土壤修复的热处理装置及方法与流程

本发明涉及环保技术，具体涉及一种土壤修复的热处理装置及方法。

背景技术：

土壤污染修复技术已历经数十年发展，但一方面由于各种污染的类型不一，如重金属污染、地下水污染、微生物/酵制剂污染、农药污染、有机物污染等等，另一方面污染量巨大，大多数污染土壤以几十亩乃至百亩千亩计，因此到目前为止，并无统一的占绝对主流的土壤污染修复技术。

公知的，土壤污染修复技术按照修复地划分分为原位修复和异位修复，顾名思义，这是在污染原地对土壤进行修复还是对土壤进行运输到异地修复，显然的，大量土壤的运输会极大的提升修复成本。现有技术中，农田的土壤污染尤其如此，一方面污染面积大，难以异地修复，另一方面，农民经济能力有限，异地修复的高成本难以承担。而且，农田污染的主要污染源为农药等，如三氯杀螨剂、五氯硝基苯、艾氏剂等等，由于这些特定种类的污染物，一些化学法和生物法难以修复，现有技术中如授权公告号为cn102000693b，名称为《一种太阳能异位修复挥发性有机物污染土地的装置》的发明专利，其公开的就是一种异位通过太阳能加热实现挥发性污染物去除的土壤修复技术；另外如授权公告号为cn105689380b，名称为《一种去除农田土壤中有机氯农药成分的土壤修复装置》的发明专利，提供的也是这样一种农田挥发性有机物的修复装置。其余的类似cn105396867b/cn204294616u等，提供的均是类似的污染土壤修复装置。

现有技术的不足之处在于，绝多数情况下，污染土壤的量都较大，相应的，加热修复所需的能量较多，因此，现有技术中电加热方式的耗能过多，而太阳能加热则需要输送土壤，土壤的输送同样耗能较多，无法实现原地大量的对土壤进行加热。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种土壤修复的热处理装置及方法，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种土壤修复的热处理装置，包括：

棚体，其包括多个立柱，所述棚体罩住污染地块；

反射板，多块反射板并列设置形成所述棚体的棚顶，各所述反射板均转动连接于所述棚体上，所述反射板有十块以上；

第一驱动单元，各所述反射板均通过一个第一驱动单元驱动以独立转动；

控制单元，其控制各所述第一驱动单元以使得各所述反射板能将阳光反射到所述污染地块中的任一分区地块上；

各所述分区地块的面积不大于所述反射板的面积。

上述的热处理装置，所述棚顶倾斜布置。

上述的热处理装置，所述棚体包括钢结构和可拆卸连接于所述钢结构上的面板。

上述的热处理装置，还包括分隔机构，所述分隔机构包括并列设置的多个隔板，各所述隔板分割所述污染地块，相邻两个隔板之间的地块为所述分区地块。

上述的热处理装置，还包括翻土机构，所述翻土机构包括：

机架；

行走组件，其连接于所述机架上，其用于带动所述副机架在各所述分区地块间移动；

翻土组件，其用于翻耕所述分区地块内的土壤。

上述的热处理装置，所述翻土机构还包括：

透明盖板，其设置于副机架上，所述翻土机构的运动行程中具有第一位置，在所述第一位置，所述透明盖板盖合于所述隔板以形成封闭腔。

上述的热处理装置，所述反射板为弧形板。

上述的热处理装置，各所述分区地块内均设置有温度传感器。

一种土壤修复的热处理方法，其基于上述的热处理装置，包括以下步骤：

将污染地块划分为多个分区地块；

控制各所述反射板依次反射阳光以集中照射各分区地块预设时间。

上述的热处理方法，

所述控制各所述反射板依次反射阳光以集中照射各分区地块预设时间的步骤中：

当被照射的分区地块在预设温度以上到达预设时间后照射下一个分区地块。

在上述技术方案中，本发明提供的一种土壤修复的热处理装置，太阳能原地加热土壤节省能量，而且由于通过可转动的反射板进行太阳光的范围控制，可以实现大范围内土壤的原地加热。

