设有阳极电极板，所述空挡板远离阳极室一侧的外侧挡板内部设有阴极室，所述阴极室底部的一侧设有阴极电极板，所述外侧挡板的一侧设有阳极电极液收集室，所述外侧挡板远离阳极电极液收集室的一侧设有阴极电极液收集室，所述土壤修复室的上方设有蓄电池，所述蓄电池一侧的外壁通过导线与阴极电极板的顶端电连接，所述蓄电池一侧的土壤修复室上方设有电流表，所述电流表的一端通过导线与蓄电池的电连接，所述电流表的另一端通过导线与阳极电极板的顶端电连接，所述蓄电池的上方设有太阳能光伏板。
优选的，所述太阳能光伏板的下方设有控制器，所述控制器的顶端通过导线与太阳能光伏板的底端电连接，以达到控制电能供给的目的。
优选的，所述蓄电池表面的一侧设有电流输出负极接线柱，所述电流输出负极接线柱一侧的蓄电池表面设有电流输出正极接线柱，以达到电流输出的目的。
优选的，所述阴极电极液收集室与阳极电极液收集室的上方皆设有蠕动泵，所述蠕动泵的一端通过导管延伸至阳极电极液收集室的内部，所述蠕动泵的另一端通过导管延伸至阴极室与阳极室的内部，以达到重金属离子减量的目的。
优选的，所述阴极室与阳极室的上方皆设有搅拌组件，所述搅拌组件的底端延伸至阴极室与阳极室的内部，以便对阴极室与阳极室内部的电极液进行搅拌处理。
优选的，所述控制器的下方设有电流控制模块，所述电流控制模块的顶端通过导线与控制器的底端电连接，所述蓄电池顶端的两侧皆设有电流输入接线柱，所述电流输入接线柱的顶端通过导线与电流控制模块的外壁电连接，以便控制电流进行输入处理。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置能够利用太阳能发电及电能贮存装置产生可持续供电的电源，为电动力土壤重金属修复装置提供清洁、环保、可持续的电源供应，可有效的解决电动力土壤重金属修复耗能较高的现有技术瓶颈；
(1)通过对重金属污染土壤进行原位修复和土壤异位修复，不需要外加电源，具有操作方便、耗能少等优点；
(2)通过各单元相对独立，现场进行实验时，安装方式简单、安装时间短，具有降低人力和物力的特点；
(3)通过各元器件已经实现规模化生产，制造成本低；
(4)通过太阳能光伏板对太阳光能进行吸收处理，并经多组元件将其转化为电能，以达到太阳能供电的目的，从而可以大量节省土壤重金属修复过程中电能的消耗；
(5)通过该修复装置对重金属土壤进行高效修复，使其具有低碳环保、去除土壤中污染物的特点，可将土壤中的重金属迁移到阴极室富集，富集的重金属具有回收价值；
(6)通过设置该性能良好的修复装置，可广泛用于修复污染介质中的无机污染物、有机污染物，满足不同污染物的治理需求。
附图说明
图1为本实用新型的正视结构示意图；
图2为本实用新型的图1中A处放大结构示意图；
图3为本实用新型的太阳能光伏板放大结构示意图；
图4为本实用新型的阳极电极液收集室三维剖面结构示意图。
图中：1、太阳能光伏板；2、蓄电池；3、阴极电极液收集室；4、阴极室；5、空挡板；6、阴极电极板；7、土壤修复室；8、阳极室；9、外侧挡板；10、阳极电极液收集室；11、阳极电极板；12、蠕动泵；13、搅拌组件；14、电流表；15、离子交换膜；16、微孔塑料网；17、控制器；18、电流控制模块；19、电流输出负极接线柱；20、电流输出正极接线柱；21、电流输入接线柱。
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。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。
请参阅图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置，包括外侧挡板9，外侧挡板9的底部设有土壤修复室7，土壤修复室7外侧的外侧挡板9底部设有空挡板5，空挡板5两侧的内壁上皆设有离子交换膜15，离子交换膜15的内壁上皆设有微孔塑料网16；
