一种预埋式土壤重金属吸附转移装置
技术领域
发明涉及土壤修复技术领域,更具体地说,涉及一种预埋式土壤重金属吸附转移装置。
背景技术
土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要基础。自20世纪20 年代以来,由于工业的发展,金属的产量明显增加,由此产生的重金属环境污染问题也随之出现,土壤中的重金属以离子态或单质的形式吸附在土壤颗粒表面,或包覆在土壤内部。
重金属污染已出现工业向农业转移、城区向农村转移、地表向地下转移、上游向下游转移,从水土污染向食品链转移,由污染逐步积累进入污染突发性、连锁性、区域性爆发的态势。因此,寻求经济高效的土壤重金属污染治理技术迫在眉睫。
现有的对于土壤中的重金属处理方法包括化学沉淀法、电解法、离子交换法、膜分离法、活性炭、硅胶吸附法、微生物淋滤法等。其中活性炭、硅胶吸附法是通过将土壤颗粒表层的重金属离子以及污染物与土壤发生脱附分离,使重金属离子以及其它污染物定向迁移,在迁移过程中,重金属离子得到吸附。但现有技术中往往只是简单地向土壤内铺设吸附剂,再定期对吸附剂进行收集脱附,这种吸附方式过于静态化,吸附效果还有待提高,同时,对于一些重金属严重的土壤,需要进行二次、多次的吸附修复,当吸附剂吸附饱和后,需要人为进行定期翻土收集,再将新的吸附剂重新埋于土壤内,操作较为繁琐。
为此,我们提出了一种预埋式土壤重金属吸附转移装置来有效解决现有技术中所存在的一些问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题,发明的目的在于提供一种预埋式土壤重金属吸附转移装置。
2.技术方案
为解决上述问题,发明采用如下的技术方案。
一种预埋式土壤重金属吸附转移装置,包括预埋座和固定连接于预埋座上端一侧的吸附板,所述吸附板的上端固定连接有收集箱,所述预埋座的一侧固定连接有储料筒,所述预埋座、吸附板以及储料筒的相衔接处两两相连通,所述预埋座靠近储料筒的一侧内部以及收集箱的内部分别安装有相互匹配的放卷辊和收卷辊,所述放卷辊与收卷辊之间传动连接有导磁传送带,且预埋座、吸附板以及收集箱之间固定连接有与导磁传送带位置相匹配的电磁导向板,所述导磁传送带套设滑动于电磁导向板的外端面,所述吸附板远离电磁导向板的一侧外端侧壁开设有吸附网孔,所述储料筒的内部开设有吸附剂储料腔,所述吸附剂储料腔内部填充有多个磁性吸附剂颗粒,所述吸附剂储料腔的底端部转动连接有与放卷辊传动连接的定量导向辊,且吸附剂储料腔的底端与预埋座的内底部通过锥形导料通道相连通,所述储料筒的外侧内壁开设有环形腔,所述储料筒靠近上端的外侧壁上固定连接有与其内部相连通的进液管,所述环形腔内填充有脱附液,所述储料筒的外侧壁上设有多个单层滤膜,所述储料筒的顶端部固定安装有进气机构。
进一步的,所述预埋座的内部设有物料临时存储部,所述锥形导料通道与物料临时存储部相连通,所述物料临时存储部位于放卷辊内端一侧,所述导磁传送带位于锥形导料通道底端部上方,以实现将一侧处的吸附剂储料腔内的磁性吸附剂颗粒导入至预埋座内,并通过锥形的导料结构将向下导出的磁性吸附剂颗粒导入至导磁传送带的底端部,以能够较好的实现在电磁导向板通电后,导磁传送带在传动的过程中能够将其底端的磁性吸附剂颗粒吸附上,并将磁性吸附剂颗粒吸附后带入吸附板内已完成后续对土壤中的重金属以及其它污染物进行吸附。
