一种喷淋热处理土壤修复系统及其修复方法与流程

本发明属于土壤修复技术领域，尤其涉及一种喷淋热处理土壤修复系统及其修复方法。

背景技术：

土壤修复能够改善土壤环境。现有用于土壤修复的设备不能够实现土壤的彻底修复，导致土壤修复效率较低。基于上述理由，本发明在土壤喷淋修复技术以及热处理修复技术的技术基础上，将土壤喷淋修复与热处理修复进行有效整合并改进，设计了一种喷淋热处理土壤修复系统及其修复方法，以实现污染土壤的彻底性修复，土壤修复效果好，且效率高。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种喷淋热处理土壤修复系统及其修复方法，土壤修复效果好，且效率高。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种喷淋热处理土壤修复系统，包括喷淋热处理土壤修复设备、中间土壤输送装置和土壤破碎研磨器；所述喷淋热处理土壤修复设备用于对土壤进行喷淋热处理修复，所述中间土壤输送装置将经喷淋热处理土壤修复设备修复后的土壤输送至土壤破碎研磨器，所述土壤破碎研磨器对土壤进行破碎以及研磨；

所述喷淋热处理土壤修复设备包括微波加热容器和喷淋头；所述微波加热容器为矩形箱体结构，其中部位置设置有竖向的矩形箱板，所述矩形箱板竖向滑移配合贯穿整个微波加热容器设置；所述矩形箱板的两侧对称设置有两个弹性伸缩板，两个弹性伸缩板分别与微波加热容器的内侧器壁、微波加热容器的内顶器壁、矩形箱板的外侧板面之间共同限位构成土壤修复腔室；所述喷淋头设置于土壤修复腔室的内顶部，且每个土壤修复腔室内的喷淋头均包括至少一个土壤修复剂喷淋头和至少一个水喷淋头；

所述弹性伸缩板的一端通过第一转轴与微波加热容器的内侧器壁转动连接，所述弹性伸缩板的另一端通过第二转轴与矩形箱板的外侧板面转动连接，且矩形箱板的底部设置有液压缸；所述液压缸驱动矩形箱板上、下移动带动两个弹性伸缩板绕第一转轴定点同步上、下摆动以翻转土壤修复腔室内的土壤，且每个弹性伸缩板上均设置有对土壤进行搅拌的搅拌机构；

所述矩形箱板的两侧开设有进气口，两个所述土壤修复腔室分别通过进气口与矩形箱板的内部空腔导通，且进气口始终处于土壤修复腔室内部并位于土壤修复腔室内的土壤上方；所述矩形箱板顶部设置有出气口，所述出气口通过导气管连接至废气处理系统，且导气管上安装有提供气体导流动力的引风机；导通所述矩形箱板的内底部连接有排水管，所述排水管上安装有阀门；

所述土壤破碎研磨器包括从上到下一体成型的扩张入料罩、竖直土壤破碎研磨罩和收缩出料罩，所述土壤破碎研磨器还包括土壤破碎机构和土壤研磨机构，所述土壤破碎机构的破碎部以及土壤研磨机构的研磨部均位于竖直土壤破碎研磨罩内，且破碎部位于研磨部正上方。

进一步地，所述弹性伸缩板在上、下摆动过程中弹性伸长或缩短；两个所述弹性伸缩板同步下摆至下极限位置构成倒八字形结构；两个所述弹性伸缩板同步上摆至上极限位置构成正八字形结构。

进一步地，所述弹性伸缩板包括中间板、两个板腔体以及设置于板腔体内的弹簧；两个所述板腔体分别位于中间板两端，且两个板腔体的开口保持相对；所述中间板的两端分别伸入板腔体内并通过弹簧与板腔体弹性连接；

所述搅拌机构包括第一电机、第一轴杆、搅拌长杆和多个搅拌棒；所述第一电机固设在中间板下板面；所述第一轴杆垂直贯穿中间板与第一电机驱动连接；所述搅拌长杆的中部与第一轴杆的轴端垂直固连；多个所述搅拌棒与搅拌长杆垂直固连。

进一步地，每个所述土壤修复腔室均具有土壤入口，所述土壤入口靠近微波加热容器的内顶部设置；所述土壤入口对接有上扬的进料通道，所述进料通道的管口配套设置有封盖，且进料通道的管口设置有向土壤修复腔室内输送土壤的初始土壤输送装置；

每个所述土壤修复腔室均具有土壤出口，所述土壤出口靠近第一转轴设置；所述土壤出口对接有出料通道，所述出料通道的出料端与中间土壤输送装置的输入端对应，所述出料通道的进料端竖向插拔设置有挡料板，所述挡料板竖向插拔以关闭或打开土壤出口；