空挡板5一侧的外侧挡板9内部设有阳极室8，阳极室8底部的一侧设有阳极电极板11，空挡板5远离阳极室8一侧的外侧挡板9内部设有阴极室4，阴极室4与阳极室8的上方皆设有搅拌组件13，搅拌组件13的底端延伸至阴极室4与阳极室8的内部；
使用时，通过将搅拌组件13设置于阴极室4与阳极室8的上方，以便对阴极室4与阳极室8内部的电极液进行搅拌处理；
阴极室4底部的一侧设有阴极电极板6，外侧挡板9的一侧设有阳极电极液收集室10，外侧挡板9远离阳极电极液收集室10的一侧设有阴极电极液收集室3；
阴极电极液收集室3与阳极电极液收集室10的上方皆设有蠕动泵12，蠕动泵12的一端通过导管延伸至阳极电极液收集室10的内部，蠕动泵12的另一端通过导管延伸至阴极室4与阳极室8的内部；
使用时，通过蠕动泵12实现阳极室8与阳极电极液收集室10以及阴极室4与阴极电极液收集室3之间电极液的循环，并定期更换电极液，以达到重金属离子减量的目的；
土壤修复室7的上方设有蓄电池2，蓄电池2一侧的外壁通过导线与阴极电极板6的顶端电连接；
蓄电池2表面的一侧设有电流输出负极接线柱19，电流输出负极接线柱19一侧的蓄电池2表面设有电流输出正极接线柱20；
使用时，通过将电流输出负极接线柱19与电流输出正极接线柱20设置于蓄电池2的表面，以达到电流输出的目的；
蓄电池2一侧的土壤修复室7上方设有电流表14，电流表14的一端通过导线与蓄电池2的电连接，电流表14的另一端通过导线与阳极电极板11的顶端电连接；
蓄电池2的上方设有太阳能光伏板1，太阳能光伏板1的下方设有控制器17，控制器17的顶端通过导线与太阳能光伏板1的底端电连接；
使用时，通过将控制器17设置于太阳能光伏板1的下方，以达到控制电能供给的目的；
控制器17的下方设有电流控制模块18，电流控制模块18的顶端通过导线与控制器17的底端电连接，蓄电池2顶端的两侧皆设有电流输入接线柱21，电流输入接线柱21的顶端通过导线与电流控制模块18的外壁电连接；
使用时，通过设置有电流控制模块18与电流输入接线柱21，以便控制电流进行输入处理。
本申请实施例在使用时，首先太阳能光伏板1将太阳能转化成电能，控制器17与蓄电池2通过导线连接，实现电能的持续供给，太阳能储存系统包括蓄电池2，蓄电池2可实现直流电的持续性供给，实现电动力修复过程中电能供给，而电动力土壤重金属修复系统主要包括土壤修复室7、阳极室8、阴极室4、阳极电极液收集室10、阳极电极板11和阴极电极板6，其中土壤修复室7两侧分别设置有外侧挡板9、微孔塑料网16和离子交换膜15，避免土壤颗粒渗入阴极室4和阳极室8，造成阳极电极板11和阴极电极板6去极化现象的发生，重金属污染土壤置于土壤修复室7中，在通电的状态下形成电场，在电场作用下，溶解于电极液中的阳离子迁移到阴极室4富集，阴离子迁移到阳极室8富集，通常情况下，溶解于电极液中的重金属离子迁移到阴极电极区域富集或进入到阴极电极液中，从而实现土壤中的重金属离子减量，降低土壤中重金属离子的含量，达到修复土壤重金属的目的，再通过定期对不同区域的土壤进行重金属含量检测，达到修复标准后停止通电，对电动修复过程中产生的电极液进行后续无害化和资源化处理，而阴极室4、阳极室8与土壤修复室7之间分别设置有空挡板5、离子交换膜15和微孔塑料网16，可避免土壤颗粒进入阴极室4与阳极室8中，重金属等阳离子顺利通过离子膜，避免阴极室4产生的氢氧根离子反向迁移进入到土壤修复室7中，提升土壤重金属修复效能，因阳极室8左侧设置有阳极电极液收集室10，两室之间通过蠕动泵12实现电极液的循环，并定期更换电极液，从而实现重金属离子减量，阴极室4右侧设置有阴极电极液收集室3，在两