一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置及方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体是涉及一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置及方法。

背景技术

持久性有机污染物(persistent organic pollutants，POPs)一般指在环境中难降解、高毒性、有生物蓄积性并可以远距离传输的一类有毒有机化合物。这类物质在环境中降解缓慢，可在水体、土壤等生态系统中长期滞留；还能以蒸汽形式存在或者吸附在大气颗粒物上。在大气环境中作远距离迁移，并通过所谓的“全球蒸馏效应”和“蚱蜢跳效应”沉积到地球的偏远极地地区；这类物质对生物体有神经毒性、内分泌干扰毒性，具有明显的致癌、致畸、致突变作用，可以沿食物链逐级放大，对处于较高营养级的生物造成损害，严重威胁野生动物和人类的生存、繁衍。目前全球都面临着POPs污染问题。2001年5月《斯德哥尔摩公约》中明确提出，采取行动减少并最终淘汰12种POPs物质的生产和排放。首批列入该公约受控名单的12种POPs物质有多氯联苯(PCBs)、二嚼英(FCDD)、呋喃(PCDF) 及9种有机氯杀虫剂，包括艾氏剂、氯丹、滴滴涕、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀芬、六氯苯、灭蚁灵。

中国作为一个农业大国，存在着多种杀虫剂类POPs的生产、使用和废弃库存，面临着有关POPs污染的严峻局面。《斯德格尔摩公约》中提出加以控制的农药类POPs包括艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、六氯苯(含α-HCH、β-HCH、林丹)、灭蚁灵、毒杀芬和硫丹，其中硫丹为2011年新列入POPs名单的农药产品。我国曾经大规模生产滴滴涕(DDT)、毒杀芬、六氯苯(HCB)、氯丹和七氯。至今，滴滴涕、六氯苯、氯丹和灭蚁灵仍在少量地区生产和使用。目前，硫丹也有生产，滴滴涕主要作为中间体来生产杀虫剂三氯杀螨醇。

土壤淋洗修复技术，是利用淋洗液去除土壤污染物的过程，通过水力学方式机械地悬浮或搅动土壤颗粒，使污染物与土壤颗粒分离。土壤清洗干净后，再处理含有污染物的废水或废液。如果大部分污染物被吸附于某一土壤粒级,并且这一粒级只占全部土壤体积的一小部分,那么可以只处理这部分土壤。

淋洗修复技术在土壤修复中是成本最小的一种修复技术，沙土地比较适用于此项修复技术，传统的淋洗修复方法需要将土壤迁移至淋洗修复装置内，需要运输成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置，包括车架、履带、动力装置、铲土装置、粉碎装置、筛选装置、制浆装置、废物盒，所述履带固定在车架两侧，所述动力装置固定安装在车架后端，所述铲土装置安装在车架的前端，所述粉碎装置固定在铲土装置后侧，所述粉碎装置的上方设有驾驶室，所述筛选装置固定在粉碎装置的下方，所述制浆装置固定在筛选装置的下方，所述废物盒固定安装在制浆装置的后侧，废物盒的后侧上方固定有烘干装置，所述烘干装置下方设有废液收集盒，所述废液收集盒的后侧固定有分解装置，所述分解装置的上岗固定有废液超滤装置，所述废液超滤装置的前侧固定有水箱，所述水箱通过管道与制浆装置相通。

进一步地，所述铲土装置包括铲子、气压杆，所述铲子的后端与所述车架铰接，所述气压杆的后端固定在车架上，气压杆的前端与铲子的后侧面铰接，且铰接位置位于铲子与车架铰接位置的下方，通过铲子将土壤铲至粉碎装置内。

进一步地，所述粉碎装置包括传送带一、粉碎轧辊、电机一、挡土板，所述传送带一斜向安装在所述铲土装置的后侧上方，所述粉碎轧辊有六个，六个粉碎轧辊并排横向转动连接在车架上，粉碎轧辊的右端均设有齿轮一，所述齿轮一相互啮合，所述电机一的输出轴上传动连接有齿轮二，所述齿轮二与最后侧的齿轮一啮合传动，且位于传送带一的后侧下方，所述挡土板固定安装在粉碎轧辊的后侧，粉碎轧辊对土壤中的碎石块进行粉碎。

