一种重金属铜镍混合污染土壤的修复装置及其使用方法与流程

本发明涉及土壤修复设备领域，更具体地说，涉及一种重金属铜镍混合污染土壤的修复装置及其使用方法。

背景技术：

土壤是自然环境的重要组成部分，是人类赖以生存的物质基础，然而，随着社会经济的快速发展，人类的各种活动对土壤环境的影响越来越大，土壤的重金属污染问题日益严重，土壤重金属污染来源广泛，主要来自人类的生产和生活活动，包括采矿、冶炼、金属加工、化工、废电池处理、电子、制革和染料等工业排放的三废及汽车尾气排放、农药和化肥的施用等，其重金属种类主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等，由于重金属不能为土壤微生物所分解，而易于积累，转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康，需要使用土壤修复装置对重金属污染的土壤进行修复，现有土壤修复装置采用的修复技术主要有物理修复方法、化学淋洗修复方法、植物修复法等，其中化学淋洗修复法不仅可以进行原位修复，也可进行异地修复，具有治理效果稳定、修复彻底的优点，在重金属污染土壤修复领域使用的最为广泛。

但是，现有采用化学淋洗修复法的重金属污染土壤的修复装置只能对重金属污染的土壤进行简单的淋洗，淋洗效果差，导致土壤内仍然会残留大量的重金属，修复效果差，而且在淋洗过程中会产生大量的受重金属污染的污水，使污水净化的工作量较大，导致土壤修复成本很高，因此亟需设计一种重金属铜镍混合污染土壤的修复装置。

技术实现要素：

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的现有采用化学淋洗修复法的重金属污染土壤的修复装置只能对重金属污染的土壤进行一次淋洗，淋洗效果差，导致土壤内仍然会残留大量的重金属，修复效果差，而且在淋洗过程中会产生大量的受重金属污染的污水，使污水净化的工作量较大，导致土壤修复成本很高的问题，本发明的目的在于提供一种重金属铜镍混合污染土壤的修复装置及其使用方法，它可以很好的解决背景技术中提出的问题。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种重金属铜镍混合污染土壤的修复装置，包括处理箱，所述处理箱的顶部设有粉碎装置，处理箱内腔的顶面上设有冲洗装置和驱动装置，处理箱的内部设有传输装置，传输装置的顶部设有承载装置，处理箱的内部设有位于传输装置下方的分离装置，处理箱内腔的底面螺栓安装有高压潜水泵，高压潜水泵的出水口连通有出水管，出水管的另一端延伸至处理箱的外部并安装有放水阀，出水管的管线上连通有输水管，输水管的另一端延伸至处理箱的内部并连通有喷头，喷头与冲洗装置相适配，喷头的一端与处理箱的内壁连接，喷头的侧面连接有加固杆，加固杆的另一端与处理箱内腔的顶面连接，处理箱的底面上连接有垫脚，处理箱的正面安装有液位镜，处理箱的左侧面设有配电控制箱。

优选的，所述粉碎装置包括漏料管，漏料管固定穿插在处理箱的顶面上，漏料管的顶端连通有汇聚斗，汇聚斗的顶端连通有粉碎箱，粉碎箱上活动穿插有驱动轴，驱动轴的右端连接有粉碎电机，粉碎电机的底部连接有垫高台，垫高台的底面与处理箱的顶面连接，驱动轴的外部固定套接有位于粉碎箱内部的第一粉碎辊，驱动轴的左端固定套接有驱动齿轮，粉碎箱内腔的右侧面活动套接有传动轴，传动轴的外部固定套接有与第一粉碎辊相适配的第二粉碎辊，传动轴的左端延伸至粉碎箱的外部并固定套接有传动齿轮，传动齿轮与驱动齿轮啮合，粉碎箱的左侧面螺栓安装有与驱动齿轮和传动齿轮相适配的防护壳。

