高效处理重金属及有机物污染土壤的自动化设备.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910824976.3 (22)申请日 2019.09.02 (71)申请人 江苏伟恒土壤治理科技有限公司 地址 226000 江苏省南通市崇川路58号3号 楼1201-1203室 (72)发明人 徐祺辉 (51)Int.Cl. B09C 1/02(2006.01) (54)发明名称 一种高效处理重金属及有机物污染土壤的 自动化设备 (57)摘要 本发明公开了一种高效处理重金属及有机 物污染土壤的自动化设备， 包括共振破碎室、 超 声振荡室、 高压击洗室、 高压击洗臂、 固。

2、液分离 室、 等离子处理室和爪型移臂， 所述共振破碎室 包括破碎转轴、 中轴杆、 莲花齿和弧轨。 超声振荡 室包括振荡桨、 桨杆和桨叶。 高压击洗室包括柔 性带1、 柔性带2和带齿槽。 高压击洗臂包括高压 喷杆1、 高压喷杆2、 高压喷、 控调装置、 高压喷支 杆。 固液分离室包括沉降室、 阻带、 分离室、 分离 孔、 S型分离管道、 控制阀。 等离子处理室包括石 英管道、 电极、 隔层区、 U型管道和承液池。 本发明 创新土壤破碎与分选过程， 能够降低能耗， 有效 的提高工作效率。 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 CN 110369474 A 2019.10.25 CN 1103694。

3、74 A 1.一种高效处理重金属及有机物污染土壤的自动化设备， 包括共振破碎室 （A） 、 超声振 荡室 （B） 、 高压击洗室 （C） 、 高压击洗臂 （D） 、 固液分离室 （E） 、 等离子处理室 （F） 和爪型移臂 （G） ， 其特征在于： 所述共振破碎室 （A） 与超声振荡室 （B） 相连接， 所述超声振荡室 （B） 与高压 击洗室 （C） 相连接， 所述高压击洗臂 （D） 安置于高压击洗室 （C） 两侧， 所述固液分离室 （E） 上 接于高压击洗室 （C） ， 所述等离子处理室 （F） 上接于固液分离室 （E） ， 所述爪型移臂 （G） 安置 于固液分离室 （E） 侧下方； 所述共。

4、振破碎室 （A） 包括破碎转轴 （A1） 、 中轴杆 （A2） 、 莲花齿 （A3） 和弧轨 （A4） ； 所述莲花齿 （A3） 交错排列于中轴杆 （A2） 上构成破碎转轴 （A1） ， 所述单个破碎 转轴 （A1） 沿着弧轨 （A4） 作往复运动， 所述破碎转轴 （A1） 的数量为N， 其中N4， 所述弧轨弧 度为， 其中100 150 ； 所述超声振荡室 （B） 包括振荡桨 （B1） 、 桨杆 （B2） 和桨叶 （B3） ； 所述桨叶 （B3） 固定于桨杆 （B2） 左或右两侧构成振荡桨 （B1） ， 所述振荡桨 （B1） 之间按次序排 列， 实现超声振动效果， 所述桨叶 （B3） 可18。

5、0 转动， 传递超声振动效果， 所述振荡桨 （B1） 的 数量为M， 其中M2。 2.根据权利要求1所述的一种高效处理重金属及有机物污染土壤的自动化设备， 其特 征在于： 所述高压击洗室 （C） 包括柔性带1 （C1） 、 柔性带2 （C1 ） 和带齿槽 （C2） ； 所述柔性带1 （C1） 和柔性带2 （C1 ） 含有大量带齿槽 （C2） ， 所述柔性带1 （C1） 上接于高压击洗室 （C） 上部后 排， 下接于高压击洗室 （C） 下部前排， 所述柔性带2 （C1 ） 上接于高压击洗室 （C） 上部前排， 下接于高压击洗室 （C） 下部后排， 所述柔性带1 （C1） 和柔性带2 （C1 ） 。

6、间隔按次序交替排列， 所述柔性带采用柔性材料， 所述柔性带1数量为Y， 其中Y6。 3.根据权利要求1所述的一种高效处理重金属及有机物污染土壤的自动化设备， 其特 征在于： 所述高压击洗臂 （D） 包括高压喷杆1 （D1） 、 高压喷杆2 （D1 ） 、 高压喷 （D2） 、 控调装置 （D3） 、 高压喷支杆 （D4） 、 调节器 （D5） 、 高压喷嘴 （D6） 和底座 （D7） ； 所述高压击洗臂 （D） 左右各 一个， 每个高压击洗臂 （D） 包括高压喷杆1 （D1） 和高压喷杆2 （D1 ） ， 所述高压喷 （D2） 和控调 装置 （D3） 安装于高压喷杆1 （D1） 中部， 其中高。