进一步的,所述收集箱的内部固定安装有与收卷辊位置对应弧形导料部,所述收集箱的内底部滑动安装有收集盒,所述弧形导料部的内底端开设有与收集盒上端部相连通的落料口,电磁导向板的顶端部位于收卷辊的一侧,当吸附有磁性吸附剂颗粒的导磁传送带传动于收卷辊上后,由于收卷辊部位处为设置导磁的电磁导向板,故而此时,导磁传送带不再对磁性吸附剂颗粒起到吸附作用,从而导磁传送带位于收卷辊处上的磁性吸附剂颗粒脱磁,弧形导料部对下落的磁性吸附剂颗粒起到导向作用,最后通过弧形导料部上的落料口导入至收集盒内,技术人员可通过定期控制收卷辊进行传动,以实现定期对吸附板内的磁性吸附剂颗粒进行更换,在放卷辊转动的过程中会带动定量导向辊进行转动,此时,吸附剂储料腔内的磁性吸附剂颗粒便可顺畅导入至物料临时存储部内,以完成磁性吸附剂颗粒的更换,无需人工将饱和的磁性吸附剂颗粒从土壤中翻出收集,收集盒可从收集箱处抽拉出去,以便于定期清洁。
进一步的,所述定量导向辊与导磁传送带之间通过传动机构传动连接,所述传动机构包括固定安装于定量导向辊与导磁传送带一端转轴上的传动轮,两个所述传动轮之间通过传动带传动连接,放卷辊与定量导向辊的同步转动,即可实现在对导磁传送带进行传动过程中,吸附剂储料腔内的磁性吸附剂颗粒导入至物料临时存储部内,当导磁传送带停止转动时,定量导向辊在一定程度上对吸附剂储料腔内的磁性吸附剂颗粒起到限位作用。
进一步的,所述环形腔靠近顶端部嵌设安装有防水透气膜,所述防水透气膜位于进液管上方,所述防水透气膜将环形腔分隔成上下分布的储气腔和储液腔,所述脱附液填充于储液腔内,所述进气机构的底端导入至储气腔内,从进液管导入的脱附液存储于储液腔内,脱附液通过分布于储料筒外侧壁上的单层滤膜向外渗透导出,脱附液渗透于土壤中后与土壤反应,将土壤中的金属离子释放出来,流动于水溶液中的金属离子最后被吸附板内的磁性吸附剂颗粒所吸附。
进一步的,所述进气机构包括套设安装于储料筒顶端部的密封盖,所述密封盖的左右上端均插设有进气管,两个所述进气管的底端均贯穿密封盖并延伸至储气腔内,且两个进气管的顶端部安装有导气管,所述导气管上开设有进气口,所述进气口内安装有气体单向阀,进气口将外界空气源源不断导入至储气腔内,储气腔内的气体透过防水透气膜导入至储液腔内,易于加剧传动机构的流动渗透,而流动于土壤中的气体还利于带动金属离子流动,有效提高吸附效果。
进一步的,所述磁性吸附剂颗粒为中空吸附凝胶,所述中空吸附凝胶的内部包裹有与电磁导向板磁性相吸的导磁球,所述中空吸附凝胶的外表面涂覆有二氧化钛涂料液。
进一步的,所述脱附液包括但不限于电解质溶液、弱酸溶液、螯合试剂中的一种或多种。
进一步的,多组所述单层滤膜的外端侧壁上固定连接有多条纤维引流棉,纤维引流棉具有超强吸水性,其埋设于土壤内后,易于将传动机构在土壤中扩散。
进一步的,所述储料筒的底端部通过衔接座与预埋座固定连接,所述衔接座与预埋座的底端均高度连接有预埋杆,增强该装置在土壤内的稳固性。
3.有益效果
相比于现有技术,发明的优点在于:
(1)本方案通过设置可随导磁传送带进行传动的磁性吸附剂颗粒,位于吸附板内的磁性吸附剂颗粒形成一个金属离子吸附面,当一定期限后,该吸附面达到吸附饱和,此时,通过导磁传送带的传送,将吸附饱和后的磁性吸附剂颗粒向上带动入收集箱内进行收集,而重新导出的磁性吸附剂颗粒再次被吸附于传送的导磁传送带上,形成一个新的吸附面,无需人工多次进行吸附剂的收集以及重新埋设,此外,通过导入脱附液以及空气,脱附液渗透于土壤中后与土壤反应,将土壤中的金属离子释放出来,流动于水溶液中的金属离子最后被吸附板内的磁性吸附剂颗粒所吸附,而导入的气体一方面加剧脱附液的流动性,一方面其流动于土壤内后也有利于带动金属离子流动,有效提高吸附效果。
