一種水體基底土壤原位修復裝置的制作方法

本發明屬于水體基底土壤污染修復，特別涉及一種水體基底土壤原位修復裝置。

背景技術：

1、水體基底土壤是指水體底部沉積的土壤，它受到水體和陸地雙重影響，污染比較嚴重。水體基底土壤污染主要包括重金屬污染、有機污染物污染和酸性污染等。常見的水體基底土壤污染有：1)重金屬污染，重金屬是水體基底土壤污染的主要類型。重金屬主要來自人類活動，如工業廢水排放、農藥和化肥的使用、礦山開采等。重金屬污染會對水體生態系統造成嚴重破壞，并通過食物鏈進入人體，危害人體健康。2)有機污染物污染，有機污染物包括石油類、農藥、化肥、有機工業廢料等。有機污染物會破壞水體生態平衡，并對人體健康造成危害。

2、水體基底土壤污染會對水體生態系統、農作物生產和人體健康造成嚴重危害。1)水體基底土壤污染會破壞水體生態系統，導致魚類和其他水生生物死亡。2)水體基底土壤污染會污染農作物，導致農產品重金屬超標和有機污染物含量超標。3)水體基底土壤污染會通過食物鏈進入人體，導致人體重金屬中毒和癌癥等疾病。

3、現階段，常見的水體基底土壤污染修復的方法有：

4、1)物理修復技術：

5、疏浚：通過機械設備將污染的底泥挖出并處理或處置。適用于污染嚴重區域，但成本高，容易引起二次污染。

6、覆蓋：在污染底泥上覆蓋一層干凈的土壤、砂或其他材料，以隔離污染物。適用于污染程度較低或穩定的區域。

7、固化/穩定化：通過添加固化劑，使污染物固定在土壤顆粒中，減少其遷移和釋放。適用于重金屬污染土壤。

8、2)化學修復技術：

9、化學氧化還原：通過添加氧化劑或還原劑，將有毒污染物轉化為無毒或低毒的物質。例如，利用過氧化氫、臭氧等氧化劑處理有機污染物。

10、化學沉淀：通過添加化學試劑，使溶解態污染物轉化為難溶的沉淀物，從而減少其生物有效性。例如，通過加入石灰、磷酸鹽等，使重金屬形成不溶性化合物。

11、吸附：利用活性炭、沸石等吸附材料，將污染物從水中去除。適用于多種有機污染物和部分重金屬。

12、3)生物修復技術：

13、生物降解：利用微生物降解有機污染物。通過投放特定的微生物菌種或激活原有微生物群落，可以加速有機污染物的降解。

14、植物修復：利用水生植物吸收和累積污染物。適用于輕度污染的水體，通過種植水葫蘆、蘆葦等植物，可以去除部分重金屬和有機污染物。

15、生物強化：通過添加營養物質或電子受體，增強微生物的代謝活性，促進污染物的降解。

16、然而，單獨采用上述修復技術通常需要較大的人、材、機投入，且容易產生具有高毒性的廢棄物，造成二次污染。

17、近年來，綜合修復技術越來越多的被應用于水體基底改良工程。如：

18、1)生態修復：結合多種生物、物理和化學方法，恢復水體生態系統的平衡。例如，通過疏浚、覆蓋、植物修復等綜合措施，既去除污染物，又改善生態環境。

19、2)原位修復：在不挖掘底泥的情況下，通過投放修復材料(如活性炭、微生物菌劑等)和使用裝置進行攪拌混合，原位降解或固定污染物。

20、雖然現階段的水體基底土壤處理方法在治理污染方面取得了一定成效，但仍存在成本高、二次污染、效率低和監測難等問題。

21、綜上所述，當前，常規的水體基底土壤處理方法存在以下問題：

22、1)成本高昂：

23、疏浚：機械疏浚和處置污染底泥的成本非常高，特別是對于大面積污染區域。

24、化學修復：使用化學試劑成本較高，并且需要精確控制劑量和反應條件。

25、2)二次污染：

26、疏浚：疏浚過程可能導致污染物重新懸浮在水體中，造成二次污染。

27、化學修復：化學試劑使用不當可能導致新的污染物生成或副產品積累。

28、3)效率和效果不穩定：

29、生物修復：受環境條件影響較大，如溫度、ph值和氧氣濃度等，導致修復效率和效果不穩定。

30、植物修復：植物吸收污染物的速度較慢，且在高污染區域效果有限。

31、4)監測和控制難度大：

32、實時監測和控制修復過程的難度較大，難以準確評估修復效果和污染物的去除率。

33、5)適用范圍有限：

34、各種方法都有其特定的適用范圍，單一方法難以應對復雜多樣的污染情況。

技術實現思路

1、為了解決現有技術存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種針對復雜污染情況結合多種修復技術的水體基底土壤原位修復裝置。

2、本發明所采用的技術方案為：

3、一種水體基底土壤原位修復裝置，包括用于處理上層水體的前處理模塊，前處理模塊的底部安裝有若干用于破碎水體底層基底土體的攪拌裝置；還包括用于處理由攪拌裝置破碎土體后的水體的深度處理模塊。

