技术领域
[0001] 本
发明涉及
水土修复设备领域，特别涉及一种基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统。
背景技术
[0002]
土壤作为人类生态环境的重要组成部分，随着城市化速度加快和现代工农业的快速发展，
城市规划置换出来的
冶炼、有机化工工业搬迁场地越来越多，由于生产活动中“跑冒滴漏”现象造成的有机污染物进入土壤，不仅破坏了土壤本身的
生态系统，甚至对
地下水资源也构成威胁。另外石油开采、冶炼、使用和运输过程的污染和
泄漏及含油
废水的排放等对土壤的污染也已成为当前国际土壤生态环境保护与治理的焦点问题，日益引起国内外环境领域的广泛关注与重视。
[0003] 挥发性有机污染物进入土壤后使土壤的理化性质发生变化，改变土壤
质量，影响土壤
微生物的活性，低
农作物和
植物造成危害，对人体健康造成严重威胁。
[0004] 针对上述问题，需要对土壤进行修复，现有的
土壤修复技术主要有热脱附、化学
氧化/还原和
固化稳定化等方式，上述修复技术均是通过物理或者化学原理达到修复目的，虽然修复周期较短，但成本较高、对原生态水土破坏性较大。
[0005] 此外，现有的土壤修复技术一般以工业用电为
能源，能耗较大，修复性价比不高；而且生物修复设备设备一般为固定安装式，安装周期长、安装难度大、安装安全隐患高。
发明内容
[0006] 本发明的目的是针对修复工期紧迫、修复成本低的小污染场地提供一种基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统，该系统可做到免土建
基础、节省现场安装调试及拆卸时间、缩短修复工期等优点，至少可以解决上述问题之一。
[0007] 根据本发明的一个方面，提供了一种基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统，包括运输车，运输车包括承载
底板，还包括风光互补发电设备、控制机组、设备机组以及生物修复设备，风光互补发电设备、控制机组和设备机组均设置于承载底板，生物修复设备安装于污染水土中，风光互补发电设备、设备机组均与控制机组连接，设备机组与生物修复设备连接；
[0008] 风光互补发电设备配置为采用
风力和/或
太阳能发电并将产生的
电能给控制机组和设备机组供电；
[0009] 设备机组配置为将热空气和生物制剂输送至生物修复设备；
[0010] 生物修复设备配置为将热空气和生物制剂输送至污染水土中并利用水土中的微生物对污染水土进行原位修复。
[0011] 由此，本发明充分利用丰富的
风能和太阳能资源，作为生物修复设备实施中所需的电能和
热能，以绿色能源带动修复设备运行，节省能耗，节省运行成本；
[0012] 本发明将修复设备集成为车载式撬装结构，做到“即停即修复”，大大节省了安装、拆除的时间和成本；
[0013] 本发明采用环境生物修复技术，以水土中原有微生物为修复动力源，对
原生水土较亲和。
[0014] 本发明设备安装周期1周以内(全是打井时间，设备安装时间只需要1～3小时)；无需外部供电供热，没有设备能耗；修复完成后不改变当地土层性质、环境，不造成生态影响。本发明主要实现了微生物法土壤修复的工程应用性，解决了能耗大、安装周期长、修复成本高等技术难点。
[0015] 在一些实施方式中，生物修复设备包括垂直井装置和水平井装置，垂直井装置和水平井装置分别安装于污染水土的不同
位置，垂直井装置和水平井装置的一端埋入污染水土中，另一端均与设备机组连接。由此，热空气和生物制剂通过垂直井装置进入污染水土中，经热交换后的冷空气通过水平井装置抽出，如此循环，使得污染水土的
温度始终保持在适宜微生物生长的状态，进而保证生物修复连续、高效的进行。
[0016] 在一些实施方式中，垂直井装置包括第一主体、第一井头和第一连接管，第一主体的一端埋入污染水土中，另一端伸出污染水土与第一井头连通，第一井头通过第一连接管与设备机组连接。由此，在设备机组的作用下，热空气和生物制剂依次经过第一连接管、第一井头和第一主体进入污染水土中。
