一种增肥型土壤修复系统与方法与流程

本发明涉及环保机械领域，尤其涉及一种增肥型土壤修复系统与方法。

背景技术：

中国土壤环境状况总体不容乐观，全国土壤污染超标率达16.1％，在工矿业废弃地土壤环境问题突出的同时，耕地土壤环境质量更加堪忧；然而现有的土壤修复设备存在修复过的土壤“沙”化严重，并且营养物也一并被过滤掉了，另外土壤清洗液的回收也存在残余土渣过多的问题，容易堵塞管道。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种增肥型土壤修复系统与方法，能修复污染土源。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种增肥型土壤修复系统，包括土源传送单元、微生物降解预处理单元、微生物降解单元、清洗沉淀单元、脱水单元、粪便传送单元、灭菌除臭单元、土肥混合单元和修复后土源传送单元；所述土源传送单元的出料端与微生物降解预处理单元的入料端连接；所述微生物降解预处理单元的出料端与微生物降解单元的入料端通过下料器连接；所述微生物降解单元的出料端与清洗沉淀单元的入料端通过下料器连接；所述清洗沉淀单元的出料端与脱水单元的入料端通过下料器连接；所述粪便传送单元的出料端与灭菌除臭单元的入料端连接；所述灭菌除臭单元的出料端和脱水单元的出料端通过下料器共同与土肥混合单元的人料端连接；所述土肥混合单元的出料端与修复后土源传送单元的入料端通过下料器连接。

进一步的，所述清洗沉淀单元包括液压稳定模块、容器模块、搅拌模块和清洗液回收模块；所述清洗液回收模块和搅拌模块在容器模块内腔，并同轴心设置；所述清洗液回收模块漂浮在容器模块的内部液面上；所述搅拌模块固定设置在容器模块底部；所述吗液压稳定模块设置在清洗液回收模块正上方。

进一步的，所述清洗液回收模块包括平衡模块、过滤模块和支撑模块；所述平衡模块、过滤模块和支撑模块依次从上至下同轴心设置，其轴心位置共同连接在滤盘轴上。

进一步的，所述过滤模块包括第一滤盘、第二滤盘、第三滤盘和滤盘轴；所述第一滤盘、第二滤盘和第三滤盘为与容器模块上部内径相同的圆盘结构，并依次从下至上同轴心间距设置；在第一滤盘、第二滤盘和第三滤盘的轴心处，分别设有轴承孔，并分别与滤盘轴通过轴承连接；所述第一滤盘上均匀分布若干个圆台形通孔；所述第二滤盘的非圆心处设置第一局部滤网区，第一局部滤网区联通第二滤盘上下两侧；第二滤盘上下表面分别垂直设有矩形第一扰动板和第二扰动板，第一扰动板设置在与第一局部滤网区相对轴心的中心对称处；所述第一扰动板所在面与第二滤盘所在面的交线经过圆心；所述第二扰动板在第二滤盘下表面，并与第一扰动板镜像对称设置；所述第三滤盘的非圆心处设置第二局部滤网区，第二局部滤网区联通第三滤盘上下两侧，并与第二滤盘上的第一扰动板对应设置；第三滤盘设有若干吸水通道和硬质吸水管，若干所述吸水通道的入水孔设置在第三滤盘的上表面，吸水通道的出水端与硬质吸水管的入水端在第三滤盘内部连接；硬质吸水管出水端连接柔性吸水管入水端，柔性吸水管的出水端连接水泵，水泵出水端设置在容器模块外侧；所述第三滤盘上表面设有圆环柱形凸台，其中平衡模块设置在圆环柱形凸台的围合范围内。

进一步的，所述平衡模块包括砝码盘和浮子；所述浮子底部与滤盘轴顶部固定连接；若干所述砝码盘在z轴方向高出浮子顶面，砝码盘通过砝码盘支撑与第三滤盘上表面固定连接，所述浮子顶面中部设有六边行凹槽。

进一步的，所述支撑模块包括第一支撑盘、第二支撑盘和支撑杆；所述第一支撑盘和第二支撑盘为圆盘结构，并同轴心间距设置；第一支撑盘和第二支撑盘的边缘处通过环柱形凸台固定连接；第一支撑盘的上部与滤盘轴底部固定连接；第一支撑盘边缘处缕空成若干扇环形，若干缕空的扇环形以圆心成圆周阵列分布；第二支撑盘中部缕空成若干扇环形，若干缕空的扇环形以圆心成圆周阵列分布；第一支撑盘和第二支撑盘上的镂空部分无重合区域；若干所述支撑杆均匀设置在第二支撑盘下底面的边缘处；所述第二支撑盘底面设置若干阻力浆片若干阻力浆片与第二支撑盘底面垂直设置，并成圆周阵列分布。

