一种车载撬装式原位土壤修复系统

摘要

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种车载撬装式原位土壤修复系统，包括土壤修复车辆；土壤修复车辆包括集装箱体和车架底盘；车架底盘前端设置有与履带式拖拉机驱动连接的铣刨掘进装置；集装箱体内设置有粉碎装置，粉碎装置与铣刨掘进装置连通；粉碎装置下端对应设置有中间料仓以及与连通的负压引风装置，负压引风装置另一侧与低温炭化炉进料口连通；低温炭化炉出料口通过螺旋给料器与主料仓连通；主料仓车尾一侧对应设置有排料管以及排料管上安装的排料阀。本发明合理新颖、结构紧凑，实现对污染土壤的收集、无害化处理以及污染土壤的原位回填，提高了土壤修复系统的适应性和处理效率，降低污染土壤的处理成本。

说明书

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种车载撬装式原位土壤修复系统。

背景技术

随着城市化和工业化进程的不断加快，我国土壤污染的总体形势严峻。造成土壤污染的原因很多，如工业污泥、生活垃圾、污水灌溉、大气中污染物沉降，大量使用含重金属的化肥和农药等。据初步统计，全国现有耕地有近1/5受到不同程度的污染，污染土壤将导致农作物减产，甚至有可能引起农产品中污染物超标，尤其是重金属超标对人体产生致命的危害，不利于人体健康。另外，工矿企业导致的场地污染也十分严重，尤其是化工、冶金等污染企业的搬迁，导致污染场地面积不断增加。“万物土中生”，土壤质量决定万物的质量，因此为保障人类的食物安全和身体健康，必须对土壤污染的预防和污染土壤的修复予以高度重视。

目前，国内外已有一些已经在实施的土壤修复方法，例如污染土壤生物修复技术、污染土壤物理修复技术、污染土壤化学修复技术、污染土壤联合修复技术。其中，生物修复技术包括植物修复、微生物修复、生物联合修复等技术，但是生物修复技术针对性低，效率不是很高，且无法去除重金属离子等污染物。物理修复技术是通过各种物理过程将污染物从土壤中去除或分离的技术，该技术耗资大，且在处理过程中比较麻烦。相对于物理修复，污染土壤的化学修复技术发展较早，主要有淋洗技术、溶剂浸提技术、氧化还原技术和电动力学修复等。化学淋洗技术是现有修复污染土壤的常用方法之一，但基于现有污染土壤数量巨大，现有的化学淋洗修复污染土壤的装置产能较低、处理效率不高、后续处理量大等难题未能得到有效解决。在现有的土壤修复系统中，在污染土壤进入土壤修复系统前，大都要进行选址建厂，不仅投资巨大，在污染土壤的收集、运输过程中产生也将产生巨大的运输成本，并且后续污染土壤的处理量巨大。基于上述问题，提供一种车载撬装式原位土壤修复系统，具有重要的现实意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种车载撬装式原位土壤修复系统，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种车载撬装式原位土壤修复系统，所述土壤修复系统包括履带式拖拉机以及履带式拖拉机拖曳的土壤修复车辆；

所述土壤修复车辆包括集装箱体以及承载集装箱体的车架底盘；所述车架底盘前端设置有与履带式拖拉机驱动连接的铣刨掘进装置，所述铣刨掘进装置包括铣刨铲斗以及转动设置在铣刨铲斗内的铣刨辊；

所述集装箱体内设置有粉碎装置，所述粉碎装置通过真空输送管道与铣刨掘进装置连通；所述粉碎装置下端对应设置有中间料仓，所述中间料仓下端通过真空输送管道与负压引风装置连通，所述负压引风装置另一侧通过真空输送管道与低温炭化炉进料口连通；所述低温炭化炉出料口通过螺旋给料器与集装箱体尾部设置的主料仓连通；所述主料仓位于车尾一侧对应设置有排料管以及排料管上安装的排料阀。