[0017] 在一些实施方式中，水平井装置包括第二主体、第二井头和第二连接管，第二主体的一端埋入污染水土中，另一端伸出污染水土与第二井头连通，第二井头通过第二连接管与设备机组连接。由此，在设备机组的作用下，污染水土中热交换后的冷空气依次经过第一主体、第一井头和第一连接管被抽出。
[0018] 在一些实施方式中，第二井头为多个。由此，正常情况下只需要用到一个第二井头，当使用过程中的第二井头堵塞了，则可以使用其他的第二井头代替，保证抽冷空气的连续进行。
[0019] 在一些实施方式中，设备机组包括空气加热器、生物制剂添加器和风机，空气加热器的出气端与第一连接管通过连接管道连接，风机以及生物制剂添加器均与该连接管道连通，在风机的作用下，生物制剂添加器内的生物制剂以及空气加热器产生的热空气被一起输送至垂直井。由此，热空气通过空气加热器制造出来的，生物制剂可以是药剂，用于给微生物补充
碳源和氮磷等物质。
[0020] 在一些实施方式中，设备机组还包括
真空泵，第二连接管与空气加热器的进气端通过连接管道连通，
真空泵与该连接管道连接，在真空泵的作用下，水平井中经热交换后的冷空气被抽出至空气加热器循环加热。
[0021] 在一些实施方式中，风光互补发电设备包括风力发
电机、太阳能发电组件、最大功率
跟踪器、
控制器、
整流器和逆变器，风力发电机通过整流器与控制器电性连接，太阳能发电组件通过最大功率跟踪器与控制器电性连接，控制器与控制机组电性连接，逆变器与控制器电性连接。风力发电机利用风能产生电能，太阳能发电组件通过太阳能产生电能，风光互补发电设备产生的电能能够给控制机组和设备机组提供足够的电能和热能。
[0022] 在一些实施方式中，风光互补发电设备还包括
蓄电池，
蓄电池与控制器以及控制机组连接。风光互补发电设备产生的电能一部分给控制机组和设备机组供电和供热，一部分储存于蓄电池中，用于自然产电不够时的临时电源。
[0023] 在一些实施方式中，风光互补发电设备还包括
塔架，风力发电机通过塔架安装于承载底板。
[0024] 本发明的有益效果：
[0025] 1、本发明的基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统将除生物修复设备以外的其他设备均设置于
平板车上，且在出产前安装调试完成，节省了项目现场需要做土建、安装、调试以及拆装周期长的问题；
[0026] 2、全车设备高度控制在4米以内，宽度控制在3米以内，长度控制在17.5米以内，满足《道路大型物件运输管理办法》一级大型物件等级标准，运输方便；
[0027] 3、本发明的基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统完全做到了项目现场即插即用，对于土方量较小、总价较低的修复项目，可节约较大成本。
[0028] 4、本发明充分利用丰富的风能和太阳能资源，作为生物修复设备实施中所需的电能和热能，以绿色能源带动修复设备运行，节省能耗，节省运行成本；
[0029] 5、本发明采用环境生物修复技术，以水土中原有微生物为修复动力源，对原生水土较亲和；
[0030] 综上所述，本发明设备安装周期短，一般在1周以内(全是打井时间，设备安装时间只需要1～3小时)；无需外部供电供热，没有设备能耗；修复完成后不改变当地土层性质、环境，不造成生态影响。
附图说明
[0031] 图1为本发明的基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统的系统
框图；
[0032] 图2为本发明的基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统的布局示意图；
[0033] 图3为图2所示的基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统的垂直井装置的结构示意图；
[0034] 图4为图2所示的基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统的水平井装置的结构示意图。