所述出料通道内设置有旋转出料机构；所述旋转出料机构包括第二电机、第二轴杆和多个叶片；所述第二电机与第二轴杆驱动连接；所述第二轴杆与土壤出口的长度方向平行设置，且第二轴杆与出料通道的土壤导流方向垂直；所述叶片为矩形板状，其长度方向的一端与第二轴杆在长度方向上固连；所述第二电机驱动第二轴杆带动多个叶片旋转将出料通道内的土壤推出；

两个所述弹性伸缩板同步上摆至上极限位置构成正八字形结构状态下，所述弹性伸缩板的倾斜作用、搅拌机构的搅拌作用以及旋转出料机构的推土壤作用共同促进土壤修复腔室内的土壤通过土壤出口沿出料通道导流排出。

进一步地，所述土壤破碎机构的破碎部包括多个切割刀，所述土壤破碎机构还包括第三电机以及与第三电机驱动连接的第三轴杆；所述竖直土壤破碎研磨罩内从上到下设置有两个水平支架，所述第三电机固设在支架上，所述第三轴杆竖向设置且与支架旋转连接；多个所述切割刀与第三转轴垂直固连；

所述土壤研磨机构的研磨部包括两个同心设置的研磨圆盘，两个所述研磨圆盘均保持竖向设置，两者之间构成研磨间距；所述竖直土壤破碎研磨罩内设置有从上到下逐渐收缩的集料罩，所述集料罩位于土壤破碎机构的破碎部与土壤研磨机构的研磨部之间，且集料罩的出料收缩端与研磨间距对应；所述土壤研磨机构还包括第四电机和第四轴杆，所述第四电机通过第四轴杆与研磨圆盘驱动连接；所述第四电机驱动第四轴杆带动研磨圆盘旋转对通过集料罩进入研磨间距内的土壤进行研磨，且在侧视方向上，两个所述研磨圆盘的旋转方向相反。

进一步地，两个所述研磨圆盘位于研磨间距内的盘面均设置有若干研磨齿，所述研磨齿为正三棱锥体，两个所述研磨圆盘上的研磨齿的尖端朝向相向设置；

若干所述研磨齿在对应的研磨圆盘上均构成多个保持同心且内径逐渐增大的研磨齿圈，两个研磨圆盘上的所述研磨齿圈均相互伸入对方的相邻研磨齿圈之间。

进一步地，所述土壤破碎研磨器的收缩出料罩的出料端对应设置有最终土壤输送装置。

一种喷淋热处理土壤修复系统的土壤修复方法，具体步骤如下：

步骤一：通过液压缸驱动两个弹性伸缩板同步下摆至下极限位置构成倒八字形结构，然后打开封盖，通过初始土壤输送装置向进料通道内输送土壤，土壤经进料通道注入土壤修复腔室内，随后合上封盖；

步骤二：通过土壤修复剂喷淋头向土壤喷淋土壤修复剂；

通过水喷淋头向土壤喷淋水；

开启微波加热容器对土壤进行微波加热；

通过液压缸驱动矩形箱板上、下移动带动两个弹性伸缩板绕第一转轴定点同步上、下摆动以翻转土壤修复腔室内的土壤；

开启第一电机，第一电机驱动第一轴杆带动搅拌长杆以及多个搅拌棒旋转对土壤进行搅拌；

土壤修复剂对土壤进行修复，与此同时，土壤中的有机污染物和金属汞受热挥发与水蒸气混合形成混合污染气体；

步骤三：启动引风机提供混合污染气体的导流输送动力，混合污染气体通过进气口进入矩形箱板的内部空腔，并从出气口进入导气管，沿导气管导流至废气处理系统进行净化处理；

步骤四：拔出挡料板以打开土壤出口；

通过液压缸驱动两个弹性伸缩板同步上摆至上极限位置构成正八字形结构；开启第一电机，第一电机驱动第一轴杆带动搅拌长杆以及多个搅拌棒旋转对土壤进行搅拌；开启第二电机，第二电机驱动第二轴杆带动多个叶片旋转进行推土壤；

弹性伸缩板的倾斜作用、搅拌机构的搅拌作用以及旋转出料机构的推土壤作用共同促进土壤修复腔室内的土壤通过土壤出口沿出料通道导流排出至中间土壤输送装置；

步骤五：中间土壤输送装置将经喷淋热处理土壤修复设备修复后的土壤输送至土壤破碎研磨器，土壤经扩张入料罩下落进入竖直土壤破碎研磨罩内，同时启动第三电机和第四电机，第三电机驱动第三轴杆带动切割刀旋转对土壤进行切割破碎，第四电机驱动第四轴杆带动两个研磨圆盘旋转对通过集料罩进入研磨间距内的土壤进行研磨；

