一种被污染土壤化学处理装置的制作方法

本发明属于污染土壤处理，具体是一种被污染土壤化学处理装置。

背景技术：

1、污染土壤处理是一个综合性的环境治理过程，旨在恢复土壤的正常功能，减少其对农作物和环境的负面影响。包括根据生物原理处理、化学原理处理、物理原理处理和其它处理等方面的多种技术。污染土壤处理工作一般是在野外进行，需要运输车辆转运处理装置，而许多需要钻孔的处理技术需要液压钻孔机进行打孔工作。

2、在这些污染土壤处理技术中，土壤气体抽提技术是通过在不饱和土壤层中布置提取井，利用真空泵产生负压驱使空气流通过污染土壤的孔隙，解吸并在地上进行污染尾气处理，从而使污染土壤得到净化的方法，此技术可操作性强，处理污染物范围宽，不破坏土壤结构以及对回收利用废物有潜在价值，但由于黏土、腐殖质含量较高或本身极其干燥的土壤对挥发性有机物的吸附性很强，采用土壤气体抽提技术时，污染物的去除效率很低。

3、热解吸修复技术是指通过直接或间接热交换，将污染介质及其所含的污染物加热到足够的温度，以使污染物从污染介质上得以挥发或分离的过程，加热温度控制在200-800℃，热解吸过程中发生蒸发、蒸馏、沸腾、氧化和热解等物化作用，通过调节温度可以选择性的移除不同的污染物。该技术能高效地去除污染场地内的各种挥发或半挥发性有机污染物，污染物去除率可达99.98％以上。透气性差或粘性土壤由于会在处理过程中结块而影响处理效果。

4、基于以上两种技术的原理和技术特点，需要解决土壤气体抽提技术难以解吸黏土、腐殖质较多或较为干燥的土壤的缺点，同时热解吸也具有相似的对透气性差和粘性土壤的解吸效果影响，此外由于土壤处理往往在野外进行而且可能需要钻孔，所以提高土壤处理装置的运输灵活性也非常必要。为此有必要提出一种能够综合上述两种土壤处理技术的优点，提高对易挥发有机溶剂的解吸效率，同时在此基础上将土壤处理装置、运输车和液压钻孔机一体化改进，提高土壤处理装置的野外运输灵活性的被污染土壤化学处理装置。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种被污染土壤化学处理装置，通过结合土壤气体抽提技术和热解吸修复技术向土壤中注射热空气，改善对粘性较高或较干燥的土壤的解吸处理效率，同时将运输车、液压钻孔机和处理装置一体化，提高土壤处理工作在野外的灵活性和处理效率。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种被污染土壤化学处理装置，包括运输车和液压钻孔机，液压钻孔机与运输车尾厢固定连接，包括空气处理组件和空气注射管道，空气注射管道外壁与液压钻孔机固定夹头可拆卸固定连接，空气处理组件与空气注射管道顶端可拆卸连通，空气注射管道底端固定连接有钻头注射组件；

3、钻头注射组件包括基座，基座顶壁外周与空气注射管道底端固定连接，基座内部固定连接有伺服电机，伺服电机输出轴竖直向下同轴固定连接有钻头，钻头顶壁外周与基座外壁滑动连接基座顶壁周向开有若干分气孔，分气孔均向下延伸连通气孔轴，伺服电机输出轴上部同轴固定连接有主齿轮，主齿轮水平周向啮合有若干分齿轮，分齿轮均分别与气孔轴同轴转动连接，分齿轮底壁均偏心转动连接有注射杆，注射杆内部均开有导气道，分齿轮内部均开有导气腔，导气腔均连通气孔轴和导气道，基座外壁开有若干注射通槽，注射通槽均与注射杆对应，注射杆均贯穿注射通槽并连通外界。

4、基础方案的原理是：通过运输车和液压钻孔机转运装置和对土壤打孔，通过空气处理组件压缩并加热空气并将热空气通过空气注射管道注入土壤深处，使热解吸理化作用发生，夹带有害有机气体的空气从土壤中散溢出，减少土壤污染程度。

5、基础方案的有益效果是：1、该装置结合了土壤气体抽提技术和热解吸修复技术，通过向土壤中注射热空气，能够有效改善对粘性较高或较干燥的土壤的解吸处理效率。热空气能够加速土壤中污染物的挥发和释放，从而提高土壤修复的效果。

6、2、装置将运输车、液压钻孔机和处理装置一体化设计，使得整个土壤处理工作在野外环境中具有更高的灵活性。这种设计便于设备的快速移动和部署，适应不同地点的土壤修复需求。一体化设计不仅提高了设备的灵活性，还显著提升了土壤处理的整体效率。通过液压钻孔机快速打孔，空气处理组件及时提供热空气，整个过程高效有序，减少了处理时间和成本。