进一步的，所述液压稳定模块包括液压缸、液压缸活塞杆、六角卡销；所述液压缸为可旋转液压缸，液压缸竖直固定在浮子正上方；所述六角卡销为六边行柱状结构，六角卡销顶面固定在液压缸活塞杆末端，液压缸驱动液压缸活塞杆，并带动六角卡销插入浮子上的六边形凹槽中。

进一步的，所述容器模块分为上下两部分，其上部为顶部开口的柱形结构，下部为倒锥形结构；容器模块上部柱形结构侧壁的下部设有带密封阀门的入料口，倒锥形结构底部设有出料口；所述容器模块的柱形结构内壁设有螺旋导轨；所述第二滤盘的外圆周上固定的导轮设置在螺旋导轨上。

进一步的，一种增肥型土壤修复的方法，整体方法分为微生物降解和清洗过程、粪便处理过程和土肥混合过程；

微生物降解和清洗过程：污染土源传送单元将泥土下料至微生物降解预处理单元，在微生物降解预处理单元中投放适量微生物营养液和微生物，并且充分混合；微生物降解预处理单元结束后通过下料器将泥土下料至微生物降解单元，微生物降解单元对石油烃等污染物进行降解并对降解过程中的尾气进行处理；微生物降解过程结束后通过下料器将降解后的泥土下料至清洗沉淀单元；清洗沉淀单元将土中残余的污染物分离至清洗液中，并且回收清洗液；清洗沉淀完成后通过下料器将沉淀在容器单元底部的泥土下料至脱水单元；

粪便处理过程：粪便传送单元将污染粪便传送并下料至灭菌除臭单元，灭菌除臭结束后，通过下料器将灭菌除臭好的粪便下料至土肥混合单元；

土肥混合处理步骤：土肥混合单元充分混合处理后的土和灭菌除臭后的粪便；混合结束后通过下料器将最终土源下料至修复后土源传送单元；

所述清洗沉淀单元的具体方法为；

启动液压缸，驱动六角卡销插入浮子上的六边形凹槽中，并控制气缸使六角卡销与浮子始终同步上下位移，六角卡销限制第三滤盘的旋转运动。

清洗液回收模块在重力作用下至于容器模块底部，支撑模块的若干支撑杆底部支撑在容器模块倒锥形结构内壁上；

下料器将微生物降解单元反应结束的泥土下料至清洗沉淀单元，然后向容器单元注水并投放清洗剂，在注水过程中清洗液回收模块随着水位上升而向上位移；

启动搅拌模块，使清洗液和土充分混合，搅拌过程结束后投放沉淀剂后静置，直至沉淀充分；

第三滤盘上表面的入水孔连续吸走第三滤盘上方的清洗液，第二滤盘随着液面连续降低，沿着螺旋导轨连续螺旋向下位移，清洗液从第一滤盘上均匀分布的倒圆台形过滤孔中渗入第一滤盘和第二滤盘之间的过滤腔中，过滤腔在水压的作用下清洗液从第二滤盘的第一局部滤网区渗入到第二滤盘和第三滤盘之间的过滤腔中，两过滤腔在第一扰动板和第二扰动板的作用下，清洗液持续抖动，实现第二滤盘和第三滤盘上的滤网不被土渣堵塞；最终清洗液在水压的作用下从第三滤盘上的第二局部滤网区渗出；直至支撑模与容器底部沉淀物接触，支撑模块与容器底部沉淀物接触后使清洗液回收模块整体所受浮力增大，清洗液回收模块停止向下运动。

