一种镉污染土壤修复设备的制作方法

1.本发明涉及土壤修复技术领域，尤其是涉及一种镉污染土壤修复设备。


背景技术：

2.镉是一种人体非必需的元素，已被联合国环境规划署列为全球性意义危害化学物质之一；镉进入土壤，不仅会引起土壤功能失调、土质下降、影响植物生长，而且会被植物吸收、富集而转移进入食物链危害人类的生命和健康。2014年《全国土壤污染调查公报》显示，我国土壤被镉污染的情况不容乐观。2016年5月，《土壤污染防治行动计划》(土十条)，明确指出“在污染耕地集中区域优先组织开展治理与修复”。
3.由此可见，农田土壤重金属污染防治已成为我国的重大战略需求，如何修复重金属污染土壤，包括修复镉污染土壤，是近年来科学家们的研究热点。
4.采用高富集重金属植物萃取土壤中的重金属，即在重金属污染土壤中种植特殊的高吸收重金属植物，通过收割成熟植物，将土壤中重金属“萃取”分离出来，从而降低土壤中的重金属元素含量，是一种行之有效的重金属污染土壤修复技术。
5.由于植物的生长周期均较长，利用植物“萃取”分离土壤中的重金属离子，耗时较长；移除植物时会产生根系残留，有残留含量，修复不彻底；吸附的效率低，并且存在对地力要求高和对污染浓度敏感等缺陷。
6.为此，提出一种镉污染土壤修复设备。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种镉污染土壤修复设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种镉污染土壤修复设备，包括反应釜以及固定连接在反应釜上端面两侧的进料管一与进料管二；
9.反应釜的下端面环形固定支撑腿，中部固定连接有排料管；
10.反应釜的上端面中部固定连接有电机；
11.所述反应釜的内部从上往下依次分布有破碎机构、反应机构以及筛选机构，能够实现对土壤破碎、反应、筛选一系列过程。
12.优选的，所述破碎机构包括破碎板、破碎腔、过滤板一、破碎齿；所述反应釜内部中心垂直设置有搅拌杆，且搅拌杆的上端与电机输出轴固定；
13.所述反应釜的内部靠近上端的位置固定连接有锥形过滤板一，且锥形过滤板一与反应釜内部上端之间形成破碎腔，所述搅拌杆贯穿过滤板一中心并通过轴承与其转动连接，位于破碎腔的搅拌杆外表面从上往下依次等距分布三组破碎板，一组破碎板数量为三个，并且环形分布在搅拌杆外表面，上下破碎板的相邻面等距分布固定有破碎齿，所述破碎板与反应釜内壁通过滑动组件连接，破碎板由高韧性金属构成。
14.优选的，所述滑动组件包括环槽、滚珠、连接块，所述反应釜内壁与三组破碎板对
应位置开设有环槽，所述环槽为波浪状结构分布；
15.其中相邻环槽之间高点与低点相邻设计，所述环槽的内部滑动连接有连接块，且连接块与破碎板固定。
16.优选的，所述连接块与环槽的纵向截面呈三角形结构限位不可脱离，所述连接块与环槽内表面相邻三个面均嵌入式连接有滚珠。
17.优选的，所述反应机构包括搅拌叶片、反应腔、过滤板二、拨片，所述反应釜的内部中间位置固定连接有过滤板二，且搅拌杆与过滤板二的连接结构与过滤板一相同，所述过滤板一与过滤板二之间形成反应腔，位于反应腔内部的搅拌杆外表面环形等距分布有搅拌叶片；
18.所述反应釜的外表面贯通开设有三个开口，三个开口位于过滤板二上侧并且与过滤板二倾斜角度一致对应，所述过滤板二的上端面设置有坡面角度匹配拨片，且拨片的一端与搅拌杆固定。
19.优选的，所述反应釜的外表面与反应腔对应位置环形分布有三个收集箱，且开口与收集箱侧面开设的收集槽口对应并且两者槽口边缘嵌入式连接有磁铁；