7、3、基座作为钻头注射组件的支撑部分，其设计确保了整个组件在工作过程中的稳定性。通过与空气注射管道底端的固定连接，基座能够有效地传递和分散工作时的负载，防止组件因受力不均而损坏，还能保护伺服电机不受高温空气的腐蚀，延长器械寿命。钻头采用优质材料制成，具有高强度和耐磨性，能够高效地穿透土壤。其顶壁外周与基座外壁的滑动连接设计，确保了钻头在钻孔过程中的稳定性和精度。注射杆贯穿基座外壁并连通外界，而注射通槽外侧下方固定连接的挡板能够防止土壤颗粒在注入过程中被带入，避免基座内部收到腐蚀和土壤的机械性损伤。

8、4、当钻头注射组件达到预定深度，开始释放高温空气时，通过伺服电机带动钻头旋转可以破碎钻头附近的土壤，避免土壤在高温空气的烘烤下干燥结块，影响有害有机物的挥发和高温空气的透过。热空气或修复气体通过分气孔进入气孔轴，再经过导气腔和导气道，最终由注射杆注入土壤。这种设计也避免了气体在注入土壤中的积聚和堵塞，确保了气体的均匀分布。

9、5、伺服电机输出轴上部同轴固定连接有主齿轮，主齿轮水平周向啮合有若干分齿轮。这种设计使得主齿轮的转动能够带动多个分齿轮同时转动，从而实现了多个注射杆的同步操作。注射杆均偏心转动连接在分齿轮底壁上，这种设计使得注射杆在转动过程中能够产生一定的搅拌效果，有助于将热空气或修复气体更深入地注入土壤中，并与土壤颗粒充分接触。

10、进一步，还包括气体吸收组件，气体吸收组件包括气体压缩泵，气体压缩泵底端外壁固定连接有支撑架，气体压缩泵底端连通有吸收管，吸收管远离气体压缩泵的一端连通有压缩瓶，气体压缩泵顶端连通有气体收集盒，气体收集盒外周开有若干的内收集孔，气体收集盒外周连通有延伸盒，延伸盒外周开有若干的外收集孔。

11、基础方案的有益效果是：1、气体收集盒与延伸盒的巧妙结合，通过内收集孔和外收集孔的设置，大幅度增加了气体的收集面积。这一设计使得从土壤中散溢出的有害有机气体能够更全面地被捕捉，减少了气体的逃逸和损失，从而显著提升了气体收集的效率。

12、2、气体吸收组件整体结构紧凑，易于安装和拆卸。这一特点使得该组件在野外作业中能够快速部署和移动，适应不同地点的土壤修复需求。同时，组件的轻便性也减轻了作业人员的负担，提高了工作效率。

13、3、气体吸收组件的加入，使得整个被污染土壤化学处理装置在处理有害有机气体方面更加完善。它不仅提升了气体收集和处理的效果，还与其他组件相互协作，共同优化了整体处理流程。这一优化不仅提高了处理效率，还降低了处理成本，为土壤修复工作带来了更多的经济效益和社会效益。

14、进一步，空气处理组件包括真空压缩泵和压缩加热舱，真空压缩泵和压缩加热舱之间连通有压缩管，压缩加热舱内壁固定连接有若干换热板，压缩加热舱连通有通气管，通气管远离压缩加热舱的一端与空气注射管道顶端可拆卸连接，压缩加热舱与通气管之间连通有气阀，真泵压缩泵和压缩加热舱均与运输车尾厢固定连接。

15、基础方案的有益效果是：1、真空压缩泵能够将外界空气吸入并进行初步压缩，为后续的加热处理提供基础。压缩加热舱内的换热板设计，能够确保空气在流经时得到均匀且高效的加热，从而满足热解吸修复技术对热空气温度的需求。

16、2、通过调整压缩加热舱内的加热元件，可以精确控制热空气的温度，以适应不同污染土壤的处理需求。温度的可控性不仅提高了处理效率，还确保了处理过程的稳定性和安全性。

17、3、空气处理组件的各部件之间通过管道和连接件紧密连接，形成了高度集成的结构。这种紧凑的结构设计不仅减少了占地面积，还方便了设备的运输和安装。

18、4、通过将加热后的空气注入土壤深处，空气处理组件能够加速土壤中有害有机物的挥发和分解。同时，热空气还能促进土壤颗粒之间的间隙增大，有利于污染物的解吸和扩散。