进一步地，所述筛选装置包括筛网、曲轴机构、电机二，所述筛网前端铰接在车架上，所述筛网的后端与所述曲轴机构铰接，所述电机二与曲轴机构传动连接，通过曲轴机构带动筛网震动，将土壤中的塑料膜等垃圾去除。

进一步地，所述废物盒的一侧设有用于清理废物的清理门，废物从清理门中取出。

进一步地，所述制浆装置包括搅拌叶片、进水口、电机三、漏浆口、吸浆器、制浆仓，所述制浆仓固定在所述车架上，所述电机三固定在制浆仓的下方，所述搅拌叶片转动连接在制浆仓的底部，且与电机三传动连接，所述进水口固定在制浆仓前侧上方的外壁上，且与制浆仓内部相通，所述漏浆口位于制浆仓后侧的底部，所述吸浆器固定在所述制浆仓的后侧下方，吸浆器的进口与漏浆口相通，出口与所述烘干装置的内部相通，通过制浆装置将土壤与水充分接触，冲洗掉土壤内的农药残留。

进一步地，所述烘干装置包括烘干仓、微波加热装置、传送带二，所述烘干仓的侧面设有微波加热装置，所述烘干仓的底部设有传送带二，所述传送带二的传动面采用工业滤布，通过工业滤布将固液分离。

进一步地，所述废液收集盒内设有用于向分解装置输送废液的吸液泵，通过吸液泵将废液输送到分解装置。

进一步地，所述分解装置采用超声波降解技术，分解装置内部设有用于向废液超滤装置内输送液体的抽液泵，经过分解后的废水通过抽液泵送至废液超滤装置进行二次过滤。

进一步地，一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置的使用方法包括以下步骤：

S1:通过铲土装置将表层土壤铲至粉碎装置粉碎，通过粉碎装置粉碎后的土壤经过筛选，将土壤中的杂质去除，经过筛选的土壤经制浆装置进行制浆，制浆装置的搅拌速度为80-120r/min；

S2：制浆完成后通过吸浆器浆泥浆输送至烘干装置，烘干温度为110-120℃，烘干装置底部的传送带二的传送速度为0.2-0.3m/min，烘干后的土壤直接从烘干装置后侧排放至田里；

S3：烘干装置下方过滤下的废液先通过分解装置通过超声波对废水中的有机农药进行降解，再通过废液超滤装置对废水进行过滤，过滤后的废水进入水箱作为制浆装置制浆用水。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的装置通过车体对进行移动式修复，保证土壤在原位进行修复，节省了运输成本。

(2)本发明的方法，通过将沙土进行粉碎淋洗后，并对淋洗的废水进行再次分解和过滤进行二次利用，在土壤修复过程中做到就地修复，不需要运输成本，其次淋洗所用的水经过循环利用，能够节约水源，针对沙土地具有良好的修复效果，修复成本低，适合大面积推广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中A处的放大图。