20.所述收集箱与反应釜之间设置有滑块与滑槽，反应釜外表面开设滑槽，滑块与收集箱固定，滑块位于滑槽内部并滑动连接；
21.相邻所述收集箱之间固定连接有弧形固定环，且固定环通过可拆卸连接方式与收集箱连接。
22.优选的，所述筛选机构包括筛选腔、过滤板三、导向组件，所述反应釜的内部靠近下端的位置水平设置有过滤板三，所述过滤板三与过滤板二之间形成筛选腔，所述搅拌杆的下端贯穿过滤板三中心并延伸至过滤板三的下侧，所述搅拌杆的底部与过滤板三之间通过驱动组件连接，过滤板三边缘通过导向组件与反应釜内壁连接；
23.通过电机驱动搅拌杆转动，在驱动组件与导向组件的配合下对经过反应过滤的土壤进一步筛分。
24.优选的，所述驱动组件包括凸轮、连接杆、滚轮，所述过滤板三的上端面中心位置横向开设有滑动槽，且滑动槽纵向截面呈十字型结构设计，所述搅拌杆的下端经滑动槽延伸至过滤板三的下侧，所述滑动槽的内部滑动连接有轴承，且轴承套接在搅拌杆的外表面，所述搅拌杆的下端固定连接有凸轮，且凸轮的一侧水平转动连接有滚轮，所述滚轮的上端面中心转动连接有连接杆，且连接杆的上端与过滤板三固定。
25.优选的，所述导向组件包括橡胶垫、导杆、导向槽、弹簧、边框；
26.所述过滤板三的直径小于反应釜内径；
27.所述过滤板三的外沿固定连接有边框，所述边框的两侧与滑动槽对应方向对称开设有导向槽，所述导向槽的内部活动连接有导杆，所述导杆与导向槽之间连接有弹簧，且导杆的另一端与反应釜内壁固定，所述导杆的长度大于导向槽长度，所述导杆的上下两侧均设置有橡胶垫，且橡胶端呈环形分布一端与边框胶接，另一端与反应釜内壁胶接，所述滑动槽上下侧也胶接密封有橡胶垫。
28.优选的，所述过滤板一、过滤板二以及过滤板三三者为不锈钢网状结构设计，且过滤孔径从上往下依次递减。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
30.本发明通过设计破碎机构、反应机构以及筛选机构，配合电机驱动搅拌杆能够对进入反应釜内部的较大结块土壤充分破碎，然后使土壤与反应微球充分混合接触反应，进一步的对处理后的土壤进行筛选过滤，实现较好的土壤处理修复，提高土壤修复效率以及处理效果，降低重金属镉的残留量。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明的整体结构视图；
33.图2为本发明的整体结构剖面图；
34.图3为本发明的环槽与反应釜的结合图；
35.图4为本发明的图2中a处放大示意图；
36.图5为本发明的破碎板与破碎齿的结合图；
37.图6为本发明的图2中b处放大示意图；
38.图7为本发明的图2中c-c处剖面图；
39.图8为本发明的过滤板三俯视图。
40.附图标记说明：
41.1、反应釜；11、进料管一；12、进料管二；13、支撑腿；14、排料管；2、电机；21、搅拌杆；
42.3、收集箱；31、收集槽口；32、滑槽；321、滑块；33、固定环；
43.4、破碎机构；41、破碎板；42、破碎腔；43、过滤板一；44、环槽；45、滚珠；46、连接块；47、破碎齿；
44.5、反应机构；51、搅拌叶片；52、反应腔；53、过滤板二；54、拨片；
45.6、筛选机构；61、筛选腔；62、过滤板三；63、导向组件；64、凸轮；65、连接杆； 66、滚轮；67、滑动槽；
46.631、橡胶垫；632、导杆；633、导向槽；634、弹簧；635、边框。
具体实施方式
47.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：
49.一种镉污染土壤修复设备，包括反应釜1以及固定连接在反应釜1上端面两侧的进料管一11与进料管二12；
