一种重金属污染土壤修复方法与流程

本发明属于土壤修复技术领域，具体的说是一种重金属污染土壤修复方法。

背景技术：

目前，我国土壤污染防治面临的形势十分严峻，部分地区土壤污染严重，土壤污染类型多样，呈现新老污染物并存、无机有机复合污染的局面，土壤污染途径多，原因复杂，控制难度大，由土壤污染引发的农产品安全和人体健康事件时有发生，成为影响农业生产、群众健康和社会稳定的重要因素。土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。

重金属污染的土壤透气性差，容易板结，现有物理处理技术中大多数采用处理完后深埋的处理方法，对土壤不能回收利用，而且会污染地下水、破坏填埋场堆体的微生物环境，且影响处理效果、占地面积大，处理效果不好。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决处理效果差的问题，本发明提出的一种重金属污染土壤修复方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种重金属污染土壤修复方法，包括以下步骤：

s1：将被污染的土壤挖出来，再将挖出来的土壤倒入土壤破碎筛分设备，土壤破碎筛分设备可以对土壤进行破碎、过滤和筛选，以去除土壤中的大颗粒杂质，便于后期的修复；

s2：将s1中经过滤处理的土壤输送至修复机中，利用修复机对土壤进行淋洗,去除土壤中的重金属，土壤通过挤压后通过底模，进入到搅拌区域；

s3：将无机沙输送入修复机中，并对s2中通过底模的土壤进行切割和烘干，再将土壤与无机沙混合搅拌，改变土壤的透气性后，最终从修复机底端将土壤排出；

其中，本发明中s2使用的修复机包括罐体，所述罐体顶端安装有控制器，控制器用于控制修复机工作，罐体为圆柱状空腔结构，所述罐体内腔顶部固定有两个推杆电机，所述推杆电机的输出端部固定有压模，所述压模底端固定有缓冲垫，所述罐体内腔中部固定有底模，所述底模底部设有多个圆孔，所述底模底端设有通孔，通孔处固定有滚动轴承，所述滚动轴承内圈固定有直杆，所述直杆顶部设有外螺纹，所述压模底端设有螺纹孔，所述直杆顶端穿过压模，所述直杆与压模紧密旋合，所述直杆底部固定有第一安装块和第二安装块，所述第一安装块侧壁通过螺栓固定安装有两个以上的刀片，所述第二安装块侧壁通过螺栓固定安装有两个以上的搅拌块，所述罐体侧壁顶部对称设置有进土管，所述罐体侧壁顶部设置有进水管，所述进水管的进水端设置有喷头，所述罐体侧壁底端设置有进沙管，所述罐体内腔设置有烘干器，所述罐体底端设有出料口，出料口处设有出料管，所述出料管底端螺纹连接有密封盖，所述控制器为plc控制器，控制器与推杆电机、烘干器电性连接；工作时，将经过筛选处理的土壤间歇性的从进土管中送进罐体内腔，此时土壤会散落在底模上表面，接着启动修复机，这时，喷头会喷洒淋洗液，对土壤进行淋洗，去除土壤中的重金属，接着控制器控制推杆电机工作，推杆电机带动压模做上下往复运动，当压模与底模接近时，可以挤压土壤，使得土壤通过底模上的圆孔后进入到罐体内腔下方，此时，烘干器可以对通过的湿土进行微加热，使得土壤湿度降低便于切割，在压模不断移动的过程中，与之螺纹连接的直杆会不断的旋转，因此固定安装在直杆上的刀片和搅拌块会在直杆的带动下，不断的往复旋转，刀片可以对通过通孔的土壤进行切割，将土壤切割成粒状，被切割后的土壤掉落到罐体内腔底部，然后从进沙管处投入中细的无机沙，无机沙和土壤在搅拌块的搅拌下混合在一起，搅拌混合后，可以通过打开密封盖倒出罐体内腔中处理好的土壤，本修复机采用一体式设计，喷头处喷出的淋洗液和土壤进行反应，可以去除或减少土壤中的重金属，设置的压模可以将土壤从底模的通孔中挤出，使得土壤变成条状，再经过刀片的切割后变成粒状，无机沙和粒状的土壤经搅拌块的搅拌后，土壤的粘度下降，土壤的透气性得到改善，修复过程原理简单，易于操作，占用面积小，不用对土壤进行回填处理，避免回填导致的地下水污染，保护环境。

