一种重金属污染土壤的电动修复立式装置的制作方法

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种重金属污染土壤的电动修复立式装置。

背景技术：

目前，电动修复装置主要是依靠阴极和阳极两块电极板来对土壤进行电解操作，使得土壤中的重金属离子被电解出，对析出的重金属离子进行收集操作；在对土壤电解到一定程度后，土壤中的重金属离子含量达标，完成对重金属污染土壤的修复。

但是现有的电动修复装置对于重金属离子的收集效率低，一般采用将重金属离子吸附并聚集在一块，在电解完成后或在电解中途，将富集有重金属离子聚集区域的土壤取出，使得剩余土壤内的重金属含量达标；并且现有的电动修复装置没有考虑在修复重金属土壤时辐射问题，在处理被放射性重金属污染的土壤时，辐射作用尤为明显，如土壤中带有钒、钍、铼、钾放射性金属物质等；长时间的辐射容易对工人和周边环境造成不可逆的影响。

所以，现有技术的技术问题在于，重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种重金属污染土壤的电动修复立式装置，解决了现有技术中重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发的技术问题；达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

本申请实施例提供一种重金属污染土壤的电动修复立式装置，所述立式装置包括：一处理箱，所述处理箱的材质为铅板，所述处理箱上设置有出水口和进水口，所述处理箱包括：一箱体，所述箱体内设置有一容置空间，所述容置空间可容置重金属污染的土壤和液体；一端盖，所述端盖设置在箱体上；一电极板，所述电极板包括：一阳极，所述阳极设置在所述容置空间的边缘；一阴极，所述阴极设置在所述容置空间的中心部；一水处理组件，所述水处理组件可处理含重金属离子的液体；所述水处理组件的输入端和输出端分别连通所述容置空间；其中，所述电极板可在一电源作用下使所述重金属电解为重金属离子，并通过所述阴极使所述重金属离子从所述容置空间向所述水处理组件运动。

作为优选，所述出水口对应所述阴极设置，所述出水口设置在所述箱体的底面中部。

作为优选，所述水处理组件相对于所述出水口和所述出水口分别设置有连通管道。

作为优选，所述连通管道上连接设置有泵体，并通过所述泵体为液体提供速度夹持。

作为优选，所述出水口设置有隔离组件，且所述隔离组件为包覆型，所述隔离组件和所述箱体、阴极的配合构建出一个隔离空间，并通过所述隔离空间使所述土壤隔离在所述出水口外。

作为优选，所述隔离组件包括：隔板，所述隔板为包覆型，且所述隔板上设置有若干个通孔；滤布，所述滤布设置在所述隔板的内侧面或外侧面，并通过滤布使所述土壤隔离在所述出水口外。

作为优选，所述滤布对应所述隔板上的通孔设置。

作为优选，所述处理箱外侧包覆设置有一绝缘包覆层。

作为优选，所述处理箱的内侧设置有一绝缘内衬层。

作为优选，所述立式装置还包括：一铅板包覆层，所述铅板包覆层包覆在整个立式装置的外侧。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、本申请实施例中，通过铅来制造处理箱，防止辐射向外口扩散；同时在箱体的底部设置出水口，利用水或其他液体作为媒介，运输重金属离子，使得重金属离子能被快速的搬运出土壤，解决了现有技术中重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发的技术问题；达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

2、本申请实施例中，通过设置隔离组件，进一步的防止土壤进入水处理组件内，使得重金属离子的整体运输效率高且故障率低。

附图说明

图1为本申请实施例中一种重金属污染土壤的电动修复立式装置的主视向剖视结构示意图；

图2为图1中a处的放大图；

图3为图1中b处的放大图；

图4为本申请实施例中又一种重金属污染土壤的电动修复立式装置的主视向剖视结构示意图；

图5为本申请实施例中再一种处理箱的主视向剖视结构示意图。

附图标记：1、处理箱；11、箱体；111、出水口；112、土壤；12、端盖；121、冷却空间；122、冷却翅片；2、阳极；3、阴极；4、隔离组件；41、隔板；411、通孔；42、滤布；5、水处理组件；51、第一泵体；52、第二泵体；53、连通管道；54、阀体；6、布水管；61、管道内腔；62、连接管；7、绝缘包覆层；8、铅板包覆层；9、绝缘内衬层。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种重金属污染土壤112的电动修复立式装置，通过铅来制造处理箱1，防止辐射向外口扩散；同时在箱体11的底部设置出水口111，利用水或其他液体作为媒介，运输重金属离子，使得重金属离子能被快速的搬运出土壤112，解决了现有技术中重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发的技术问题；达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

一种重金属污染土壤112的电动修复立式装置，所述立式装置包括：

一处理箱1，所述处理箱1的材质为铅板，所述处理箱1上设置有出水口111和进水口，所述处理箱1包括：

具体来说，所述出水口111用来出水，进水口用来进水，进出水的目的在于携带走土壤112中电解出来的重金属离子，使得土壤112被修复；出水口111对应阴极3设置，进水口对应阳极2设置，在阳极2设置为多处时，增设布水管6来完成对阳极2的针对性布水；根据待处理土壤112的成分不同，处理箱1形状的不同，出水口111和进水口可以调整，一般来说，出水口111设置在箱体11底部，进水口设置在端盖12上；利用水流重力来实现节约能量；但上述方式在实际操作中，发现底层边缘的土壤112重金属含量高于其他部位的土壤112重金属含量；