[0035] 图1～4中的附图标记：1-运输车；2-风光互补发电设备；3-控制机组；4-设备机组；5-生物修复设备；11-承载底板；12-
车轮；21-风力发电机；22-太阳能发电组件；23-最大功率跟踪器；24-控制器；25-整流器；26-逆变器；27-蓄电池；28-塔架；41-空气加热器；42-生物制剂添加器；43-风机；44-真空泵；51-垂直井装置；52-水平井装置；511-第一主体；512-第一井头；513-第一连接管；521-第二主体；522-第二井头；523-第二连接管。
具体实施方式
[0036] 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0037] 图1～4示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统。
[0038] 如图1～4所示，该基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统包括运输车1、风光互补发电设备2、控制机组3、设备机组4以及生物修复设备5。
[0039] 本实施方式的运输车1可采用市面上常用的平板运输车1。本实施方式的运输车1包括承载底板11、设置于承载底板11底部的车轮12。风光互补发电设备2、控制机组3和设备机组4均设置于承载底板11。生物修复设备5安装于污染水土中，风光互补发电设备2、设备机组4均与控制机组3连接，设备机组4与生物修复设备5连接。
[0040] 风光互补发电设备2配置为采用风力和/或太阳能发电并将产生的电能给控制机组3和设备机组4供电。
[0041] 设备机组4配置为将热空气和生物制剂输送至生物修复设备5。
[0042] 生物修复设备5配置为将热空气和生物制剂输送至污染水土中并利用水土中的微生物对污染水土进行原位修复。
[0043] 本实施方式的生物修复设备5包括垂直井装置51和水平井装置52。垂直井装置51和水平井装置52分别安装于污染水土的不同位置。垂直井装置51和水平井装置52的一端埋入污染水土中，另一端均与设备机组4连接。由此，热空气和生物制剂通过垂直井装置51进入污染水土中，经热交换后的冷空气通过水平井装置52抽出，如此循环，使得污染水土的温度始终保持在适宜微生物生长的状态，进而保证生物修复连续、高效的进行。
[0044] 垂直井装置51包括第一主体511、第一井头512和第一连接管513。第一主体511的一端埋入污染水土中，另一端伸出污染水土与第一井头512连通。第一井头512通过第一连接管513与设备机组4连接。由此，在设备机组4的作用下，热空气和生物制剂依次经过第一连接管513、第一井头512和第一主体511进入污染水土中。
[0045] 水平井装置52包括第二主体521、第二井头522和第二连接管523。第二主体521的一端埋入污染水土中，另一端伸出污染水土与第二井头522连通。第二井头522通过第二连接管523与设备机组4连接。本实施方式的第一连接管513和第二连接管523可以为三通，第一主体511和第二主体521埋入地面或者水面以下的部分可以根据需要开设有许多供空气或者药剂进出的开孔。由此，在设备机组4的作用下，污染水土中热交换后的冷空气依次经过第一主体511、第一井头512和第一连接管513被抽出。
[0046] 第二井头522为多个。由此，正常情况下只需要用到一个第二井头522，当使用过程中的第二井头522堵塞了，则可以使用其他的第二井头522代替，保证抽冷空气的连续进行。
[0047] 设备机组4包括空气加热器41、生物制剂添加器42和风机43，空气加热器41的出气端与第一连接管513通过连接管道连接，风机43以及生物制剂添加器42均与该连接管道连通，在风机43的作用下，生物制剂添加器42内的生物制剂以及空气加热器41产生的热空气被一起输送至垂直井。由此，热空气通过空气加热器41制造出来的，本实施方式的生物制剂可以是药剂，用于给微生物补充碳源和氮磷等营养物质。