(2)预埋座的内部设有物料临时存储部,锥形导料通道与物料临时存储部相连通,物料临时存储部位于放卷辊内端一侧,导磁传送带位于锥形导料通道底端部上方,以实现将一侧处的吸附剂储料腔内的磁性吸附剂颗粒导入至预埋座内,并通过锥形的导料结构将向下导出的磁性吸附剂颗粒导入至导磁传送带的底端部,以能够较好的实现在电磁导向板通电后,导磁传送带在传动的过程中能够将其底端的磁性吸附剂颗粒吸附上,并将磁性吸附剂颗粒吸附后带入吸附板内已完成后续对土壤中的重金属以及其它污染物进行吸附。
(3)收集箱的内部固定安装有与收卷辊位置对应弧形导料部,收集箱的内底部滑动安装有收集盒,弧形导料部的内底端开设有与收集盒上端部相连通的落料口,电磁导向板的顶端部位于收卷辊的一侧,当吸附有磁性吸附剂颗粒的导磁传送带传动于收卷辊上后,由于收卷辊部位处为设置导磁的电磁导向板,故而此时,导磁传送带不再对磁性吸附剂颗粒起到吸附作用,从而导磁传送带位于收卷辊处上的磁性吸附剂颗粒脱磁,弧形导料部对下落的磁性吸附剂颗粒起到导向作用,最后通过弧形导料部上的落料口导入至收集盒内,技术人员可通过定期控制收卷辊进行传动,以实现定期对吸附板内的磁性吸附剂颗粒进行更换,在放卷辊转动的过程中会带动定量导向辊进行转动,此时,吸附剂储料腔内的磁性吸附剂颗粒便可顺畅导入至物料临时存储部内,以完成磁性吸附剂颗粒的更换,无需人工将饱和的磁性吸附剂颗粒从土壤中翻出收集,收集盒可从收集箱处抽拉出去,以便于定期清洁。
(4)环形腔靠近顶端部嵌设安装有防水透气膜,防水透气膜位于进液管上方,防水透气膜将环形腔分隔成上下分布的储气腔和储液腔,脱附液填充于储液腔内,进气机构的底端导入至储气腔内,从进液管导入的脱附液存储于储液腔内,脱附液通过分布于储料筒外侧壁上的单层滤膜向外渗透导出,脱附液渗透于土壤中后与土壤反应,将土壤中的金属离子释放出来,流动于水溶液中的金属离子最后被吸附板内的磁性吸附剂颗粒所吸附。
(5)进气机构包括套设安装于储料筒顶端部的密封盖,密封盖的左右上端均插设有进气管,两个进气管的底端均贯穿密封盖并延伸至储气腔内,且两个进气管的顶端部安装有导气管,导气管上开设有进气口,进气口内安装有气体单向阀,进气口将外界空气源源不断导入至储气腔内,储气腔内的气体透过防水透气膜导入至储液腔内,易于加剧传动机构的流动渗透,而流动于土壤中的气体还利于带动金属离子流动,有效提高吸附效果。
(6)多组单层滤膜的外端侧壁上固定连接有多条纤维引流棉,纤维引流棉具有超强吸水性,其埋设于土壤内后,易于将传动机构在土壤中扩散。
附图说明
图1为发明的立体图;
图2为发明的内部剖视图;
图3为本发明的储料筒与预埋座结合处的内部剖视图;
图4为发明的电磁导向板处的立体图;
图5为发明的导磁传送带出的结构示意图;
图6为本发明的储料筒与预埋座结合处的侧面剖视图;
图7为本发明的储料筒的立体图。
图中标号说明:
1预埋座、2吸附板、3储料筒、301吸附剂储料腔、302储液腔、303储气腔、4收集箱、5放卷辊、6电磁导向板、7导磁传送带、8磁性吸附剂颗粒、 9收卷辊、10弧形导料部、11收集盒、12防水透气膜、13进液管、14进气管、15进气口、16单层滤膜、18定量导向辊、19纤维引流棉。
具体实施方式
下面将结合发明实施例中的附图;对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;显然;所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例;而不是全部的实施例,基于发明中的实施例;本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例;都属于发明保护的范围。