步骤六：研磨后的土壤通过收缩出料罩落入最终土壤输送装置被输送。

有益效果：本发明的一种喷淋热处理土壤修复系统及其修复方法，有益效果如下：

1)本发明通过将土壤喷淋修复与热处理修复进行有效整合，能够大大提高土壤修复的彻底性，土壤修复效果好、效率高，此外，通过土壤破碎研磨器对土壤的破碎与研磨，实现了对土壤的去结块粘连修复，不仅使得经破碎研磨后的土壤能够直接送还给自然环境，而且便于后续对土壤的处理运输；

2)本发明的液压缸驱动矩形箱板上、下移动带动两个弹性伸缩板绕第一转轴定点同步上、下摆动以翻转土壤修复腔室内的土壤，且每个弹性伸缩板上均设置有对土壤进行搅拌的搅拌机构，在土壤翻转与土壤搅拌的双重作用下，能够使得土壤喷淋热修复更加彻底，修复效果好，效率更高；

3)本发明的弹性伸缩板结构独特、巧妙，当弹性伸缩板伸长或缩短时，中间板就会与板腔体之间构成相对的移动，从而能够对土壤修复腔室内处于底层的土壤起到促进移动的作用，使得土壤修复腔室内的土壤活动性更强，也就更有利于对土壤的喷淋热处理修复，提高效率。

附图说明

附图1为本发明的整体结构示意图；

附图2为两个弹性伸缩板同步下摆至下极限位置构成倒八字形结构状态下的喷淋热处理土壤修复设备的结构示意图；

附图3为两个弹性伸缩板同步上摆至上极限位置构成正八字形结构状态下的喷淋热处理土壤修复设备的结构示意图；

附图4为土壤破碎研磨器的结构示意图；

附图5为附图2中A的局部放大结构示意图；

附图6为附图4中B的局部放大结构示意图。

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、附图2和附图3所示，一种喷淋热处理土壤修复系统，包括喷淋热处理土壤修复设备4、中间土壤输送装置2和土壤破碎研磨器5；所述喷淋热处理土壤修复设备4用于对土壤进行喷淋热处理修复，所述中间土壤输送装置2将经喷淋热处理土壤修复设备4修复后的土壤输送至土壤破碎研磨器5，所述土壤破碎研磨器5对土壤进行破碎以及研磨；本发明通过将土壤喷淋修复与热处理修复进行有效整合，能够大大提高土壤修复的彻底性，土壤修复效果好、效率高，此外，通过土壤破碎研磨器5对土壤的破碎与研磨，实现了对土壤的去结块粘连修复，不仅使得经破碎研磨后的土壤能够直接送还给自然环境，而且便于后续对土壤的处理运输，比如将土壤压块处理后进行运输。

更为具体的，所述喷淋热处理土壤修复设备4包括微波加热容器41和喷淋头42；所述微波加热容器41为矩形箱体结构，其中部位置设置有竖向的矩形箱板43，所述矩形箱板43竖向滑移配合贯穿整个微波加热容器41设置；所述矩形箱板43的两侧对称设置有两个弹性伸缩板45，两个弹性伸缩板45分别与微波加热容器41的内侧器壁、微波加热容器41的内顶器壁、矩形箱板43的外侧板面之间共同限位构成土壤修复腔室40；所述喷淋头42设置于土壤修复腔室40的内顶部，且每个土壤修复腔室40内的喷淋头42均包括至少一个土壤修复剂喷淋头和至少一个水喷淋头，其中，土壤修复剂喷淋头连接土壤修复剂供应源，水喷淋头连接供水源。

值得注意的是，所述弹性伸缩板45的一端通过第一转轴46与微波加热容器41的内侧器壁转动连接，所述弹性伸缩板45的另一端通过第二转轴47与矩形箱板43的外侧板面转动连接，且矩形箱板43的底部设置有液压缸44；所述液压缸44驱动矩形箱板43上、下移动带动两个弹性伸缩板45绕第一转轴46定点同步上、下摆动以翻转土壤修复腔室40内的土壤，且每个弹性伸缩板45上均设置有对土壤进行搅拌的搅拌机构48；弹性伸缩板45上、下摆动过程中土壤会形成落差，土壤就会在自身重力作用下发生翻转，而且本发明中通过搅拌机构48对土壤进行搅拌，在土壤翻转与土壤搅拌的双重作用下，能够使得土壤喷淋热修复更加彻底，修复效果好，效率更高。

