一种基于磁性复合颗粒材料的污染土壤镉去除装置

1.本实用新型涉及土壤重金属污染修复技术领域，具体地说是一种基于磁性复合颗粒材料的污染土壤镉去除装置。


背景技术：

2.由于工业化加速和经济快速发展，在全球范围内，土壤重金属镉(cd)污染已成为广受关注的热点环境问题之一。在我国，2014年全国土壤污染状况调查公报显示，我国耕地土壤重金属等污染物点位超标率达19.4％，其中cd点位超标率(7.0％)最高，是首要污染物。土壤cd污染会引起水稻、小麦等粮食作物cd超标，威胁人类和生物体健康以及粮食安全生产。因此，修复cd污染土壤，为粮食作物安全生产提供保障，是当前土壤及环境领域的研究热点和难点。
3.由于镉(cd)是生物毒性最强的重金属之一，其具有致畸、致癌、致突变作用，当前cd污染土壤的修复主要有两种策略，一是去除土壤中重金属；二是固定土壤中重金属，降低其环境风险，常用的方法包括固化稳定化、化学淋洗和植物提取等，但现有的修复方法均存在一定的局限性。固化稳定化cd，其并没有降低土壤中cd的总量，被固化稳定化的cd可能随着土壤环境条件的改变存在再次释放的风险；化学淋洗可以去除污染土壤中的cd，但是淋洗可能导致土壤质量和健康状况恶化；采用超积累植物提取土壤中cd是一项成熟的技术，但通常比较耗时。因此，寻求一种新的经济、高效的技术用于去除污染土壤中的cd对于保障土壤生态安全和粮食安全具有重要现实意义。
4.公开号为cn112898987a的中国发明专利中公开了一种去除土壤中重金属的磁性复合材料及其制备和应用，其采用的磁性复合材料为毫米级的均匀球体，表面具有大量空隙，该材料可用于处理重金属污染的农田土壤，尤其是重金属镉(cd)污染的稻田土壤，其具有吸附容量大、修复率高、操作方便、修复周期短、不破坏土壤环境等优点，同时材料易于磁分离。但有些田间环境不利于大规模机械化作业，如果园等，因此如何在这些不利于大规模机械化作业的土壤环境中采用上述磁性复合材料实现快速、经济、高效的重金属镉(cd)去除是需要考虑的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种基于磁性复合颗粒材料的污染土壤镉去除装置，操作简单方便，使用灵活，可用于相对复杂的田间环境，也可作为大规模机械化田间镉去除作业的有效补充。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
7.一种基于磁性复合颗粒材料的污染土壤镉去除装置，包括支架、磁棒套管、磁棒和磁棒驱动机构，其中支架下端设有固定横架，所述固定横架下侧固设有多个磁棒套管，每个磁棒套管内部均设有可升降的磁棒，所述磁棒驱动机构包括把手和连杆组件，其中所述把手铰接于所述支架上端，所述连杆组件设于所述支架内部，并且所述连杆组件下端设有多
个驱动杆，所述驱动杆分别插入对应的磁棒套管中并与对应的磁棒固连，并且所述磁棒与对应的磁棒套管紧贴。
8.所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，其中第一连杆上端通过所述把手驱动，第一连杆下端与第二连杆上端铰接，第二连杆下端设有多个垂直的驱动杆穿过所述固定横架后分别插入对应的磁棒套管中。
9.所述支架上设有锁定第二连杆高度的锁定旋钮。
10.所述锁定旋钮的旋钮轴与支架螺纹连接，所述第二连杆上设有凹槽，且第二连杆锁定时，所述旋钮轴前端插入所述凹槽中。
11.所述把手一端通过把手铰轴与所述支架上端铰接，且所述把手铰轴上套设有扭簧，所述第一连杆上端与所述把手中部铰接。
12.所述支架上端设有一个传动杆组件，且所述传动杆组件包括第三立杆和呈弧形的传动杆，所述传动杆一端与所述把手自由端铰接，另一端与所述第三连杆一端铰接，所述第三连杆另一端与所述第一连杆上端铰接，所述第三连杆中部通过连杆铰轴铰接于所述支架上端，且所述连杆铰轴上设有复位用的扭簧。
13.所述驱动杆下端设有螺杆与对应磁棒上端螺纹连接。
14.所述支架上端设有手柄，且所述把手设于所述手柄下方。
15.本实用新型的优点与积极效果为：
16.1、本实用新型通过按压把手转动即可实现磁棒升降，并且磁棒上升时磁棒套管可使磁棒表面吸附的磁性复合颗粒材料自动脱离，操作简单方便，节省体力。
17.2、本实用新型结构简单紧凑，使用灵活，可用于相对复杂的、不适于大规模作业的田间环境，比如果园等，也可以作为大规模机械化田间镉去除作业的有效补充。
18.3、本实用新型利用磁性复合颗粒材料吸附土壤中的重金属镉，土壤中的cd通过吸附、络合等物理化学过程固定在磁性复合颗粒材料上，不会破坏土壤环境，可以快速降低土壤中的cd总量，并且也方便磁性复合颗粒材料的快速回收，降低土壤修复成本。
附图说明
19.图1为本实用新型一个实施例的立体示意图，
20.图2为图1中实施例的主视图，
21.图3为本实用新型另一个实施例的主视图。