进一步地，所述低温炭化炉包括上机罩以及与上机罩配合设置的下箱体；所述上机罩内沿着长度方向转动设置有给料螺旋，且上机罩一端与给料螺旋对应设置有动力驱动机构；所述上机罩内形成供给料螺旋安装的环形给料腔室，且环形给料腔室末端设置有出料口；所述给料螺旋为中空结构，所述给料螺旋机尾一端转动套装有密封进气套，通过密封进气套及给料螺旋向上机罩腔体内输送热风或惰性气体；所述下箱体内设置有碳化腔体，所述碳化腔体内对应出料口设置有至少一层承接物料的传输单元；所述下箱体机尾一侧与传输单元对应设置倾斜式下料仓，所述下料仓通过下料溜管与螺旋给料器连通。

进一步地，所述传输单元包括横向平行设置在下箱体内的若干辊轴及转动设置在辊轴上的传动辊，所述传动辊上绷紧有传输钢带；所述传输单元还包括设置在下箱体上驱动传动辊转动的传输驱动装置。

进一步地，所述上机罩或下箱体上还设置有至少一路热风管；所述热风管包括一趟主风管以及与主风管连通的若干支风管；所述下料仓对侧板上设置有冷风管；所述集装箱体内还设置有冷能收集器，所述冷能收集器包括与上机罩或下箱体内部腔体连通的进风管道、以及与下料仓冷风管连通的供风管道。

进一步地，所述集装箱体上还设置有空气分离装置，所述空气分离装置通过输送软管与密封进气套连通。

进一步地，所述履带式拖拉机尾端分设有液压驱动臂、传动杆和铰链杆。

进一步地，所述液压驱动臂通过连接曲柄与铣刨铲斗顶部设置的连接吊耳铰连接。

进一步地，所述传动杆与铣刨铲斗上设置的动力箱传动连接，所述动力箱内向两侧伸出有动力输出端。

进一步地，所述铰链杆与车架底盘前端铰连接。

进一步地，所述土壤修复系统还包括控制土壤修复系统运行的、置于履带式拖拉机驾驶室的中央控制装置。

相比于现有技术本发明实施例的有益效果为：

1、本发明设计合理新颖，结构紧凑，将土壤修复系统各功能模块化集成于移动车辆上，从而实现对污染土壤的收集、无害化处理以及大部分污染土壤的原位回填，大大提高了该装置的适应性和处理效率，大幅降低污染土壤的无害化处理成本；

2、低温炭化炉采用给料螺旋以及配合设置的密封进气套，可选择性的添加具有催化功能的气体或加热热风或惰性气体，对污染土壤强化搅拌，提升污染土壤的除杂效果，且能够避免生成二噁英；如针对有机物含量高的污染土壤，可通过输入热风和具有催化作用的气体；

3、采用多级输送单元，可延长污染土壤在碳化催化窑炉中的滞留时间，提高干燥、除杂效果；

4、该装置配合设置有冷能收集器，提高其热能利用率，同时能够实现对尾气除尘以及对高温尾矿进行冷却处理。

附图说明

图1为本发明的土壤修复系统结构示意图；

图2为本发明的土壤修复系统集装箱体内部结构示意图；

图3为本发明实施例的低温炭化炉正视图；

图4为本发明实施例的低温炭化炉内部结构示意图；

图5为本发明实施例的低温炭化炉左视图；

图6为本发明的铣刨箱结构示意图。

图中：

100、土壤修复系统；110、履带式拖拉机；111、液压驱动臂；112、传动杆；113、铰链杆；120、中央控制装置；130、铣刨掘进装置；131、连接曲柄；132、动力箱；133、铣刨箱；1331、铣刨铲斗；1332、铲头；1333、挡料板；1334、进料口；1335、铣刨辊；1336、连接吊耳；140、真空输送管道；150、进料斗；160、修复车辆；161、集装箱体；162、车架底盘；170、空气分离装置；180、排料管；190、排料阀；1100、粉碎装置；1110、低温炭化炉；1111、上机罩；1112、热风管；1113、密封进气套；1114、下箱体；1115、辊轴；1116、下料仓；1117、螺旋给料器；1118、振动器；1119、传输驱动装置；11110、动力驱动机构；11111、进料端口；11112、环形给料腔室；11113、给料螺旋；11114、传输钢带；11115、传动辊；1120、冷能收集器；1130、主料仓；1140、负压引风装置；1150、中间料仓。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