图3是本发明废水轧辊与电机一的传动图。

其中，1-车架、2-履带、3-动力装置、4-铲土装置、5-粉碎装置、6-筛选装置、7-制浆装置、8-废物盒、9-驾驶室、11-烘干装置、12-液收集盒、13-分解装置、14-废液超滤装置、15-水箱、41-铲子、42-气压杆、51-传送带一、52- 粉碎轧辊、53-电机一、54-齿轮一、55-齿轮二、56-挡土板、61-筛网、62-曲轴机构、63-电机二、81-清理门、71-搅拌叶片、72-进水口、73-电机三、74-漏浆口、75-吸浆器、76-制浆仓、111-烘干仓、112-微波加热装置、113-传送带二、 121-吸液泵、131-抽液泵。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置，包括车架 1、履带2、动力装置3、铲土装置4、粉碎装置5、筛选装置6、制浆装置7、废物盒8，履带2固定在车架1两侧，动力装置3固定安装在车架1后端，铲土装置4安装在车架1的前端，粉碎装置5固定在铲土装置4后侧，粉碎装置5的上方设有驾驶室9，筛选装置6固定在粉碎装置5的下方，制浆装置7固定在筛选装置6的下方，废物盒8固定安装在制浆装置7的后侧，废物盒8的后侧上方固定有烘干装置11，烘干装置11下方设有废液收集盒12，废液收集盒12的后侧固定有分解装置13，分解装置13的上岗固定有废液超滤装置14，废液超滤装置 14的前侧固定有水箱15，水箱15通过管道与制浆装置7相通，废物盒8的一侧设有用于清理废物的清理门81，废物从清理门81中取出，废液收集盒12内设有用于向分解装置13输送废液的吸液泵121，通过吸液泵121将废液输送到分解装置，分解装置13采用超声波降解技术，分解装置13内部设有用于向废液超滤装置14内输送液体的抽液泵131，经过分解后的废水通过抽液泵131送至废液超滤装置14进行二次过滤。

实施例2：

如图1所示，一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置，包括车架 1、履带2、动力装置3、铲土装置4、粉碎装置5、筛选装置6、制浆装置7、废物盒8，履带2固定在车架1两侧，动力装置3固定安装在车架1后端，铲土装置4安装在车架1的前端，粉碎装置5固定在铲土装置4后侧，粉碎装置5的上方设有驾驶室9，筛选装置6固定在粉碎装置5的下方，制浆装置7固定在筛选装置6的下方，废物盒8固定安装在制浆装置7的后侧，废物盒8的后侧上方固定有烘干装置11，烘干装置11下方设有废液收集盒12，废液收集盒12的后侧固定有分解装置13，分解装置13的上岗固定有废液超滤装置14，废液超滤装置 14的前侧固定有水箱15，水箱15通过管道与制浆装置7相通，废物盒8的一侧设有用于清理废物的清理门81，废物从清理门81中取出，废液收集盒12内设有用于向分解装置13输送废液的吸液泵121，通过吸液泵121将废液输送到分解装置，分解装置13采用超声波降解技术，分解装置13内部设有用于向废液超滤装置14内输送液体的抽液泵131，经过分解后的废水通过抽液泵131送至废液超滤装置14进行二次过滤。

铲土装置4包括铲子41、气压杆42，铲子41的后端与车架1铰接，气压杆 42的后端固定在车架1上，气压杆42的前端与铲子41的后侧面铰接，且铰接位置位于铲子41与车架1铰接位置的下方，通过铲子将土壤铲至粉碎装置5内。

实施例2相比实施例1，实施例2采用的铲土装置4结构，铲土效率更高，结构简单，不易损坏。

实施例3：

如图1所示，一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置，包括车架 1、履带2、动力装置3、铲土装置4、粉碎装置5、筛选装置6、制浆装置7、废物盒8，履带2固定在车架1两侧，动力装置3固定安装在车架1后端，铲土装置4安装在车架1的前端，粉碎装置5固定在铲土装置4后侧，粉碎装置5的上方设有驾驶室9，筛选装置6固定在粉碎装置5的下方，制浆装置7固定在筛选装置6的下方，废物盒8固定安装在制浆装置7的后侧，废物盒8的后侧上方固定有烘干装置11，烘干装置11下方设有废液收集盒12，废液收集盒12的后侧固定有分解装置13，分解装置13的上岗固定有废液超滤装置14，废液超滤装置 14的前侧固定有水箱15，水箱15通过管道与制浆装置7相通，废物盒8的一侧设有用于清理废物的清理门81，废物从清理门81中取出，废液收集盒12内设有用于向分解装置13输送废液的吸液泵121，通过吸液泵121将废液输送到分解装置，分解装置13采用超声波降解技术，分解装置13内部设有用于向废液超滤装置14内输送液体的抽液泵131，经过分解后的废水通过抽液泵131送至废液超滤装置14进行二次过滤。