由于上述的热处理装置具有上述的技术效果，其对应的热处理方法自然具有对应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的土壤修复的热处理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的污染地块的俯视图；

图3为本发明实施例提供的反射板的结构示意图；

图4为本发明一种实施例提供的翻土机构的结构示意图；

图5为本发明另一种实施例提供的翻土机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的土壤修复的热处理方法的结构示意图。

附图标记说明：

1、棚体；2、反射板；3、第一驱动单元；4、分隔机构；5、翻土机构；5.1、机架；5.2、行走组件；5.3、翻土组件；5.4、第五驱动单元；5.5、第三驱动单元；5.6、第四驱动单元；5.7、副机架；5.71、筒体；6、硬质支架；7、污染地块；7.1、分区地块；8、透明盖板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-6所示，本发明实施例提供的一种土壤修复的热处理装置，包括棚体1，所述棚体1包括多个立柱，所述棚体1罩住污染地块7；多块反射板2并列设置形成所述棚体1的棚顶，各所述反射板2均转动连接于所述棚体1上，所述反射板2有十块以上；各所述反射板2均通过一个第一驱动单元3驱动以独立转动；控制单元控制各所述第一驱动单元3以使得各所述反射板2能将阳光反射到所述污染地块7中的任一分区地块7.1上；各所述分区地块7.1的面积不大于所述反射板2的面积。

具体的，在待处理的污染地块7的上方搭建一个棚体1，棚体1将污染地块7罩住，棚体1的侧壁可以参考现有技术中的各类棚体1，优选的采用钢立柱连接可拆卸板材结构，如此便于快速搭建和拆卸，如棚体1包括钢结构的立柱和横柱搭建起来的支架系统，可拆卸连接于所述钢结构上的面板，面板构成棚体1的侧壁。棚体1的棚顶由多块反射板2并列布置形成，反射板2用于反射阳光，其为各类可以进行高效反射的板材，如粗糙度极低的板材，又或者镀有反光层的板材。本实施例中，反射板2具有十块以上，各块板材外形相同，优选的，反射板2为长方形板材，多块板块并列布置。每块反射板2均通过一个第一驱动单元3独立驱动，也即每块反射板2独立驱动，各板块间的转动不受影响，如第一驱动单元3为电机，电机通过减速器驱动反射板2转动。本实施例中，各第一驱动单元3同时接受一个控制单元如微处理器的控制，如此可以通过控制单元同时实现对各反射板2转动幅度的控制，电机的转动幅度的自动控制技术为现有技术，本实施例的多个电机分别接受控制，为各电机单独控制的简单叠加，其具体控制方式不赘述。

本实施例中，棚体1内的污染地块7被分为多个分区地块7.1，各所述分区地块7.1的面积小于反射板2的面积，在土壤修复过程中，控制单元控制各反射板2进行转动，以使得各反射板2将阳光反射到同一个分区地块7.1上，由于反射板2具有十块以上，也即十个以上反射光集中到同一各分区地块7.1上，如此一方面能够快速的升温，如十几分钟、几分钟甚至一分钟内将温度上升到100度乃至几百度以上，如此对成片的土壤实现快速的集中加热升温，通过高温进行相应的污染修复，如挥发性有机物的修复，又或者有害细菌的杀灭等等。

本实施例中，各块反射板2设置于棚顶区域，这里棚顶区域指的是棚体1的中上部区域，由于棚体1的中上部区域设置的均为反射板2，并没有现有技术中的棚顶的整片式结构或者类似屋顶的遮风挡雨结构。

