一种用于重金属污染土壤的修复、改良装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及土壤修复改良技术，具体为一种用于重金属污染土壤的修复、改良装置及其使用方法。


背景技术：

2.土壤污染会严重威胁生态系统的功能、食品安全和人居安全，且土壤污染具有隐蔽性、滞后性和累积性等特点，相比于其他环境介质的污染，土壤污染更难以发现且难以进行治理，重金属是土壤最为突出的污染物，通过科学的治理土壤中重金属的污染势在必行，但是土壤重金属污染成因复杂，通常呈现以下特征：多种重金属污染物共存、集中成片的大规模分布，严重影响了环境质量，应对多金属复合污染土壤，固化或稳定化是土壤重金属污染修复最为常用的技术，从而实现土壤污染物迁移风险的合理阻控；目前，现有的重金属污染土壤修复、改良装置在进行土壤修复改良的过程中，都是通过将土壤收集至容器内，再在容器内部进行药剂添加、搅拌，然后再将搅拌完成的土壤放出，此过程需要频繁的收集、放出土壤，同时土壤在容器内部进行搅拌费时费力，使得土壤修复效率极低，不利于高效处理大面积的重金属污染土壤；针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

3.本发明中，由于受污染的土壤容易发生干枯结块的情况，而结块的土壤对于药剂的散布较为不利，因此在土壤修复、改良装置的工作过程中，首先对土壤进行破碎，从而保证后续的土壤混合搅拌功能可以顺利实现；同时该破碎辊上的破碎齿通常处在收回状态，只有转动至下方时才会收挤压凸出，避免了破碎辊上的破损齿工人或其他物品，提高了使用安全性，通过转盘以及切削块对土壤进行搅动，并使得部分土壤从切削块下方的孔洞中通过，保证了药剂在释放的土壤中后可以得到充分的混合搅拌，提高药剂的散布范围，增加药剂的固化覆盖率，且用于驱动螺杆的电机安装在进料斗上，电机的震动还可使得进料斗中的药剂掉落更加顺畅，通过升降驱动电机控制第一连接杆与第二连接杆的升降，即可实现对固定进料管以及转盘的高度调节，从而使得转盘作用于不同深度的土壤，实现根据污染情况的不同适时调节转盘的高度，提高药剂散布的精准性，解决现有的土壤修复装置在使用时需要将土壤收进容器内进行改良修复，工序复杂，土壤修复效率低的问题，而提出一种用于重金属污染土壤的修复、改良装置及其使用方法。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于重金属污染土壤的修复、改良装置，包括破碎辊，所述破碎辊中心处穿设有中心轴，所述中心轴固定在主框架一端，所述中心轴外壁固定连接有凸轮，所述破碎辊一端固定安装有支撑架，所述支撑架外壁固定连接有驱动齿轮，所述支撑架与驱动齿轮转动连接在中心轴外壁；所述破碎辊上开设有多组孔洞，所述破碎辊内壁通过凸起固定连接有复位弹簧，
所述复位弹簧顶部固定连接有凹板，所述凹板下表面固定连接有破碎齿，所述破碎齿穿过破碎辊上的孔洞，所述驱动齿轮外壁套接有第一连接皮带，所述第一连接皮带的另一端套接在第一驱动电机的输出轴上，所述第一驱动电机固定安装在加固杆上表面，所述加固杆两端分别抵接在主框架的两侧，所述加固杆下表面固定连接有多组耙齿，所述主框架尾部固定安装有两组套环，两组所述套环内部分别滑动连接有第一连接杆与第二连接杆，所述第一连接杆与第二连接杆底部均固定连接有连接轴承，所述连接轴承内部转动连接有固定进料管，所述固定进料管一端与输料管活动连接，所述输料管远离固定进料管的一端固定连接有转盘，所述固定进料管另一端连接有输送电机。