铲土装置4包括铲子41、气压杆42，铲子41的后端与车架1铰接，气压杆 42的后端固定在车架1上，气压杆42的前端与铲子41的后侧面铰接，且铰接位置位于铲子41与车架1铰接位置的下方，通过铲子将土壤铲至粉碎装置5内。

如图3所示，粉碎装置5包括传送带一51、粉碎轧辊52、电机一53、挡土板56，传送带一51斜向安装在铲土装置4的后侧上方，粉碎轧辊52有六个，六个粉碎轧辊52并排横向转动连接在车架1上，粉碎轧辊52的右端均设有齿轮一54，齿轮一54相互啮合，电机一53的输出轴上传动连接有齿轮二55，齿轮二55与最后侧的齿轮一54啮合传动，且位于传送带一51的后侧下方，挡土板 56固定安装在粉碎轧辊52的后侧，粉碎轧辊52对土壤中的碎石块进行粉碎。

实施例3相比实施例2，实施例3采用的粉碎装置5结构粉碎效率高，粉碎效果好。

实施例4：

如图1所示，一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置，包括车架 1、履带2、动力装置3、铲土装置4、粉碎装置5、筛选装置6、制浆装置7、废物盒8，履带2固定在车架1两侧，动力装置3固定安装在车架1后端，铲土装置4安装在车架1的前端，粉碎装置5固定在铲土装置4后侧，粉碎装置5的上方设有驾驶室9，筛选装置6固定在粉碎装置5的下方，制浆装置7固定在筛选装置6的下方，废物盒8固定安装在制浆装置7的后侧，废物盒8的后侧上方固定有烘干装置11，烘干装置11下方设有废液收集盒12，废液收集盒12的后侧固定有分解装置13，分解装置13的上岗固定有废液超滤装置14，废液超滤装置 14的前侧固定有水箱15，水箱15通过管道与制浆装置7相通，废物盒8的一侧设有用于清理废物的清理门81，废物从清理门81中取出，废液收集盒12内设有用于向分解装置13输送废液的吸液泵121，通过吸液泵121将废液输送到分解装置，分解装置13采用超声波降解技术，分解装置13内部设有用于向废液超滤装置14内输送液体的抽液泵131，经过分解后的废水通过抽液泵131送至废液超滤装置14进行二次过滤。

铲土装置4包括铲子41、气压杆42，铲子41的后端与车架1铰接，气压杆 42的后端固定在车架1上，气压杆42的前端与铲子41的后侧面铰接，且铰接位置位于铲子41与车架1铰接位置的下方，通过铲子将土壤铲至粉碎装置5内。

如图3所示，粉碎装置5包括传送带一51、粉碎轧辊52、电机一53、挡土板56，传送带一51斜向安装在铲土装置4的后侧上方，粉碎轧辊52有六个，六个粉碎轧辊52并排横向转动连接在车架1上，粉碎轧辊52的右端均设有齿轮一54，齿轮一54相互啮合，电机一53的输出轴上传动连接有齿轮二55，齿轮二55与最后侧的齿轮一54啮合传动，且位于传送带一51的后侧下方，挡土板 56固定安装在粉碎轧辊52的后侧，粉碎轧辊52对土壤中的碎石块进行粉碎。

筛选装置6包括筛网61、曲轴机构62、电机二63，筛网61前端铰接在车架1上，筛网61的后端与曲轴机构62铰接，电机二63与曲轴机构62传动连接，通过曲轴机构62带动筛网61震动，将土壤中的塑料膜等垃圾去除。

