移动式污染土壤自动检测改良设备的制作方法
【专利摘要】一种移动式污染土壤自动检测改良设备，属于环保设备领域，解决了现有的移动式污染土壤自动检测改良设备机动性差、处理效率低下、拌合不均匀、设备成本高、加药量不能自动控制等不足；它包括进料机组、上料皮带机、药剂供给系统、混合搅拌系统、输出皮带机、控制系统终端；所述药剂供给系统由药剂仓和螺旋输送机构成；所述药剂仓与混合搅拌系统之间通过螺旋输送机连接；所述进料机组与混合搅拌系统之间通过上料皮带机进行连接；所述输出皮带机与混合搅拌系统连接；控制系统终端通过电信号和数据信号与各部件相连接；本实用新型结构科学合理，移动方便，使用便捷，使得土壤改造精确合理，适宜推广应用。
【专利说明】移动式污染土壤自动检测改良设备
【技术领域】
[0001]本实用新型属于环保设备领域，具体涉及的是一种移动式污染土壤自动检测改良设备。
【背景技术】
[0002]土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。凡是妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量，还通过粮食、蔬菜，水果等间接影响人体健康的物质，都叫做土壤污染物。[I]
[0003]人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化，并进而造成农作物中某些指标超过国家标准的现象，称为土壤污染。污染物进入土壤的途径是多样的，废气中含有的污染物质，特别是颗粒物，在重力作用下沉降到地面进入土壤，废水中携带大量污染物进入土壤，固体废物中的污染物直接进入土壤或其渗出液进入土壤。其中最主要的是污水灌溉带来的土壤污染。农药、化肥的大量使用，造成土壤有机质含量下降，土壤板结，也是土壤污染的来源之一。土壤污染除导致土壤质量下降、农作物产量和品质下降外，更为严重的是土壤对污染物具有富集作用，一些毒性大的污染物，如汞、镉等富集到作物果实中，人或牲畜食用后发生中毒。如我国辽宁沈阳张士灌区由于长期引用工业废水灌溉，导致土壤和稻米中重金属镉含量超标，人畜不能食用。土壤不能再作为耕地，只能改作他用。
[0004]土壤污染物有下列4类:①化学污染物。包括无机污染物和有机污染物。前者如汞、镉、铅、砷等重金属，过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物和硫化物等；后者如各种化学农药、石油及其裂解产物，以及其他各类有机合成产物等。②物理污染物。指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等。③生物污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院)排出的废水、废物以及厩肥等。④放射性污染物。主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区，以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。
[0005]如何检测土壤的污染程度和类型，尤其是针对重金属污染的土壤，并进行有针对性的土壤改良，是现有技术中亟需解决的问题。
[0006]目前，国内针对环保设备的设计与研发还处在起步阶段，大部分环保设备主要依赖于进口，受国外土壤修复专业设备公司的掣肘。因此，国内的环保设备市场依旧被国外企业所占据。在重金属污染土壤修复领域，修复技术使用率最高的就是土壤稳定化固化技术，但目前还没有国产的专业设备可以对污染土壤进行稳定化固化处理。产自日本的土壤改良机(小松CS210a、日立ZR950JC)是目前在污染土壤处理领域相对专业的设备，但其仍具有一定的缺陷，如设备机动性较差、处理效率低下、拌合不均匀、设备成本高、加药量不能自动控制等缺点。
实用新型内容
[0007]为了克服现有的移动式污染土壤自动检测改良设备机动性差、处理效率低下、拌合不均匀、设备成本高、加药量不能自动控制等不足，本实用新型的目的在于:提供一种移动式污染土壤自动检测改良设备。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:一种移动式污染土壤自动检测改良设备，它包括进料机组、上料皮带机、药剂供给系统、混合搅拌系统、输出皮带机、控制系统终端；所述药剂供给系统由药剂仓和螺旋输送机构成；所述进料机组与混合搅拌系统之间通过上料皮带机进行连接；所述药剂仓与混合搅拌系统之间通过螺旋输送机连接；所述输出皮带机与混合搅拌系统连接；控制终端通过电信号和数据信号与进料机组、上料皮带机、药剂供给系统、混合搅拌系统、输出皮带机相连接。