5.作为本发明的一种优选实施方式，所述主框架侧壁固定连接有安装架，所述安装架顶部转动连接有贯穿轴，所述贯穿轴外壁固定连接有皮带轮与驱动轮，所述皮带轮固定连接在两组驱动轮之间，所述驱动轮两侧通过转轴转动连接有第一驱动杆与第二驱动杆，所述第一驱动杆远离驱动轮的一端通过转轴转动连接有第一从动轮，所述第二驱动杆远离驱动轮的一端通过转轴转动连接有第二从动轮，所述第一从动轮通过转轴转动连接在主框架侧壁，所述第二从动轮通过转轴转动连接在套环外壁，所述第一连接杆的一侧与第二连接杆的一侧均开设有齿条，所述第一从动轮与第一连接杆啮合连接，所述第二从动轮与第二连接杆啮合连接，所述皮带轮外壁绕接有第二连接皮带，所述第二连接皮带顶部绕接在升降驱动电机输出端。
6.作为本发明的一种优选实施方式，所述输料管转动连接在固定进料管外壁，所述转盘内部设置有中空孔洞，所述转盘远离输料管的一侧固定安装有散药管，所述输料管内部固定安装有连接架，所述固定进料管内部转动连接有进料螺杆，所述进料螺杆一端固定连接在连接架侧壁，所述进料螺杆另一端连接在输送电机输出端，所述固定进料管上方连通有进料斗，所述输送电机固定连接在进料斗外壁。
7.作为本发明的一种优选实施方式，所述凸轮的突出端朝向正下方，所述加固杆呈折线型结构。
8.作为本发明的一种优选实施方式，所述第一驱动杆和第二驱动杆与驱动轮的连接点位于同一直径上，所述升降驱动电机固定连接主框架上表面。
9.作为本发明的一种优选实施方式，所述散药管外壁开设有多组孔洞，所述转盘靠近散药管的一侧固定连接有多组切削块，所述转盘位于切削块下方位置开设有通孔。
10.作为本发明的一种优选实施方式，所述主框架下方固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆外侧套接有支撑弹簧，所述伸缩杆下方转动连接有滚轮。
11.一种用于重金属污染土壤的修复、改良装置的使用方法，使用方法包括以下步骤：步骤一：该装置置于待修复、改良的土壤，第一驱动电机启动，第一驱动电机通过第一连接皮带带动驱动齿轮转动，驱动齿轮再通过支撑架带动破碎辊转动，破碎辊在土壤表面转动实现装置整体的行走；步骤二：当破碎辊转动时，破碎辊内部的凹板、复位弹簧和破碎齿逐个经过凸轮下方凸起处，使得凸轮将经过凸起处的破碎齿顶出，插入土壤，实现对干枯结块的土壤进行破碎，便于后续药剂混合；步骤三：破碎辊在转动时，带动耙齿从破碎的土壤中划过，进行翻土，将土壤中的大型石块向两侧拨开，避免转盘接触石块，造成切削块损坏，同时根据需要进行处理的土壤
深度，通过升降驱动电机带动驱动轮转动，再通过驱动轮控制第一连接杆与第二连接杆的高度，进而控制转盘的位置，实现对土壤处理深度的调节；步骤四：破碎辊在转动时还会同时带动转盘在土壤中前进，转盘在前进时通过后方的输送电机带动进料螺杆转动，进料螺杆转动带动输料管转动，输料管转动时再带动转盘转动，通过切削块对土壤进行搅拌并使得土壤从转盘表面的孔洞通过，同时，在进料螺杆转动时，进料螺杆会将固定进料管内部的药剂不断地向前推送，药剂穿过输料管与转盘，进入散药管中并释放到土壤中；步骤五：释放到土壤中的药剂与土壤中的重金属污染物发生物化作用，将易迁移、易被生物吸收的金属污染物固定成为无毒或低毒的稳定物质，从而降低污染物的迁移性和生物利用性，实现对土壤的无害化处理。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明中，在对土壤进行修复时，由于受污染的土壤容易发生干枯结块的情况，而结块的土壤对于药剂的散布较为不利，因此在土壤修复、改良装置的工作过程中，首先对土壤进行破碎，从而保证后续的土壤混合搅拌功能可以顺利实现；同时该破碎辊上的破碎齿通常处在收回状态，只有转动至下方时才会收挤压凸出，避免了破碎辊上的破损齿工人或其他物品，提高了使用安全性。