7、压喷 （D2） 由高压喷支杆 （D4） 、 调节器 （D5） 和高 压喷嘴 （D6） 构成， 所述调节器 （D5） 四重智能调节高压喷嘴 （D6） 喷出水量的冲击力， 所述单 臂喷嘴数量为Z， 其中Z10， 所述高压击洗臂 （D） 下端连接于底座 （D7） 进行摇摆运动， 所述 控调装置 （D3） 装有PID控制器， 控制高压击洗臂 （D） 所有操作。 4.根据权利要求1所述的一种高效处理重金属及有机物污染土壤的自动化设备， 其特 征在于： 所述固液分离室 （E） 包括沉降室 （E1） 、 阻带 （E2） 、 分离室 （E3） 、 分离孔 （E4） 、 S型分离 管道 （E5） 、 控制阀 （。

8、E6） 、 分液倒斗 （E7） 、 控流器 （E8） 、 泥仓 （E9） 、 泥仓门 （E10） 、 输泥平台 （E11） 、 输泥带 （E12） 和承泥池 （E13） ； 所述沉降室 （E1） 安装多层阻带 （E2） 进行初步泥水分 离， 所述含有分离孔 （E4） 的分离室 （E3） 分离含大颗粒易沉降的泥水， 所述S型分离管道 （E5） 在控流器 （E8） 作用下按流量分离含细微颗粒的泥水， 所述泥仓 （E9） 通过泥仓门 （E10） 进入 输泥平台 （E11） 在垂直输泥带 （E12） 运输下进入承泥池 （E13） ， 三步分离的污水在控制阀 （E6） 控制下进入分液倒斗 （E7） 。 。

9、5.根据权利要求1所述的一种高效处理重金属及有机物污染土壤的自动化设备， 其特 征在于： 所述等离子处理室 （F） 包括石英管道 （F1） 、 电极 （F2） 、 隔层区 （F3） 、 U型管道 （F4） 和 承液池 （F5） ； 所述石英管道 （F1） 承接分离后的污水， 并作为上下电极 （F2） 放电处理的容器， 所述电极 （F2） 连接于隔层区 （F3） ， 其中电极 （F2） 由多个小电极板按次序间隔排列而成， 电 极对数量为T， 其中T5， 所述隔层区 （F3） 控制并组合每对电极放电先后次序， 所述U型管道 权利要求书 1/2 页 2 CN 110369474 A 2 （F4） 连。

10、接石英管道 （F1） 和承液池 （F5） 。 6.根据权利要求1所述的一种高效处理重金属及有机物污染土壤的自动化设备， 其特 征在于： 所述爪型移臂 （G） 包括爪槽 （G1） 、 横梁臂 （G2） 、 转动支点 （G3） 和控制室 （G4） ； 所述爪 槽 （G1） 沿横梁臂 （G2） 前后运动并对承泥池 （E13） 中泥土进行转运处理， 所述转动支点 （G3） 控制横梁臂 （G2） 协同爪槽 （G1） 进行转动， 所述转运过程由控制室 （G4） 智能控制。 7.实现据权利要求1所述的一种高效处理重金属及有机物污染土壤的自动化设备的使 用方法， 其特征在于： 其使用方法包括以下步骤： A、 。

11、首先， 爪型移臂移动至待抓取土壤处抓取土壤， 爪型移臂通过控制室控制转动， 将土 壤抓取至共振破碎室中进行共振破碎； B、 共振破碎室对土壤进行破碎处理， 处理后的土壤转移至超声振荡室中进行超声振 荡， 对破碎后的土壤进一步细分； C、 将超声振荡后的土壤转移至高压击洗室中， 通过高压击洗臂对土壤进行高压击洗， 清除土壤表面的杂质； D、 清洗后的土壤转移至固液分离室中进行固液分离， 最后转移至等离子处理室进行放 电处理， 分解土壤中的重金属离子。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110369474 A 3 一种高效处理重金属及有机物污染土壤的自动化设备 技术领域 0001 本发明涉及土壤修。

