一种重金属污染土壤修复设备及其方法与流程

本发明涉及土壤修复，特别涉及一种重金属污染土壤修复设备及其方法。

背景技术：

1、重金属污染土壤修复是当前环境保护领域面临的重要挑战之一。随着工业化和城市化的快速发展，大量重金属污染物被排放到土壤中，导致土壤质量下降，生态环境受到严重破坏。重金属污染土壤修复的意义在于恢复土壤生态功能，保障农产品质量和食品安全，维护人类健康。

2、目前，重金属污染土壤修复的方法多种多样，包括物理修复、化学修复和生物修复等。物理修复主要利用土壤洗脱、固化稳定化等技术；化学修复则采用化学药剂改变重金属的形态和迁移性；生物修复则通过微生物或植物的吸收转化作用来降低重金属含量。

3、然而，现有方法大多不能彻底将重金属离子从土壤中去除，只是改变了其存在形态或迁移性，重金属仍可能通过食物链等途径进入人体，对人类健康构成潜在威胁。此外，这些方法往往成本较高，且处理过程中可能产生新的污染物，造成二次污染。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种重金属污染土壤修复设备及其方法，能够持续缓慢的将土壤中的重金属离子彻底去除，同时成本相对较低，不会造成二次污染。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种重金属污染土壤修复设备，包括电还原箱，所述电还原箱内转动连接有阴极转轴，所述阴极转轴外设置有多片沿其长度方向设置的阴极还原盘，所述电还原箱内的两侧均设置有阳极板，所述电还原箱的侧边设置有排气孔，所述电还原箱的一内壁于所述阴极还原盘的中上部设置有沉积金属刮板，所述沉积金属刮板开设有多个与所述阴极还原盘一一对应且紧密贴合的刮槽；

3、所述电还原箱连通有排水管，所述排水管上设置有电磁阀，所述电还原箱的一端设置有动力壳体，所述阴极转轴的一端伸入所述动力壳体内设置有传动齿轮，所述动力壳体内安装有水泵，所述水泵的入口端连通有伸出所述动力壳体的抽吸连接头，所述水泵的出口端连通有与所述传动齿轮平行的涡轮驱动壳，所述涡轮驱动壳连通有与所述电还原箱连通的进水通道，所述涡轮驱动壳内转动连接有驱动涡轮，所述驱动涡轮伸出所述涡轮驱动壳连接有与所述传动齿轮相啮合的驱动齿轮，所述动力壳体内设置有集成电路板；

4、还包括多根积液汇集管，所述积液汇集管包括位于下部的储水段、位于上部的网孔渗水段，每一网孔渗水段的外周均设置有能够阻挡泥土且能够透水的透水套，每一积液汇集管的上端均向下设置有伸入其底部的抽水管，每一抽水管的上端均通过连通软管与所述抽吸连接头连通。

5、本发明的进一步设置为：每一阴极还原盘均外套有环形石墨阴极盘，每一阴极还原盘的其余部分及所述阴极转轴均覆盖有绝缘层，每一刮槽均与对应环形石墨阴极盘紧密贴合，每一阳极板均采用石墨电极。

6、本发明的进一步设置为：所述沉积金属刮板的自由边延伸至所述环形石墨阴极盘的内边，所述沉积金属刮板的自由边向上翘起形成挡边。

7、本发明的进一步设置为：所述电还原箱的上端设置有太阳能发电板，所述电还原箱远离所述动力壳体的一端设置有电源壳体，所述电源壳体内设置有蓄电池，所述阴极转轴的一端伸入所述电源壳体内连接有与之电连的电滑环。

8、本发明的进一步设置为：所述电还原箱内设置有水位传感器。

9、本发明的进一步设置为：所述透水套采用土工布材料。

10、本发明还提供一种土壤修复方法，包括以下步骤：

11、s1、对重金属污染土壤进行松土处理，松土深度与所述网孔渗水段的高度相等，使土壤具有良好的透水性；

12、s2、将所述积液汇集管等间距竖向埋入土壤中，使所述网孔渗水段处于上层疏松的土壤层；

13、s3、下雨或人工浇水使土壤中产生积液；

14、s4、土壤中的积液携带重金属离子从所述网孔渗水段汇集到所述储水段内；

15、s5、所述水泵定时工作将所述储水段内的积液抽到所述电还原箱内，随后所述阴极还原盘及所述阳极板通电，使重金属离子在所述阴极还原盘的表面析出；

16、s6、完成电还原后，所述电磁阀打开，水从所述排水管排出；

17、s7、所述水泵每次抽水时，水流带动所述驱动涡轮转动，所述驱动涡轮通过所述驱动齿轮驱动所述传动齿轮转动，最终驱动所述阴极还原盘向所述沉积金属刮板转动，将所述阴极还原盘上附着的沉积金属挂落在所述沉积金属刮板上。

