一种用于污染场地土壤修复及风险管控的装置的制作方法

1.本发明涉及土壤修复技术领域，具体是涉及一种用于污染场地土壤修复及风险管控的装置。


背景技术：

2.在人们的生产生活中，产生的各种副产物难免会有一部分残留在土壤中，对于耕地用土壤来说，残留的物质对农作物的生长影响非常大。常见的土壤污染物分为有机污染物、无机污染物、重金属污染物、固体废物、病原微生物、生活医用污水、放射性污染物等。目前，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。
3.表层土壤是指深度在0-1m深度的土壤，表层土壤是大多数农作物根系的主要分布土层，也是农业生产的主要耕作层，同时土壤污染物也主要集中在表层。对于污染场地土壤的修复以及风险管控是土壤治理中非常重要的环节，修复和风险管控应同步进行，而目前对于表层土壤或表层土壤以下一段深度的土壤并没有很好地修复及风险管控同步进行的措施。
4.专利cn111842453a公开了一种连续高效的土壤修复装置，包括机架，所述机架的下端四角设置有电动伸缩腿，所述电动伸缩腿的下端安装有万向轮，机架的上侧设置有修复药剂箱，所述机架的下端左部通过连接杆连接有修复机构，机架的下侧右部设置有翻土机构，所述修复机构包括修复箱，修复箱的上端通过进液管与修复药剂箱连接，所述修复箱的上端通过连接杆与机架连接，修复箱内设置有搅拌机构，修复箱的右端设置有进土管，修复箱的下侧左端设置有出土口，修复箱通过进土管连接有送土机构，所述送土机构的右端连接有铲土机构。该发明的土壤修复装置结构的设置，使得下部的土壤也可以具有很好的修复效果，也可以在一定程度上降低药液的浪费，实用性强。但是，该土壤修复装置结构不能对修复后的土壤进行很好地风险管控，同时，对于深度更深的表层土壤难以进行修复。


技术实现要素：

5.针对上述存在的问题，本发明提供了一种用于污染场地土壤修复及风险管控的装置。
6.本发明的技术方案是：
7.一种用于污染场地土壤修复及风险管控的装置，包括行进车，位于所述行进车前端用于对土壤进行疏松的破土组件，位于行进车内下部用于输送待修复土壤的输送组件，位于行进车内中部用于修复土壤的修复组件，位于行进车后端的第一驱动组件，位于行进车前顶部的第二驱动组件；
8.所述行进车中部设有用于放置所述输送组件和修复组件的空腔，所述空腔延伸至行进车后端；
9.所述破土组件包括与所述行进车前端活动连接的对称设置的两个定位杆，两个所
述定位杆末端通过一个第一转轴转动连接，所述第一转轴上布设有若干破土杆；
10.所述输送组件包括位于所述空腔前侧下部的土壤收集盒，所述土壤收集盒朝向所述破土杆一侧设有开口，土壤收集盒顶部设有若干个输送管，每个所述输送管均对应设有一个砂石泵，所述砂石泵位于所述行进车前侧顶部；
11.所述修复组件包括一个修复箱，所述修复箱顶部前侧设有进土口，所述进土口上方对应所述输送管的末端，进土口后侧的修复箱顶部设有活动挡板，修复箱内上部为混合腔，修复箱内下部为排土腔，所述混合腔内中部设有用于翻搅促进土壤与淋洗液混合的翻搅组件，所述翻搅组件贯穿修复箱前后两端，修复箱前端设有两个对称设置的可向两侧滑动的侧门，所述侧门闭合时与翻搅组件转动且密封卡接，修复箱两侧壁各设有一个第二转轴，所述第二转轴与所述空腔的内侧壁转动连接；
12.所述第一驱动组件通过若干连杆与所述修复箱后端活动连接，第一驱动组件内设有用于驱动所述翻搅组件转动和升降的旋转伸缩电机；
13.所述第二驱动组件包括与行进车顶部固定连接的两个立柱，两个所述立柱中部设有用于带动所述修复箱转动的滚筒，两个立柱顶部设有支杆，一个立柱外侧设有用于驱动所述滚筒转动的驱动电机，滚筒内缠绕设有若干根钢丝绳，每根所述钢丝绳末端均绕过所述支杆后与修复箱的后端顶部连接。
14.进一步地，所述行进车前后均设有两个车轮，所述空腔前侧的行进车内部设有用于驱动位于行进车前侧的两个所述车轮转动的发动机。通过车轮及发动机的设置完成对行进车的驱动。