优选的，所述冲洗装置包括锥形不锈钢网骨架，锥形不锈钢网骨架的顶部呈直管型，锥形不锈钢网骨架的底部呈圆锥形，锥形不锈钢网骨架的顶端与处理箱内腔的顶面活动套接，锥形不锈钢网骨架的底端连接有不锈钢网管，锥形不锈钢网骨架的内壁连接有滤布，不锈钢网管的内壁连接有锥形导向圈，锥形不锈钢网骨架的内部设有离心装置和刮料装置。

优选的，所述离心装置包括支撑台，支撑台的侧面连接有支撑杆，支撑杆的另一端与不锈钢网管的内壁连接，支撑台的底面开设有插接槽，支撑台的顶面连接有锥形箱，锥形箱的表面连通有喷射嘴，支撑台的内部固定穿插有旋转接头，旋转接头的顶端与锥形箱连通，锥形箱的底端连通有输液管。

优选的，所述刮料装置包括支撑板，支撑板的一端与漏料管的侧面连接，支撑板的另一端固定套接有加强圈，支撑板的顶面开设有固定槽，固定槽内腔的底面连接有弹片，固定槽的内壁开设有限位槽，固定槽的内部活动套接有伸缩板，伸缩板的底面与弹片的顶面接触连接，伸缩板的顶面连接有刮刀，刮刀上的弧形面与滤布的内表面接触连接，伸缩板的侧面连接有限位杆，限位杆的另一端活动插接在限位槽的内部，限位杆与限位槽的内壁滑动连接。

优选的，所述驱动装置包括从动锥齿轮和定位块，从动锥齿轮固定套接在锥形不锈钢网骨架的外部，定位块与处理箱的内壁连接，定位块的侧面螺栓安装有驱动电机，驱动电机的输出轴固定套接有驱动锥齿轮，驱动锥齿轮与从动锥齿轮啮合。

优选的，所述传输装置包括传输管，传输管固定穿插在处理箱的左侧面上，传输管的右端与处理箱内腔的右侧面固定连接，传输管的前后两面均不与处理箱的内壁连接，传输管的内壁固定连接有固定杆，固定杆的外部活动套接有支撑辊，传输管的左端设有三角板，三角板上活动穿插有驱动杆，驱动杆的外部固定套接有驱动辊，驱动辊通过传送带与支撑辊传动连接，驱动杆的前端固定套接有传动轮，传输管顶面的左端螺栓安装有传动电机，传动电机的输出轴固定套接有驱动轮，驱动轮通过三角带与传动轮传动连接，传输管底面的左端螺栓连接有刮片，刮片的另一端与包覆在驱动辊外部的传送带接触连接。

优选的，所述承载装置包括输送筒，输送筒的底端与传输管的顶面连通，输送筒的顶端活动插接在不锈钢网管的内部，锥形导向圈的底端活动插接在输送筒的内部，输送筒的内壁连接有承载杆，承载杆的另一端连接有承载台，承载台活动插接在插接槽的内部，承载台顶面的中部开设有穿插孔，承载台的顶面连接有托举轴承，托举轴承的顶面与插接槽内腔的顶面连接，旋转接头的底端活动插接在穿插孔和托举轴承的内部。

优选的，所述分离装置包括支撑网和转接钢管，支撑网与处理箱的内壁固定焊接，支撑网的内表面设有阴离子交换膜，阴离子交换膜的内表面设有压紧网，支撑网、阴离子交换膜、压紧网之间通过螺栓连接；转接钢管固定穿插在处理箱的右侧面上，转接钢管的左端连通有抽水软管，抽水软管与传输管的底面连接，抽水软管的另一端自然下垂至压紧网的内部并固定套接有配重块。

优选的，使用方法包括以下步骤

第一步通过配电控制箱开启驱动电机，驱动电机通过驱动锥齿轮与从动锥齿轮的啮合作用带着锥形不锈钢网骨架转动，锥形不锈钢网骨架带着不锈钢网管转动，不锈钢网管通过支撑杆带着支撑台转动，支撑台带着锥形箱转动，锥形箱带着喷射嘴圆周运动；