[0009]所述电信号和数据信号是通过电线和数据线实现的，当然，通过现有的蓝牙或其它无线连接方式进行电信号和数据信号的连接也是可行的。
[0010]土壤修复所使用的药剂储存在药剂仓中，通过螺旋输送机将药剂加注到混合搅拌系统中。处理后的土壤通过输出皮带机排出，进行后续处理。
[0011 ] 所述进料机组包括料斗和搅拌器，搅拌器在料斗下方；还包括土壤检测器，土壤检测器位于进料机组的料斗侧壁内侧每个料斗侧壁有一个及以上的土壤检测器。
[0012]每个料斗侧壁内侧设有4个土壤检测器；所述土壤检测器为能量色散型检测系统或波长色散型检测系统。
[0013]所述能量色散型检测系统包括高压电源，X射线源，和信号接收器；高压电源与X射线源通过电线连接，所述X射线源发出X射线，X射线源通过X射线与信号接收器连接；波长色散型检测系统包括高压电源，X射线源，分光晶体，信号接收器，高压电源与X射线源通过电线连接，X射线源与分光晶体间通过射线信号连接，X射线源通过由分光晶体反射的X射线与信号接收器连接。
[0014]所述能量色散型检测系统还包括屏蔽罩，屏蔽罩位于X射线源发出的X射线所在的区域；所述波长色散型检测系统还包括屏蔽罩，屏蔽罩位于X射线源发出的X射线所在的区域；所述波长色散型检测系统还包括准直器，准直器位于X射线的路径上，位于X射线源与分光晶体之间，和/或分光晶体与信号接收器之间。
[0015]能量色散型检测系统采用高压电源为X射线源供电产生X射线，X射线照射污染土壤产生荧光X射线，由信号接收器对荧光X射线产生的电信号进行接收并将信号传给控制系统终端。控制系统终端得到数据后，根据检测到的重金属含量及种类调节药剂用量，这一环节是通过控制系统终端内的PLC来控制药剂供给系统而实现的，指令由控制系统终端发出。由于X射线有辐射，因此为保证人员安全，X射线区域内要加装屏蔽罩，防止X射线对人体产生伤害；
[0016]波长色散型检测系统的区别主要在于引入了分光晶体，分光晶体是波长色散型检测系统的心脏部分，其作用是将土样发出的经过准直后的平行的荧光X射线束，按不同波长将谱线在空间一一展开，形成一种衍射波谱，从而可以分别测量每种波长，因此，要依靠准直器保证光线的准直度。信号接收器接收到信号后，传入控制系统终端中，控制过程与能量色散型控制方式相同。同样，波长色散型也要加装屏蔽罩，避免辐射伤害。
[0017]还包括发电机，所述发电机通过电线与控制系统终端相连接。发电机优选太阳能发电机或柴油发电机。
[0018]还包括水箱，水箱位于药剂仓后。水箱将水加注到混合搅拌系统中，使药剂与污染土壤在搅拌过程中得到充分溶解，促进改良药剂与污染土壤的反应效率。
[0019]控制系统终端包括手动输入系统，PLC控制器，显示器和升压降压处理器，所述手动输入系统和显示器与PLC控制器连接；所述升压降压处理器一端与发电机连接，另一端与进料机组、上料皮带机、药剂供给系统、混合搅拌系统、输出皮带机相连接。手动输入系统可以在系统自动控制之外进行人为调整或选择，显示系统可将工作状态，工作程度，工作过程，工作结果等显示。PLC控制器控制各部分电机的启动、停止、转速。
[0020]还包括移动系统，所述移动系统包括拖式底盘，移动车，所述拖式底盘位于移动车上，除移动车和拖式底盘之外的其它设备位于拖式底盘上。
[0021]设备基本依靠电力保持正常运转，所需电力由发电机提供，由于机械设备多为强电，而控制部分多为弱电，因此控制系统终端内需要对电压进行升压及降压处理，保证电力的持续稳定输出。
[0022]所述的升压降压处理器为现有技术的升压变换器和降压变换器。
[0023]混合搅拌系统所需用水由水箱提供，水泵运转所需电力同样来自于发电机。
[0024]在混合搅拌系统中，其料斗侧壁设有XRF检测系统，每个侧壁设立个土壤检测器，共计16个土壤检测器。控制系统终端会对检测到的数据进行处理，根据污染程度调节螺旋输送机的输出，从而改变添加的药剂量。
[0025]在控制系统终端中设有PLC控制器，负责控制进料机组，上料皮带机，药剂储存供给系统，混合搅拌系统、输出皮带机等设备中电机的启停以及电机的转速。
[0026]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0027]移动式污染土壤自动检测改良设备是将全部机械及控制系统全部集成在一个专用的拖式底盘上，形成一个大型(长宽:17.5m*2.4m)的半挂车，可以及时转移施工地点，具有很强的机动性。
