一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置的制作方法

1.本发明属于农田土壤重金属修复领域，涉及通过淋洗技术并结合高效循环利用装置及流程对土壤进行修复，具体为一种资源节约型重金属污染淋洗修复装置。


背景技术：

2.农田重金属污染是由于废弃物中重金属在土壤中过量沉积而引起的土壤污染。污染农田土壤的重金属主要包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌、铜、镍等元素。主要来自采矿废渣、农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防止重金属对农田土壤的污染。
3.针对此类污染的土壤，目前往往采用淋洗技术来进行土壤修复，土壤淋洗技术是将水或含有冲洗助剂的螯合剂(柠檬酸、edta、dtpa、edds)、酸/碱溶液(h2so4、hno3)、络合剂(醋酸、醋酸铵、环糊精)、表面活性剂)(apg、sds、sdbs、ddt、鼠李糖脂)等淋洗剂注入到污染土壤或沉积物中，洗脱和清洗土壤中污染物的过程。该技术的关键是寻找一种既能提取各种形态的重金属，又不破坏土壤结构的淋洗液。大量工程实践表明，土壤淋洗技术是一种快速、高效的方法。
4.但是，对于地质粘重、渗透性比较差的土壤修复效果较差。且高效淋洗剂价格昂贵，而洗脱废液可能造成土壤和地下水的二次污染。故而，目前，由于可规模化应用的土壤淋洗技术及成套设备研制相对滞后，亟待进一步提高和完善。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在克服上述缺陷，提供一种具有可循环性的、资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置。
6.本实用新型提供了一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
7.包括修复装置本体和废液处理机构；
8.其中，上述修复装置本体，包括壳体、淋洗液注入组件、过滤层；
9.上述壳体的底部具有淋洗液导向构件；
10.上述淋洗液导向构件的一端与废液处理机构连通；
11.上述过滤层，设置于淋洗液导向构件的上方，并覆盖壳体的底部；
12.上述淋洗液注入组件，包括淋洗液注入装置和淋洗液输送构件；
13.上述淋洗液输送构件，一端连通废液处理机构，另一端连通淋洗液注入装置；
14.上述淋洗液注入装置，位于过滤层的上方。
15.进一步地，本发明提供的一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
16.上述淋洗液导向构件呈外凸状的设置于壳体的底部；
17.上述壳体的底部，以淋洗液导向构件为中轴，两翼呈向淋洗液导向构件具有倾角的造型。
18.进一步地，本发明提供的一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
19.上述淋洗液导向构件，在长度方向上向废液处理机构倾斜。
20.进一步地，本发明提供的一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
21.上述过滤层为多层结构。
22.进一步地，本发明提供的一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
23.上述过滤层，包括至少一层碎石层、至少一层砂滤层和至少一层纤维过滤层；
24.上述碎石层位于砂滤层的上层；
25.上述砂滤层位于纤维过滤层的上层。
26.进一步地，本发明提供的一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
27.上述多层结构的各层状结构的上侧和/或下侧具有网格构件。
28.进一步地，本发明提供的一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
29.上述过滤层下侧，与壳体底部的接触面之间具有支撑固定构件。
30.进一步地，本发明提供的一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
31.上述废液处理机构，包括废液回收单元、废液处理机构和废液回用单元；
32.上述废液回收单元和废液回用单元，为废液处理机构隔开；
33.上述废液回收单元连通淋洗液导向构件；
34.上述废液回用单元连通淋洗液输送构件；
35.其中，上述废液回收单元内的淋洗液经废液处理机构处理后进入废液回用单元内。
36.进一步地，本发明提供的一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
37.上述淋洗液注入装置为复数个；
38.上述淋洗液注入装置，包括液体输送机构、注入孔和滤料层；
39.上述注入孔均匀布置于淋洗液注入装置的表面；
40.上述滤料层覆盖淋洗液注入装置的外表面布置有滤料层。
41.进一步地，本发明提供的一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
42.上述废液回用单元，还与淋洗剂添加装置连通。