12、复设备技术领域， 具体为一种高效处理重金属及有机物污染土 壤的自动化设备。 背景技术 0002 土壤无机污染物中以重金属比较突出， 主要是重金属在土壤中一般体量小易随水 淋溶， 不能被土壤微生物分解； 相反， 生物体可以富集重金属， 常常使重金属在土壤环境中 逐渐积累， 甚至某些重金属元素在土壤中还可以转化为毒性更大的甲基化合物， 还有的通 过食物链以有害浓度在人体内蓄积， 严重危害人体健康。 治理土壤重金属污染的途径主要 有两种： 一是改变重金属在土壤中的存在形态， 使其固定， 降低其在环境中的迁移性和生物 可利用性； 二是从土壤中去除重金属。 目前围绕这两点已经提出了物理、 化学和生物的治。

13、理 方法。 目前对于土壤重金属处理的实用法还不够成熟， 大多以稳定化固化、 焚烧等一些粗暴 的方式， 同时生物处理周期又特别长， 而淋洗介于技术和机器设定的缺陷， 使得成本过高、 淋洗效果不佳以及推广力度不够等， 本发明专利提出一种土壤高压清洗的方法下合理化巧 妙设计设备构型， 旨在高效处理重金属及有机物污染土壤。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种高效处理重金属及有机物污染土壤的自动化设备， 以 解决上述背景技术中提出的问题。 0004 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种高效处理重金属及有机物污染 土壤的自动化设备， 包括共振破碎室、 超声振荡室、 高压击洗室、 高压。

14、击洗臂、 固液分离室、 等离子处理室和爪型移臂， 所述共振破碎室与超声振荡室相连接， 所述超声振荡室与高压 击洗室相连接， 所述高压击洗臂安置于高压击洗室两侧， 所述固液分离室上接于高压击洗 室， 所述等离子处理室上接于固液分离室， 所述爪型移臂安置于固液分离室侧下方； 所述共 振破碎室包括破碎转轴、 中轴杆、 莲花齿和弧轨； 所述莲花齿交错排列于中轴杆上构成破碎 转轴， 所述单个破碎转轴沿着弧轨作往复运动， 所述破碎转轴的数量为N， 其中N4， 所述弧 轨弧度为， 其中100 150 ； 所述超声振荡室包括振荡桨、 桨杆和桨叶； 所述桨叶固 定于桨杆左或右两侧构成振荡桨， 所述振荡桨之间按次。

15、序排列， 实现超声振动效果， 所述桨 叶可180 转动， 传递超声振动效果， 所述振荡桨的数量为M， 其中M2。 0005 优选的， 所述高压击洗室包括柔性带1、 柔性带2和带齿槽； 所述柔性带1和柔性带2 含有大量带齿槽， 所述柔性带1上接于高压击洗室上部后排， 下接于高压击洗室下部前排， 所述柔性带2 上接于高压击洗室上部前排， 下接于高压击洗室下部后排， 所述柔性带1和柔 性带2间隔按次序交替排列， 所述柔性带采用柔性材料， 所述柔性带1数量为Y， 其中Y6。 0006 优选的， 所述高压击洗臂包括高压喷杆1、 高压喷杆2、 高压喷、 控调装置、 高压喷支 杆、 调节器、 高压喷嘴和底座。

16、； 所述高压击洗臂左右各一个， 每个高压击洗臂包括高压喷杆1 和高压喷杆2， 所述高压喷和控调装置安装于高压喷杆1中部， 其中高压喷由高压喷支杆、 调 说明书 1/4 页 4 CN 110369474 A 4 节器和高压喷嘴构成， 所述调节器四重智能调节高压喷嘴喷出水量的冲击力， 所述单臂喷 嘴数量为Z， 其中Z10， 所述高压击洗臂下端连接于底座进行摇摆运动， 所述控调装置 （D3） 装有PID控制器， 控制高压击洗臂所有操作。 0007 优选的， 所述固液分离室包括沉降室、 阻带、 分离室、 分离孔、 S型分离管道、 控制 阀、 分液倒斗、 控流器、 泥仓、 泥仓门、 输泥平台、 输泥带和。

17、承泥池； 所述沉降室安装多层阻带 进行初步泥水分离， 所述含有分离孔的分离室分离含大颗粒易沉降的泥水， 所述S型分离管 道在控流器作用下按流量分离含细微颗粒的泥水， 所述泥仓通过泥仓门进入输泥平台在垂 直输泥带运输下进入承泥池， 三步分离的污水在控制阀控制下进入分液倒斗。 0008 优选的， 所述等离子处理室包括石英管道、 电极、 隔层区、 U型管道和承液池； 所述 石英管道承接分离后的污水， 并作为上下电极放电处理的容器， 所述电极连接于隔层区， 其 中电极由多个小电极板按次序间隔排列而成， 电极对数量为T， 其中T5， 所述隔层区控制 并组合每对电极放电先后次序， 所述U型管道连接石英管道。