优选的，所述缓冲垫包括两个以上的铁丝网，缓冲垫由两个以上的铁丝网叠加而成，铁丝网的边缘处均固定在压模底部，直杆表面套设有弹簧，弹簧的顶端固定在缓冲垫底端，弹簧的底端固定在底模的上表面，工作时，由于压模和底模工作过程中会产生碰撞，长时间的工作会容易使得压模和底模的安装变得松动，而缓冲垫可以在压模和底模接触时，起到缓冲作用，可以减少压模和底模接触时产生的冲击，可以延长压模和底模的使用寿命，当压模向上移动时，会拉动弹簧，弹簧给缓冲垫一个向下的拉力，使得铁丝网被扩张，使得铁丝网与压模之间形成空腔，一方面，铁丝网变形过程中，可以产生抖动，可以使得铁丝网上粘连的土壤掉落，防止缓冲垫内淤积大量的土壤，另一方面，进土管中的土壤在进入到罐体时，会冲撞到缓冲垫上，扩张的铁丝网可以对土壤进行切割，使得土壤被切割成小块状后均匀的铺在底模顶部，同时，在铁丝网下移的过程中，可以对土壤再次进行进行切割，使得土壤更加的细腻。

优选的，所述铁丝网与压模之间放置有至少五个钢球，钢球的直径值大于铁丝网的孔径值，工作时，当铁丝网向上移动时，弹簧会拉动铁丝网，使得铁丝网扩张变形，此时，钢球会聚拢到一起并产生碰撞，使得铁丝网上粘连的土壤掉落，钢球的重量使得铁丝网的抖动幅度变大，抖动效果更好，另一方面，在铁丝网下移过程中，底模挤压铁丝网，可以使得钢球均匀分开，将铁丝网上的土壤刮除。

优选的，所述刀片的端部设有安装槽，安装槽内设有吸水材料，吸水材料采用吸水树脂材料制成，工作时，在烘干器的工作过程中，会产生水汽，大量的水汽会使得土壤变湿，土壤的搅拌变得困难，此时吸水材料可以吸收空气中的水汽，使得罐体内腔底部保持较低的湿度，使得土壤可以更好的和无机沙混合，同时吸水材料吸水增重，可以使得刀片的重量增加，可以增强刀片在离心力作用下的切割效果。

优选的，所述罐体内腔底部设有环形气囊，环形气囊内设有复位弹簧，环形气囊上设有进气孔和出气孔，进气孔处安装有单向阀，单向阀可以起到进气作用，环形气囊上的出气孔处连接有延伸至罐体中部的连接管，工作时，当无机沙进入到罐体中后，冲击环形气囊，可以在环形气囊的反作用力下被弹开，可以充分与土壤混合，累积的无机沙会压迫环形气囊，使得环形气囊中的气体从连管喷出，喷出的气体与喷头喷出的淋液交汇，在气体的带动下，淋液喷洒范围变大，淋液的喷散效果更好，当处理好的土壤被倒出后，环形气囊在复位弹簧的作用下充气复位，另外，环形气囊可以防止无机沙堆积在罐体内腔底部。

优选的，所述压模和底模均为倒置的帽子状结构，压模与底模的边缘处均与罐体内腔之间设有缝隙，缝隙值为3-5cm，工作时，由于环境温度改变，会导致本修复机内的零件因材料不同而产生不同程度的热胀冷缩，可能会导致压模的侧壁与罐体内侧壁紧密接触，此时压模运动过程会与罐体内腔形成剧烈摩擦，造成压模移动困难，并且会对压模和罐体造成损伤，影响修复机的使用寿命，而设置的缝隙可以预留变形量，可以防止热胀冷缩造成的设备损坏，从而保证设备可以持续工作，可以延长修复机的使用寿命。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种重金属污染土壤修复方法，通过设置缓冲垫可以对压模和底模的接触进行缓冲，设置的弹簧可以对缓冲垫进行拉扯，可以减少缓冲垫中淤积泥土，保证缓冲垫的缓冲效果，钢球可以让缓冲垫的效果更佳。

2.本发明所述的一种重金属污染土壤修复方法，通过设置环形气囊，可以导出罐体中的气体，导出的气体作用于喷头，使得喷头喷出的淋液更开、更均匀。

3.本发明所述的一种重金属污染土壤修复方法，通过设置吸水材料，可以增加刀片的端部重量，可以使得切割效果更好。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的流程图；