实施例1：

参照图1-6，一种车载撬装式原位土壤修复系统，所述土壤修复系统100包括履带式拖拉机110以及履带式拖拉机拖曳的土壤修复车辆160；履带式拖拉机适用广泛，尤其适用于丘陵、山地作业。

参照图1和和图2，所述土壤修复车辆160包括集装箱体161以及承载集装箱体的车架底盘162；所述车架底盘162前端设置有与履带式拖拉机驱动连接的铣刨掘进装置130，所述铣刨掘进装置130包括铣刨箱133，所述铣刨箱133包括铣刨铲斗1331以及转动设置在铣刨铲斗内的铣刨辊1335，铣刨铲斗前端形成铲口1334，且铲口下缘铣刨铲斗上设置有若干铲头1332，增加对污染土壤撬装效果；铣刨铲斗1331内还可设置有倾斜向上的挡料板1333，便于进入铣刨铲斗1331土壤向上行进至真空输送管道入口处；通过调整铣刨掘进装置可将污染土壤收集进入铣刨铲斗内，伴随着土壤修复车辆的前行，污染土壤可持续的进入铣刨铲斗内，铣刨辊可对大块土壤进行初步的粉碎，经过铣刨掘进装置处理的土壤颗粒直径可控制在5-10mm，便于真空传输管道的抽取。

参照图2，所述集装箱体161内设置有粉碎装置1100，所述粉碎装置1100通过真空输送管道140与铣刨掘进装置130连通，与粉碎装置对应集装箱体上设置有进料斗150，真空输送管道连接至进料斗150处；经过铣刨掘进装置处理的污染土壤经由真空传输管道进入粉碎装置，进一步进行粉碎至0.057-2mm，所述的粉碎装置采用三轴锥形对齿粉碎装置，主要包括三只对应设置的粉碎辊以及配合设置的驱动电机，通过三轴锥形对齿的高速转动，实现对大颗粒土壤的进一步粉碎，保证污染土壤的后续处理效果；所述粉碎装置1100下端对应设置有中间料仓1150，所述中间料仓1150下端通过真空输送管道与负压引风装置1140连通，所述负压引风装置1140另一侧通过真空输送管道与低温炭化炉1110进料口连通，经过粉碎装置处理的污染土壤可存储在中间料仓内，并经由负压引风装置输送至低温炭化炉内进行进一步的处理，达标排放；所述低温炭化炉1110出料口通过螺旋给料器1117与集装箱体尾部设置的主料仓1130连通，经过低温炭化炉处理的土壤可存储在主料仓内，所述主料仓1130位于车尾一侧对应设置有排料管180以及排料管上安装的排料阀190，经检验合格后达标排放原厂地；如需进一步处理，可卸落至中间转运车辆，返回污染物处理企业进一步处理。