本实施例中，为了将多个反射板2反射的阳光折射到同一块分区地块7.1上，其一可以根据具体位置进行几何位置的换算，由于太阳光可以视为平行光，且每日每时的来射方向为公开数据可以查询或者检测得知，对于已知方向入射的平行光，需要目标位置的反射板2转动到预设角度以将阳光射到目标分区地块7.1，此为简单的几何知识，不具体赘述，如此根据计算的结果控制单元控制各反射板2转动到预设角度，其二为传感器检测，在污染地块7上设置光亮度传感器，各反射板2上设置角度传感器，根据光亮度传感器检测的光亮度数据和反射板2的转动角度数据确定反射板2阳光射向的方向，其三为人工调节，操控人员根据肉眼观察的结果控制各反射板2的转动角度，从而将各反射板2反射的阳光聚集到同一分区地块7.1上。更优选的，可以上述三者进行结合，自动控制为主，人工控制为辅。

本实施例中，分区地块7.1的划分可以任意划分，仅需保证反射的阳光能够覆盖实现加热即可。

本发明实施例提供的一种土壤修复的热处理装置，太阳能原地加热土壤节省能量，而且由于通过可转动的反射板2进行太阳光的范围控制，可以实现大范围内土壤的原地加热。

本发明提供的另一个实施例中，进一步的，棚顶区域设置有一个整体的硬质支架6，如由横杆和纵杆组成的网状支架，或者由横杆、竖杆和纵杆组成的立体支架，各第一驱动单元3和反射板2均设置于该硬质支架6上，该硬质支架6转动连接于棚体1上且接受第二驱动单元如电机的驱动，且硬质支架6的转动轴线和反射板2的转动轴线相垂直，如此设置的作用在于，太阳每天东升西落，同一块反射板2若仅有一个转动轴在每天的不同时间无法集中到任一目标分区地块7.1上，通过硬质支架6增加一个转动轴，如此为反射板2提供两个转动轴，使得在每天的不同时间均可通过反射板2将阳光反射到任一目标分区地块7.1上。

本发明提供的再一个实施例中，优选的，所述棚顶倾斜布置，倾斜布置的多块反射板2能够在一定的高度上错开一定的幅度以便于接受更多的阳光。更优选的，各反射板2间具有一定的距离，也即在各反射板2之间并不直接接触，如此减少各反射板2相互间对光线的遮挡，降低一个反射板2发散的阳光被另一个反射板2遮挡的概率。极端情况下，相邻反射板2之间的距离甚至可以等于反射板2的尺寸，也即棚顶区域仅有一般的面积覆盖有反射板2，如此相互间几乎肯定不会发生遮挡。

本发明提供的再一个实施例中，进一步的，还包括分隔机构4，分隔机构4用于分隔各分区地块7.1，使得反射光的照射更加便于识别具体标的，所述分隔机构4包括并列设置的多个隔板，各所述隔板分割所述污染地块7，相邻两个隔板之间的地块为所述分区地块7.1。优选的，隔板的高度较低，如5-10cm。

优选的，隔板上设置有反光层，如此若部分阳光照射到隔板上，同样可以反射到相应的分区地块7.1上。

更进一步的，还包括透明盖板8，透明盖板8盖合于隔板上以将分区地块7.1置于由隔板和透明盖板8组成的封闭空间中，如此一方面在较小的封闭空间更加容易升温，另一方面形成高温高压的空间，更加有利于有机物的挥发、分解以及有害病菌的清除。

再进一步的，隔板和透明盖板8均为保温材料，如此在升温后也可以在相当长时间内维持高温高压，明显提升热处理效果。

再进一步的，隔板的底部设置为尖锐状，插入土壤一定的深度，减缓空气从隔板底部逃逸的速度。

本发明提供的再一个实施例中，进一步的，还包括翻土机构5，所述翻土机构5包括机架5.1、行走组件5.2和翻土组件5.3，行走机构为滚轮、履带或者其它能够行走的结构，行走组件5.2连接于所述机架5.1上，其用于带动所述副机架5.75.1在各所述分区地块7.1间移动，同时设置第三驱动单元5.5如电机驱动机架5.1以实现自动移动；翻土组件5.3用于翻耕所述分区地块7.1内的土壤，翻土组件5.3为可以将土壤进行翻耕的结构，如转轴设置多个翻铲，转轴通过第五驱动单元5.4驱动以转动使得翻铲翻动土壤，设置翻土组件5.3的作用在于，将热处理过的或者正在热处理的土壤进行翻耕，将底部的土壤翻到表层，实现更加均匀的加热。