18、综上所述，本发明具有以下有益效果：

19、其一、土壤中的重金属以离子形态存在污染土壤，重金属离子能够溶于水，存于土壤积液中，本发明通过积液汇集管利用渗透的方式收集土壤积液，再利用电还原的方式将重金属离子析出，便可将土壤中的重金属离子缓慢彻底去除，并且成本相对较低，不会造成二次污染；

20、其二、本发明在将将重金属离子在环形石墨阴极盘析出后，在下次注水时驱动环形石墨阴极盘转动，通过沉积金属刮板将环形石墨阴极盘上的沉积金属刮落，避免影响到环形石墨阴极盘下次的还原效果，同时也更加便于收集沉积金属；

21、其三、本发明采用太阳能发电供电，不需要外接电源，在野外使用更加方便。

技术特征：

1.一种重金属污染土壤修复设备，包括电还原箱(1)，其特征在于：所述电还原箱(1)内转动连接有阴极转轴(2)，所述阴极转轴(2)外设置有多片沿其长度方向设置的阴极还原盘(21)，所述电还原箱(1)内的两侧均设置有阳极板(3)，所述电还原箱(1)的侧边设置有排气孔(11)，所述电还原箱(1)的一内壁于所述阴极还原盘(21)的中上部设置有沉积金属刮板(12)，所述沉积金属刮板(12)开设有多个与所述阴极还原盘(21)一一对应且紧密贴合的刮槽(14)；

2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复设备，其特征在于：每一阴极还原盘(21)均外套有环形石墨阴极盘(22)，每一阴极还原盘(21)的其余部分及所述阴极转轴(2)均覆盖有绝缘层(23)，每一刮槽(14)均与对应环形石墨阴极盘(22)紧密贴合，每一阳极板(3)均采用石墨电极。

3.根据权利要求2所述的一种重金属污染土壤修复设备，其特征在于：所述沉积金属刮板(12)的自由边延伸至所述环形石墨阴极盘(22)的内边，所述沉积金属刮板(12)的自由边向上翘起形成挡边(13)。

4.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复设备，其特征在于：所述电还原箱(1)的上端设置有太阳能发电板(7)，所述电还原箱(1)远离所述动力壳体(4)的一端设置有电源壳体(8)，所述电源壳体(8)内设置有蓄电池(81)，所述阴极转轴(2)的一端伸入所述电源壳体(8)内连接有与之电连的电滑环(82)。

5.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复设备，其特征在于：所述电还原箱(1)内设置有水位传感器(17)。

6.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复设备，其特征在于：所述透水套(93)采用土工布材料。

7.一种使用权利要求1-6任意一项所述的一种重金属污染土壤修复设备的土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种重金属污染土壤修复设备及其方法，包括电还原箱，电还原箱内转动连接有阴极转轴，阴极转轴外设置有多片沿其长度方向设置的阴极还原盘，电还原箱内的两侧均设置有阳极板，电还原箱的一内壁设置有沉积金属刮板，沉积金属刮板开设有多个刮槽；电还原箱的一端设置有动力壳体，动力壳体内安装有水泵，水泵的入口端连通有伸出动力壳体的抽吸连接头，水泵的出口端与电还原箱连通；还包括多根积液汇集管，积液汇集管包括储水段及网孔渗水段，网孔渗水段的外周均设置有透水套，每一积液汇集管的上端均向下设置有伸入其底部且与抽吸连接头连通的抽水管。本发明能够持续缓慢的将土壤中的重金属离子彻底去除，成本较低，不会造成二次污染。技术研发人员：李聪平,黎绍勇,满红彬,蒋盛先,王艳受保护的技术使用者：曲靖市农业环境保护监测站（曲靖市农产品质量安全检验检测中心）技术研发日：技术公布日：2024/7/15