15.进一步地，所述定位杆底部设有一个液压推杆，所述液压推杆固定设置在所述行进车前端，液压推杆的输出端与定位杆的底部连接，用于带动定位杆以其与行进车前端连接点为支点上下转动，所述第一转轴一侧的定位杆外壁设有用于驱动第一转轴转动的破土电机，第一转轴与定位杆的连接处设有用于对第一转轴进行限位的限位环。通过液压推杆的设置能够使破土组件上下转动一定角度，从而调节破土量及破土深度。
16.进一步地，所述土壤收集盒上方设有升降电机，所述升降电机的输出端与土壤收集盒的顶面中部连接，升降电机通过一个固定块与所述空腔的前侧壁固定连接，所述输送管为4个且两两对称设置在所述升降电机两侧，土壤收集盒与所述砂石泵连接的一段输送管为弹性软管。通过升降电机的设置可以调节土壤收集盒的高度，从而完成不同深度表层土壤的收集。
17.进一步地，所述混合腔和排土腔之间设有隔板，所述隔板前端与所述修复箱前端卡接，隔板后端贯穿修复箱后端且隔板与修复箱滑动连接，所述排土腔后端设有若干个排土孔，排土腔内部前端设有绞龙电机，所述绞龙电机的输出端设有用于传输排土的传输绞龙。通过传输绞龙将排土腔内部的土壤一点点通过排土孔排出，且收集待处理土壤的同时，排出均匀混合淋洗液的土壤进行覆盖。
18.进一步地，所述翻搅组件包括主套筒，所述主套筒外壁设有若干翻搅杆，主套筒前端与处于闭合状态下的所述侧门转动且密封卡接，主套筒后端与所述修复箱转动且滑动连接，主套筒位于侧门外部一端可拆卸设有钻头，主套筒内部活动套设有监测筒，主套筒和所述监测筒后端均设有螺纹母扣，所述旋转伸缩电机的输出端可拆卸连接第一螺纹公扣或第二螺纹公扣，所述第一螺纹公扣与主套筒的螺纹母扣螺纹连接，所述第二螺纹公扣与监测
筒的螺纹母扣螺纹连接。通过翻搅组件的设置可以使混合腔内部土壤和淋洗液均匀混合，且通过搭配不同的螺纹公扣可以选择下放监测筒或下放主套筒，当下放监测筒时可以对更深的土壤进行风险管控监测，当下放主套筒时可以使主套筒在更深的土壤内部转动并配合喷洒淋洗液对更深层的土壤进行进一步处理修复。
19.更进一步地，所述连杆为4个且两两左右对称设置，连杆末端设有滑块，位于同一侧的两个所述滑块与所述修复箱后端设有的两个滑槽分别对应滑动连接，修复箱后端上部设有两个用于推动所述第一驱动组件上下滑动的推杆电机，两个所述推杆电机的输出端均指向修复箱的正下方，推杆电机的输出端末端设有卡钳，两个所述卡钳分别与位于上方的两个连杆固定连接，位于两个推杆电机中间的修复箱后端设有进药泵，所述进药泵后端连接有进药管。通过推杆电机的设置可以方便移动第一驱动组件，从而完成两种螺纹公扣的更换。
20.更进一步地，所述监测筒上均布设有若干个污染监测传感器。通过布设污染检测传感器对表层及更深层次的土壤进行风险管控监测，并对监测到的污染点进行进一步处理。
21.进一步地，所述修复箱两侧上部均设有一个用于缓冲并对修复箱辅助限位的垫块，当修复箱未转动时所述垫块与所述空腔后部边缘卡接。通过垫块的设置能够使修复箱在转动过程中不会与空腔边缘发生猛烈撞击而变形。
22.本发明的有益效果是：
23.(1)本发明的土壤修复及风险管控装置通过将破土组件、输送组件、修复组件以及第一第二驱动组件搭载在行进车上，主要针对深度为0-1m的表层土壤，可以方便对污染场地的表层土壤进行收集淋洗修复，并将均匀混合淋洗液排出，实现边收集边排放，土壤修复效率高，使用方便。
24.(2)本发明的土壤修复及风险管控装置通过液压推杆的设置能够使破土组件上下转动一定角度，从而调节破土量及破土深度；通过升降电机的设置可以调节土壤收集盒的高度，从而完成不同深度表层土壤的收集。
25.(3)本发明的土壤修复及风险管控装置通过翻搅组件的设置可以使混合腔内部土壤和淋洗液均匀混合，通过滚筒的设置能够将修复箱拉起转动至垂直状态，再进一步通过搭配不同的螺纹公扣可以选择下放监测筒或下放主套筒，当下放监测筒时可以对更深的土壤进行风险管控监测，并对监测到的污染点进行进一步处理，当下放主套筒时可以使主套筒在更深的土壤内部转动并配合喷洒淋洗液对更深层的土壤进行进一步处理修复。