实施例4相比实施例3，实施例4采用的筛选装置6结构简单且高效。

实施例5：

如图1所示，一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置，包括车架 1、履带2、动力装置3、铲土装置4、粉碎装置5、筛选装置6、制浆装置7、废物盒8，履带2固定在车架1两侧，动力装置3固定安装在车架1后端，铲土装置4安装在车架1的前端，粉碎装置5固定在铲土装置4后侧，粉碎装置5的上方设有驾驶室9，筛选装置6固定在粉碎装置5的下方，制浆装置7固定在筛选装置6的下方，废物盒8固定安装在制浆装置7的后侧，废物盒8的后侧上方固定有烘干装置11，烘干装置11下方设有废液收集盒12，废液收集盒12的后侧固定有分解装置13，分解装置13的上岗固定有废液超滤装置14，废液超滤装置 14的前侧固定有水箱15，水箱15通过管道与制浆装置7相通，废物盒8的一侧设有用于清理废物的清理门81，废物从清理门81中取出，废液收集盒12内设有用于向分解装置13输送废液的吸液泵121，通过吸液泵121将废液输送到分解装置，分解装置13采用超声波降解技术，分解装置13内部设有用于向废液超滤装置14内输送液体的抽液泵131，经过分解后的废水通过抽液泵131送至废液超滤装置14进行二次过滤。

铲土装置4包括铲子41、气压杆42，铲子41的后端与车架1铰接，气压杆 42的后端固定在车架1上，气压杆42的前端与铲子41的后侧面铰接，且铰接位置位于铲子41与车架1铰接位置的下方，通过铲子将土壤铲至粉碎装置5内。

如图3所示，粉碎装置5包括传送带一51、粉碎轧辊52、电机一53、挡土板56，传送带一51斜向安装在铲土装置4的后侧上方，粉碎轧辊52有六个，六个粉碎轧辊52并排横向转动连接在车架1上，粉碎轧辊52的右端均设有齿轮一54，齿轮一54相互啮合，电机一53的输出轴上传动连接有齿轮二55，齿轮二55与最后侧的齿轮一54啮合传动，且位于传送带一51的后侧下方，挡土板 56固定安装在粉碎轧辊52的后侧，粉碎轧辊52对土壤中的碎石块进行粉碎。

筛选装置6包括筛网61、曲轴机构62、电机二63，筛网61前端铰接在车架1上，筛网61的后端与曲轴机构62铰接，电机二63与曲轴机构62传动连接，通过曲轴机构62带动筛网61震动，将土壤中的塑料膜等垃圾去除。

如图2所示，制浆装置7包括搅拌叶片71、进水口72、电机三73、漏浆口 74、吸浆器75、制浆仓76，制浆仓76固定在车架1上，电机三73固定在制浆仓76的下方，搅拌叶片71转动连接在制浆仓76的底部，且与电机三73传动连接，进水口72固定在制浆仓76前侧上方的外壁上，且与制浆仓76内部相通，漏浆口74位于制浆仓76后侧的底部，吸浆器75固定在制浆仓76的后侧下方，吸浆器75的进口与漏浆口74相通，出口与烘干装置11的内部相通，通过制浆装置7将土壤与水充分接触，冲洗掉土壤内的农药残留。

烘干装置11包括烘干仓111、微波加热装置112、传送带二113，烘干仓111 的侧面设有微波加热装置112，烘干仓111的底部设有传送带二113，传送带二 113的传动面采用工业滤布，通过工业滤布将固液分离。

实施例5相比于实施例4，实施例5采用的制浆装置7和烘干装置11结构简单，维修成本低，制浆和烘干效率高。

实施例6：

如图1所示，一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置，包括车架 1、履带2、动力装置3、铲土装置4、粉碎装置5、筛选装置6、制浆装置7、废物盒8，履带2固定在车架1两侧，动力装置3固定安装在车架1后端，铲土装置4安装在车架1的前端，粉碎装置5固定在铲土装置4后侧，粉碎装置5的上方设有驾驶室9，筛选装置6固定在粉碎装置5的下方，制浆装置7固定在筛选装置6的下方，废物盒8固定安装在制浆装置7的后侧，废物盒8的后侧上方固定有烘干装置11，烘干装置11下方设有废液收集盒12，废液收集盒12的后侧固定有分解装置13，分解装置13的上岗固定有废液超滤装置14，废液超滤装置14的前侧固定有水箱15，水箱15通过管道与制浆装置7相通，废物盒8的一侧设有用于清理废物的清理门81，废物从清理门81中取出，废液收集盒12内设有用于向分解装置13输送废液的吸液泵121，通过吸液泵121将废液输送到分解装置，分解装置13采用超声波降解技术，分解装置13内部设有用于向废液超滤装置14内输送液体的抽液泵131，经过分解后的废水通过抽液泵131送至废液超滤装置14进行二次过滤。