50.反应釜1的下端面环形固定支撑腿13，中部固定连接有排料管14；
51.反应釜1的上端面中部固定连接有电机2；
52.所述反应釜1的内部从上往下依次分布有破碎机构4、反应机构5以及筛选机构6，能够实现对土壤破碎、反应、筛选一系列过程。
53.通过采用上述技术方案，本发明通过设计破碎机构4、反应机构5以及筛选机构6，配合电机2驱动搅拌杆21能够对进入反应釜1内部的较大结块土壤充分破碎，然后使土壤与反应微球充分混合接触反应，进一步的对处理后的土壤进行筛选过滤，实现较好的土壤处理修复，提高土壤修复效率以及处理效果，降低重金属镉的残留量。
54.作为本发明的一种实施例，如图2与图5所示，所述破碎机构4包括破碎板41、破碎腔42、过滤板一43、破碎齿47；所述反应釜1内部中心垂直设置有搅拌杆21，且搅拌杆 21的上端与电机2输出轴固定，所述反应釜1的内部靠近上端的位置固定连接有锥形过滤板一43，且锥形过滤板一43与反应釜1内部上端之间形成破碎腔42，所述搅拌杆21贯穿过滤板一43中心并通过轴承与其转动连接，位于破碎腔42的搅拌杆21外表面从上往下依次等距分布三组破碎板41，一组破碎板41数量为三个，并且环形分布在搅拌杆21外表面，上下破碎板41的相邻面等距分布固定有破碎齿47，所述破碎板41与反应釜1内壁通过滑动组件连接，破碎板41由高韧性金属构成，所述滑动组件包括环槽44、滚珠45、连接块46，所述反应釜1内壁与三组破碎板41对应位置开设有环槽44，所述环槽44为波浪状结构分布；其中相邻环槽44之间高点与低点相邻设计，所述环槽44的内部滑动连接有连接块46，且连接块46与破碎板41固定，所述连接块46与环槽44的纵向截面呈三角形结构限位不可脱离，所述连接块46与环槽44内表面相邻三个面均嵌入式连接有滚珠 45。
55.通过采用上述技术方案，首先使用者通过将反应微球通过进料管二12排入反应釜1 的内腔，将镉污染土壤通过进料管一11排入反应釜1，反应微球为海藻酸钙聚丙烯酸钠微球，将海藻酸钙聚丙烯酸钠微球和镉污染土壤按照等比例搅拌，两者初步进入破碎腔42 中，同步开启电机2，电机2带动搅拌杆21转动，进一步带动位于破碎腔42中的破碎板 41转动，此时破碎板41一端的连接块46在环槽44内部滑动位移，通过滚珠45的设计能够减少连接块46与环槽44的摩擦阻力，使得破碎板41运动过程中流畅，并且在波浪状结构环槽44的作用下，高韧性金属材质的破碎板41经过波浪状环槽44开设相向弯折对夹杂在其中的大块结块土壤挤压并进一步利用破碎齿47进行破碎，然后转动破碎板41位移，并且相对弯折，以此反复的对其中土壤破碎，其中可能会出现较大结块土壤残留在搅拌杆21附近，破碎板41弯折挤压破碎盲区，因此通过将过滤板一43设计成锥形，在搅拌的作用下土壤向下流动，并且在过滤板一43的坡面角度下向外侧流动，并且进一步在最下侧破碎板41的弯折状态下配合过滤板一43挤压进一步破碎，值得注意的是，相邻破碎板41弯折挤压状态下的间隙大于反应微球的直径，避免对反应微球产生挤压损伤，过滤板一43孔径大于反应微球直径。
56.作为本发明的一种实施例，如图1与图2所示，所述反应机构5包括搅拌叶片51、反应腔52、过滤板二53、拨片54，所述反应釜1的内部中间位置固定连接有过滤板二53，且搅拌杆21与过滤板二53的连接结构与过滤板一43相同，所述过滤板一43与过滤板二 53之间形成反应腔52，位于反应腔52内部的搅拌杆21外表面环形等距分布有搅拌叶片51；所述反应釜1的外表面贯通开设有三个开口，三个开口位于过滤板二53上侧并且与过滤板二53倾斜角度一致对应，所述过滤板二53的上端面设置有坡面角度匹配拨片54，且拨片54的一端与搅拌杆21固定，所述反应釜1的外表面与反应腔52对应位置环形分布有三个收集箱3，且开口与收集箱3侧面开设的收集槽口31对应并且两者槽口边缘嵌入式连接有磁铁；所述收集