显然的，翻土机构5与隔板和透明盖板8直接存在冲突，为解决该冲突，翻土组件5.3包括副机架5.75.1，副机架5.75.1接受第四驱动单元5.6的驱动以竖直方向的滑动连接于机架5.1上，即在使用过程中，通过传感器检测或者根据预先设置的程序，遇到隔板时，副机架5.75.1带动翻土组件5.3向上运动避开隔板，需要翻耕时，副机架5.75.1带动翻土组件5.3向下移动接触土壤进行翻耕，如此实现与隔板的协作。

对于透明盖板8，可选的，透明盖板8通过驱动结构如电机移动的连接于盖板上，当翻土机构5到来时，透明盖板8移动如滑动或转动打开供翻土机构5进入进行翻土，翻土机构5离开后透明盖板8重新盖合。

优选的，如图4所示，透明盖板8直接设置于翻土机构5的顶部，也即前述的副机架5.75.1上，当副机架5.75.1下移翻土组件5.3进入翻土位置时，此为第一位置，在所述第一位置，所述透明盖板8盖合于所述隔板以形成封闭腔，也即翻土机构5与分隔机构4组合形成封闭腔。

此时，更优选的，翻土机构5的顶面设置有反光层，如此防止过多阳光集聚到翻土机构5上高温导致其失效。

本发明提供的再一个实施例中，更进一步的，如图5所示，副机架5.75.1包括筒体5.71，筒体5.71两端开口，筒体5.71为顶部大底部小的结构，如顶部面积为底部的两倍乃至三倍，透明盖板8设置于筒体5.71的顶部，且透明盖板8为聚光板，如凸透镜，或者一面水平一面为聚光结构的水平板材，通过透明盖板8射入的光线被汇聚进入筒体5.71的底部，在前述的第一位置，筒体5.71的底部对接或者套接于隔板的顶部，如此使得反射板2的转动条件更为宽松，其仅需保证将阳光反射进入筒体5.71的顶部。

本发明提供的再一个实施例中，优选的，所述反射板2为弧形板，弧形板的内凹面具有一定的聚光效果，如此提升单位面积的光强度，加快温度的提升速度。

本发明提供的再一个实施例中，进一步的，各所述分区地块7.1内均设置有温度传感器，温度传感器用于检测分区地块7.1内的温度，如此用于保证分区地块7.1内的温度到达预设温度以保证加热效果。

如图1-6所示，本发明实施例还提供一种土壤修复的热处理方法，其基于上述的热处理装置，包括以下步骤：

101、将污染地块7划分为多个分区地块7.1；

102、控制各所述反射板2依次反射阳光以集中照射各分区地块7.1预设时间。

具体的，棚体1罩住污染地块7，污染地块7被分为多个分区地块7.1，分区地块7.1的划分规则为单个反射板2反射的阳光足以予以覆盖，较为优选的，污染地块7被均衡的分为多个长方形或者正方形，污染地块7被分成多个分区地块7.1的具体划分情况预存于控制单元中。需要热处理时，各反射板2均转动以将阳光反射到污染地块7上，各反射板2通过转动不同的角度以将阳光反射到同一分区地块7.1上，对该分区地块7.1加热到预设温度后，或者加热到预设温度预订时间后再转动到下一分区地块7.1上，如此直至将所有分区地块7.1均加热完毕。由于上述的热处理装置具有上述的技术效果，其对应的热处理方法自然具有对应的技术效果。

本发明提供的另一个实施例中，进一步的，步骤102优选的包括：

当被照射的分区地块7.1在预设温度以上到达预设时间后照射下一个分区地块7.1。高温保持一定的时间有利于充分的进行有机物的挥发、有害病菌的杀除等等。

更进一步的，步骤102还可以是当被照射的分区地块7.1在预设温度预设压力以上到达预设时间后照射下一个分区地块7.1，高温高压的环境更加有利于有机物的挥发和病菌的消杀。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。