13.2、本发明中，通过转盘以及切削块对土壤进行搅动，并使得部分土壤从切削块下方的孔洞中通过，保证了药剂在释放的土壤中后可以得到充分的混合搅拌，提高药剂的散布范围，增加药剂的固化覆盖率，同时药剂的进料由进料螺杆推动，使得散药管内具有高压，避免了土壤倒灌，且用于驱动螺杆的电机安装在进料斗上，电机的震动还可使得进料斗中的药剂掉落更加顺畅。
14.3、本发明中，通过升降驱动电机控制驱动轮的转向，再通过驱动轮控制第一连接杆与第二连接杆的升降，即可实现对固定进料管以及转盘的高度调节，从而使得转盘作用于不同深度的土壤，实现根据污染情况的不同适时调节转盘的高度，提高药剂散布的精准性，增加土壤修复、改良的效果。
附图说明
15.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
16.图1为本发明的结构主视示意图；图2为本发明的破碎辊示意图；图3为本发明图2中a处放大结构示意图；图4为本发明图2中b处放大结构示意图；图5为本发明的驱动杆结构示意图；图6为本发明的驱动轮结构示意图；图7为本发明的转盘结构示意图；图8为本发明的固定进料管结构示意图。
17.图中：1、破碎辊；2、主框架；3、支撑架；4、驱动齿轮；5、第一连接皮带；6、第一驱动电机；7、凸轮；8、中心轴；9、凹板；10、复位弹簧；11、破碎齿；12、耙齿；13、加固杆；14、第一从动轮；15、第一连接杆；16、第二连接杆；17、第二从动轮；18、第一驱动杆；19、第二驱动杆；
20、第二连接皮带；21、连接轴承；22、升降驱动电机；23、驱动轮；24、皮带轮；25、贯穿轴；26、安装架；27、转盘；28、散药管；29、切削块；30、输料管；31、连接架；32、进料螺杆；33、固定进料管；34、输送电机；35、进料斗；36、套环；37、滚轮；38、伸缩杆；39、支撑弹簧。
具体实施方式
18.下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例一：请参阅图1－图3所示，一种用于重金属污染土壤的修复、改良装置，包括破碎辊1，破碎辊1中心处穿设有中心轴8，中心轴8两端凸出于破碎辊1，中心轴8固定在主框架2一端，主框架2呈u型结构，中心轴8位于u型开口侧，中心轴8外壁固定连接有凸轮7，凸轮7的突出端朝向正下方，加固杆13呈折线型结构，破碎辊1一端固定安装有支撑架3，起到辅助支撑破碎辊1的作用，支撑架3外壁固定连接有驱动齿轮4，支撑架3与驱动齿轮4转动连接在中心轴8外壁；破碎辊1上开设有多组孔洞，孔洞在破碎辊1外壁呈矩阵式分布，破碎辊1内壁通过凸起固定连接有复位弹簧10，该凸起为圆环状，用于支撑复位弹簧10，复位弹簧10顶部固定连接有凹板9，凹板9上表面为圆弧形，便于与凸轮7接触时在凸轮7外壁滑动，凹板9下表面固定连接有破碎齿11，破碎齿11为圆锥状，锥尖朝向外侧，破碎齿11穿过破碎辊1上的孔洞，当凹板9