所述矩形箱板43的两侧开设有进气口431，两个所述土壤修复腔室40分别通过进气口431与矩形箱板43的内部空腔导通，且进气口431始终处于土壤修复腔室40内部并位于土壤修复腔室40内的土壤上方；所述矩形箱板43顶部设置有出气口432，所述出气口432通过导气管7连接至废气处理系统6，且导气管7上安装有提供气体导流动力的引风机8；导通所述矩形箱板43的内底部连接有排水管433，所述排水管433上安装有阀门434，土壤热处理修复过程中矩形箱板43的内底部难免会积聚有污水，此时打开阀门434，能够将积聚的污水从排水管433排出。

如附图4所示，所述土壤破碎研磨器5包括从上到下一体成型的扩张入料罩51、竖直土壤破碎研磨罩52和收缩出料罩53，所述土壤破碎研磨器5还包括土壤破碎机构54和土壤研磨机构55，所述土壤破碎机构54的破碎部以及土壤研磨机构55的研磨部均位于竖直土壤破碎研磨罩52内，且破碎部位于研磨部正上方，从而实现先对土壤进行破碎，然后再对土壤进行研磨，保证土壤去结块粘连修复的有序进行且修复效果更佳。

其中，所述土壤破碎研磨器5的收缩出料罩53的出料端对应设置有最终土壤输送装置3。

如附图2、附图3和附图5所示，所述弹性伸缩板45在上、下摆动过程中弹性伸长或缩短；两个所述弹性伸缩板45同步下摆至下极限位置构成倒八字形结构100；两个所述弹性伸缩板45同步上摆至上极限位置构成正八字形结构200。其中，弹性伸缩板45能够适应摆动过程伸长或缩短，保证对土壤翻转的可行性。

更为具体的，所述弹性伸缩板45包括中间板451、两个板腔体452以及设置于板腔体452内的弹簧453；两个所述板腔体452分别位于中间板451两端，且两个板腔体452的开口保持相对；所述中间板451的两端分别伸入板腔体452内并通过弹簧453与板腔体452弹性连接；弹性伸缩板45结构独特、巧妙，当弹性伸缩板45伸长或缩短时，中间板451就会与板腔体452之间构成相对的移动，从而能够对土壤修复腔室40内处于底层的土壤起到促进移动的作用，使得土壤修复腔室40内的土壤活动性更强，也就更有利于对土壤的喷淋热处理修复，提高效率。

所述搅拌机构48包括第一电机481、第一轴杆482、搅拌长杆483和多个搅拌棒484；所述第一电机481固设在中间板451下板面；所述第一轴杆482垂直贯穿中间板451与第一电机481驱动连接；所述搅拌长杆483的中部与第一轴杆482的轴端垂直固连；多个所述搅拌棒484与搅拌长杆483垂直固连。

如附图1、附图3和附图4所示，每个所述土壤修复腔室40均具有土壤入口4a，所述土壤入口4a靠近微波加热容器41的内顶部设置；所述土壤入口4a对接有上扬的进料通道4a1，所述进料通道4a1的管口配套设置有封盖4a2，且进料通道4a1的管口设置有向土壤修复腔室40内输送土壤的初始土壤输送装置1，便于土壤的初始输送注入至土壤修复腔室40内。

每个所述土壤修复腔室40均具有土壤出口4b，所述土壤出口4b靠近第一转轴46设置；所述土壤出口4b对接有出料通道4b1，所述出料通道4b1的出料端与中间土壤输送装置2的输入端对应，所述出料通道4b1的进料端竖向插拔设置有挡料板4b2，所述挡料板4b2竖向插拔以关闭或打开土壤出口4b。

所述出料通道4b1内设置有旋转出料机构49；所述旋转出料机构49包括第二电机491、第二轴杆492和多个叶片493；所述第二电机491与第二轴杆492驱动连接；所述第二轴杆492与土壤出口4b的长度方向平行设置，且第二轴杆492与出料通道4b1的土壤导流方向垂直；所述叶片493为矩形板状，其长度方向的一端与第二轴杆492在长度方向上固连；所述第二电机491驱动第二轴杆492带动多个叶片493旋转将出料通道4b1内的土壤推出，通过旋转出料机构49的设置，能够将出料通道4b1内的土壤尽快推出，避免造成堵塞。

而且更值得注意的是，两个所述弹性伸缩板45同步上摆至上极限位置构成正八字形结构200状态下，所述弹性伸缩板45的倾斜作用、搅拌机构48的搅拌作用以及旋转出料机构49的推土壤作用共同促进土壤修复腔室40内的土壤通过土壤出口4b沿出料通道4b1导流排出，从而使得土壤排出更为顺畅、效率更高。