通过大量实验，我们设计出新的水循环路线，以提高土壤112中重金属离子的抽取效率和效果，使得处理箱1内部存在重金属离子聚集的死角；具体来说将出水口111设置在端盖12上，进水口设置在箱体11的底部，采用泵体从上抽吸土壤112中的水分，采用泵体从下向上为土壤112供应水分，通过新的水循环方式，水流从下向上涌，水流在进入处理箱1内部时，流速快，可以迅速充满整个处理箱1的底部，并承托底部聚集的重金属离子向上运动出出水口111；避免重金属离子沉淀聚集在箱体11底部的角落，解决处理箱1内处理土壤112的死角问题，使得处理箱1处理后的土壤112的各个部分都能达标，都能被完全修复，也提高了电动修复的实际效率。

具体来说，所述水循环的体系的建设中还需要考虑到出水速度和进水速度，一般来说，所述土壤112在电动修复准备时，土壤112的含水率在80％-120％之间，根据待修复土壤112的重量，计算出整个处理箱1内水的含量，一般来说，每12小时电动修复状态下，需要完成一次100％的换水操作；含水量除以时间计算出水口111的流速，再根据出水口111的流速去计算进水口的流速，一般来说，出水口111流速和进水口流速持平，实现电动修复装置的稳定且高效的运转。

一箱体11，所述箱体11内设置有一容置空间，所述容置空间可容置重金属污染的土壤112和液体；

具体来说，所述出水口111设置在所述阴极3的边缘，可以最有效的收集被吸引而来的重金属离子。

一端盖12，所述端盖12设置在箱体11上；

具体来说，优选端盖12和所述箱体11之间可拆卸式连接，如螺纹连接，卡接或压接。

具体来说，对所述铅板材质的处理箱1厚度有要求，操作人员全年辐射照射量应当≤25msv/a，根据这个指标，对应所处理重金属污染土壤112的放射性强度，计算出处理箱1的厚度要求。

具体来说，所述端盖12上的布水管6是为了通过端盖12为容置空间内的土壤112供水，使得容置空间内的土壤112被电解后，重金属离子能一直被水快速携带；在进过水处理后的水具有阳离子，再次被添加到土壤112内后，能综合掉一部分氢氧根离子，使得酸碱趋于平衡，便于土壤112中的重金属离子被大量且高效的电解出。

具体来说，所述布水管6为圆环状，所述布水管6内设置有管道内腔61，所述管道内腔61上设置有中空的连接管62，所述连接管62贯通端盖12，使得管道内腔61和处理箱1的容置空间连通，使得水处理组件5将处理后的水运输到土壤112中；其中，所述连接管62优选螺纹连接在端盖12上，且所述端盖12和所述布水管6优选为一整体；所述连接管62对应所述容置空间的外侧边缘，即所述连接管62对应所述阳极2所在的位置，使得水处理组件5处理后的水优选和阳极2附近的土壤112接触。

一电极板，所述电极板包括：

一阳极2，所述阳极2设置在所述容置空间的边缘；

一阴极3，所述阴极3设置在所述容置空间的中心部；

具体来说，所述箱体11内对应阴极3设置有支撑柱，支撑柱和箱体11连接，所述阴极3套设在所述支撑柱上；所述阳极2为环状，贴合所述容置空间的内壁设置，所述土壤112设置在所述阳极2和阴极3之间，所述阳极2和阴极3的高度低于所述容置空间的深度，且土壤112可以高过所述阳极2或阴极3。

一水处理组件5，所述水处理组件5可处理含重金属离子的液体；所述水处理组件5的输入端连通所述出水口111，所述水处理组件5的输出端连通所述布水管6；

具体来说，所述水处理组件5为现有技术，原理是对含重金属离子的水或其他液体进行处理，一般采用将重金属离子和其他阴离子结合的方式，产生重金属沉淀物来处理掉其中的重金属离子。

其中，所述电极板可在一电源作用下使所述重金属电解为重金属离子，并通过所述阴极3使所述重金属离子从所述出水口111向所述水处理组件5运动。

具体来说，所述重金属离子为阳离子，在电场的作用下会向阴极3侧运动，在水或其他液体的带动下，进入阴离子下方的出水口111。

所述出水口111对应所述阴极3设置，所述出水口111设置在所述箱体11的底面中部。

所述水处理组件5相对于所述出水口111和所述布水管6分别设置有连通管道53。

具体来说，所述出水口111和布水管6分别和连通管道53螺纹连接，所述布水管6的材质优选为铅，所述布水管6和所述端盖12或箱体11为一整体；也可以是布水管6采用多层组合包覆的形式，外层采用铅板包围。