第二步通过配电控制箱开启高压潜水泵，高压潜水泵驱使处理箱内部的修复剂通过出水管、输水管进入喷头，喷头将修复剂高速喷向锥形不锈钢网骨架的表面，修复剂高速穿过锥形不锈钢网骨架上的网孔并对滤布进行反冲洗，同时输水管内部的高压修复剂会通过输液管、旋转接头进入锥形箱并从喷射嘴高速喷向滤布的内表面；

第三步通过配电控制箱开启传动电机，传动电机通过驱动轮、三角带、传动轮的配合带着驱动杆转动，驱动杆带着驱动辊转动，驱动辊驱使传送带圆周运动；

第四步通过配电控制箱开启粉碎电机，粉碎电机带着驱动轴正向转动，驱动轴带着第一粉碎辊正向转动，驱动轴通过驱动齿轮与传动齿轮的啮合作用带着传动轴反向转动，传动轴带着第二粉碎辊反向转动；

第五步向粉碎箱的内部添加受重金属铜镍污染的土壤，开始土壤的修复工作；

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

通过粉碎装置对污染的土壤进行粉碎，增加土壤与修复剂的接触面积，提高了土壤修复效果，通过冲洗装置和驱动装置的配合，对粉碎后的污染土壤进行反复的冲洗、脱水、二次粉碎，清洗效果好，能够最大限度的将土壤内的重金属清洗进修复剂中，进一步提高了土壤的修复效果，通过高压潜水泵、出水管、输水管、喷头的配合对滤布进行反冲洗，将滤布内表面上粘附的泥土冲洗掉，使经过喷头冲洗之后的滤布具有良好的通透性，增加了脱水效果，使土壤内残留的重金属更少，再一次提高了土壤的修复效果，同时减少了修复剂的消耗量，降低了土壤修复的成本，通过分离装置对修复剂中的重金属阳离子进行拦截，使修复剂中的重金属阳离子集中在分离装置内部的修复剂内，极大的减少了含有重金属污水的量，使污水净化的工作量减少，进一步降低了土壤修复的成本，提高了重金属铜镍混合污染土壤的修复装置的实用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1的内部结构示意图；

图3为本发明图2中粉碎装置的内部结构示意图；

图4为本发明图3中a-a处的剖面图；

图5为本发明图2中冲洗装置的内部结构示意图；

图6为本发明图5中离心装置的内部结构示意图；

图7为本发明图5中刮料装置的结构示意图；

图8为本发明图7的俯视图；

图9为本发明图7中支撑板的内部结构示意图；

图10为本发明图9中b-b处的剖面图；

图11为本发明图2中传输装置的结构示意图；

图12为本发明图11的内部结构示意图；

图13为本发明图2中承载装置的内部结构示意图；

图14为本发明图2中分离装置的内部结构示意图；

图15为本发明图2中喷头的断面结构示意图。

图中标号说明：

1、处理箱；2、粉碎装置；201、漏料管；202、汇聚斗；203、粉碎箱；204、驱动轴；205、粉碎电机；206、垫高台；207、第一粉碎辊；208、驱动齿轮；209、传动轴；210、第二粉碎辊；211、传动齿轮；212、防护壳；3、冲洗装置；31、锥形不锈钢网骨架；32、不锈钢网管；33、滤布；34、锥形导向圈；35、离心装置；351、支撑台；352、支撑杆；353、插接槽；354、锥形箱；355、喷射嘴；356、旋转接头；357、输液管；36、刮料装置；361、支撑板；362、加强圈；363、固定槽；364、弹片；365、限位槽；366、伸缩板；367、刮刀；368、限位杆；4、驱动装置；41、从动锥齿轮；42、定位块；43、驱动电机；44、驱动锥齿轮；5、传输装置；501、传输管；502、固定杆；503、支撑辊；504、三角板；505、驱动杆；506、驱动辊；507、传送带；508、传动轮；509、传动电机；510、驱动轮；511、三角带；512、刮片；6、承载装置；61、输送筒；62、承载杆；63、承载台；64、穿插孔；65、托举轴承；7、分离装置；71、支撑网；72、阴离子交换膜；73、压紧网；74、转接钢管；75、抽水软管；76、配重块；8、高压潜水泵；9、出水管；10、放水阀；11、输水管；12、喷头；13、加固杆；14、垫脚；15、液位镜；16、配电控制箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明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发明一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例；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；都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-15，一种重金属铜镍混合污染土壤的修复装置，包括处理箱1，处理箱1的顶部设有粉碎装置2，处理箱1内腔的顶面上设有冲洗装置3和驱动装置4，处理箱1的内部设有传输装置5，传输装置5的顶部设有承载装置6，处理箱1的内部设有位于传输装置5下方的分离装置7，处理箱1内腔的底面螺栓安装有高压潜水泵8，高压潜水泵8的型号为xbd14.5/30-hy，高压潜水泵8的出水口连通有出水管9，出水管9的另一端延伸至处理箱1的外部并安装有放水阀10，出水管9的管线上连通有输水管11，输水管11的另一端延伸至处理箱1的内部并连通有喷头12，喷头12与冲洗装置3相适配，喷头12的一端与处理箱1的内壁连接，喷头12的侧面连接有加固杆13，加固杆13的另一端与处理箱1内腔的顶面连接，处理箱1的底面上连接有垫脚14，处理箱1的正面安装有液位镜15，处理箱1的左侧面设有配电控制箱16。