如附图4所示，所述土壤破碎机构54的破碎部包括多个切割刀541，所述土壤破碎机构54还包括第三电机542以及与第三电机542驱动连接的第三轴杆543；所述竖直土壤破碎研磨罩52内从上到下设置有两个水平支架56，所述第三电机542固设在支架56上，所述第三轴杆543竖向设置且与支架56旋转连接；多个所述切割刀541与第三转轴543垂直固连；所述土壤研磨机构55的研磨部包括两个同心设置的研磨圆盘551，两个所述研磨圆盘551均保持竖向设置，两者之间构成研磨间距300；所述竖直土壤破碎研磨罩52内设置有从上到下逐渐收缩的集料罩57，所述集料罩57位于土壤破碎机构54的破碎部与土壤研磨机构55的研磨部之间，且集料罩57的出料收缩端与研磨间距300对应；所述土壤研磨机构55还包括第四电机553和第四轴杆554，所述第四电机553通过第四轴杆554与研磨圆盘551驱动连接；所述第四电机553驱动第四轴杆554带动研磨圆盘551旋转对通过集料罩57进入研磨间距300内的土壤进行研磨，且在侧视方向上，两个所述研磨圆盘551的旋转方向相反。

如附图6所示，两个所述研磨圆盘551位于研磨间距300内的盘面均设置有若干研磨齿522，所述研磨齿522为正三棱锥体，两个所述研磨圆盘551上的研磨齿522的尖端朝向相向设置，正三棱锥体的研磨齿522在对土壤研磨过程中其棱角能够对土壤起到挤压切割的作用，从而使得土壤研磨更加充分、细腻。

而且更为具体的，若干所述研磨齿522在对应的研磨圆盘551上均构成多个保持同心且内径逐渐增大的研磨齿圈522a，两个研磨圆盘551上的所述研磨齿圈522a均相互伸入对方的相邻研磨齿圈522a之间，从而使得相邻的研磨齿圈522a的研磨齿522能够交错地对土壤进行研磨，研磨效果好、效率高。

一种喷淋热处理土壤修复系统的土壤修复方法，具体步骤如下：

步骤一：通过液压缸44驱动两个弹性伸缩板45同步下摆至下极限位置构成倒八字形结构100，然后打开封盖4a2，通过初始土壤输送装置1向进料通道4a1内输送土壤，土壤经进料通道4a1注入土壤修复腔室40内，随后合上封盖4a2；

步骤二：通过土壤修复剂喷淋头向土壤喷淋土壤修复剂；

通过水喷淋头向土壤喷淋水；

开启微波加热容器41对土壤进行微波加热；

通过液压缸44驱动矩形箱板43上、下移动带动两个弹性伸缩板45绕第一转轴46定点同步上、下摆动以翻转土壤修复腔室40内的土壤；

开启第一电机481，第一电机481驱动第一轴杆482带动搅拌长杆483以及多个搅拌棒484旋转对土壤进行搅拌；

土壤修复剂对土壤进行修复，与此同时，土壤中的有机污染物和金属汞受热挥发与水蒸气混合形成混合污染气体；

步骤三：启动引风机8提供混合污染气体的导流输送动力，混合污染气体通过进气口431进入矩形箱板43的内部空腔，并从出气口432进入导气管7，沿导气管7导流至废气处理系统6进行净化处理；

步骤四：拔出挡料板4b2以打开土壤出口4b；

通过液压缸44驱动两个弹性伸缩板45同步上摆至上极限位置构成正八字形结构200；开启第一电机481，第一电机481驱动第一轴杆482带动搅拌长杆483以及多个搅拌棒484旋转对土壤进行搅拌；开启第二电机491，第二电机491驱动第二轴杆492带动多个叶片493旋转进行推土壤；

弹性伸缩板45的倾斜作用、搅拌机构48的搅拌作用以及旋转出料机构49的推土壤作用共同促进土壤修复腔室40内的土壤通过土壤出口4b沿出料通道4b1导流排出至中间土壤输送装置2；

步骤五：中间土壤输送装置2将经喷淋热处理土壤修复设备4修复后的土壤输送至土壤破碎研磨器5，土壤经扩张入料罩51下落进入竖直土壤破碎研磨罩52内，同时启动第三电机542和第四电机553，第三电机542驱动第三轴杆543带动切割刀541旋转对土壤进行切割破碎，第四电机553驱动第四轴杆554带动两个研磨圆盘551旋转对通过集料罩57进入研磨间距300内的土壤进行研磨；

步骤六：研磨后的土壤通过收缩出料罩53落入最终土壤输送装置3被输送。

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。