26.(4)本发明的土壤修复及风险管控装置通过推杆电机的设置可以方便移动第一驱动组件，从而完成两种螺纹公扣的更换；通过垫块的设置能够使修复箱在转动过程中不会与空腔边缘发生猛烈撞击而变形。
附图说明
27.图1是本发明装置的前侧整体结构示意图；
28.图2是本发明装置的后侧整体结构示意图；
29.图3是本发明装置的俯视图；
30.图4是本发明装置的定位杆与限位环连接结构示意图；
31.图5是本发明装置的第一驱动组件和翻搅组件结构示意图；
32.图6是本发明装置第一螺纹公扣安装时的修复箱内部结构示意图；
33.图7是本发明装置第二螺纹公扣安装时的修复箱内部结构示意图；
34.图8是本发明装置升降监测筒时的结构示意图；
35.图9是本发明装置升降主套筒及翻搅杆时的结构示意图。
36.其中，1-行进车，11-空腔，12-车轮，2-破土组件，21-定位杆，22-第一转轴，23-破土杆，24-液压推杆，25-破土电机，26-限位环，3-输送组件，31-土壤收集盒，32-开口，33-输送管，34-砂石泵，35-升降电机，36-固定块，4-修复组件，41-修复箱，411-滑槽，42-进土口，43-活动挡板，44-混合腔，45-排土腔，451-排土孔，452-绞龙电机，453-传输绞龙，46-侧门，47-第二转轴，48-隔板，49-推杆电机，491-卡钳，5-第一驱动组件，51-连杆，52-旋转伸缩电机，53-第一螺纹公扣，54-第二螺纹公扣，55-滑块，6-第二驱动组件，61-立柱，62-滚筒，63-支杆，64-钢丝绳，65-驱动电机，7-翻搅组件，71-主套筒，72-翻搅杆，73-钻头，74-监测筒，741-污染监测传感器，8-进药泵，81-进药管，9-垫块。
具体实施方式
37.实施例1
38.如图1所示，一种用于污染场地土壤修复及风险管控的装置，包括行进车1，位于行进车1前端用于对土壤进行疏松的破土组件2，位于行进车1内下部用于输送待修复土壤的输送组件3，位于行进车1内中部用于修复土壤的修复组件4，位于行进车1后端的第一驱动组件5，位于行进车1前顶部的第二驱动组件6；
39.如图2所示，行进车1中部设有用于放置输送组件3和修复组件4的空腔11，空腔11延伸至行进车1后端，行进车1前后均设有两个车轮12，空腔11前侧的行进车1内部设有用于驱动位于行进车1前侧的两个车轮12转动的发动机；
40.如图3、4所示，破土组件2包括与行进车1前端活动连接的对称设置的两个定位杆21，两个定位杆21末端通过一个第一转轴22转动连接，第一转轴22上布设有6个破土杆23，定位杆21底部设有一个液压推杆24，液压推杆24固定设置在行进车1前端，液压推杆24的输出端与定位杆21的底部连接，用于带动定位杆21以其与行进车1前端连接点为支点上下转动，第一转轴22一侧的定位杆21外壁设有用于驱动第一转轴22转动的破土电机25，第一转轴22与定位杆21的连接处设有用于对第一转轴22进行限位的限位环26；
41.如图1、2所示，输送组件3包括位于空腔11前侧下部的土壤收集盒31，土壤收集盒31朝向破土杆23一侧设有开口32，土壤收集盒31顶部设有4个输送管33，每个输送管33均对应设有一个砂石泵34，砂石泵34位于行进车1前侧顶部，土壤收集盒31上方设有升降电机35，升降电机35的输出端与土壤收集盒31的顶面中部连接，升降电机35通过一个固定块36与空腔11的前侧壁固定连接，输送管33两两对称设置在升降电机35两侧，土壤收集盒31与砂石泵34连接的一段输送管33为弹性软管；
42.如图6、7所示，修复组件4包括一个修复箱41，修复箱41顶部前侧设有进土口42，进土口42上方对应输送管33的末端，进土口42后侧的修复箱41顶部设有活动挡板43，修复箱41内上部为混合腔44，修复箱41内下部为排土腔45，混合腔44内中部设有用于翻搅促进土壤与淋洗液混合的翻搅组件7，翻搅组件7贯穿修复箱41前后两端，修复箱41前端设有两个