粉碎装置2包括漏料管201，漏料管201固定穿插在处理箱1的顶面上，漏料管201的顶端连通有汇聚斗202，汇聚斗202的顶端连通有粉碎箱203，粉碎箱203上活动穿插有驱动轴204，驱动轴204的右端连接有粉碎电机205，粉碎电机205的型号为y80m2-2,粉碎电机205的底部连接有垫高台206，垫高台206的底面与处理箱1的顶面连接，驱动轴204的外部固定套接有位于粉碎箱203内部的第一粉碎辊207，驱动轴204的左端固定套接有驱动齿轮208，粉碎箱203内腔的右侧面活动套接有传动轴209，传动轴209的外部固定套接有与第一粉碎辊207相适配的第二粉碎辊210，传动轴209的左端延伸至粉碎箱203的外部并固定套接有传动齿轮211，传动齿轮211与驱动齿轮208啮合，粉碎箱203的左侧面螺栓安装有与驱动齿轮208和传动齿轮211相适配的防护壳212。

冲洗装置3包括锥形不锈钢网骨架31，锥形不锈钢网骨架31的顶部呈直管型，锥形不锈钢网骨架31的底部呈圆锥形，锥形不锈钢网骨架31的顶端与处理箱1内腔的顶面活动套接，锥形不锈钢网骨架31的底端连接有不锈钢网管32，锥形不锈钢网骨架31的内壁连接有滤布33，不锈钢网管32的内壁连接有锥形导向圈34，锥形不锈钢网骨架31的内部设有离心装置35和刮料装置36。

离心装置35包括支撑台351，支撑台351的侧面连接有支撑杆352，支撑杆352的另一端与不锈钢网管32的内壁连接，支撑台351的底面开设有插接槽353，支撑台351的顶面连接有锥形箱354，锥形箱354的表面连通有喷射嘴355，支撑台351的内部固定穿插有旋转接头356，旋转接头356的顶端与锥形箱354连通，锥形箱354的底端连通有输液管357。

刮料装置36包括支撑板361，支撑板361的一端与漏料管201的侧面连接，支撑板361的另一端固定套接有加强圈362，支撑板361的顶面开设有固定槽363，固定槽363内腔的底面连接有弹片364，固定槽363的内壁开设有限位槽365，固定槽363的内部活动套接有伸缩板366，伸缩板366的底面与弹片364的顶面接触连接，伸缩板366的顶面连接有刮刀367，刮刀367上的弧形面与滤布33的内表面接触连接，伸缩板366的侧面连接有限位杆368，限位杆368的另一端活动插接在限位槽365的内部，限位杆368与限位槽365的内壁滑动连接。