22.其中，1为手柄，2为把手，201为扭簧，202为第一连杆，203为第二连杆，204为螺杆，205为传动杆，206为第三连杆，207为第一铰轴，208为第二铰轴，209为第三铰轴，3为支架，4为固定横架，5为磁棒套管，6为磁棒，7为锁定旋钮。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
24.如图1～3所示，本实用新型包括支架3、磁棒套管5、磁棒6和磁棒驱动机构，其中支架3下端设有固定横架4，所述固定横架4下侧固设有多个磁棒套管5，每个磁棒套管5内部均设有可升降的磁棒6，所述磁棒驱动机构包括把手2和连杆组件，其中所述把手2铰接于所述支架3上端，所述连杆组件设于所述支架3内，并且所述连杆组件下端设有多个驱动杆，所述
驱动杆分别插入对应的磁棒套管5中并与对应的磁棒6固连。本实用新型工作时，操作人员按压把手2转动，所述把手2通过连杆组件传递力矩驱动各个磁棒6分别在对应的磁棒套管5内同步升降，并且所述磁棒6与对应的磁棒套管5紧贴，当磁棒6吸附完毕上升时，磁棒套管5可使磁棒6表面吸附的磁性复合颗粒材料与磁棒6表面自动脱离实现回收。本实施例中，所述磁棒6为不锈钢磁棒，所述磁棒套管5为塑料套管。
25.如图1～3所示，所述支架3上端设有手柄1方便操作人员握持，所述把手2设于所述手柄1下方。
26.如图1～3所示，所述连杆组件包括第一连杆202和第二连杆203，其中第一连杆202上端通过所述把手2驱动，第一连杆202下端与第二连杆203上端铰接，第二连杆203下端一个横杆，所述横杆下侧设有多个垂直的驱动杆穿过所述固定横架4后再分别插入对应的磁棒套管5中，所述横杆与所述固定横架4相抵可限定磁棒6的下降范围，另外所述固定横架4内可根据需要设置导向套分别套装于对应的驱动杆上，以保证磁棒6垂直升降。
27.如图1～3所示，所述支架3上设有锁定旋钮7用于锁定第二连杆203高度，进而锁定所述磁棒6的伸出长度，所述锁定旋钮7的旋钮轴与设于支架3上的螺孔螺纹连接，所述第二连杆203上设有凹槽，且所述旋钮轴前端插入所述凹槽中实现第二连杆203锁定。
28.如图1～3所示，所述驱动杆下端设有螺杆204与设于对应磁棒6上端的螺孔螺纹连接，旋拧所述磁棒6可实现高度微调。所述支架3可采用方管或圆管结构。
29.如图1～3所示，所述把手2可以直接与所述第一连杆202连接，也可以通过一个传动杆组件传递力矩驱动所述第一连杆202移动。
30.实施例一：
31.如图1～2所示，本实施例中，所述把手2一端通过把手铰轴与所述支架3上端铰接，且所述把手铰轴上套设有扭簧201实现复位，所述第一连杆202上端与所述把手2中部铰接。
32.本实施例工作原理为：
33.首先向含cd污染土壤中加入磁性复合颗粒材料和水(或有上覆水层的cd超标的水田中加入磁性复合颗粒材料)，并且使两者搅拌混匀后充分反应，所述磁性复合颗粒材料及其吸附原理与公开号为cn112898987a的中国发明专利相同。
34.本实施例使用时，磁棒6处于伸出状态，操作人员旋转所述锁定旋钮7，使锁定旋钮7的旋钮轴前端插入第二连杆203上的凹槽中实现将第二连杆203锁定，也即锁定磁棒6伸出长度，然后将磁棒6插入上述含水表层的土壤中，通过磁棒6搅拌可以加快对土壤中磁性复合颗粒材料的吸引，使磁棒6表面充分吸附磁性复合颗粒材料，并且由于磁棒6被锁定旋钮7锁定，不会回缩影响磁性复合颗粒材料的吸附，待磁棒6上布满磁性复合颗粒材料后，操作人员将支架3移动至回收装置(比如回收桶)上方，并旋转锁定旋钮7解除第二连杆203锁定，然后操作人员转动把手2使磁棒6上升，且磁棒6上升过程中，由于磁棒6与对应的磁棒套管5紧贴，磁棒套管5可使磁棒6表面吸附的磁性复合颗粒材料刮落脱离并落入回收装置中，然后操作人员松开所述把手2，所述把手2在扭簧201作用下恢复原位使磁棒6重新伸出磁棒套管5，再重新锁定第二连杆203准备下一次作业。
35.实施例二：
36.如图3所示，本实施例中，所述支架3上端设有一个传动杆组件，所述传动杆组件包括第三连杆206和呈弧形的传动杆205，所述传动杆205一端通过第一铰轴207与所述把手2
自由端铰接，另一端通过第二铰轴208与所述第三连杆206一端铰接，所述第三连杆206中部通过连杆铰轴铰接于所述支架3上端，且所述连杆铰轴上设有复位用的扭簧201，所述第三连杆206另一端通过第三铰轴209与所述第一连杆202上端铰接。所述把手2一端铰接于支架3上端，操作人员转动所述把手2，把手2推动所述传动杆205转动，进而推动第三连杆206转动并带动第一连杆202升降，当操作人员松开把手2时，第三连杆206在所述扭簧201作用下自动复位，进而分别推动所述传动杆205和第一连杆202恢复原位，也即推动把手2和磁棒6恢复原位。本实施例使用过程与实施例一相同，区别仅在于本实施例利用传动杆组件传递力矩实现第一连杆202升降。