向下按压时可以将破碎齿11前部顶出，使其从破碎辊1的孔洞中露出，驱动齿轮4外壁套接有第一连接皮带5，第一连接皮带5的另一端套接在第一驱动电机6的输出轴上，第一连接皮带5内侧开设有多组齿槽，驱动齿轮4啮合连接在该齿槽内部，第一驱动电机6固定安装在加固杆13上表面，第一驱动电机6转动时可以通过第一连接皮带5带动驱动齿轮4转动，驱动齿轮4转动时再通过支撑架3带动破碎辊1转动，在进行土壤修复时，将该装置置于待修复、改良的土壤，第一驱动电机6启动，第一驱动电机6通过第一连接皮带5带动驱动齿轮4转动，驱动齿轮4再通过支撑架3带动破碎辊1转动，破碎辊1在土壤表面转动实现装置整体的行走，当破碎辊1转动时，破碎辊1内部的凹板9、复位弹簧10和破碎齿11逐个经过凸轮7下方凸起处，当凹板9经过凸轮7下方的凸出点时，凸轮7挤压凹板9，使得凹板9挤压复位弹簧10，同时带动破碎齿11从破碎辊1内部伸出，对土壤进行破碎，实现对干枯结块的土壤进行破碎，便于后续药剂混合，同时插入土壤中的破碎齿11也可以增大破碎辊1的摩擦力，使得破碎辊1在转动时可以对土壤修复改良装置提供更大拉力，防止破碎辊1打滑，加固杆13两端分别抵接在主框架2的两侧，增加主框架2的强度，加固杆13下表面固定连接有多组耙齿12，破碎辊1在转动时前行，带动耙齿12从破碎的土壤中划过，进行翻土，将土壤中的大型石块向两侧拨开，避免转盘27接触石块，造成切削块29损坏，主框架2尾部固定安装有两组套环36，两组套环36内部分别滑动连接有第一连接杆15与第二连接杆16，第一连接杆15和第二连接杆16可以在套环36内部上下滑动，主框架2下方固定连接有伸缩杆38，伸缩杆38外侧套接有支撑弹簧39，伸缩杆38下方转动连接有滚轮37，用于支撑主框架2远离破碎辊1的一端，其中支撑弹簧39可以起到减震作用。
20.实施例二：请参阅图7－图8所示，第一连接杆15与第二连接杆16底部均固定连接有连接轴承21，连接轴承21为全密封式的轴承，能够有效地防止尘土进入轴承缝隙，保证连接轴承21运转的流程，增加连接轴承21的使用寿命，连接轴承21内部转动连接有固定进料管33，输料管30转动连接在固定进料管33外壁，土壤修复改良所使用的药剂通过固定进料管33输入至输料管30中，输料管30远离固定进料管33的一端固定连接有转盘27，固定进料管33另一端连接有输送电机34，输送电机34用于驱动固定进料管33内部的进料螺杆32转动，转盘27内部设置有中空孔洞，输料管30中的药剂可以通过该孔洞穿过转盘27，转盘27远离输料管30的一侧固定安装有散药管28，药剂在穿过转盘27后进入散药管28中，并在后方持续输送药剂所造成的高压下从散药管28的孔洞中散出，内部的高压同时也避免了土壤倒灌进入散药管28中，输料管30内部固定安装有连接架31，固定进料管33内部转动连接有进料螺杆32，进料螺杆32一端固定连接在连接架31侧壁，当进料螺杆32转动时，会通过连接架31带动输料管30共同转动，输料管30再带动与其相连的转盘27以及散药管28转动，进料螺杆32另一端连接在输送电机34输出端，通过输送电机34带动其转动，固定进料管33上方连通有进料斗35，进料斗35上方连接有料仓，料仓中的药剂通过进料斗35输送至固定进料管33内部，输送电机34固定连接在进料斗35外壁，输送电机34的震动还可使得进料斗35中的药剂掉落更加顺畅，散药管28外壁开设有多组孔洞，转盘27靠近散药管28的一侧固定连接有多组切削块29，转盘27位于切削块29下方位置开设有通孔，当转盘27转动时，通过转盘27以及切削块29对土壤进行搅动，并使得部分土壤从切削块29下方的孔洞中通过，保证了药剂在释放的土壤中后可以得到充分的混合搅拌，提高药剂的散布范围，增加药剂的固化覆盖率。
