一种智能一体化土壤修复设备及修复方法技术

本发明专利技术公开了一种智能一体化土壤修复设备及修复方法，该设备的破碎筛分系统、修复材料分步投加系统和液体投加系统的输出端均与混匀搅拌系统的输入端相连接，混匀搅拌系统的输出端连接混匀输送系统的输入端，混匀输送系统的输出端连接出料系统。该修复方法的操作步骤是：1)确定所需投加的修复材料及水量；2)计算所需修复材料和液体的使用量；3)启动各系统；4)向破碎筛分系统中投加土壤，使土壤与修复材料、液体材料或水混匀和反应，修复后的土壤运至养护区养护；5)将修复后的土壤取样监测，监测合格即完成修复。本发明专利技术能实现重金属污染土壤、固废、污泥等物料的高效固化/稳定化修复，对重金属复合污染土壤具有良好的修复效果。

An Intelligent Integrated Soil Rehabilitation Equipment and Rehabilitation Method

【技术实现步骤摘要】
一种智能一体化土壤修复设备及修复方法
本专利技术属于污染土壤修复
，具体是一种智能一体化土壤修复设备及修复方法。
技术介绍
我国在污染土壤修复技术研发方面比发达国家落后近20年，修复技术、装备及规模化应用上还存在较大差距，关键修复装备严重不足。随着环保产业大力发展，环保装备愈加受到重视。2017年10月24日，工业和信息化部发布最新的《关于加快推进环保装备制造业发展的指导意见》，指出目前保装备制造业创新能力还不强，产品低端同质化竞争严重，先进技术装备应用推广困难等问题依然突出；提出全面推行绿色制造，提升环保装备制造业水平；要求到2020年，中国将培育10家百亿元规模的环保装备制造业龙头企业，行业产值达到10000亿元；优化环保装备产品结构，拓展产品细分领域，逐步开发形成针对不同行业、具有自主知识产权的成套化、系列化产品，针对环境治理成本和运行效率，重点发展一批智能型、节能型先进高效环保装备；把土壤污染修复装备列为九个重点发展领域之一。综上所述，针对土壤污染的特点，突破土壤污染修复装备的关键技术，自主研发绿色节能型、智能化的先进高效土壤污染修复装备并形成相应的知识产权，对于加快发展先进环保产业、推进制造强国建设有着非常重要的意义。重金属污染是我国土壤污染主要问题。根据《全国土壤调查公报》，我国土壤污染类型以无机型为主，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8％，主要污染物为镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种重金属。重金属污染土壤通常采用固化/稳定化修复技术，固化/稳定化修复技术工程应用的关键在于土壤和修复材料的混匀，目前国内的土壤修复设备均只能用于一种修复材料与土壤混合反应，而我国土壤重金属污染多以复合污染为主，特别是广西、云南、湖南、江西、贵州等地区，有色金属是主要矿产，主要为铅锌矿、铝土矿、铜矿、锡矿、钨矿等，多与As、Cd伴生关系，土壤常常是Pb、Zn、Cu、Cr和As、Cd等重金属的复合污染。一方面，不同重金属固化/稳定化适用的修复材料不同，如土壤中Cd和As在修复上存在拮抗效应，分步反应有利于不同重金属的协同修复；另一方面，不同类型的修复材料混合堆放在一起会发生反应，影响修复效果，如石灰与氯化铝、氯化镁等材料混合，会先自行生成难溶物质，严重降低了修复材料的修复效果，而且传统土壤修复设备智能化程度低、不能分步投加修复材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题提供一种智能一体化土壤修复设备及修复方法，该设备具备智能分步投加修复材料及一体化修复土壤的功能，通过本专利技术方法能实现在动态作业环境下的实时在线监测、精准投加修复材料并与污染土壤进行高效反应，该方法可用于污染土壤异位固化/稳定化修复，还适用于化学氧化/还原等修复方式，特别对重金属复合污染土壤具有良好的修复效果。