[0028]本设计主要由进料机组、上料皮带机、药剂供给系统、混合搅拌系统、输出皮带机、控制系统终端等功能单元组成。其工作原理如下:
[0029]污染土壤进入进料机组后，其特有的土壤检测器会对污染土壤中的重金属类别及含量进行检测，反馈给控制系统终端，控制系统终端根据污染程度计算药剂配比，然后控制药剂供给系统的药剂添加量。污染土壤经上料皮带机进入混合搅拌系统，药剂经螺旋输送器也进入混合搅拌系统，并在系统内充分混合搅拌。达到技术要求的时间后，经输出皮带机输出，再做后续处理。
[0030]本实用新型在污染土壤稳定化固化处置过程中，增加了对污染土壤中重金属含量及种类的检测过程，将检测信息反馈给控制系统终端，其根据土壤污染程度按照设定好的参数计算药剂添加量，最终由控制系统控制药剂供给系统的药剂添加量。使得土壤改造精确合理，适宜推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是本实用新型移动式污染土壤自动检测改良设备的结构示意图；
[0032]图2是图1俯视结构示意图；
[0033]图3是实施例2能量色散型XRF系统结构示意图；
[0034]图4是实施例3波长色散型XRF系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。
[0036]实施例1:
[0037]如图1所示，一种移动式污染土壤自动检测改良设备，它包括进料机组3、上料皮带机5、药剂供给系统、混合搅拌系统6、输出皮带机10、控制系统终端I ;所述药剂供给系统由药剂仓8和螺旋输送机7构成；所述进料机组3与混合搅拌系统6之间通过上料皮带机5进行连接；所述药剂仓8与混合搅拌系统6之间通过螺旋输送机7连接；所述输出皮带机10与混合搅拌系统6连接；控制终端I通过电信号和数据信号与进料机组3、上料皮带机5、药剂供给系统、混合搅拌系统6、输出皮带机10相连接。
[0038]所述电信号和数据信号是通过电线和数据线实现的，当然，通过现有的蓝牙或其它无线连接方式进行电信号和数据信号的连接也是可行的。
[0039]土壤修复所使用的药剂储存在药剂仓中，通过螺旋输送机将药剂加注到混合搅拌系统中。处理后的土壤通过输出皮带机排出，进行后续处理。
[0040]所述进料机组包括料斗和搅拌器，搅拌器在料斗下方；还包括土壤检测器，土壤检测器位于进料机组的料斗侧壁内侧，每个料斗侧壁有一个及以上的土壤检测器4。
[0041]每个料斗侧壁内侧设有4个土壤检测器。
[0042]本实用新型机械设备部分包括进料机组3，上料皮带机5，药剂储存供给系统7、8，混合搅拌系统6、输出皮带机10等。
[0043]污染土壤首先会被送入进料机组3中，进料斗侧壁的XRF检测系统4会对料斗内污染土壤中重金属的浓度进行检测。料斗每个侧壁设有4个土壤检测器，共计16个。控制系统终端I会对16组数据进行分析处理，确定适当的药剂添加量，并由控制系统终端I向PLC发出指令，控制螺旋输送机7的速度，进而控制给药量。
[0044]检测完毕后的土壤经上料皮带机5送入混合搅拌系统6中，同时螺旋输送机7将药剂仓8中的药剂也加注到混合搅拌系统6中。此外，控制系统终端根据技术要求从水箱9中加注水至混合搅拌系统6中。药剂和污染土壤在混合搅拌设备6中进行充分混合搅拌，混合搅拌后的土壤经输出皮带机10排出，进行后续处理。
[0045]设备基本依靠电力保持正常运转，所需电力由柴油发电机2提供，由于机械设备多为强电，而控制部分多为弱电，因此控制系统终端I内需要对电压进行升压及降压处理，保证电力的持续稳定输出。
[0046]实施例2:
[0047]能量色散型检测系统采用高压电源11为X射线源12供电产生X射线，X射线照射污染土壤产生荧光X射线，由信号接收器14对荧光X射线产生的电信号进行接收并将信号传给控制系统终端I。控制系统终端I得到数据后，根据检测到的重金属含量及种类调节药剂用量，这一环节是通过控制系统终端I内的PLC来控制药剂供给系统9而实现的，指令由控制系统终端I发出。由于X射线有辐射，因此为保证人员安全，X射线区域内要加装屏蔽罩13，防止X射线对人体产生伤害；其余同实施例1。
[0048]实施例3:
[0049]波长色散型检测系统的区别主要在于引入了分光晶体16，分光晶体16是波长色散型检测系统的心脏部分，其作用是将土样发出的经过准直后的平行的荧光X射线束，按不同波长将谱线在空间一一展开，形成一种衍射波谱，从而可以分别测量每种波长，因此，要依靠准直器15保证光线的准直度。信号接收器14接收到信号后，传入控制系统终端I中，控制过程与能量色散型控制方式相同。同样，波长色散型也要加装屏蔽罩13，避免辐射伤害。其余同实施例2。