43.进一步地，本发明提供的一种资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，其特征在于：
44.上述淋洗液注入装置为呈张开式的多头均布结构。
45.本实用新型的作用和效果：
46.本实用新型的装置，能够实现淋洗液的循环再生，且其结构简单，淋洗液的收集更多的利用自然重力，能够有效的节约能源。
47.另外，采用本实用新型的装置，在淋洗过程中土壤是静态的，可以种植经济作物，棉花等，或者可以联合植物修复技术。
附图说明
48.图1、本实施例提供的资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置的结构示意图；
49.图2、本实施例提供的资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置的修复装置本体的结构示意图；
50.图3、本实施例提供的资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置的结构示意图；
51.图4、本实施例提供的资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置的淋洗液注入装置的结构示意图。
具体实施方式
52.如图1所示，本实施例中提供了的资源节约型农田重金属污染淋洗修复装置，包括修复装置本体1和淋洗废液处理池4(废液处理机构)；
53.其中，该修复装置本体，包括土壤淋洗容器(壳体)、淋洗液注入组件、淋洗液过滤层2；
54.该土壤淋洗容器的规格，根据处理量不同，按需制造或定制；
55.该土壤淋洗容器，根据处理量不同，设置不同材质，如混凝土结构，钢结构。
56.该土壤淋洗容器的底部具有淋洗废液收集池3(淋洗液导向构件)；
57.如图2所示，该土壤淋洗容器的底部的中部具有向外的凸起构件，该凸起构件即为淋洗废液收集池3。
58.该淋洗液过滤层2在本实施例中，为三层的结构，根据实际使用的需要，层数可进行调整，其中，自上而下分别为碎石层(201)、砂滤层(202)、纤维过滤层(203)。
59.该碎石层由粒径1-2cm碎石组成，铺设厚度约15cm，其作用在于截留土壤中大粒径颗粒物。
60.该碎石层上部铺设1cm孔径格网，其目的在于截留一部分大颗粒粒径土壤的同时，固定碎石层。
61.该碎石层下部铺设1mm孔径格网，其目的在于保持碎石不迁移。
62.该砂滤层有粒径1-2mm石英砂组成，铺设厚度约10cm，其作用在于进一步地截留小粒径颗粒物。
63.该纤维过滤层，为纤维细密棉、精密网格布、纤维输导棉或其复合材料，厚度为5cm，其目的在于有效阻隔淋洗液中的颗粒物。
64.上述各层之间均可设置格网，其除了截留的目的之外，还具有修复结束后便于材
料收集再利用的效果。
65.此外，过滤层的底层，与壳体相接触的位置，还可设有支撑片204，由高强度不锈钢组成，两边搭接在淋洗废液处理池上端两侧，其目的在于防止土体塌陷至淋洗废液处理池内。
66.如图1所示，该淋洗废液收集池3的一端与淋洗废液处理池4连通，从而将过滤后的淋洗废液输入淋洗废液处理池4内；
67.如图2所示，该淋洗容器底部有一定坡度，具体为中间低两边高的构型，使淋洗液能自然流进淋洗废液收集池3中。
68.此外，该淋洗废液收集池3下部有倾角，与淋洗废液处理池相连接处低，从而使淋洗废液能更好的自然流动至淋洗废液处理池4中。
69.如图1所示，该淋洗液注入组件，包括淋洗液注入装置6和淋洗液输送管道5；
70.如图3所示，该淋洗废液处理池4，包括废液回收单元401、废液处理机构402和废液回用单元403；
71.该淋洗废液收集池401(废液回收单元)和淋洗液调节池403(废液回用单元)，为废液处理机构402隔开；
72.该淋洗废液收集池401连通淋洗废液收集池3，对淋洗液进行收集；
73.该淋洗液调节池403连通淋洗液输送管道5；
74.在本实施例中，上述废液处理机构402为淋洗液过滤膜，该淋洗液过滤膜的材质为阴离子单向过滤膜，将淋洗废液收集池中的阴离子向淋洗液调节池中迁移，其目的在于收集淋洗废液中的有效阴离子，并使其进入到下一单元。
75.该淋洗液调节池403，还可配有淋洗剂添加装置根据有效离子浓度进行调配。
76.此外，在本实施例中，该淋洗液输送管道5，两端分别连接淋洗液调节池403和淋洗液注入装置6，将淋洗液输送至淋洗液注入装置中。
77.该淋洗液输送管道5呈展开式的设置于壳体内。
78.如图4所示，该淋洗液注入装置6，由加压泵(601)、注入孔(602)、滤料层(603)组成。
79.在使用的过程中，该淋洗液注入装置完全埋至土壤中，其目的在于使淋洗液完全进入到土壤中。
80.优选地，该淋洗液注入装置高度约为土壤淋洗容器高度的四分之一，将上部分土壤浸湿，其目的在于使淋洗液在通过自重作用下由上向下流动。
81.使用时，基于加压泵安装在淋洗液注入装置上部，给注入工作施加压力，从而使淋洗液更快速的进入土壤中。
82.上述注入孔为孔径1mm的圆型孔，呈梅花形布设，从而使淋洗液更均匀的进入土壤中。
83.上述滤料层在淋洗液注入装置外侧一周，填充材料为直径1-2mm砂石，厚度约1cm，从而能够隔离淋洗液和土壤，避免出现土壤堵塞注入孔情况。
84.在使用的过程中，淋洗液输送管道经过土壤上方时，可直接放置于土壤表面。从而能够保持管道的稳定性。
85.上述设备整体可整体埋设，也可以作为移动设备进行使用。