本专利技术如下技术方案解决上述技术问题：本专利技术一种智能一体化土壤修复设备包括破碎筛分系统、修复材料分步投加系统、液体投加系统、混匀搅拌系统、混匀输送系统、出料系统，破碎筛分系统、修复材料分步投加系统和液体投加系统的输出端均与混匀搅拌系统的输入端相连接，混匀搅拌系统的输出端连接混匀输送系统的输入端，混匀输送系统的输出端连接出料系统；所述混匀搅拌系统包括双轴螺旋搅拌装置，双轴螺旋搅拌装置设有两个螺旋搅拌，每个螺旋搅拌设有空心的旋转轴，旋转轴上设有螺旋叶片和加压喷头，两根旋转轴由外侧向中间旋转，两根旋转轴与液体投加系统的输出口相连接，通过加压喷头将液体投加系统的液体喷出，并与破碎筛分系统输送的污染土壤、修复材料分步投加系统输送的修复材料一并混合、搅拌，双轴螺旋搅拌装置的末端设有与混匀输送系统相连接的混合物料第一出料口。本专利技术所述混匀搅拌系统和混匀输送系统安装在机座上，机座的下方设有行走系统，破碎筛分系统、修复材料分步投加系统、液体投加系统均安装在混匀搅拌系统的上方，出料系统安装在混匀输送系统的后方；机座上还安装有操作室，操作室内设有控制系统以及微型计算机，破碎筛分系统、修复材料分步投加系统、液体投加系统、混匀搅拌系统、混匀输送系统、出料系统均安装有传感器，操作室的控制系统和微型计算机通过传感器对设备运行进行控制、监控和反馈调节。本专利技术所述破碎筛分系统包括土壤箱，土壤箱内设有破碎筛分装置，破碎筛分装置的下方设有位于混匀搅拌系统上方的土壤出料口，破碎筛分装置的上方设有石块出料口，土壤箱的土壤出料口与混匀搅拌系统的输入端相连接。本专利技术所述修复材料分步投加系统包括三个修复材料投加单元，每个修复材料投加单元设有修复材料存储箱，修复材料存储箱内设有旋转破拱装置，修复材料存储箱的下方设有称重螺旋给料装置，称重螺旋给料装置由给料电机驱动旋转，称重螺旋给料装置的末端设有修复材料出料口，称重螺旋给料装置的底部通过支架固定在混匀搅拌系统的上方。本专利技术所述混匀输送系统包括封闭式运行的搅拌运输装置，搅拌运输装置向上倾斜排布，其末端朝上并设有混合物料第二出料口。本专利技术所述出料系统包括切料装置，切料装置的底端设有成品出料口。本专利技术所述加压喷头和螺旋叶片以20-30cm的间距等距分布在旋转轴上。本专利技术智能一体化土壤修复设备采用的修复方法，包括如下操作步骤：第一步，将污染场地表面遗留的构筑物和废物进行清理，对平整，再将污染土壤清挖，堆存在土壤存放区，按照相关标准采集土壤样品并检测，确定土壤中主要污染物及其毒性浸出浓度，并确定所需投加的修复材料及水量，修复材料采用1-3种固体修复材料和1种液体修复材料，或1-3种固体修复材料；第二步，利用微型计算机的控制软件录入土壤主要污染物及其毒性浸出浓度的信息，根据污染物与修复材料之间的关系，计算不同修复材料和液体的使用量；第三步，通过控制系统同时启动破碎筛分系统、修复材料分步投加系统、液体投加系统、混匀搅拌系统、混匀输送系统、出料系统，调节土壤破碎筛分装置的出料粒度为2-10mm、调节混匀搅拌系统的运行速度为0.5-1m/min、调节液体投加系统的投加量为2-10kg/min、调节每个修复材料投加单元的投加量为0-5kg/min；第四步，向破碎筛分系统中投加土壤，土壤经破碎筛分系统处理后，依次跟3个修复材料投加单元的修复材料、液体投加系统中的液体材料或水混匀和反应，再通过混匀输送系统，对土壤进行二次混匀并输送到出料系统出料，修复后的土壤运至养护区养护；第五步，修复后的土壤在养护区养护不小于5天以后取样监测，监测合格即完成修复；第六步，重复第四步、第五步直到所有污染土壤完成修复。