18、和承液池。 0009 优选的， 所述爪型移臂包括爪槽、 横梁臂、 转动支点和控制室； 所述爪槽沿横梁臂 前后运动并对承泥池中泥土进行转运处理， 所述转动支点控制横梁臂协同爪槽进行转动， 所述转运过程由控制室智能控制。 0010 优选的， 其使用方法包括以下步骤： A、 首先， 爪型移臂移动至待抓取土壤处抓取土壤， 爪型移臂通过控制室控制转动， 将土 壤抓取至共振破碎室中进行共振破碎； B、 共振破碎室对土壤进行破碎处理， 处理后的土壤转移至超声振荡室中进行超声振 荡， 对破碎后的土壤进一步细分； C、 将超声振荡后的土壤转移至高压击洗室中， 通过高压击洗臂对土壤进行高压击洗， 清除土壤表面的杂。

19、质； D、 清洗后的土壤转移至固液分离室中进行固液分离， 最后转移至等离子处理室进行放 电处理， 分解土壤中的重金属离子。 0011 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 本发明创新土壤破碎与分选过程， 高压击 洗重金属与有机物污染土壤更为彻底， 高压击洗利用率得到提高， 部分机构能耗大大降低， 设备各细节创造设计， 使得功能更强以及具有实用性， 便于推广。 附图说明 0012 图1是本发明装置的整体结构图； 图2是本发明共振破碎室、 超声振荡室和高压击洗室部分的连接结构图； 图3为本发明共振破碎室局部示意图； 图4为本发明桨杆安装示意图； 图5为本发明柔性带安装示意图； 图6为本发明高压击。

20、洗臂结构示意图； 图7为本发明高压击洗臂左视图； 图8为本发明固液分离室结构示意图； 图9为本发明爪型移臂结构示意图； 图10为本发明等离子处理室结构示意图。 说明书 2/4 页 5 CN 110369474 A 5 具体实施方式 0013 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本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本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 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， 都属于本发明保护的范围。 0014 请参阅图1-10， 本发明提供一种技术方案： 一种高效处理重金属。

21、及有机物污染土 壤的自动化设备， 包括共振破碎室A、 超声振荡室B、 高压击洗室C、 高压击洗臂D、 固液分离室 E、 等离子处理室F和爪型移臂G， 所述共振破碎室A与超声振荡室B相连接， 所述超声振荡室B 与高压击洗室C相连接， 所述高压击洗臂D安置于高压击洗室C两侧， 所述固液分离室E上接 于高压击洗室C， 所述等离子处理室F上接于固液分离室E， 所述爪型移臂G安置于固液分离 室E侧下方。 0015 本发明中， 共振破碎室A包括破碎转轴A1、 中轴杆A2、 莲花齿A3和弧轨A4。 所述超声 振荡室B包括振荡桨B1、 桨杆B2和桨叶B3。 所述高压击洗室C包括柔性带1C1、 柔性带2C1 和。

22、 带齿槽C2。 所述高压击洗臂D包括高压喷杆1D1、 高压喷杆2D1 、 高压喷D2、 控调装置D3、 高压 喷支杆D4、 调节器D5、 高压喷嘴D6和底座D7。 所述固液分离室E包括沉降室E1、 阻带E2、 分离 室E3、 分离孔E4、 S型分离管道E5、 控制阀E6、 分液倒斗E7、 控流器E8、 泥仓E9、 泥仓门E10、 输 泥平台E11、 输泥带E12和承泥池E13。 所述等离子处理室F包括石英管道F1、 电极F2、 隔层区 F3、 U型管道F4和承液池F5。 所述爪型移臂G包括爪槽G1、 横梁臂G2、 转动支点G3和控制室G4。 0016 其中， 本发明中， 所述莲花齿A3交错排列。