清洗液回收过程结束后，启动下料器，将沉淀后的土下料至脱水单元。

有益效果：本发明的有益效果如下：

(1)采用处理后的粪便与处理后的土壤混合的方式，修复了土壤“沙”化严重，营养物缺乏的问题。

(2)清洗液回收模块回收过程保证了滤网区水流的扰动，解决了滤网容易堵塞的问题。

(3)清洗液回收模块有效抑制了对底部沉淀物的扰动，使回收到的清洗液不含泥土杂质

附图说明

附图1为土壤修复系统整体方案图；

附图2为清洗沉淀单元结构示意图；

附图3为清洗液回收模块结构视图；

附图4为第一滤盘示意图；

附图5为第二滤盘示意图；

附图6为第三滤盘示意图；

附图7为第一支撑盘示意图；

附图8为第二支撑盘示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示，一种增肥型土壤修复系统，包括土源传送单元1、微生物降解预处理单元8、微生物降解单元5、清洗沉淀单元6、脱水单元7、粪便传送单元9、灭菌除臭单元2、土肥混合单元3和修复后土源传送单元4；所述土源传送单元1的出料端与微生物降解预处理单元8的入料端连接；所述微生物降解预处理单元8的出料端与微生物降解单元5的入料端通过下料器连接；所述微生物降解单元5的出料端与清洗沉淀单元6的入料端通过下料器连接；所述清洗沉淀单元6的出料端与脱水单元7的入料端通过下料器连接；所述粪便传送单元9的出料端与灭菌除臭单元2的入料端连接；所述灭菌除臭单元2的出料端和脱水单元7的出料端通过下料器共同与土肥混合单元3的人料端连接；所述土肥混合单元3的出料端与修复后土源传送单元4的入料端通过下料器连接。

如附图2所示，清洗沉淀单元6包括液压稳定模块、容器模块16、搅拌模块14和清洗液回收模块；所述清洗液回收模块和搅拌模块14在容器模块内腔，并同轴心设置；所述清洗液回收模块漂浮在容器模块16的内部液面上；所述搅拌模块14固定设置在容器模块16底部；所述吗液压稳定模块设置在清洗液回收模块正上方。

如附图3所示，清洗液回收模块包括平衡模块、过滤模块和支撑模块；所述平衡模块、过滤模块和支撑模块依次从上至下同轴心设置，其轴心位置共同连接在滤盘轴上。

如附图3、4、5和6所示，过滤模块包括第一滤盘24、第二滤盘23、第三滤盘22和滤盘轴；所述第一滤盘24、第二滤盘23和第三滤盘22为与容器模块16上部内径相同的圆盘结构，并依次从下至上同轴心间距设置；在第一滤盘24、第二滤盘23和第三滤盘22的轴心处，分别设有轴承孔，并分别与滤盘轴通过轴承连接；所述第一滤盘24上均匀分布若干个圆台形通孔；所述第二滤盘23的非圆心处设置第一局部滤网区32，第一局部滤网区32联通第二滤盘23上下两侧；第二滤盘23上下表面分别垂直设有矩形第一扰动板34和第二扰动板35，第一扰动板34设置在与第一局部滤网区32相对轴心的中心对称处；所述第一扰动板34所在面与第二滤盘23所在面的交线经过圆心；所述第二扰动板35在第二滤盘23下表面，并与第一扰动板34镜像对称设置；所述第三滤盘22的非圆心处设置第二局部滤网区36，第二局部滤网区36联通第三滤盘22上下两侧，并与第二滤盘23上的第一扰动板34对应设置；第三滤盘22设有若干吸水通道21和硬质吸水管18，若干所述吸水通道21的入水孔设置在第三滤盘22的上表面，吸水通道21的出水端与硬质吸水管18的入水端在第三滤盘22内部连接；硬质吸水管18出水端连接柔性吸水管入水端，柔性吸水管的出水端连接水泵，水泵出水端设置在容器模块16外侧；所述第三滤盘22上表面设有圆环柱形凸台，其中平衡模块设置在圆环柱形凸台的围合范围内。

如附图3所示，平衡模块包括砝码盘17和浮子19；所述浮子19底部与滤盘轴顶部固定连接；若干所述砝码盘17在z轴方向高出浮子19顶面，砝码盘17通过砝码盘支撑45与第三滤盘22上表面固定连接，所述浮子19顶面中部设有六边行凹槽20；