图2是本发明中使用的修复机的三维剖视图；

图3是本发明中使用的修复机的正面剖视图；

图4是图2中a处的局部放大图；

图5是底模的正面剖视图；

图6是缓冲垫的正面剖视图；

图7是刀片的俯视图；

图8是压模和缓冲垫的安装示意图；

图9是压模的三维图；

图中：罐体1、控制器2、推杆电机3、压模4、底模5、圆孔6、滚动轴承7、直杆8、第一安装块9、第二安装块10、刀片11、搅拌块12、进土管13、进水管14、进沙管15、烘干器16、密封盖17、铁丝网18、弹簧19、钢球20、吸水材料21、环形气囊22。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图9所示，本发明所述的一种重金属污染土壤修复方法，包括以下步骤：

s1：将被污染的土壤挖出来，再将挖出来的土壤倒入土壤破碎筛分设备，土壤破碎筛分设备可以对土壤进行破碎、过滤和筛选，以去除土壤中的大颗粒杂质，便于后期的修复；

s2：将s1中经过滤处理的土壤输送至修复机中，利用修复机对土壤进行淋洗,去除土壤中的重金属，土壤通过挤压后通过底模，进入到搅拌区域；

s3：将无机沙输送入修复机中，并对s2中通过底模的土壤进行切割和烘干，再将土壤与无机沙混合搅拌，改变土壤的透气性后，最终从修复机底端将土壤排出；

其中，本发明中s2使用的修复机包括罐体1，所述罐体1顶端安装有控制器2，控制器2用于控制修复机工作，罐体1为圆柱状空腔结构，所述罐体1内腔顶部固定有两个推杆电机3，所述推杆电机3的输出端部固定有压模4，所述压模4底端固定有缓冲垫，所述罐体1内腔中部固定有底模5，所述底模5底部设有多个圆孔6，所述底模5底端设有通孔，通孔处固定有滚动轴承7，所述滚动轴承7内圈固定有直杆8，所述直杆8顶部设有外螺纹，所述压模4底端设有螺纹孔，所述直杆8顶端穿过压模4，所述直杆8与压模4紧密旋合，所述直杆8底部固定有第一安装块9和第二安装块10，所述第一安装块9侧壁通过螺栓固定安装有两个以上的刀片11，所述第二安装块10侧壁通过螺栓固定安装有两个以上的搅拌块12，所述罐体1侧壁顶部对称设置有进土管13，所述罐体1侧壁顶部设置有进水管14，所述进水管14的进水端设置有喷头，所述罐体1侧壁底端设置有进沙管15，所述罐体1内腔设置有烘干器16，所述罐体1底端设有出料口，出料口处设有出料管，所述出料管底端螺纹连接有密封盖17，所述控制器2为plc控制器，控制器2与推杆电机3、烘干器16电性连接；工作时，将经过筛选处理的土壤间歇性的从进土管13中送进罐体1内腔，此时土壤会散落在底模5上表面，接着启动修复机，这时，喷头会喷洒淋洗液，对土壤进行淋洗，去除土壤中的重金属，接着控制器2控制推杆电机3工作，推杆电机3带动压模4做上下往复运动，当压模4与底模5接近时，可以挤压土壤，使得土壤通过底模5上的圆孔6后进入到罐体1内腔下方，此时，烘干器16可以对通过的湿土进行微加热，使得土壤湿度降低便于切割，在压模4不断移动的过程中，与之螺纹连接的直杆8会不断的旋转，因此固定安装在直杆8上的刀片11和搅拌块12会在直杆8的带动下，不断的往复旋转，刀片11可以对通过通孔6的土壤进行切割，将土壤切割成粒状，被切割后的土壤掉落到罐体1内腔底部，然后从进沙管15处投入中细的无机沙，无机沙和土壤在搅拌块12的搅拌下混合在一起，搅拌混合后，可以通过打开密封盖17倒出罐体1内腔中处理好的土壤，本修复机采用一体式设计，喷头处喷出的淋洗液和土壤进行反应，可以去除或减少土壤中的重金属，设置的压模4可以将土壤从底模5的通孔中挤出，使得土壤变成条状，再经过刀片11的切割后变成粒状，无机沙和粒状的土壤经搅拌块12的搅拌后，土壤的粘度下降，土壤的透气性得到改善，修复过程原理简单，易于操作，占用面积小，不用对土壤进行回填处理，避免回填导致的地下水污染，保护环境。

作为本发明的一种具体实施方式，所述缓冲垫包括两个以上的铁丝网18，缓冲垫由两个以上的铁丝网18叠加而成，铁丝网18的边缘处均固定在压模4底部，直杆8表面套设有弹簧19，弹簧19的顶端固定在缓冲垫底端，弹簧19的底端固定在底模5的上表面，工作时，由于压模4和底模5工作过程中会产生碰撞，长时间的工作会容易使得压模4和底模5的安装变得松动，而缓冲垫可以在压模4和底模5接触时，起到缓冲作用，可以减少压模4和底模5接触时产生的冲击，可以延长压模4和底模5的使用寿命，当压模4向上移动时，会拉动弹簧19，弹簧19给缓冲垫一个向下的拉力，使得铁丝网18被扩张，使得铁丝网18与压模4之间形成空腔，一方面，铁丝网18变形过程中，可以产生抖动，可以使得铁丝网18上粘连的土壤掉落，防止缓冲垫内淤积大量的土壤，另一方面，进土管13中的土壤在进入到罐体1时，会冲撞到缓冲垫上，扩张的铁丝网18可以对土壤进行切割，使得土壤被切割成小块状后均匀的铺在底模5顶部，同时，在铁丝网18下移的过程中，可以对土壤再次进行进行切割，使得土壤更加的细腻。