23、于中轴杆A2上构成破碎转轴A1， 采用莲花 齿， 为了破碎泥土彻底。 0017 所述单个破碎转轴A1沿着弧轨A4作往复运动， 所述破碎转轴A1的数量为N， 其中N 4， 所述弧轨弧度为， 其中100 150 ， 为了节省机械能耗， 采用共振设计破碎泥 土。 0018 本发明中， 桨叶B3固定于桨杆B2左或右两侧构成振荡桨B1， 所述振荡桨B1之间按 次序排列， 实现超声振动效果， 精细化土壤颗粒； 桨叶B3可180 转动， 所述振荡桨B1的数量 为M， 其中M2， 为了传递超声振动效果， 精分化土壤颗粒。 0019 本发明中， 柔性带1C1和柔性带2C1 含有大量带齿槽C2， 为了减缓土壤颗粒。

24、在柔性 带上的传递速度； 柔性带1C1上接于高压击洗室C上部后排， 下接于高压击洗室C下部前排， 所述柔性带2C1 ） 上接于高压击洗室C上部前排， 下接于高压击洗室C下部后排， 所述柔性带 1C1和柔性带2C1 间隔按次序交替排列， 所述柔性带1数量为Y， 其中Y6， 为了增加高压击 洗的效率， 采用双面传递土壤颗粒； 柔性带采用柔性材料， 分散冲击力， 为了增大柔性材料 的使用寿命。 0020 本发明中， 高压击洗臂D左右各一个， 每个高压击洗臂D包括高压喷杆1D1和高压喷 杆2D1 ， 采用双面分开击洗， 为了提高高压击洗的利用率； 高压击洗臂D配备PID控制控调装 置， 所述调节器D5。

25、可进行四重调节， 单臂喷嘴数量大于10， 为了智能调节喷出水量的冲击 力。 0021 本发明中， 沉降室E1安装多层阻带E2进行初步泥水分离， 所述含有分离孔E4的分 离室E3分离含大颗粒易沉降的泥水， 所述S型分离管道E5在控流器E8作用下按流量分离含 细微颗粒的泥水， 所述三步分离的泥土汇聚泥仓E9通过泥仓门E10进入输泥平台E11在垂直 说明书 3/4 页 6 CN 110369474 A 6 输泥带E12运输下进入承泥池E13， 根据需要采用多级多功能分离， 为了有效分离泥水； S型 分离管道E5呈S型并在控流器E8作用下按流量分离含细微颗粒的泥水， 为了有效分离含细 微颗粒的泥水同时。

26、也为了控制流量也避免堵塞， 三步分离的污水在控制阀 （E6） 控制下进入 分液倒斗E7， 为了控制进入等离子处理室污水流速。 0022 本发明中， 石英管道F1承接分离后的污水， 并作为上下电极F2放电处理的容器， 所 述电极F2连接于隔层区F3， 其中电极F2不是连续整块电极板， 由多个小电极板按次序间隔 排列而成， 电极对数量为T， 其中T5， 所述隔层区F3控制并组合每对电极放电先后次序， 为 了控制能耗， 采用间断式放电的介质阻挡等离子体， 同时采用间隔式的电极板排列进行控 制并组合放电。 0023 本发明中， 爪槽G1可沿横梁臂G2前后运动并对承泥池E13中泥土进行转运处理， 所 述。

27、转动支点G3可控制横梁臂G2协同爪槽G1进行转动， 所述转运过程由控制室G4智能控制， 为了方便转运承接池干燥后的土壤。 0024 工作原理： 本发明的使用方法包括以下步骤： A、 首先， 爪型移臂移动至待抓取土壤处抓取土壤， 爪型移臂通过控制室控制转动， 将土 壤抓取至共振破碎室中进行共振破碎； B、 共振破碎室对土壤进行破碎处理， 处理后的土壤转移至超声振荡室中进行超声振 荡， 对破碎后的土壤进一步细分； C、 将超声振荡后的土壤转移至高压击洗室中， 通过高压击洗臂对土壤进行高压击洗， 清除土壤表面的杂质； D、 清洗后的土壤转移至固液分离室中进行固液分离， 最后转移至等离子处理室进行放 。

28、电处理， 分解土壤中的重金属离子。 0025 综上所述， 本发明创新土壤破碎与分选过程， 高压击洗重金属与有机物污染土壤 更为彻底， 高压击洗利用率得到提高， 部分机构能耗大大降低， 设备各细节创造设计， 使得 功能更强以及具有实用性， 便于推广。 0026 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 4/4 页 7 CN 110369474 A 7 图1 图2 说明书附图 1/4 页 8 CN 110369474 A 8 图3 图4 图5 图6 说明书附图 2/4 页 9 CN 110369474 A 9 图7 图8 图9 说明书附图 3/4 页 10 CN 110369474 A 10 图10 说明书附图 4/4 页 11 CN 110369474 A 11 。