驱动装置4包括从动锥齿轮41和定位块42，从动锥齿轮41固定套接在锥形不锈钢网骨架31的外部，定位块42与处理箱1的内壁连接，定位块42的侧面螺栓安装有驱动电机43，驱动电机43的型号为y80m2-2，驱动电机43的输出轴固定套接有驱动锥齿轮44，驱动锥齿轮44与从动锥齿轮41啮合。

传输装置5包括传输管501，传输管501固定穿插在处理箱1的左侧面上，传输管501的右端与处理箱1内腔的右侧面固定连接，传输管501的前后两面均不与处理箱1的内壁连接，处理箱1内部修复剂的液面高度低于传输管501底面的高度，传输管501的内壁固定连接有固定杆502，固定杆502的外部活动套接有支撑辊503，传输管501的左端设有三角板504，三角板504上活动穿插有驱动杆505，驱动杆505的外部固定套接有驱动辊506，驱动辊506通过传送带507与支撑辊503传动连接，驱动杆505的前端固定套接有传动轮508，传输管501顶面的左端螺栓安装有传动电机509，传动电机509的型号为y80m2-2，传动电机509的输出轴固定套接有驱动轮510，驱动轮510通过三角带511与传动轮508传动连接，传输管501底面的左端螺栓连接有刮片512，刮片512的另一端与包覆在驱动辊506外部的传送带507接触连接，用于刮除传送带507表面粘附的土壤。

承载装置6包括输送筒61，输送筒61的底端与传输管501的顶面连通，输送筒61的顶端活动插接在不锈钢网管32的内部，锥形导向圈34的底端活动插接在输送筒61的内部，输送筒61的内壁连接有承载杆62，承载杆62的另一端连接有承载台63，承载台63活动插接在插接槽353的内部，承载台63顶面的中部开设有穿插孔64，承载台63的顶面连接有托举轴承65，托举轴承65的顶面与插接槽353内腔的顶面连接，旋转接头356的底端活动插接在穿插孔64和托举轴承65的内部。

分离装置7包括支撑网71和转接钢管74，支撑网71与处理箱1的内壁固定焊接，支撑网71的内表面设有阴离子交换膜72，阴离子交换膜72的内表面设有压紧网73，支撑网71、阴离子交换膜72、压紧网73之间通过螺栓连接；转接钢管74固定穿插在处理箱1的右侧面上，转接钢管74的左端连通有抽水软管75，抽水软管75与传输管501的底面连接，抽水软管75的另一端自然下垂至压紧网73的内部并固定套接有配重块76。

使用方法包括以下步骤

第一步通过配电控制箱16开启驱动电机43，驱动电机43通过驱动锥齿轮44与从动锥齿轮41的啮合作用带着锥形不锈钢网骨架31转动，锥形不锈钢网骨架31带着不锈钢网管32转动，不锈钢网管32通过支撑杆352带着支撑台351转动，支撑台351带着锥形箱354转动，锥形箱354带着喷射嘴355圆周运动。

第二步通过配电控制箱16开启高压潜水泵8，高压潜水泵8驱使处理箱1内部的修复剂通过出水管9、输水管11进入喷头12，喷头12将修复剂高速喷向锥形不锈钢网骨架31的表面，修复剂高速穿过锥形不锈钢网骨架31上的网孔并对滤布33进行反冲洗，同时输水管11内部的高压修复剂会通过输液管357、旋转接头356进入锥形箱354并从喷射嘴355高速喷向滤布33的内表面。

第三步通过配电控制箱16开启传动电机509，传动电机509通过驱动轮510、三角带511、传动轮508的配合带着驱动杆505转动，驱动杆505带着驱动辊506转动，驱动辊506驱使传送带507圆周运动。

第四步通过配电控制箱16开启粉碎电机205，粉碎电机205带着驱动轴204正向转动，驱动轴204带着第一粉碎辊207正向转动，驱动轴204通过驱动齿轮208与传动齿轮211的啮合作用带着传动轴209反向转动，传动轴209带着第二粉碎辊210反向转动。