铲土装置4包括铲子41、气压杆42，铲子41的后端与车架1铰接，气压杆 42的后端固定在车架1上，气压杆42的前端与铲子41的后侧面铰接，且铰接位置位于铲子41与车架1铰接位置的下方，通过铲子将土壤铲至粉碎装置5内。

如图3所示，粉碎装置5包括传送带一51、粉碎轧辊52、电机一53、挡土板56，传送带一51斜向安装在铲土装置4的后侧上方，粉碎轧辊52有六个，六个粉碎轧辊52并排横向转动连接在车架1上，粉碎轧辊52的右端均设有齿轮一54，齿轮一54相互啮合，电机一53的输出轴上传动连接有齿轮二55，齿轮二55与最后侧的齿轮一54啮合传动，且位于传送带一51的后侧下方，挡土板 56固定安装在粉碎轧辊52的后侧，粉碎轧辊52对土壤中的碎石块进行粉碎。

筛选装置6包括筛网61、曲轴机构62、电机二63，筛网61前端铰接在车架1上，筛网61的后端与曲轴机构62铰接，电机二63与曲轴机构62传动连接，通过曲轴机构62带动筛网61震动，将土壤中的塑料膜等垃圾去除。

如图2所示，制浆装置7包括搅拌叶片71、进水口72、电机三73、漏浆口 74、吸浆器75、制浆仓76，制浆仓76固定在车架1上，电机三73固定在制浆仓76的下方，搅拌叶片71转动连接在制浆仓76的底部，且与电机三73传动连接，进水口72固定在制浆仓76前侧上方的外壁上，且与制浆仓76内部相通，漏浆口74位于制浆仓76后侧的底部，吸浆器75固定在制浆仓76的后侧下方，吸浆器75的进口与漏浆口74相通，出口与烘干装置11的内部相通，通过制浆装置7将土壤与水充分接触，冲洗掉土壤内的农药残留。

烘干装置11包括烘干仓111、微波加热装置112、传送带二113，烘干仓111 的侧面设有微波加热装置112，烘干仓111的底部设有传送带二113，传送带二 113的传动面采用工业滤布，通过工业滤布将固液分离。

一种用于POP农药类污染场地土壤原位修复的装置的使用方法包括以下步骤：

S1:通过铲土装置4将表层土壤铲至粉碎装置5粉碎，通过粉碎装置5粉碎后的土壤经过筛选，将土壤中的杂质去除，经过筛选的土壤经制浆装置7进行制浆，制浆装置7的搅拌速度为80-120r/min；

S2：制浆完成后通过吸浆器75浆泥浆输送至烘干装置11，烘干温度为 110-120℃，烘干装置11底部的传送带二113的传送速度为0.2-0.3m/min，烘干后的土壤直接从烘干装置11后侧排放至田里；

S3：烘干装置11下方过滤下的废液先通过分解装置13通过超声波对废水中的有机农药进行降解，再通过废液超滤装置14对废水进行过滤，过滤后的废水进入水箱15作为制浆装置7制浆用水。

实施例6相比实施例5，实施例6公开了这种装置的工作方法，此方法简单，对沙土地的修复能力强。

以上实施例中驾驶室9、动力装置3为现有造车技术，电机一53、电机二 63、电机三73、吸浆器75、吸液泵121、抽液泵131、微波加热装置112、废液超滤装置14均采用市售产品，只要能实现本发明的功能即可，本领域技术人员可根据常规常识选择使用，在此不做特殊限定。