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一种车载式农田 土壤重金属污染原位修复装备

阅读：1发布：2021-01-30

专利汇可以提供一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及生态环境污染治理及其工程应用领域的机械设备，尤其涉及一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，主要包括：车载系统、推斗取料系统、磁回收系统；车载系统的车架通过支撑杆连接推斗，推斗中部设有集料口，土壤溶液通过位于推斗取料系统的管道泵经中间配管抽提至磁回收系统进料口；在磁回收系统中，磁回收机由磁选电机驱动，土壤溶液中的磁性重金属螯合物吸附于磁滚筒上，经刮板装置刮落到精料槽，经精料管下落至回收槽中。本发明集成开发的一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，能够填补鳌合磁移除新材料在工程应用中的技术装备空白领域，尤其是土壤溶液体系。实现了土壤重金属污染治理的移动式原位快捷修复模式。，下面是一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其特征在于主要包括：车载系统、推斗取料系统、磁回收系统；车载系统的车架通过支撑杆（20）连接推斗（23），推斗（23）中部设有集料口（22），土壤溶液通过位于推斗取料系统的管道泵（16）经中间配管（4）抽提至磁回收系统进料口（7）；
在磁回收系统中，磁回收机由磁选电机（24）驱动，土壤溶液中的磁性重金属螯合物吸附于磁滚筒（11）上，经刮板装置（10）刮落到精料槽（9），经精料管（12）下落至回收槽（15）中。
2.根据权利要求1所述的车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其特征在于：所述的磁回收机分别包括一级磁回收机（13），二级磁回收机（26），其中一级磁回收机（13）由型钢框架（8）架高，进入一级磁回收机（13）的土壤溶液通过输送管（27）进入二级磁回收机（26），土壤溶液中的重金属螯合物经多级磁选，由刮板装置刮落至回收槽（15）中，经过二级磁选后洁净的土壤溶液经尾矿管道（14）排出车外。
3.根据权利要求1所述的车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其特征在于：所述的支撑杆（20）后端固定移动装置（17）上，前端销连于推斗（23）下耳，伸缩杆（21）销连于推斗（23）上耳和支撑杆（20）肋耳；两侧支撑杆（20）由连杆（25）连接固定，连杆（25）上销连接提升杆（3），提升杆（3）上端固定于车架上，通过伸缩杆（21）长度的变化调节推斗（23）角度，通过提升杆（3）的长度变化调节推斗（23）高度。
4.根据权利要求3所述的车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其特征在于：所述的支撑杆（20）、推斗（23）、伸缩杆（21）、提升杆（3）均为销轴连接形式，保持部件的可活动性。
5.根据权利要求1所述的车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其特征在于：所述的推斗（23）V字底部设有集料口（22），集料口（22）的进浆处设有可拆卸式的过滤网，推斗（23）下端板作为铲板，推斗（23）两侧端板为螺栓连接。
6.根据权利要求5所述的车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其特征在于：所述的推斗（23）内部为光滑半筒体结构，推斗（23）的外部结构为V字型结构，角度为10-30度。
7.根据权利要求1所述的车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其特征在于：所述的推斗（23）内设置变径搅拌器（1），变径搅拌器（1）由搅拌电机（2）驱动，所述的变径搅拌器（1）为变径螺旋结构，刀片直径与推斗（23）内弧成正比，在集料口（22）处刀片稍密集。
8.根据权利要求1所述的车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其特征在于：所述的车载系统中，移动装置（17）上部设有旋转台（18），旋转台（18）位于底板框架（19）下，使车身可自由水平变向；整车由发动机室（5）驱动，通过驾驶室（6）进行操控；
在车载系统中，发动机室（5）优选为柴油发电机，为整个车载系统提供能源，发动机室（5）用保护罩隔离；
在车载系统中，移动装置（17）的结构形式可以为履带或者车轮或者轨道移动方式。
9.根据权利要求1所述的车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其特征在于：所述的磁回收系统和车载系统中，控制操作系统均集成于驾驶室（6）；车辆行进速度，推斗进取量，泵送能力，与磁选处理能力相匹配，同时在驾驶室（6）操控系统设定参数，使得重金属污染修复系统的处理效率在变量内调节可控。
10.根据权利要求1所述的车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其特征在于：所述的中间配管（4）用U型螺栓进行固定，外侧固定于连杆（25）和提升杆（3）上；
所述的推斗取料系统前端设置有打浆装置（28），打浆装置（28）底部使用车轮进行支撑，另一端通过固定杆连接在车架上。