如附图3、7和8所示，支撑模块包括第一支撑盘25、第二支撑盘29和支撑杆26；所述第一支撑盘25和第二支撑盘29为圆盘结构，并同轴心间距设置；第一支撑盘25和第二支撑盘29的边缘处通过环柱形凸台固定连接；第一支撑盘25的上部与滤盘轴底部固定连接；第一支撑盘25边缘处缕空成若干扇环形，若干缕空的扇环形以圆心成圆周阵列分布；第二支撑盘29中部缕空成若干扇环形，若干缕空的扇环形以圆心成圆周阵列分布；第一支撑盘25和第二支撑盘29上的镂空部分无重合区域；若干所述支撑杆26均匀设置在第二支撑盘29下底面的边缘处；所述第二支撑盘29底面设置若干阻力浆片27若干阻力浆片27与第二支撑盘29底面垂直设置，并成圆周阵列分布；

如附图2所示，液压稳定模块包括液压缸11、液压缸活塞杆12、六角卡销13；所述液压缸11为可旋转液压缸，液压缸11竖直固定在浮子19正上方；所述六角卡销13为六边行柱状结构，六角卡销13顶面固定在液压缸活塞杆12末端，液压缸11驱动液压缸活塞杆12，并带动六角卡销13插入浮子19上的六边形凹槽20中。

如附图2所示，容器模块16分为上下两部分，其上部为顶部开口的柱形结构，下部为倒锥形结构；容器模块16上部柱形结构侧壁的下部设有带密封阀门的入料口，倒锥形结构底部设有出料口；所述容器模块16的柱形结构内壁设有螺旋导轨28；所述第二滤盘23的外圆周上固定的导轮37设置在螺旋导轨28上；

一种增肥型土壤修复的方法，其特征在于：

如附图1所示，整体方法分为微生物降解和清洗过程、粪便处理过程和土肥混合过程；

1)微生物降解和清洗过程：污染土源传送单元1将泥土下料至微生物降解预处理单元8，在微生物降解预处理单元8中投放适量微生物营养液和微生物，并且充分混合；微生物降解预处理单元8结束后通过下料器将泥土下料至微生物降解单元5，微生物降解单元5对石油烃等污染物进行降解并对降解过程中的尾气进行处理；微生物降解过程结束后通过下料器将降解后的泥土下料至清洗沉淀单元6；清洗沉淀单元6将土中残余的污染物分离至清洗液中，并且回收清洗液；清洗沉淀完成后通过下料器将沉淀在容器单元16底部的泥土下料至脱水单元7；

2)粪便处理过程：粪便传送单元9将污染粪便传送并下料至灭菌除臭单元2，灭菌除臭结束后，通过下料器将灭菌除臭好的粪便下料至土肥混合单元3；

3)土肥混合处理步骤：土肥混合单元3充分混合处理后的土和灭菌除臭后的粪

便；混合结束后通过下料器将最终土源下料至修复后土源传送单元4；

如附图2、3、4、5、6、7和8所述清洗沉淀单元的具体方法为：

a)启动液压缸，驱动六角卡销13插入浮子19上的六边形凹槽20中，并控制气缸使六角卡销13与浮子19始终同步上下位移，六角卡销13限制第三滤盘的旋转运动。

b)清洗液回收模块在重力作用下至于容器模块16底部，支撑模块的若干支撑杆26底部支撑在容器模块16倒锥形结构内壁上；

c)下料器将微生物降解单元5反应结束的泥土下料至清洗沉淀单元6，然后向容器单元注水并投放清洗剂，在注水过程中清洗液回收模块随着水位上升而向上位移；

d)启动搅拌模块14，使清洗液和土充分混合，搅拌过程结束后投放沉淀剂后静置，直至沉淀充分；

e)第三滤盘22上表面的入水孔连续吸走第三滤盘22上方的清洗液，第二滤盘23随着液面连续降低，沿着螺旋导轨连续螺旋向下位移，清洗液从第一滤盘24上均匀分布的倒圆台形过滤孔中渗入第一滤盘24和第二滤盘23之间的过滤腔中，过滤腔在水压的作用下清洗液从第二滤盘23的第一局部滤网区渗入到第二滤盘23和第三滤盘22之间的过滤腔中，两过滤腔在第一扰动板34和第二扰动板35的作用下，清洗液持续抖动，实现第二滤盘23和第三滤盘22上的滤网不被土渣堵塞；最终清洗液在水压的作用下从第三滤盘22上的第二局部滤网区渗出；直至支撑模与容器底部沉淀物接触，支撑模块与容器底部沉淀物接触后使清洗液回收模块整体所受浮力增大，清洗液回收模块停止向下运动。

f)清洗液回收过程结束后，启动下料器，将沉淀后的土下料至脱水单元7。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。