室之间设置蠕动泵12实现电极液循环，并定期更换电极液，从而不断实现土壤中重金属离子减量，并通过定期监测电极液特性变化和土壤特性和重金属含量变化，调控电动修复时间，阴极电极板6和阳极电极板11均采用石墨板作为电极材料，而石墨材料具有良好的导电性能、耗能少、价格低廉、不产生二次污染物，以提升该修复装置的整体性能，另者阳极电极液和阴极电极液可为水溶液或酸性介质溶液，电极液可更具土壤中重金属特性进行调节，电动修复过程中，由于阴极产生大量的氢氧根离子，可采用无机酸、有机酸或络合物的水溶液，调节阴极电解液pH值，防止重金属离子形成氢氧化物沉淀，提升土壤重金属修复效能，从而完成修复装置的使用。
Claims (6)
1.一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置，其特征在于，包括外侧挡板(9)，所述外侧挡板(9)的内侧设有土壤修复室(7)，所述土壤修复室(7)外侧的外侧挡板(9)底部设有空挡板(5)，所述空挡板(5)两侧的内壁上皆设有离子交换膜(15)，所述离子交换膜(15)的内壁上皆设有微孔塑料网(16)，所述空挡板(5)一侧的外侧挡板(9)内部设有阳极室(8)，所述阳极室(8)底部的一侧设有阳极电极板(11)，所述空挡板(5)远离阳极室(8)一侧的外侧挡板(9)内部设有阴极室(4)，所述阴极室(4)底部的一侧设有阴极电极板(6)，所述外侧挡板(9)的一侧设有阳极电极液收集室(10)，所述外侧挡板(9)远离阳极电极液收集室(10)的一侧设有阴极电极液收集室(3)，所述土壤修复室(7)的上方设有蓄电池(2)，所述蓄电池(2)一侧的外壁通过导线与阴极电极板(6)的顶端电连接，所述蓄电池(2)一侧的土壤修复室(7)上方设有电流表(14)，所述电流表(14)的一端通过导线与蓄电池(2)的电连接，所述电流表(14)的另一端通过导线与阳极电极板(11)的顶端电连接，所述蓄电池(2)的上方设有太阳能光伏板(1)。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置，其特征在于：所述太阳能光伏板(1)的下方设有控制器(17)，所述控制器(17)的顶端通过导线与太阳能光伏板(1)的底端电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置，其特征在于：所述蓄电池(2)表面的一侧设有电流输出负极接线柱(19)，所述电流输出负极接线柱(19)一侧的蓄电池(2)表面设有电流输出正极接线柱(20)。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置，其特征在于：所述阴极电极液收集室(3)与阳极电极液收集室(10)的上方皆设有蠕动泵(12)，所述蠕动泵(12)的一端通过导管延伸至阳极电极液收集室(10)的内部，所述蠕动泵(12)的另一端通过导管延伸至阴极室(4)与阳极室(8)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置，其特征在于：所述阴极室(4)与阳极室(8)的上方皆设有搅拌组件(13)，所述搅拌组件(13)的底端延伸至阴极室(4)与阳极室(8)的内部。
6.根据权利要求2所述的一种基于太阳能储存系统的电动力土壤重金属修复装置，其特征在于：所述控制器(17)的下方设有电流控制模块(18)，所述电流控制模块(18)的顶端通过导线与控制器(17)的底端电连接，所述蓄电池(2)顶端的两侧皆设有电流输入接线柱(21)，所述电流输入接线柱(21)的顶端通过导线与电流控制模块(18)的外壁电连接。
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