说明书全文

一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备

技术领域

[0001] 本发明涉及生态环境污染治理及其工程应用领域的机械设备，尤其涉及一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备。

背景技术

[0002] 土壤是人类活动与生存的基础，土壤环境的恶化直接威胁到人类的粮食，居住，活动等安全。与常见的大气污染，水污染，工业固废相比，土壤污染具有不可见性和隐蔽性，他会导致土壤肥力退化，作物产量降低和品质下降，并通过累积吸收，进入食物链后对人体健康产生危害；更严重的，土壤中毒性物质累积到一定程度后，经挥发或使用可直接对人体健康产生危害。

[0003] 现阶段用于土壤重金属污染治理的技术手段主要有生物修复，化学淋洗和土壤改良剂几类。生物修复材料成本低廉，经济环保，但其处理周期较长，易对农耕产生影响；化学淋洗和土壤改良剂，快捷可行，但都只是改变了重金属在土壤中的形态，不能将其永久去除，因而有可能对土壤造成二次污染。

[0004] 近年来，鳌合磁移除新材料的技术研究和应用备受关注。鳌合磁移除新材料是利用有机高分子网络内部鳌合基团与金属离子生成螯合物，再进一步通过磁选分离移除重金属螯合物，进而实现净化土壤的技术。该鳌合磁移除技术对土壤扰动小，选择性高，更快捷等应用优点。

[0005] 然而，在鳌合磁移除技术应用最广的土壤溶液体系中，由于土壤溶液体系的多相性，使得其分离装置的研发或集成应用具有较大困难，而且实现原位修复与之配套的农机技术装备几乎是空白，大大制约了鳌合磁移除新材料在工程应用的大面积推广。特别是通过连续作业方式将土壤溶液体系中的重金属污染物分离移除的一体化机械设备，目前尚属空白。

[0006] 因此，迫切需要一种选择性更高，更简单快速，可移动，连续作业的土壤重金属污染修复装置，能够将土壤中，尤其是土壤溶液体系中的有害金属移除分离出来，对提高土壤质量，保护生态环境以及粮食稳产高产安全生产起到至关重要的作用，对依托鳌合磁移除技术的应用工程提供最高效的技术装备。

发明内容

[0007] 本发明所要解决的技术问题之一是提供一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，能够实现土壤重金属污染治理的移动式原位快捷修复模式。

[0008] 本发明所要解决的技术问题之二是提供一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，采用最简单，最低成本，最高效的集成技术将磁选类选矿设备与车载土壤修复体系相结合，满足鳌合磁移除技术的工程应用需求。

[0009] 本发明所要解决的技术问题之三是提供一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，能够将土壤溶液体系中的重金属污染物通过车载式农田土壤重金属污染原位修复装备简单，快捷，高效移除并回收。

[0010] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，主要包括：车载系统、推斗取料系统、磁回收系统；车载系统的车架通过支撑杆连接推斗，推斗中部设有集料口，泥土通过位于车上的管道泵经中间配管抽提至磁回收系统进料口；在磁回收系统中，磁回收机由磁选电机驱动，土壤溶液中的磁性重金属螯合物吸附于
磁滚筒上，经刮板装置刮落到精料槽，经精料管下落至回收槽中。

[0011] 进一步的，所述的磁回收机分别包括一级磁回收机，二级磁回收机，其中一级磁回收机由型钢框架架高，进入一级磁回收机土壤通过输送管进入二级磁回收机，土壤溶液中的重金属螯合物经多级磁选，由刮板装置刮落至回收槽中，经过二级磁选后洁净的土壤溶液经尾矿管道排出车外，达到去除土壤重金属的效果。

[0012] 进一步的，所述的支撑杆后端固定移动装置上，前端销连于推斗下耳，伸缩杆销连于推斗上耳和支撑杆肋耳；两侧支撑杆由连杆连接固定，连杆上销连接提升杆，提升杆上端固定于车架上，通过伸缩杆长度的变化调节推斗角度，通过提升杆的长度变化调节推斗高度。