[0048] 设备机组4还包括真空泵44，第二连接管523与空气加热器41的进气端通过连接管道连通，真空泵44与该连接管道连接，在真空泵44的作用下，水平井中经热交换后的冷空气被抽出至空气加热器41循环加热。
[0049] 本实施方式的生物修复设备5的原理是利用微生物以有机
烃类污染物作为生长代谢过程的营养物质，从而实现污染物的吸收、转化和降解。在自然环境中，地理和季节的变化对微
生物降解转化污染物的速度起着决定性作用。主要影响微生物降解速率的因素为温度和好氧环境。土壤层中常年温度较低、氧含量较低，不利于微生物优势菌种的繁殖。本实施方式的生物修复设备5针对这一环境特点，通过垂直井装置51向地下土层输入热空气，并从水平井装置52抽出冷空气，从而在土层中营造一个温度适宜的好氧环境，使得微生物可以较快的繁殖，利用微生物的生长代谢过程，对污染水土进行有效的修复。
[0050] 本实施方式的风光互补发电设备2包括风力发电机21、太阳能发电组件22、最大功率跟踪器23、控制器24、整流器25、蓄电池27和逆变器26。风力发电机21通过整流器25与控制器24电性连接，太阳能发电组件22通过最大功率跟踪器23与控制器24电性连接，控制器24与控制机组3电性连接，逆变器26与控制器24电性连接。蓄电池27与控制器24以及控制机组3电性连接。本实施方式的太阳能发电组件22可以为市面上常用的太阳能
光伏发电板，最大功率跟踪器23可以为DC/DC转换器，整流器25可以为AC/DC转换器，逆变器26可以为DC/AC转换器，控制器24可以为
单片机，控制机组3可以为常见的PLC控制系统。风力发电机21利用风能产生电能，太阳能发电组件22通过太阳能产生电能，风光互补发电设备2产生的电能能够给控制机组3和设备机组4提供足够的电能和热能。风光互补发电设备2产生的电能一部分给控制机组3和设备机组4供电和供热，一部分储存于蓄电池27中，用于自然产电不够时的临时电源。
[0051] 风光互补发电设备2还包括塔架28，风力发电机21通过塔架28安装于承载底板11。塔架28可以为中空管，便于
导线等的连接。太阳能发电组件22也可以通过相应的安装架安装于承载底板11。
[0052] 本实施方式的车载式生物修复系统在具体使用时，运输车1可以包括两辆
挂车，一辆车上携带风光互补发电设备2和控制机组3，一辆车上携带设备机组4和生物修复设备5。风光互补发电设备2产生的电能一部分给生物修复设备5供电和供热，一部分储存于蓄电池
27中，用于自然产电不够时的临时电源。设备机组4和生物修复设备5利用风光互补发电设备2送过来的电能和热能，通过垂直井装置51给水下或者地下土层持续性输送热空气，并从水平井装置52抽出冷空气，从而促进微生物对地下污染物的自然衰减作用，达到修复治理的目标。
[0053] 本发明的基于风光互补供电装置的车载式生物修复系统将除生物修复设备5以外的其他设备均设置于平板车上，且在出产前安装调试完成，节省了项目现场需要做土建、安装、调试以及拆装周期长的问题；全车设备可以根据需要将高度控制在4米以内，宽度控制在3米以内，长度控制在17.5米以内，满足《道路大型物件运输管理办法》一级大型物件等级标准，运输方便；本设计完全做到了项目现场即插即用，对于土方量较小、总价较低的修复项目，可节约较大成本。本设备充分考虑一体式模
块化布局，结构设计紧凑，设备大小考虑到运输方便，安装时间大大缩短。
[0054] 本发明充分利用丰富的风能和太阳能资源，作为生物修复设备5实施中所需的电能和热能，以绿色能源带动修复设备运行，节省能耗，节省运行成本；本发明采用环境生物修复技术，以水土中原有微生物为修复动力源，对原生水土较亲和。
[0055] 综上所述，本发明设备安装周期短，一般在1周以内(全是打井时间，设备安装时间只需要1～3小时)；无需外部供电供热，没有设备能耗；修复完成后不改变当地土层性质、环境，不造成生态影响。
[0056] 以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