箱3与反应釜1之间设置有滑块321与滑槽32，反应釜1外表面开设滑槽32，滑块321与收集箱3固定，滑块321位于滑槽32内部并滑动连接；相邻所述收集箱3之间固定连接有弧形固定环33，且固定环33通过可拆卸连接方式与收集箱3 连接。
57.通过采用上述技术方案，基于上述实施例，土壤经过破碎机构4的破碎以及初步搅拌反应后通过过滤板二53进入反应腔52内部，并且在搅拌叶片51的搅拌作用下充分反应混合，由于过滤板二53直径小于反应微球，因此待反应结束后，土壤透过过滤板二53向下流动，而反应微球停留在过滤板二53上侧，此时使用者可通过弧形固定环33配合滑块 321与滑槽32转动收集箱3，通过收集箱3收集槽口31处的磁铁与反应釜1外表面的槽口磁铁磁力吸附对应，此处槽口重合，反应微球则通过槽口与收集槽口31进入收集箱3 内部完成对反应微球的收集，值得注意的是，过滤板二53同样为锥形结构设计，使得反应微球能够在其坡面角度作用下向外侧流动并进一步配合与搅拌杆21连接的拨片54完成对反应微球的收集工作，收集完成后，同样的利用滑块321与滑槽32滑动连接，再次转动收集箱3使得槽口错位，槽口关闭，进行下一次反应，由于固定环33可拆卸的连接收集箱3，因此待收集箱3内部反应微球盛满后可拆卸取出。
58.作为本发明的一种实施例，如图2与图6至图8所示，所述筛选机构6包括筛选腔61、过滤板三62、导向组件63，所述反应釜1的内部靠近下端的位置水平设置有过滤板三62，所述过滤板三62与过滤板二53之间形成筛选腔61，所述搅拌杆21的下端贯穿过滤板三 62中心并延伸至过滤板三62的下侧，所述搅拌杆21的底部与过滤板三62之间通过驱动组件连接，过滤板三62边缘通过导向组件63与反应釜1内壁连接；通过电机2驱动搅拌杆21转动，在驱动组件与导向组件63的配合下对经过反应过滤的土壤进一步筛分，所述驱动组件包括凸轮64、连接杆65、滚轮66，所述过滤板三62的上端面中心位置横向开设有滑动槽67，且滑动槽67纵向截面呈十字型结构设计，所述搅拌杆21的下端经滑动槽 67延伸至过滤板三62的下侧，所述滑动槽67的内部滑动连接有轴承，且轴承套接在搅拌杆21的外表面，所述搅拌杆21的下端固定连接有凸轮64，且凸轮64的一侧水平转动连接有滚轮66，所述滚轮66的上端面中心转动连接有连接杆65，且连接杆65的上端与过滤板三62固定，所述导向组件63包括橡胶垫631、导杆632、导向槽633、弹簧634、边框635；所述过滤板三62的直径小于反应釜1内径；所述过滤板三62的外沿固定连接有边框635，所述边框635的两侧与滑动槽67对应方向对称开设有导向槽633，所述导向槽 633的内部活动连接有导杆632，所述导杆632与导向槽633之间连接有弹簧634，且导杆 632的另一端与反应釜1内壁固定，所述导杆632的长度大于导向槽633长度，所述导杆 632的上下两侧均设置有橡胶垫631，且橡胶端呈环形分布一端与边框635胶接，另一端与反应釜1内壁胶接，所述滑动槽67上下侧也胶接密封有橡胶垫631，所述过滤板一43、过滤板二53以及过滤板三62三者为不锈钢网状结构设计，且过滤孔径从上往下依次递减。