19、5、空气处理组件与运输车尾厢固定连接，形成了一体化的处理系统。这种设计使得设备能够在不同地点进行快速部署和移动，适应了野外作业的需求。

20、进一步，空气注射管道上部内壁套有保温套，空气注射管道底端靠近钻头注射组件的外侧壁开有若干周向的通气孔。

21、基础方案的有益效果是：1、保温套能够有效地减少空气在注射过程中通过管道壁散失的热量，确保热空气在到达土壤深处时仍能保持较高的温度。这有助于提升热解吸修复技术的效率，因为高温空气能够更有效地促进土壤中有害有机物的挥发和分解。

22、2、周向通气孔的设计使得热空气能够均匀地分布在土壤深处，避免了局部过热或冷却不均的情况。这有助于提升处理效果的均匀性，确保整个处理区域内的土壤都能得到有效的修复。

23、3、通过多个通气孔同时注入热空气，可以加速土壤中有害有机物的挥发和扩散过程。这不仅缩短了处理时间，还提高了处理效率，使得整个处理过程更加高效和快速。

24、进一步，延伸盒顶部中央固定连接有防护盖。

25、基础方案的有益效果是：1、防护盖的首要作用是保护位于其下方的气体收集组件，特别是延伸盒及其内部的敏感部件。在野外作业环境中，装置可能会遭受风雨、沙尘等自然因素的侵袭。防护盖能够有效地阻挡这些外部侵害，防止雨水、沙尘等进入延伸盒内部，从而避免对气体收集效率造成影响，甚至造成设备损坏。

26、2、防护盖的设计还可以进一步优化气体收集效率。通过合理的形状和尺寸设计，防护盖可以引导从土壤中散溢出的有害有机气体更顺畅地进入延伸盒和气体收集盒。同时，防护盖还可以减少气体的逃逸和损失，确保更多的有害气体被有效收集。

27、3、防护盖的设计还可以考虑到便于维护和清洁的需求。通过设计成可拆卸式，以便在需要时对延伸盒和气体收集盒进行清洁和维护。这样不仅可以提高设备的维护效率，还可以降低维护成本。

28、进一步，注射通槽外侧下方均固定连接有挡板。

29、基础方案的有益效果是：挡板作为一道物理屏障，能够有效地阻挡土壤颗粒在热空气注入过程中被带入基座内部。这避免了土壤颗粒对基座内部机械部件的磨损和腐蚀，基座内部包含伺服电机、齿轮等精密部件。土壤颗粒的进入可能会导致这些部件的堵塞、磨损或损坏。挡板的设计有效地保护了这些精密部件，确保了设备的正常运行，延长了设备的使用寿命。

30、进一步，钻头外壁固定连接有螺旋环块。

31、基础方案的有益效果是：1、螺旋钻头在钻孔时，由于其独特的螺旋环块，能够更有效地抵抗土壤的阻力，减少偏斜和摆动的可能性，从而提高钻孔的稳定性。这种稳定性有助于确保钻孔的直线度和精度，减少因偏斜而导致的土壤破坏和修复物质分布不均的问题。

32、2、螺旋钻头的设计能够更有效地切割和破碎土壤，加快钻孔速度。同时，螺旋环块还能够更好地引导土壤颗粒沿着螺旋线上升，减少土壤对钻头的摩擦和阻力，进一步提高钻孔效率。

33、3、伺服电机在带动钻头转动时，螺旋环块可以使钻头对周围的干燥土壤的破碎效果更好，从而提高高温空气的注入效率。

34、进一步，注射杆外端面均设有若干破碎锥，相邻破碎锥凹陷处均开有注气孔。

35、基础方案的有益效果是：1、破碎锥的设计能够更有效地切割和破碎土壤，特别是在处理坚硬或粘性土壤时，其破碎效果更为显著。这种设计能够加快注射杆对土壤处理的速度，提高整体工作效率。

36、2、注气孔位于破碎锥之间的凹陷处，这种设计能够确保气体在注入过程中能够更均匀地分布到土壤中。注气孔的数量和大小可以根据实际需求进行调整，以满足不同土壤处理场景的需求。

37、进一步，通气孔和注气孔内均铺设有透气膜。

38、基础方案的有益效果是：透气膜在具有透气性的同时，也具备防水功能，透气膜还能防止灰尘和其他杂质进入通气孔和注气孔。保持孔道的清洁和畅通，有助于延长设备的使用寿命，并提高气体交换效率

39、进一步，防护盖与延伸盒之间压有透明膜。

40、基础方案的有益效果是：透明膜压制在防护盖下并延伸到土地表面，可以将土壤中散溢的气体聚集到中心的气体吸收组件，提高有害气体的吸收效率，同时透明膜可以防止灰尘、水分和其他杂质进入设备内部，从而避免短路、腐蚀等故障的发生。这种保护作用有助于延长设备的使用寿命，提高设备的稳定性和可靠性，并且透明膜可以透过阳光避免对地表植被造成影响。