对称设置的可向两侧滑动的侧门46，侧门46闭合时与翻搅组件7转动且密封卡接，修复箱41两侧壁各设有一个第二转轴47，第二转轴47与空腔11的内侧壁转动连接，混合腔44和排土腔45之间设有隔板48，隔板48前端与修复箱41前端卡接，隔板48后端贯穿修复箱41后端且隔板48与修复箱41滑动连接，排土腔45后端设有7个排土孔451，排土腔45内部前端设有绞龙电机452，绞龙电机452的输出端设有用于传输排土的传输绞龙453；
43.如图5、6所示，第一驱动组件5通过4根连杆51与修复箱41后端活动连接，第一驱动组件5内设有用于驱动翻搅组件7转动和升降的旋转伸缩电机52，连杆51两两左右对称设置，连杆51末端设有滑块55，位于同一侧的两个滑块55与修复箱41后端设有的两个滑槽411分别对应滑动连接，修复箱41后端上部设有两个用于推动第一驱动组件5上下滑动的推杆电机49，两个推杆电机49的输出端均指向修复箱41的正下方，推杆电机49的输出端末端设有卡钳491，两个卡钳491分别与位于上方的两个连杆51固定连接，位于两个推杆电机49中间的修复箱41后端设有进药泵8，进药泵8后端连接有进药管81；
44.如图2、9所示，第二驱动组件6包括与行进车1顶部固定连接的两个立柱61，两个立柱61中部设有用于带动修复箱41转动的滚筒62，两个立柱61顶部设有支杆63，一个立柱61外侧设有用于驱动滚筒62转动的驱动电机65，滚筒62内缠绕设有4根钢丝绳64，每根钢丝绳64末端均绕过支杆63后与修复箱41的后端顶部连接，修复箱41两侧上部均设有一个用于缓冲并对修复箱41辅助限位的垫块9，当修复箱41未转动时垫块9与空腔11后部边缘卡接；
45.如图5、8所示，翻搅组件7包括主套筒71，主套筒71外壁设有6组翻搅杆72，主套筒71前端与处于闭合状态下的侧门46转动且密封卡接，主套筒71后端与修复箱41转动且滑动连接，主套筒71位于侧门46外部一端可拆卸设有钻头73，主套筒71内部活动套设有监测筒74，主套筒71和监测筒74后端均设有螺纹母扣，旋转伸缩电机52的输出端可拆卸连接第一螺纹公扣53或第二螺纹公扣54，第一螺纹公扣53与主套筒71的螺纹母扣螺纹连接，第二螺纹公扣54与监测筒74的螺纹母扣螺纹连接，监测筒74上均布设有5个污染监测传感器741。
46.需要说明的是，本发明装置涉及的所有电机、传感器等电学元件均为市售产品，经过结构外形调整后以适配本发明的装置。
47.实施例2
48.本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：破土杆23的设置数量不同。
49.第一转轴22上布设有8个破土杆23。
50.实施例3
51.本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：输送管33以及砂石泵34的设置数量不同。
52.输送组件3包括位于空腔11前侧下部的土壤收集盒31，土壤收集盒31朝向破土杆23一侧设有开口32，土壤收集盒31顶部设有2个输送管33，每个输送管33均对应设有一个砂石泵34，砂石泵34位于行进车1前侧顶部，土壤收集盒31上方设有升降电机35，升降电机35的输出端与土壤收集盒31的顶面中部连接，升降电机35通过一个固定块36与空腔11的前侧壁固定连接，输送管33两两对称设置在升降电机35两侧，土壤收集盒31与砂石泵34连接的一段输送管33为弹性软管。
53.可以根据待处理污染场地的大小及使用需求，在制造本发明装置时选择设置2个或4个输送管。
54.实施例4
55.本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：排土孔451的设置数量不同。
56.排土腔45后端设有9个排土孔451。
57.实施例5
58.本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：钢丝绳64的设置数量不同。
59.滚筒62内缠绕设有3根钢丝绳64。
60.实施例6
61.本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：翻搅杆72及污染监测传感器741的设置数量不同。