在发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/ 底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
实施例1:
请参阅图1-5,一种预埋式土壤重金属吸附转移装置,包括预埋座1和固定连接于预埋座1上端一侧的吸附板2,吸附板2的上端固定连接有收集箱4,预埋座1的一侧固定连接有储料筒3,预埋座1、吸附板2以及储料筒3的相衔接处两两相连通,预埋座1靠近储料筒3的一侧内部以及收集箱4的内部分别安装有相互匹配的放卷辊5和收卷辊9,放卷辊5与收卷辊9之间传动连接有导磁传送带7,且预埋座1、吸附板2以及收集箱4之间固定连接有与导磁传送带7位置相匹配的电磁导向板6,导磁传送带7套设滑动于电磁导向板 6的外端面,导磁传送带7为非绝磁弹性材料制成,当电磁导向板6通电带磁后,导磁传送带7的底端部也附有磁性,吸附板2远离电磁导向板6的一侧外端侧壁开设有吸附网孔,储料筒3的内部开设有吸附剂储料腔301,吸附剂储料腔301内部填充有多个磁性吸附剂颗粒8,吸附剂储料腔301的底端部转动连接有与放卷辊5传动连接的定量导向辊18,且吸附剂储料腔301的底端与预埋座1的内底部通过锥形导料通道相连通,在导磁传送带7传动的过程中,吸附剂储料腔301内的磁性吸附剂颗粒8导入至预埋座1内被导磁传送带7底端部进行吸附,位于吸附板2内的磁性吸附剂颗粒8形成一个金属离子吸附面对土壤中的重金属离子进行吸附处理。
请参阅2-3,具体的,预埋座1的内部设有物料临时存储部,锥形导料通道与物料临时存储部相连通,物料临时存储部位于放卷辊5内端一侧,导磁传送带7位于锥形导料通道底端部上方,以实现将一侧处的吸附剂储料腔301 内的磁性吸附剂颗粒8导入至预埋座1内,并通过锥形的导料结构将向下导出的磁性吸附剂颗粒8导入至导磁传送带7的底端部,以能够较好的实现在电磁导向板6通电后,导磁传送带7在传动的过程中能够将其底端的磁性吸附剂颗粒8吸附上,并将磁性吸附剂颗粒8吸附后带入吸附板2内已完成后续对土壤中的重金属以及其它污染物进行吸附。
请参阅图6,定量导向辊18与导磁传送带7之间通过传动机构传动连接,传动机构包括固定安装于定量导向辊18与导磁传送带7一端转轴上的传动轮,两个传动轮之间通过传动带传动连接,放卷辊5与定量导向辊18的同步转动,即可实现在对导磁传送带7进行传动过程中,吸附剂储料腔301内的磁性吸附剂颗粒8导入至物料临时存储部内,当导磁传送带7停止转动时,定量导向辊18在一定程度上对吸附剂储料腔301内的磁性吸附剂颗粒8起到限位作用。
请参阅图2,收集箱4的内部固定安装有与收卷辊9位置对应弧形导料部 10,收集箱4的内底部滑动安装有收集盒11,弧形导料部10的内底端开设有与收集盒11上端部相连通的落料口,电磁导向板6的顶端部位于收卷辊9的一侧,当吸附有磁性吸附剂颗粒8的导磁传送带7传动于收卷辊9上后,由于收卷辊9部位处为设置导磁的电磁导向板6,故而此时,导磁传送带7不再对磁性吸附剂颗粒8起到吸附作用,从而导磁传送带7位于收卷辊9处上的磁性吸附剂颗粒8脱磁,弧形导料部10对下落的磁性吸附剂颗粒8起到导向作用,最后通过弧形导料部10上的落料口导入至收集盒11内,技术人员可通过定期控制收卷辊9进行传动,以实现定期对吸附板2内的磁性吸附剂颗粒8进行更换,在放卷辊5转动的过程中会带动定量导向辊18进行转动,此时,吸附剂储料腔301内的磁性吸附剂颗粒8便可顺畅导入至物料临时存储部内,以完成磁性吸附剂颗粒8的更换,无需人工将饱和的磁性吸附剂颗粒8 从土壤中翻出收集,收集盒11可从收集箱4处抽拉出去,以便于定期清洁。