在一些可选实施例中，参照图3-5，所述低温炭化炉1110包括上机罩1111以及与上机罩配合设置的下箱体1114；所述上机罩1111内沿着长度方向转动设置有给料螺旋11113，且上机罩1111一端与给料螺旋11113对应设置有动力驱动机构11110，上机罩1111上设置有连接真空输送管道的进料端口11111，通过动力驱动机构驱动给料螺旋沿着轴向转动，所述动力驱动机构包括给料螺旋机头一端连接的传动皮带轮、与传动皮带轮通过传输皮带驱动连接的驱动电机；通过动力驱动机构可驱动给料螺旋转动，实现对污染土壤的输送；所述上机罩1111内形成供给料螺旋安装的环形给料腔室11112，且环形给料腔室末端设置有出料口；所述给料螺旋11113为中空结构，所述给料螺旋11113机尾一端转动套装有密封进气套1113，通过密封进气套1113及给料螺旋11113向上机罩腔体内输送热风或惰性气体，环形给料腔室主要作用是延迟污染土壤进入下箱体的烘干腔体内的时间，且在环形给料腔室腔体内，污染土壤与给料螺旋逐步释放的具有催化性气体的热风或惰性气体充分作用，便于污染物的脱除。所述下箱体1114内设置有碳化腔体，所述碳化腔体内对应出料口设置有至少一层承接物料的传输单元；所述下箱体1114机尾一侧与传输单元对应设置倾斜式下料仓1116，所述下料仓1116通过下料溜管与螺旋给料器1117连通，污染土壤自传输单元跌落后进入下料仓1116内进行冷却，冷却后的污染土壤由螺旋给料器1117输送至主料仓1130中存储。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一具体实施例中，所述下箱体1114内设置有碳化腔体，所述传输单元包括上下分层的两传输单元，所述碳化腔体上部对应出料口设置有第一传输单元，所述第一传输单元下方对应设置有第二传输单元，所述第一传输单元与第二传输单元相向而行、且第一传输单元机头一端短于第二传输单元机头一端设置；第一传输单元将待处理污染土壤由机尾运送至机头，在此过程中，污染土壤在潜热作用下逐步释放其内部的水分及有机污染物成分；污染土壤自第一传输单元前端跌落至第二传输单元前端，第二传输单元将污染土壤运输至机尾过程中进一步促使污染土壤的碳化过程，进一步促使土壤污染物的释放；需要说明的是，根据需求，还可设置第三传输单元，通过多级传输单元能够很好地实现对污染土壤的蒸发碳化处理，进一步实现污染土壤的减量化处理过程。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一具体实施例中，所述传输单元包括横向平行设置在下箱体1114内的若干辊轴1115及转动设置在辊轴上的传动辊11115，所述传动辊11115上绷紧有传输钢带11114；所述传输单元还包括设置在下箱体上驱动传动辊转动的传输驱动装置1119，传动辊两端是通过辊轴转动设置在下箱体上，传输驱动装置1119包括驱动电机以及与驱动电机配合设置的齿轮传动组件或链轮链条传动组件，通过传输驱动装置可驱动传输钢带的转动，进而携带其上土壤的运行；该种结构的传输单元运行稳定好，尤其适用于在温度较高的烘干装置中应用。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一具体实施例中，所述上机罩1111或下箱体1114上还设置有至少一路热风管1112；所述热风管1112包括一趟主风管以及与主风管连通的若干支风管；参照图5，上机罩上对应设置有两趟热风管1112，该种设置的热风管配合给料螺旋可高效的对污染土壤进行加热、催化、碳化脱除污染物。所述下料仓1116对侧板上设置有冷风管；所述集装箱体161内还设置有冷能收集器1120，所述冷能收集器1120包括与上机罩或下箱体内部腔体连通的进风管道、以及与下料仓1116冷风管连通的供风管道；本实施例中，所述冷能收集器1120可通过现有技术集成得到，包括收尘装置如布袋收尘器，包括热回收装置如热回收盘管等，可将碳化催化窑炉中的高温尾气进行除尘并回收其热能回收利用，并制备冷风输送至下料仓对物料进行冷却。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一具体实施例中，所述集装箱体161上还设置有空气分离装置170，空气分离装置可采用现有技术，其主要作用是实现从空气中分离出氮气，所述空气分离装置170通过输送软管与密封进气套1113连通，并将氮气输送至低温炭化炉内；此外，也可借助空气分离装置向低温炭化炉内输送具有催化作用的气体。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

参照图1，所述履带式拖拉机110尾端分设有液压驱动臂111、传动杆112和铰链杆113；所述液压驱动臂111通过连接曲柄131与铣刨铲斗顶部设置的连接吊耳1336铰连接；通过液压驱动臂与连接曲柄的配合，可实现铣刨掘进装置的升降，便于工作时将铣刨铲斗放下，并通过铣刨辊对污染土壤的收集；所述传动杆112与铣刨铲斗上设置的动力箱132传动连接，所述动力箱132内向两侧伸出有动力输出端；铣刨辊的辊轴端部固定设置有传动链轮或皮带轮，动力传输端固定设置有传动链轮或皮带轮，动力箱的动力输出端通过传动链轮或皮带轮及传动带或传动链条即可驱动铣刨辊转动，动力箱的动力来源于履带式拖拉机动力箱；所述铰链杆113与车架底盘162前端铰连接，实现履带式拖拉机与修复车辆的转动连接。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一具体实施例中，所述土壤修复系统100还包括控制土壤修复系统运行的、置于履带式拖拉机110驾驶室的中央控制装置120，通过中空控制装置控制履带式拖拉机运行以及控制修复车辆工作。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，本说明书中的各实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似与方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可位于一个地方，或者也可以分不到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方法，但本申请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本申请揭露的技术范围，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。