[0050]实施例4:
[0051]以某重金属污染场地为例，对本实用新型设备的使用操作进行说明。具体步骤如下:
[0052]采用反铲挖掘机；自卸汽车；通用个人计算机；汉萨动力德国发电机；电子进料机，进料机规格为可承装12m3 ;XRF 土壤检测器；输送履带；土壤修复搅拌机，工作效率:每小时处理70m3污染土壤；螺旋输送器；受处理样品为某重金属污染土壤；药剂为修复该金属污染的进口药剂。具体方法如下:
[0053](I)首先利用反铲挖掘机将1m3重金属污染土壤运送至电子进料机当中。待土壤检测器对土壤中重金属(铅、镉等)污染含量进行检测，检测结果为该污染物超过土壤环境质量标准11倍。
[0054](2)检测后的污染土壤从电子进料机下方出口处输送至与其衔接的上料履带系统，由土壤检测器检测出的数据反馈至计算机终端控制系统。
[0055](3)计算机终端控制系统根据污染浓度数据终端控制系统出分析结果，操作人员利用控制系统对螺旋输送器的输送速度进行控制，以达到合理添加修复药剂的目的。
[0056](4)污染土壤与修复药剂在混合搅拌系统中进行修复处理，在处理过程中根据修复工艺的要求可以通过输水软管从水箱向搅拌器输水，调节搅拌器的转速，使污染土壤与修复药剂充分混合，搅拌混匀后的土壤从搅拌系统下方出口送至输出履带。
[0057](5)自卸汽车置于输送履带末端处，将修复后土壤运至暂存场地待检。
[0058]其余同实施例2。
[0059]以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的【具体实施方式】的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种移动式污染土壤自动检测改良设备，其特征在于，它包括进料机组、上料皮带机、药剂供给系统、混合搅拌系统、输出皮带机、控制系统终端；所述药剂供给系统由药剂仓和螺旋输送机构成；所述药剂仓与混合搅拌系统之间通过螺旋输送机连接；所述进料机组与混合搅拌系统之间通过上料皮带机进行连接；所述输出皮带机与混合搅拌系统连接；控制系统终端通过电信号和数据信号与进料机组、上料皮带机、药剂供给系统、混合搅拌系统、输出皮带机相连接；所述进料机组包括料斗和搅拌器，搅拌器在料斗下方；还包括土壤检测器，土壤检测器位于进料机组的料斗侧壁内侧，每个料斗侧壁有一个及以上的土壤检测器；所述土壤检测器为能量色散型检测系统或波长色散型检测系统。
2.根据权利要求1所述的移动式污染土壤自动检测改良设备，其特征在于:每个料斗侧壁内侧设有4个土壤检测器。
3.根据权利要求2所述的移动式污染土壤自动检测改良设备，其特征在于:所述能量色散型检测系统包括高压电源，X射线源，信号接收器；高压电源与X射线源通过电线连接，所述X射线源发出X射线，X射线源通过X射线与信号接收器连接；波长色散型检测系统包括高压电源，X射线源，分光晶体，信号接收器，高压电源与X射线源通过电线连接，X射线源与分光晶体间通过射线信号连接，X射线源通过由分光晶体反射的X射线与信号接收器连接。
4.根据权利要求3所述的移动式污染土壤自动检测改良设备，其特征在于:所述能量色散型检测系统还包括屏蔽罩，屏蔽罩位于X射线源发出的X射线所在的区域；所述波长色散型检测系统还包括屏蔽罩，屏蔽罩位于X射线源发出的X射线所在的区域；所述波长色散型检测系统还包括准直器，准直器位于X射线的路径上，位于X射线源与分光晶体之间，和/或分光晶体与信号接收器之间。
5.根据权利要求1所述的移动式污染土壤自动检测改良设备，其特征在于:还包括发电机，所述发电机通过电线与控制系统终端相连接。
6.根据权利要求1所述的移动式污染土壤自动检测改良设备，其特征在于:控制系统终端包括手动输入系统，P L C控制器，显示器，升压降压处理器，所述手动输入系统和显示器与PLC控制器连接；所述升压降压处理器一端与发电机连接，另一端与进料机组、上料皮带机、药剂供给系统、混合搅拌系统、输出皮带机相连接。
7.根据权利要求1所述的移动式污染土壤自动检测改良设备，其特征在于:还包括水箱，水箱位于药剂仓后。
8.根据权利要求1所述的移动式污染土壤自动检测改良设备，其特征在于:还包括移动系统，所述移动系统包括拖式底盘，移动车，所述拖式底盘位于移动车上，除移动车和拖式底盘外的部件均位于拖式底盘上。
【文档编号】B09C1/08GK204052360SQ201420296328
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】闫学昌, 李琼, 董小龙, 郑子健, 刘阳 申请人:中咨国宜(北京)环境修复技术有限公司