第五步向粉碎箱203的内部添加受重金属铜镍污染的土壤，开始土壤的修复工作。

工作原理：

首先通过配电控制箱16开启驱动电机43，驱动电机43通过驱动锥齿轮44与从动锥齿轮41的啮合作用带着锥形不锈钢网骨架31转动，锥形不锈钢网骨架31带着不锈钢网管32转动，不锈钢网管32通过支撑杆352带着支撑台351转动，支撑台351带着锥形箱354转动，锥形箱354带着喷射嘴355圆周运动，然后通过配电控制箱16开启高压潜水泵8，高压潜水泵8驱使处理箱1内部的修复剂通过出水管9、输水管11进入喷头12，喷头12以水刀的形式将修复剂高速喷向锥形不锈钢网骨架31的表面，接着修复剂高速穿过锥形不锈钢网骨架31上的网孔并对滤布33进行反冲洗，用来将滤布33内表面上粘附的泥土冲洗掉，使经过喷头12冲洗之后的滤布33具有良好的通透性，增加了脱水效果，使土壤内残留的重金属更少，再一次提高了土壤的修复效果，减少了修复剂的消耗量，降低了土壤修复的成本，同时输水管11内部的高压修复剂会通过输液管357、旋转接头356进入锥形箱354并从喷射嘴355高速喷向滤布33的内表面，对滤布33内部的土壤进行冲洗，之后通过配电控制箱16开启传动电机509，传动电机509通过驱动轮510、三角带511、传动轮508的配合带着驱动杆505转动，驱动杆505带着驱动辊506转动，驱动辊506驱使传送带507圆周运动，然后通过配电控制箱16开启粉碎电机205，粉碎电机205带着驱动轴204正向转动，驱动轴204带着第一粉碎辊207正向转动，驱动轴204通过驱动齿轮208与传动齿轮211的啮合作用带着传动轴209反向转动，传动轴209带着第二粉碎辊210反向转动，接着向粉碎箱203的内部添加受重金属铜镍污染的土壤，受重金属铜镍污染的土壤在反向转动的第一粉碎辊207和第二粉碎辊210的作用下被粉碎，粉碎之后的土壤在重力作用下穿过汇聚斗202、漏料管201并落在锥形箱354的表面，锥形箱354依靠其与土壤之间的摩擦力带着土壤快速圆周运动，然后土壤在离心力的作用下脱离锥形箱354的表面并以抛物线的形式向滤布33的内表面运动，直至土壤在其粘附力和离心力的作用下贴附在滤布33的内表面上，接着滤布33带着粘附在其上的土壤圆周运动，之后伸缩板366在弹片364弹力的作用下对刮刀367施力，使刮刀367紧贴滤布33的内壁，然后刮刀367相对滤布33内壁上的土壤运动，使刮刀367将滤布33内壁上的土壤刮除，接着被刮除的土壤在重力作用下向下移动，直至土壤重新落在锥形箱354的表面，该过程中，喷头12喷出的水刀对滤布33进行反冲洗，将滤布33内表面上粘附的泥土冲洗掉，使经过喷头12冲洗之后的滤布33具有良好的通透性，增加了土壤的脱水速度，然后土壤内的重金属随修复剂流出，使土壤内残留的重金属更少，有助于提高土壤的修复效果，同时进入滤布33的土壤全程接受喷射嘴355喷出的高速修复剂冲洗，高速喷出的修复剂射流能够对土壤进行二次粉碎，增加了土壤与修复剂的接触面积，提高了土壤修复效果，然后冲洗土壤产生的污水在离心力的作用下穿过滤布33、锥形不锈钢网骨架31并汇聚在分离装置7的内部，接着利用阴离子交换膜72对阳离子的拦截作用对重金属阳离子进行浓缩，使修复剂中的重金属阳离子集中在分离装置7内部的修复剂内，极大的减少了含有重金属污水的量，使污水净化的工作量减少，降低了土壤修复的成本，如此重复上述过程，反复对土壤进行冲洗、脱水、粉碎，直至土壤从滤布33的内壁上脱离后直接穿过锥形导向圈34、输送筒61并落在传送带507的顶面上被传送出来，完成对土壤的修复工作，即可。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。