一种重金属土壤修复系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术涉及环保领域，具体为一种重金属土壤修复系统及其使用方法，包括水量检测控制模块（1）、电渗析模块、生物处理模块、能量提供附属单元、通讯模块，所述水量检测控制模块（1）包括水管（2）、水量控制阀（3）、流量计（4）、湿度传感器（5）；电渗析模块包括阴极组、阳极组、布网装置、管道、循环泵（10）、分离池，通过使用电渗析法来清理土壤中的重金属离子，能够使得土壤中重金属离子更干净的清理出去，通过使用碳棒作为阴极，碳棒成本更低，且也利于重金属的回收，阳极采用钛涂钌电极，而且电解液循环利用，使用寿命更长，使用成本更低，采用广泛布置的阳极组、阴极组，能够使得清理工作更快的完成，且使用挖孔模块，能够更快速的进行工作。能够更快速的进行工作。能够更快速的进行工作。

【技术实现步骤摘要】
一种重金属土壤修复系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及环保领域，具体来讲是针对于土壤治理方面，特别是针对重金属污染的土壤治理方面，具体为一种重金属土壤修复系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]土壤无机污染物中以重金属比较突出，主要是由于重金属不能为土壤微生物所分解，而易于积累。转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康。
[0003]土壤重金属污染物主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等，砷虽不属于重金属，但因其行为与来源以及危害都与重金属相似，故通常列入重金属类进行讨论。就对植物的需要而言，金属元素可分为2类：
①
植物生长发育不需要的元素，而对人体健康危害比较明显，如镉、汞、铅等。
②
植物正常生长发育所需元素，且对人体又有一定生理功能，如铜、锌等，但过多会造成污染，妨碍植物生长发育。
[0004]同种金属，由于它们在土壤中存在形态不同，其迁移转化特点和污染性质也不同，因此在研究土壤中重金属的危害时，不仅要注意它们的总含量，还必须重视各种形态的含量。
[0005]随着人类社会工农业现代化、城市化的发展，人为因素造成土壤重金属污染是当今世界越来越不容忽视的环境问题。重金属多为有色金属，在人类生产、生活各方面应用广泛，同时也伴随着重金属的严重环境污染。有色重金属矿床的开发冶炼是向环境中排放重金属最主要的污染源。通过“三废”向环境中排放重金属的工矿企业，如：采矿、选矿、冶金、电镀、电工、染料、纺织、炼油等。
[0006]由于这些污染源大多是点性污染源，故对土壤环境来说是不均匀污染，在局部地区土壤重金属污染可能相当严重。随着城市化的发展和市内工业、交通排放各种废弃物的增多，城市土壤中重金属含量显著增加，其中以汞和铅最为突出。随着人为活动向大气中排放的重金属污染物的增多，通过沉降重金属污染土壤也表现得越来越严重，特别是化石燃料的燃烧，如：燃烧释放的汞占人为释放量的57%～71%；燃煤、燃油向大气输入镍占人为释放量的60%～78%；由于汽车使用的汽油中加入抗爆剂——四甲基铅和四乙基铅，故在汽车尾气中排放的铅含量为20～50ug/L。在农业中，农药、化肥、污泥的施用，污水灌溉，也是加剧土壤重金属污染的主要途径之一。在化肥中，其原料矿石本身的杂质及生产工艺流程的污染使其重金属的含量颇高，如：有的过磷酸钙肥料中的镉和砷含量较高，据广州市磷肥和石灰测定结果，镉含量为2～3mg/kg，砷含量为60～80ng/kg，汞含量为l～2ng/kg。在农药中以含汞、砷和铅的较多，如：含有机汞制剂有赛力散、西力升等，含有机砷制剂有稻脚青、苏农6401，含砷铅的砷酸钳、亚砷酸铅等，含其他重金属的农药有代森铅等。故长期施用化肥、农药可使土壤遭受重金属污染。
[0007]现阶段来讲，重金属土壤的治理主要有植物修复、化学固定修复、物理修复等方法，其中，物理修复主要有电动修复、电热修复、土壤淋洗等方法，但是现阶段来讲，电动修
复法不能大规模处理的缺点无法大规模推广，而且单一的处理方法处理时间较长，处理不干净等问题，始终限制了土壤治理的脚步。