所述连通管道53上连接设置有泵体，并通过所述泵体为液体提供速度夹持。

具体来说，优选设置第一泵体51和第二泵体52，第一泵体51设置在出水口111和水处理组件5输入端之间，第二泵体52设置在水处理组件5和布水管6之间。优选在出水口111的底部设置一过滤网，进一步对水质过滤，避免对第一泵体51整个连通管道53造成影响。

具体来说，所述整个水处理组件5还需要水质有阀体54，使得水处理组件5和处理箱1之间的水循环体系可以断开，避免由于水导致电路短路；为了防止导电和漏电，所述连通管道53优选采用在外层包覆上绝缘层，如包覆橡胶，内层采用防腐蚀材质，如镀锌管。

所述出水口111设置有隔离组件4，且所述隔离组件4为包覆型，所述隔离组件4和所述箱体11、阴极3的配合构建出一个隔离空间，并通过所述隔离空间使所述土壤112隔离在所述出水口111外。

所述隔离组件4包括：隔板41，所述隔板41为包覆型，且所述隔板41上设置有若干个通孔411；滤布42，所述滤布42设置在所述隔板41的内侧面或外侧面，并通过滤布42使所述土壤112隔离在所述出水口111外。

所述滤布42对应所述隔板41上的通孔411设置。

具体来说，所述隔板41优选固定在端盖12底面上，也可以是通过在隔板41上设置卡口，卡设在阴极3上，所述隔板41上通孔411的直径优选设置在1～5mm之间，一般设置为2mm；滤布42可以用滤膜或滤纸代替，滤布42可以是粘附在隔板41表面，也可以是利用外框和隔板41配合使得滤布42被卡压在隔板41上。滤布42的设置为了在水携带重金属离子能通过，而土壤112不能通过。

所述处理箱1外侧包覆设置有一绝缘包覆层7。

所述处理箱1的内侧设置有一绝缘内衬层9。

具体来说，所述绝缘包覆层7和绝缘内衬层9都是为了避免在电解时发生漏电伤人的事件，保证装置的安全运行；绝缘包覆层7和绝缘内衬层9可以采用玻璃钢、绝缘胶垫、绝缘板。

所述立式装置还包括：一铅板包覆层8，所述铅板包覆层8包覆在整个立式装置的外侧。

具体来说，所述铅板包覆层8由若干块铅板搭建构成，用来包覆整个设备，降低设备运转过程中辐射危害，减少对周围环境和动物的放射性损害。

实施例二

在实施例一的基础上，做进一步优化，具体来说：

在对污染程度不高的土壤112修复时，考虑到能耗和效率，可以采用出水口111在下，进水口在上的方式。

所述端盖12的中部向外隆起，呈圆锥状。

通过优化端盖12的形状，使得在电解发热，使得水分向上蒸发后，水汽沿端盖12内壁倾斜向上运动，由于端盖12为圆锥状，水汽会在端盖12的中心顶部逐渐冷却聚集成水珠，在聚集到一定程度后，变为水滴朝容置空间的中部落下，即朝阴极3所在部落入，使得利用水分蒸发来改善土壤112各部分的湿润度，使得原本布水管6照顾不到的容置空间中部，能被照顾到，而且能充分利用整个装置中存在的水资源，减少水的需求，减少后期的污水排放量。

上述设置和直接采用布水管6对整个容置空间均匀布水相比，虽然均匀布水可以保证土壤112各部分都能湿润，但是由于水处理组件5的水来源于处理箱1，水中携带有大量的阳离子，当水落向容置空间的外沿四周，可以和阳极2附近大量的阴离子结合，改善整体的酸碱性，提高土壤112中重金属的电解效率；但当水落向容置空间的中部时，由于中部设置有阴极3，阴极3附近存在的是大量的阳离子，阳离子和阳离子叠加累积使得容置空间中心部的土壤112碱性更大，更加不利于容置空间中心不的土壤112电解，所以对容置空间均匀布水不可取。

所述端盖12的中部和布水管6之间存在一个冷却空间121，所述冷却空间121中心大四周小，且所述端盖12的中心部外侧还设置有冷却翅片122，加快端盖12表面的冷却，使得水汽能更快的转化为水滴向容置空间中心部运动。

技术效果：

1、本申请实施例中，通过铅来制造处理箱1，防止辐射向外口扩散；同时在箱体11的底部设置出水口111，利用水或其他液体作为媒介，运输重金属离子，使得重金属离子能被快速的搬运出土壤112，解决了现有技术中重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发的技术问题；达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

2、本申请实施例中，通过设置隔离组件4，进一步的防止土壤112进入水处理组件5内，使得重金属离子的整体运输效率高且故障率低。

工作原理：

通过铅来制造处理箱1，防止辐射向外口扩散；同时在箱体11的底部设置出水口111，利用水或其他液体作为媒介，快捷的运输重金属离子，使得重金属离子能被快速的搬运出土壤112，同时整个水循环体系的建立，简约用水，减少污水排放，也有利于向土壤112补充如氢离子之类的阳离子，保持土壤112中阴阳离子平衡，便于高效电解；解决了现有技术中重金属离子收集效率低，且电动修复过程不能防止辐射散发的技术问题；达到便捷收集重金属离子，且增强电动修复装置防辐射能力的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。