62.翻搅组件7包括主套筒71，主套筒71外壁设有8组翻搅杆72，主套筒71前端与处于闭合状态下的侧门46转动且密封卡接，主套筒71后端与修复箱41转动且滑动连接，主套筒71位于侧门46外部一端可拆卸设有钻头73，主套筒71内部活动套设有监测筒74，主套筒71和监测筒74后端均设有螺纹母扣，旋转伸缩电机52的输出端可拆卸连接第一螺纹公扣53或第二螺纹公扣54，第一螺纹公扣53与主套筒71的螺纹母扣螺纹连接，第二螺纹公扣54与监测筒74的螺纹母扣螺纹连接，监测筒74上均布设有6个污染监测传感器741。
63.可以根据待处理污染场地的大小及使用需求，在制造本发明装置时选择设置不同数量的翻搅杆72及污染监测传感器741。
64.工作原理：
65.在使用本装置时，首先设定一个修复周期的距离，此处设置为30m；
66.运行行进车1，开启破土电机25使其带动第一转轴22及破土杆23转动，通过破土杆23进行土壤疏松破碎，可以通过开启液压推杆24推动定位杆21从而调节破土杆23的高度，使破土杆23可以完成0-40cm深度的破土或0-60cm深度的破土，或当定位杆21向下转动为最大负角度时可以完成0-1m深度的破土；
67.行进车1前进时，通过土壤收集和31的开口32进行土壤收集，并通过开启砂石泵34将收集到的土壤通过输送管33输送至进土口42，落入修复箱41的混合腔44内，再通过进药泵8输入淋洗药剂，随后开启翻搅组件7对混合腔44内部的土壤进行翻搅，翻搅时首先安装第一螺纹公扣53，使旋转伸缩电机52带动第一螺纹公扣53顺时针转动，从而完成与主套筒71的上扣，上紧扣之后继续顺时针转动完成土壤与淋洗药剂的混合翻搅；
68.当行进车行进30m后，即完成了30m段的土壤收集，此时开启驱动电机65带动滚筒62转动，从而使钢丝绳64拉动修复箱41使其在第二转轴47的作用下转动90
°
与地面保持垂直，随后继续上述翻搅操作5-10min，使土壤和淋洗药剂混合均匀，此时旋转伸缩电机52带动第一螺纹公扣53逆时针转动松扣，并开启推杆电机49使其带动卡钳491以及连杆51滑动，滑块55在滑槽411内滑动，使第一驱动组件5滑动至滑槽411最下方，将旋转伸缩电机52的输出端更换为第二螺纹公扣54，并在主套筒71内放置一个监测筒74，在通过推杆电机49使其带动卡钳491以及连杆51滑动至滑槽411最上方，以上述同样地方法完成第二螺纹公扣54与监测筒74的上扣，随后取下钻头73使监测筒74能够穿过主套筒71，最后通过旋转伸缩电机52顺时针转动下降使监测筒74陷入到土壤内部，深度可达1.5m，逆时针转动松扣使监测筒74保留在土壤内作为一个风险管控监测点；
69.此处需要注意的是，无论旋转伸缩电机52的输出端连接第一螺纹公扣53还是第二
螺纹公扣54，在带动其转动完成土壤翻搅或土壤内部下深时均为顺时针转动，严禁逆时针转动，避免第一螺纹公扣53还或第二螺纹公扣54脱出；
70.完成前30m的土壤收集修复以及风险管控监测点布设后，再通过滚筒62以及钢丝绳64将修复箱41放平，修复箱41与垫块9接触后完成水平放置，抽出隔板48，使混合腔44内的修复后的土壤进入到排土腔45内部，再安装会隔板48，当进行下一段30m的土壤收集时通过传输绞龙453将修复后的土壤排出，排出速度与进土速度相同，完成下一段土壤收集修复以及风险管控监测点布设；
71.当某一处风险管控监测点的污染监测传感器741监测到土壤内污染物超标，则将行进车1移动至该点位，取出监测筒74，开启驱动电机65带动滚筒62转动，从而使钢丝绳64拉动修复箱41使其在第二转轴47的作用下转动90
°
与地面保持垂直，安装第一螺纹公扣53，并完成与主套筒71的上扣，此时混合腔44内部是没有土壤的，打开两个侧门46，通过旋转伸缩电机52顺时针转动下降使主套筒71在钻头73以及翻搅杆72的配合作用下深入到土壤内部，下深深度控制在1.2-1.5m，同时通过进药泵8注入修复用淋洗药剂，再配合翻搅杆72的转动完成土壤原位的淋洗修复。