请参阅图2和图7,储料筒3的外侧内壁开设有环形腔,储料筒3靠近上端的外侧壁上固定连接有与其内部相连通的进液管13,环形腔内填充有脱附液17,储料筒3的外侧壁上设有多个单层滤膜16,多组单层滤膜16的外端侧壁上固定连接有多条纤维引流棉19,纤维引流棉19具有超强吸水性,其埋设于土壤内后,易于将脱附液17在土壤中扩散,储料筒3的顶端部固定安装有进气机构。
环形腔靠近顶端部嵌设安装有防水透气膜12,防水透气膜12位于进液管 13上方,防水透气膜12将环形腔分隔成上下分布的储气腔303和储液腔302,脱附液17填充于储液腔302内,进气机构的底端导入至储气腔303内,从进液管13导入的脱附液17存储于储液腔302内,脱附液17通过分布于储料筒 3外侧壁上的单层滤膜16向外渗透导出,脱附液17渗透于土壤中后与土壤反应,将土壤中的金属离子释放出来,流动于水溶液中的金属离子最后被吸附板2内的磁性吸附剂颗粒8所吸附。
其中,进气机构包括套设安装于储料筒3顶端部的密封盖,密封盖的左右上端均插设有进气管14,密封盖上设有与吸附剂储料腔301相连通的进料口,用于磁性吸附剂颗粒8的进料,两个进气管14的底端均贯穿密封盖并延伸至储气腔303内,且两个进气管14的顶端部安装有导气管,导气管上开设有进气口15,进气口15内安装有气体单向阀,进气口15将外界空气源源不断导入至储气腔303内,储气腔303内的气体透过防水透气膜12导入至储液腔302内,易于加剧脱附液17的流动渗透,而流动于土壤中的气体还利于带动金属离子流动,有效提高吸附效果。
此外,需要补充的是,磁性吸附剂颗粒8为中空吸附凝胶,中空吸附凝胶的内部包裹有与电磁导向板6磁性相吸的导磁球,中空吸附凝胶的外表面涂覆有二氧化钛涂料液,脱附液17包括但不限于电解质溶液、弱酸溶液、螯合试剂中的一种或多种。
储料筒3的底端部通过衔接座与预埋座1固定连接,衔接座与预埋座1 的底端均高度连接有预埋杆,增强该装置在土壤内的稳固性,在此需注意的是,收集箱4以及储料筒裸露于底面上,以便技术人员的操作。
本方案通过设置可随导磁传送带7进行传动的磁性吸附剂颗粒8,位于吸附板2内的磁性吸附剂颗粒8形成一个金属离子吸附面,当一定期限后,该吸附面达到吸附饱和,此时,通过导磁传送带7的传送,将吸附饱和后的磁性吸附剂颗粒8向上带动入收集箱4内进行收集,而重新导出的磁性吸附剂颗粒8再次被吸附于传送的导磁传送带7上,形成一个新的吸附面,无需人工多次进行吸附剂的收集以及重新埋设,此外,通过导入脱附液17以及空气,脱附液17渗透于土壤中后与土壤反应,将土壤中的金属离子释放出来,流动于水溶液中的金属离子最后被吸附板2内的磁性吸附剂颗粒8所吸附,而导入的气体一方面加剧脱附液17的流动性,一方面其渗透于土壤内后也有利于带动金属离子流动,有效提高吸附效果。
发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件,其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以上所述;仅为发明较佳的具体实施方式;但发明的保护范围并不局限于此;任何熟悉本技术领域的技术人员在发明揭露的技术范围内;根据发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变;都应涵盖在发明的保护范围内。