技术实现思路

[0008]本专利技术为了解决现有存在的治理规模小、时间周期长的问题，提出了一种重金属土壤修复系统及其使用方法，采用此系统及方法，能够达到治理成本低、规模大、治理周期短的优点，同时达到了不伤害土壤结构，清理重金属元素干净等目的。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种重金属土壤修复系统及其使用方法，包括水量检测控制模块、电渗析模块、生物处理模块、能量提供附属单元、通讯模块，所述水量检测控制模块包括水管、水量控制阀、流量计、湿度传感器；电渗析模块包括阴极组、阳极组、布网装置、管道、循环泵、分离池；生物处理单元包括植物处理系统、微生物处理系统；能量提供附属单元包括太阳能发电装置、风能发电装置、潮汐发电装置、水电发电装置中的一种或几种的组合；通讯模块包括信号接收及发射模块、处理单元；通讯模块还无线连接有远程监测控制模块。
[0010]作为一种优选的技术方案，所述水量检测控制模块还包括水量控制器，所述水量控制器与湿度传感器电性连接，所述水管上均匀设置有出水喷雾口，所述出水喷雾口的喷雾半径等于水管之间的距离的一半，所述水量控制器还电性连接水量控制阀、流量计，所述水管连接有水泵，水泵与水量控制器电性连接，接受水量控制器的控制，所述水量控制器通过湿度传感器得到数据，控制土壤体积含水率控制在30%~40%，灌溉水量控制在0.1m
³
/
㎡
/天~0.2m
³
/
㎡
/天之间，此时，土壤中的毛管悬着水含量足够，毛管支持水含量适宜，重力水含量较少，最为节能，同时也会减少因为水流冲刷造成重金属离子的沉降，导致的地下水污染，且不会影响土壤的通气性，不会造成土壤微生物的大量死亡，不会影响土壤结构。
[0011]作为一种优选的技术方案，所述湿度传感器设置于水管的下方，所述水量检测控制模块还电性连接通讯模块。
[0012]作为一种优选的技术方案，所述电渗析模块还包括电渗析控制单元，所述电渗析控制单元电性连接通讯模块、能量提供附属单元、阴极组、阳极组、循环泵，所述电渗析控制单元还电性连接有主电源，所述阴极组包括若干个阴极电极，阴极电极插入土壤中，且插入土壤时，阴极电极四周与土壤形成圆柱形空腔一，空腔内充填有液体一，所述阳极组包括若干个阳极电极，阳极电极设置于土壤中，且插入土壤时，阳极电极四周与土壤形成圆柱形空腔二，空腔内充填有液体二，所述分离池包括第一分离池、第二分离池，圆柱形空腔一之间通过管道联通，并通过循环泵汇集，将液体一汇集到第一分离池，圆柱形空腔二之间通过管道联通，并通过循环泵汇集，将液体二汇集到第二分离池。
[0013]作为一种优选的技术方案，阳极电极与阴极电极均匀分布于待处理土壤中，且距离为1m~1.5m，阳极电极与阴极电极之间距离相等。
[0014]作为一种优选的技术方案，所述布网装置包括挖孔模块、扩孔模块、定深模块、电源组。
[0015]作为一种优选的技术方案，所述挖孔模块包括电机、把手、外壳，所述电机连接有
电源组，所述电源组还连接有挖孔开关，所述挖孔开关为三挡开关，控制电机的正转、反转，所述电机的动子连接有齿轮组，所述齿轮组啮合连接有输出部，所述输出部设置有钻头安装部，且钻头安装部设置有卡合部，所述挖孔模块还包括螺旋杆钻头，所述扩孔模块包括液压缸、控制开关、支架，所述液压缸通过管道连接有小型液压机，所述小型液压机连接有液压杆组，液压杆组安装于支架上，且液压杆组包括六个液压伸缩杆，液压杆组的另一端安装有扩孔片，所述扩孔片为半圆形钢片，控制开关连接电源组。
[0016]作为一种优选的技术方案，所述阴极电极材质为碳棒，所述阳极电极材质为钛涂钌电极。
[0017]作为一种优选的技术方案，本系统还包括使用方法：（1）布置水量检测控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重金属土壤修复系统及其使用方法，包括水量检测控制模块（1）、电渗析模块、生物处理模块、能量提供附属单元、通讯模块，其特征在于：所述水量检测控制模块（1）包括水管（2）、水量控制阀（3）、流量计（4）、湿度传感器（5）；电渗析模块包括阴极组、阳极组、布网装置、管道、循环泵（10）、分离池；生物处理单元包括植物处理系统、微生物处理系统；能量提供附属单元包括太阳能发电装置、风能发电装置、潮汐发电装置、水电发电装置中的一种或几种的组合；通讯模块包括信号接收及发射模块、处理单元；通讯模块还无线连接有远程监测控制模块。2.根据权利要求1所述的一种重金属土壤修复系统及其使用方法，其特征在于：所述水量检测控制模块（1）还包括水量控制器（6），所述水量控制器（6）与湿度传感器（5）电性连接，所述水管（2）上均匀设置有出水喷雾口（7），所述出水喷雾口（7）的喷雾半径等于水管（2）之间的距离的一半，所述水量控制器（6）还电性连接水量控制阀（3）、流量计（4），所述水管（2）连接有水泵（8），水泵（8）与水量控制器（6）电性连接，接受水量控制器（6）的控制，所述水量控制器（6）通过湿度传感器（5）得到数据，控制土壤体积含水率控制在30%~40%，灌溉水量控制在0.1m
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/天~0.2m
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/天之间，此时，土壤中的毛管悬着水含量足够，毛管支持水含量适宜，重力水含量较少，最为节能，同时也会减少因为水流冲刷造成重金属离子的沉降，导致的地下水污染，且不会影响土壤的通气性，不会造成土壤微生物的大量死亡，不会影响土壤结构。3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种重金属土壤修复系统及其使用方法，其特征在于：所述湿度传感器（5）设置于水管（2）的下方，所述水量检测控制模块（1）还电性连接通讯模块。4.根据权利要求1所述的一种重金属土壤修复系统及其使用方法，其特征在于：所述电渗析模块还包括电渗析控制单元（9），所述电渗析控制单元（9）电性连接通讯模块、能量提供附属单元、阴极组、阳极组、循环泵（10），所述电渗析控制单元（9）还电性连接有主电源（11），所述阴极组包括若干个阴极电极（12），阴极电极（12）插入土壤中，且插入土壤时，阴极电极（12）四周与土壤形成圆柱形空腔一（13），空腔内充填有液体一，所述阳极组包括若干个阳极电极（14），阳极电极（14）设置于土壤中，且插入土壤时，阳极电极（14）四周与土壤...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷庆云，
申请(专利权)人：萧县华恒静电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：