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)本专利技术具有控制系统、微型计算机(安装有控制软件)及传感器等设施，可对设备进行智能化控制、监控和反馈调节，实现设备在动态作业环境下的实时在线监测、精准投加修复材料并与污染土壤进行高效反应；(2)本专利技术修复材料投加采用分步投加系统，有利于不同重金属的协同修复，可有效保证会发生反应的不同类型修复材料的修复效果；(3)本专利技术同时安装有混匀搅拌系统、混匀输送系统和出料系统的切料装置，使污染土壤和修复药剂多次混合，有效提高土壤和修复材料的混匀程度及修复材料的修复效果；(4)本专利技术将破碎筛分系统、修复材料分步投加系统、液体投加系统、混匀搅拌系统等设备集成于同一移动装置上，实现土壤的破碎、筛分、分步加药、排料等协同进行，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能一体化土壤修复设备，其特征在于：该设备包括破碎筛分系统、修复材料分步投加系统、液体投加系统、混匀搅拌系统、混匀输送系统、出料系统，破碎筛分系统、修复材料分步投加系统和液体投加系统的输出端均与混匀搅拌系统的输入端相连接，混匀搅拌系统的输出端连接混匀输送系统的输入端，混匀输送系统的输出端连接出料系统；所述混匀搅拌系统包括双轴螺旋搅拌装置，双轴螺旋搅拌装置设有两个螺旋搅拌，每个螺旋搅拌设有空心的旋转轴，旋转轴上设有螺旋叶片和加压喷头，两根旋转轴由外侧向中间旋转，两根旋转轴与液体投加系统的输出口相连接，通过加压喷头将液体投加系统的液体喷出，并与破碎筛分系统输送的污染土壤、修复材料分步投加系统输送的修复材料一并混合、搅拌，双轴螺旋搅拌装置的末端设有与混匀输送系统相连接的混合物料第一出料口。

【技术特征摘要】
1.一种智能一体化土壤修复设备，其特征在于：该设备包括破碎筛分系统、修复材料分步投加系统、液体投加系统、混匀搅拌系统、混匀输送系统、出料系统，破碎筛分系统、修复材料分步投加系统和液体投加系统的输出端均与混匀搅拌系统的输入端相连接，混匀搅拌系统的输出端连接混匀输送系统的输入端，混匀输送系统的输出端连接出料系统；所述混匀搅拌系统包括双轴螺旋搅拌装置，双轴螺旋搅拌装置设有两个螺旋搅拌，每个螺旋搅拌设有空心的旋转轴，旋转轴上设有螺旋叶片和加压喷头，两根旋转轴由外侧向中间旋转，两根旋转轴与液体投加系统的输出口相连接，通过加压喷头将液体投加系统的液体喷出，并与破碎筛分系统输送的污染土壤、修复材料分步投加系统输送的修复材料一并混合、搅拌，双轴螺旋搅拌装置的末端设有与混匀输送系统相连接的混合物料第一出料口。2.根据权利要求1所述智能一体化土壤修复设备，其特征在于：所述混匀搅拌系统和混匀输送系统安装在机座上，机座的下方设有行走系统，破碎筛分系统、修复材料分步投加系统、液体投加系统均安装在混匀搅拌系统的上方，出料系统安装在混匀输送系统的后方；机座上还安装有操作室，操作室内设有控制系统以及微型计算机，破碎筛分系统、修复材料分步投加系统、液体投加系统、混匀搅拌系统、混匀输送系统、出料系统均安装有传感器，操作室的控制系统和微型计算机通过传感器对设备运行进行控制、监控和反馈调节。3.根据权利要求1或2所述智能一体化土壤修复设备，其特征在于：所述破碎筛分系统包括土壤箱，土壤箱内设有破碎筛分装置，破碎筛分装置的下方设有位于混匀搅拌系统上方的土壤出料口，破碎筛分装置的上方设有石块出料口，土壤箱的土壤出料口与混匀搅拌系统的输入端相连接。4.根据权利要求1或2所述智能一体化土壤修复设备，其特征在于：所述修复材料分步投加系统包括三个修复材料投加单元，每个修复材料投加单元设有修复材料存储箱，修复材料存储箱内设有旋转破拱装置，修复材料存储箱的下方设有称重螺旋给料装置，称重螺旋给料装置由给料电机驱动旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永信，杨崎峰，宋海农，蒋林伶，廖长君，黄成涛，涂春艳，张涛，黄忠林，贾雪婷，那晓娜，
申请(专利权)人：广西博世科环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45