作为本发明的一种具体实施方式，所述铁丝网18与压模4之间放置有至少五个钢球20，钢球20的直径值大于铁丝网18的孔径值，工作时，当铁丝网18向上移动时，弹簧19会拉动铁丝网18，使得铁丝网18扩张变形，此时，钢球20会聚拢到一起并产生碰撞，使得铁丝网18上粘连的土壤掉落，钢球20的重量使得铁丝网18的抖动幅度变大，抖动效果更好，另一方面，在铁丝网18下移过程中，底模5挤压铁丝网18，可以使得钢球20均匀分开，将铁丝网18上的土壤刮除。

作为本发明的一种具体实施方式，所述刀片11的端部设有安装槽，安装槽内设有吸水材料21，吸水材料21采用吸水树脂材料制成，工作时，在烘干器16的工作过程中，会产生水汽，大量的水汽会使得土壤变湿，土壤的搅拌变得困难，此时吸水材料21可以吸收空气中的水汽，使得罐体1内腔底部保持较低的湿度，使得土壤可以更好的和无机沙混合，同时吸水材料21吸水增重，可以使得刀片11的重量增加，可以增强刀片11在离心力作用下的切割效果。

作为本发明的一种具体实施方式，所述罐体1内腔底部设有环形气囊22，环形气囊22内设有复位弹簧，环形气囊22上设有进气孔和出气孔，进气孔处安装有单向阀，单向阀可以起到进气作用，环形气囊22上的出气孔处连接有延伸至罐体1中部的连接管，工作时，当无机沙进入到罐体1中后，冲击环形气囊22，可以在环形气囊22的反作用力下被弹开，可以充分与土壤混合，累积的无机沙会压迫环形气囊22，使得环形气囊22中的气体从连管喷出，喷出的气体与喷头喷出的淋液交汇，在气体的带动下，淋液喷洒范围变大，淋液的喷散效果更好，当处理好的土壤被倒出后，环形气囊22在复位弹簧的作用下充气复位，另外，环形气囊22可以防止无机沙堆积在罐体1内腔底部。

作为本发明的一种具体实施方式，所述压模4和底模5均为倒置的帽子状结构，压模4与底模5的边缘处均与罐体1内腔之间设有缝隙，缝隙值为3-5cm，工作时，由于环境温度改变，会导致本修复机内的零件因材料不同而产生不同程度的热胀冷缩，可能会导致压模4的侧壁与罐体1内侧壁紧密接触，此时压模4运动过程会与罐体1内腔形成剧烈摩擦，造成压模4移动困难，并且会对压模4和罐体1造成损伤，影响本修复机的使用寿命，而设置的缝隙可以预留变形量，可以防止热胀冷缩造成的设备损坏，从而保证设备可以持续工作，可以延长本修复机的使用寿命。

工作时，将经过筛选处理的土壤间歇性的从进土管13中送进罐体1内腔，此时土壤会散落在底模5上表面，接着启动修复机，这时，喷头会喷洒淋洗液，对土壤进行淋洗，去除土壤中的重金属，接着控制器2控制推杆电机3工作，推杆电机3带动压模4做上下往复运动，当压模4与底模5接近时，可以挤压土壤，使得土壤通过底模5上的圆孔6后进入到罐体1内腔下方，此时，烘干器16可以对通过的湿土进行微加热，使得土壤湿度降低便于切割，在压模4不断移动的过程中，与之螺纹连接的直杆8会不断的旋转，因此固定安装在直杆8上的刀片11和搅拌块12会在直杆8的带动下，不断的往复旋转，刀片11可以对通过通孔6的土壤进行切割，将土壤切割成粒状，被切割后的土壤掉落到罐体1内腔底部，然后从进沙管15处投入中细的无机沙，无机沙和土壤在搅拌块12的搅拌下混合在一起，搅拌混合后，可以通过打开密封盖17倒出罐体1内腔中处理好的土壤，本修复机采用一体式设计，喷头处喷出的淋洗液和土壤进行反应，可以去除或减少土壤中的重金属，设置的压模4可以将土壤从底模5的通孔中挤出，使得土壤变成条状，再经过刀片11的切割后变成粒状，无机沙和粒状的土壤经搅拌块12的搅拌后，土壤的粘度下降，土壤的透气性得到改善，修复过程原理简单，易于操作，占用面积小，不用对土壤进行回填处理，避免回填导致的地下水污染，保护环境。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。