59.通过采用上述技术方案，基于上述实施例，在经过反应后的土壤透过过滤板二53进入筛选腔61内部，此时搅拌杆21驱动凸轮64转动，凸轮64不断的与过滤板三62下侧通过连接杆65连接的滚轮66滚动接触，在凸轮64形状作用下使得过滤板三62左右不断位移，通过导杆632在导向槽633内部滑动连接，并不断挤压弹簧634，压缩、复位，同样的搅拌杆21也会在过滤板三62上端面开设的滑动槽67内部相对的位移，为过滤板三 62左右位移提供空间，通过该方式实现对土壤的筛选过滤，进一步增加土壤修复效果，值得注意的是此处橡胶
垫631的设计目的是不影响过滤板三62在反应釜1内部位移晃动的同时，避免土壤进入两者之间的缝隙对导向组件63以及驱动组件产生影响。
60.工作原理：首先使用者通过将反应微球通过进料管二12排入反应釜1的内腔，将镉污染土壤通过进料管一11排入也排入反应釜1，反应微球为海藻酸钙聚丙烯酸钠微球，将海藻酸钙聚丙烯酸钠微球和镉污染土壤按照等比例搅拌，两者初步进入破碎腔42中，同步开启电机2，电机2带动搅拌杆21转动，进一步带动位于破碎腔42中的破碎板41转动，此时破碎板41一端的连接块46在环槽44内部滑动位移，通过滚珠45的设计能够减少连接块46与环槽44的摩擦阻力，使得破碎板41运动过程中流畅，并且在波浪状结构环槽 44的作用下，高韧性金属材质的破碎板41经过波浪状环槽44开设相向弯折对夹杂在其中的大块结块土壤挤压并进一步利用破碎齿47进行破碎，然后转动破碎板41位移，相对弯折，以此反复的对其中土壤破碎，其中可能会出现较大结块土壤残留在搅拌杆21附近，破碎板41弯折挤压破碎盲区，因此通过将过滤板一43设计成锥形，在搅拌的作用下土壤向下流动，并且在过滤板一43的坡面角度下向外侧流动，并且进一步在最下侧破碎板41 的弯折状态下配合过滤板一43挤压进一步破碎，值得注意的是，相邻破碎板41弯折挤压状态下的间隙大于反应微球的直径，避免对反应微球产生挤压损伤，过滤板一43孔径大于反应微球直径，方便反应微球通过；
61.土壤经过破碎机构4的破碎以及初步搅拌反应后通过过滤板二53进入反应腔52内部，并且在搅拌叶片51的搅拌作用下充分反应混合，由于过滤板二53直径小于反应微球，因此待反应结束后，土壤透过过滤板二53向下流动，而反应微球停留在过滤板二53上侧，此时使用者可通过弧形固定环33配合滑块321与滑槽32转动收集箱3，通过收集箱3收集槽口31处的磁铁与反应釜1外表面的槽口磁铁磁力吸附对应，此处槽口重合，反应微球则通过槽口与收集槽口31进入收集箱3内部完成对反应微球的收集，值得注意的是，过滤板二53同样为锥形结构设计，使得反应微球能够在其坡面角度作用下向外侧流动并进一步配合与搅拌杆21连接的拨片54完成对反应微球的收集工作，收集完成后，同样的再次转动收集箱3使得槽口错位，槽口关闭，进行下一次反应，由于固定环33可拆卸的连接收集箱3，因此待收集箱3内部反应微球盛满后可拆卸取出；
62.在经过反应后的土壤透过过滤板二53进入筛选腔61内部，此时搅拌杆21驱动凸轮 64转动，凸轮64不断的与过滤板三62下侧通过连接杆65连接的滚轮66滚动接触，在凸轮64形状作用下使得过滤板三62左右不断位移，通过导杆632在导向槽633内部滑动连接，并不断挤压弹簧634，压缩、复位，同样的搅拌杆21也会在过滤板三62上端面开设的滑动槽67内部相对的位移，为过滤板三62左右位移提供空间，通过该方式实现对土壤的筛选过滤，进一步增加土壤修复效果，值得注意的是此处橡胶垫631的设计目的是不影响过滤板三62在反应釜1内部位移晃动的同时，避免土壤进入两者之间的缝隙对导向组件63以及驱动组件产生影响。
63.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。