[0013] 进一步的，所述的支撑杆、推斗、伸缩杆、提升杆均为销轴连接形式，保持部件的可活动性。

[0014] 进一步的，所述的推斗V字底部设有集料口，集料口的进浆处设有可拆卸式的过滤网，推斗下端板作为铲板，推斗两侧端板为螺栓连接。

[0015] 进一步的，所述的推斗内部为光滑半筒体结构，推斗外部结构为V字型结构，角度为10-30度。

[0016] 进一步的，所述的推斗内设置变径搅拌器，变径搅拌器由搅拌电机驱动，所述的变径搅拌器为变径螺旋结构，刀片直径与推斗内弧成正比，在集料口处刀片稍密集。

[0017] 进一步的，所述的车载系统中，移动装置上部设有旋转台，旋转台位于底板框架下，使车身可自由水平变向；整车由发动机室驱动，通过驾驶室进行操控；在车载系统中，发动机室优选为柴油发电机，为整个车载系统提供能源，发动机室用保
护罩隔离；
在车载系统中，移动装置的结构形式可以为履带或者车轮或者轨道移动方式。

[0018] 进一步的，所述的磁回收系统和车载系统中，控制操作系统均集成于驾驶室；车辆行进速度，推斗进取量，泵送能力，与磁选处理能力相匹配，同时在驾驶室操控系统设定参数，使得重金属污染修复系统的处理效率在变量内调节可控。

[0019] 进一步的，所述的中间配管用U型螺栓进行固定，外侧固定于连杆和提升杆上；所述的推斗取料系统前端设置有打浆装置，打浆装置底部使用车轮进行支撑，另一端
通过固定杆连接在车架上。

[0020] 本发明集成开发的一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，能够填补鳌合磁移除新材料在工程应用中的技术装备空白领域，尤其是土壤溶液体系中。实现了土壤重金属污染治理的移动式原位快捷修复模式；采用最简单，最低成本，最高效的集成技术将磁选类选矿设备与车载土壤修复体系相结合，满足鳌合磁移除技术的工程应用需求，将土壤溶液体系中的重金属污染物通过车载式农田土壤重金属污染原位修复装备简单，快捷，高效移除并回收。这是对现有鳌合磁移除净化技术的装备领域的补充，同时具有该修复技术在工程应用大面积推广的重大作用。附图说明

[0021] 附图1为本发明的主视图。

[0022] 附图2为本发明的俯视图。

[0023] 附图3为本发明实施例的主视图。

[0024] 附图4为本发明实施例的俯视图。

[0025] 标注说明：（1）变径搅拌器，（2）搅拌电机，（3）提升杆，（4）中间配管，（5）发动机室，（6）驾驶室，（7）进料口，（8）型钢框架，（9）精料槽，（10）刮板装置，（11）磁滚筒，（12）精料管，（13）一级磁回收机，（14）尾矿管道，（15）回收槽，（16）管道泵，（17）移动装置，（18）旋转台，（19）底板框架，（20）支撑杆，（21）伸缩杆，（22）集料口，（23）推斗，（24）磁选电机，（25）连杆，（26）二级磁回收机，（27）输送管，（28）打浆装置。

[0026] 具体实施方式：以下结合附图和优选实施例对本发明的技术装备进行详细阐述。以下列举的实施例仅
用于说明和解释本发明，而不构成对本发明的技术装备的限制。

[0027] 如附图1-4所示，一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备：其结构包括：车载系统、推斗取料系统和磁回收系统；在车载系统中，移动装置17上部设有旋转台18，旋转台18位于底板框架19下，使车身可
自由水平变向。整车由发动机室5驱动，通过驾驶室6进行操控。

[0028] 在推斗取料系统中，所述支撑杆20后端固定移动装置17上，前端销连于推斗23下耳，伸缩杆21销连于推斗23上耳和支撑杆20肋耳；两侧支撑杆20由连杆25连接固定，连杆25上销连接提升杆3，提升杆3上端固定于车架上。以上结构可通过伸缩杆21的长度变化调节推斗角度，通过提升杆3的长度变化调节推斗高度。另推斗23中部设有集料口22，通过位于车上的管道泵16经中间配管4抽提至磁回收系统进料口7。其中控制操作系统均集成于驾驶室6；在集料口22前端设有搅拌电机2和变径搅拌器1构成的搅拌装置，用以对预处理的土壤溶液再作业时的二次搅拌，同时起到处理淤积于集料口22前侧的沉积堵塞物的作用。

[0029] 在磁回收系统中，设有一级磁回收机13和二级磁回收机26，作多级磁选，以保证重金属螯合物的磁回收率。一级磁回收机13由磁选电机24驱动，其中内侧磁回收机由型钢框架8架高，磁滚筒11在附图中逆时针旋转，经二级磁选后，土壤溶液中的磁性重金属螯合物吸附于磁滚筒11上，经刮板装置10刮落到精料槽9，经精料管12下落至回收槽15中。二级磁选后的土壤溶液经尾矿管道14排出车外。其中控制操作系统均集成于驾驶室6。