21.实施例三：请参阅图4－图6所示，主框架2侧壁固定连接有安装架26，安装架26呈l型结构，安装架26顶部转动连接有贯穿轴25，贯穿轴25外壁固定连接有皮带轮24与驱动轮23，皮带轮24固定连接在两组驱动轮23之间，且驱动轮23分布于安装架26两侧，而皮带轮24位于安装架26内部，驱动轮23两侧通过转轴转动连接有第一驱动杆18与第二驱动杆19，第一驱动杆18和第二驱动杆19与驱动轮23的连接点位于同一直径上，升降驱动电机22固定连接主框架2上表面，升降驱动电机22可以通过第二连接皮带20带动皮带轮24转动，第一驱动杆18远离驱动轮23的一端通过转轴转动连接有第一从动轮14，第二驱动杆19远离驱动轮23的一端通过转轴转动连接有第二从动轮17，第一从动轮14通过转轴转动连接在主框架2侧壁，第二从动轮17通过转轴转动连接在套环36外壁，当驱动轮23转动时，通过第一驱动杆18带动第一从动轮14转动，通过第二驱动杆19带动第二从动轮17转动，实现第一从动轮14与第二从动轮17的同步转动，第一连接杆15的一侧与第二连接杆16的一侧均开设有齿条，第一从动轮14与第一连接杆15啮合连接，第一从动轮14转动时可以带动第一连接杆15上升或下降，第二从动轮17与第二连接杆16啮合连接，第二从动轮17转动时可以带动第二连接杆16上升或下降，皮带轮24外壁绕接有第二连接皮带20，第二连接皮带20顶部绕接在升降驱动电机22输出端，根据需要进行处理的土壤深度，通过升降驱动电机22带动驱动轮23转动，再通过驱动轮23控制第一连接杆15与第二连接杆16的高度，进而控制转盘27的位置，实现对土壤处理深度的调节。
22.本发明的工作原理如下：
将该装置置于待修复、改良的土壤，第一驱动电机6启动，第一驱动电机6通过第一连接皮带5带动驱动齿轮4转动，驱动齿轮4再通过支撑架3带动破碎辊1转动，破碎辊1在土壤表面转动实现装置整体的行走，在破碎辊1行走的同时，破碎辊1下方伸出的破碎齿11可以对土壤进行破碎，便于后续药剂混合，在装置整体前行时，带动耙齿12从破碎的土壤中划过，进行翻土，将土壤中的大型石块向两侧拨开，避免转盘27接触石块，造成切削块29损坏，输送电机34启动，转盘27在前进时通过后方的输送电机34带动进料螺杆32转动，进料螺杆32转动带动输料管30转动，输料管30转动时再带动转盘27转动，通过切削块29对土壤进行搅拌并使得土壤从转盘27表面的孔洞通过，同时，在进料螺杆32转动时，进料螺杆32会将固定进料管33内部的药剂不断地向前推送，药剂穿过输料管30与转盘27，进入散药管28中并释放到土壤中，此时根据需要进行处理的土壤深度，通过升降驱动电机22带动驱动轮23转动，再通过驱动轮23控制第一连接杆15与第二连接杆16的高度，进而控制转盘27的位置，实现对土壤处理深度的调节，而释放到土壤中的药剂与土壤中的重金属污染物发生物化作用，将易迁移、易被生物吸收的金属污染物固定成为无毒或低毒的稳定物质，从而降低污染物的迁移性和生物利用性，实现对土壤的无害化处理。
23.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。