[0030] 进一步的，在车载系统中，旋转台18使车身可水平旋转；所有的控制操控系统集成于驾驶室6。

[0031] 进一步的，在车载系统中，发动机室5优选为柴油发电机，为整个车载系统提供能源。发动机室5用保护罩隔离，并作好散热和绝缘防护。

[0032] 进一步的，在车载系统中，移动装置17的结构形式可以为履带或者车轮或者轨道移动方式。本发明优选履带结构以适应农田土壤。

[0033] 进一步的，在推斗取料系统中，支撑杆20、推斗23、伸缩杆21、提升杆3均为销轴连接形式，保持部件某个方向的可活动性，以调控取料系统的进取角度和高度。

[0034] 进一步的，在推斗取料系统中，支撑杆20后端不限于固定在车身某个部件上，本发明优选固定于移动装置17。

[0035] 进一步的，在推斗取料系统中，伸缩杆21、提升杆3的形式不限于电动缸，气缸，液压缸。本发明优选电动缸以匹配发动机室5驱动。

[0036] 进一步的，在推斗取料系统中，如图2所示，推斗内部为光滑半筒体结构，推斗外部结构为V字型结构，V字底部设有集料口22，集料口22的进浆处设有可拆卸式的过滤网，推斗23下端板作为铲板。推斗23两侧端板为螺栓连接，可拆卸，故可保证车辆不超宽的同时，通过加装或“折叠拉伸”推斗23增加其长度以增大取料效率。优选的，推斗为光滑半筒体结构，避免泥浆中泥沙在不规则结构处淤积；优选的，V型角度为10-30度。

[0037] 进一步的，在推斗取料系统中，中间配管4可用U型螺栓进行固定，外侧可固定于连杆25和提升杆3上，内侧不限。抽提方式不限于真空抽提，泵送抽提等，本发明优选泵送抽提形式。

[0038] 进一步的，在推斗取料系统中，变径搅拌器1为变径螺旋结构，刀片直径与推斗内弧成正比，在集料口22处刀片稍密集，最大限度，最大程度避免土壤溶液的再沉淀或土壤溶液体系中存在的未处理完的大颗粒物。变径搅拌器1的动力优选为搅拌电机2提供，但不限于其他传动方式。

[0039] 进一步的，在磁回收系统中，由于磁选技术装备较为成熟，本发明磁选设备不限于磁盘式，磁滚筒式等选矿设备；优选的采用滚筒式磁回收机分为一级磁回收机13和二级磁回收机26，能增大磁选面积，增加修复效率。优选的采用刮板装置10收集重金属螯合物。

[0040] 进一步的，在磁回收系统中，采用多级磁选增加其回收效率，最大程度降低溶液体系中的重金属污染物，本发明不限于多级磁选的数量，优选的数量为2台。

[0041] 进一步的，车辆行进速度，推斗进取量，泵送能力，必须与磁选处理能力相匹配，同时可以在驾驶室6操控系统设定参数，使得重金属污染修复系统的处理效率在一定变量内调节可控。

[0042] 如附图3-4所示，作为优选的，所述的推斗取料系统可设置前置打浆装置28，打浆装置28优选为交错盘片式双刀片粉料结构，可以采用车轮行进，或者由车载操控提升，其结构比较成熟，不做详细描述，前置打浆装置28的实施目的在于可与本发明集成一体化，将土壤溶液进行车前预处理，使土壤破碎充分，易于修复系统的材料反应与抽提修复。

[0043] 具体的，土壤溶液体系进行鳌合磁移除材料反应后进行预处理并按照推斗23宽度插板分区，再使用车载式农田土壤重金属污染原位修复装备。由驾驶室6下达指令，进行整机操控，通过控制伸缩杆21和提升杆3的长度调节推斗23角度与高度，推斗23向前进取土壤溶液，土壤溶液经变径搅拌器1搅拌和滤网过滤后由管道泵16抽提至一级磁回收机13进行多次磁选，土壤溶液中的重金属螯合物吸附到磁滚筒11上，经刮板装置10刮落到精料槽9，通过精料管12引导至回收槽15，修复后的土壤溶液由尾矿管道14原位排出车外。从而实现车载式原位连续修复模式。

[0044] 当然，以上图示仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。

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