4、本發明的前處理模塊能對含低濃度水體基底基質的水體進行臭氧曝氣、空氣曝氣、氧化處理和光催化反應等處理，處理后的水體原位排出。攪拌裝置能對水體底層基底土體進行破碎，深度處理模塊對破碎后產生的含高濃度水體基底基質的水體進行分離處理，再分別對分離出的濃縮泥漿和水體分別進行修復處理，處理后原位排出。本發明針對復雜污染情況，制定綜合治理方案，結合多種修復技術和措施，確保全面有效的污染治理。

5、本發明開發了低成本、高效的修復技術組合。本發明將物理、化學和生物修復方法結合使用，發揮各自優勢，降低整體成本。本發明研發了環境友好的化學試劑，減少二次污染和副產。本發明針對水體基底改良過程中產生的固液氣，通過引入高級氧化技術，提升綜合去除效果。本發明通過引入自動化控制技術，精確調控修復過程中的各項參數。

6、作為本發明的優選方案，所述前處理模塊包括前處理箱體，前處理箱體內設置有下層進液混合室和上層紫外反應室；所述下層進液混合室上安裝有進液模塊，下層進液混合室內安裝有臭氧曝氣管、氧化劑溶液擴散管和空氣曝氣管；所述下層進液混合室和上層紫外反應室之間安裝有用于將下層進液混合室內的水體輸送到上層紫外反應室的配水結構，上層紫外反應室內安裝有紫外線激發裝置，上層紫外反應室上設置有前處理出水孔。

7、進液模塊將外部水體抽進下層進液混合室內后，臭氧曝氣管對水體進行臭氧曝氣，氧化劑溶液擴散管擴散氧化劑以對水體污染物進行氧化處理，空氣曝氣管對水體進行空氣曝氣。處理后的水體由配水結構抽到上層紫外反應室，紫外線激發裝置對水體進行紫外光照射，進一步對水體進行處理，處理后的水體原位排出。

8、作為本發明的優選方案，所述前處理箱體的數量為至少兩個，相鄰前處理箱體之間連接有柔性框架，相鄰前處理箱體的紫外線激發裝置之間連接有柔性電纜線，相鄰前處理箱體的臭氧曝氣管之間連接有臭氧柔性連接管，相鄰前處理箱體的氧化劑溶液擴散管之間連接有氧化劑溶液柔性連接管，相鄰前處理箱體的空氣曝氣管之間連接有空氣曝氣柔性連接管。

9、根據水域的地形情況，可將多個前處理模塊布置到水域中，相鄰前處理箱體通過柔性框架連接，相鄰紫外線激發裝置通過柔性電纜線連接，相鄰臭氧曝氣管通過臭氧柔性連接管連接，相鄰氧化劑溶液擴散管通過氧化劑溶液柔性連接管連接，相鄰空氣曝氣管通過空氣曝氣柔性連接管連接，從而多個前處理模塊可按需要的形狀布置到水域中，提高水體處理的均勻性。

10、作為本發明的優選方案，所述進液模塊包括安裝于下層進液混合室上的進液抽吸泵，進液抽吸泵的出口連接有進液分配管，進液分配管設置于下層進液混合室內，進液抽吸泵的進口連接有中空的萬向頭，萬向頭上連接有進液吸口。進液抽吸泵將外部水體從進液吸口經萬向頭抽進進液分配管，進液分配管將水體均勻噴到下層進液混合室內。

11、作為本發明的優選方案，所述攪拌裝置包括安裝于前處理模塊底部的攪拌頭旋轉裝置，攪拌頭選旋轉裝置的輸出端連接有攪拌頭頂升裝置，攪拌頭頂升裝置的輸出端連接有若干攪拌頭破碎刀片。攪拌頭旋轉裝置能驅動若干攪拌頭破碎刀片轉動，以對水體底層基底土體進行破碎。攪拌頭頂升裝置能調節若干攪拌頭破碎刀片的高度，以對不同位置的土體進行破碎。

12、作為本發明的優選方案，所述深度處理模塊包括深度處理箱體，深度處理箱體內分別安裝有水體基底初步處理分離裝置、濃縮泥漿處理裝置和水體處理裝置，水體基底初步處理分離裝置上連接有水體基底抽吸裝置，水體基底抽吸裝置的進口伸到底層水體，濃縮泥漿處理裝置和水體處理裝置分別通過管道與水體基底初步處理分離裝置連接。水體基底抽吸裝置將底層水體抽進水體基底初步處理分離裝置，水體基底初步處理分離裝置將水體進行旋轉分離，外層較清的水體送入水體處理裝置進行處理，內層濃縮泥漿送入濃縮泥漿處理裝置進行處理。

13、作為本發明的優選方案，所述水體基底初步處理分離裝置包括水體基底分離罐體，水體基底抽吸裝置與水體基底分離罐體的頂部連接，水體基底分離罐體內安裝有水體基底分離驅動機構，水體基底分離驅動機構的輸出端連接有水體基底分離錐形桶，水體基底分離錐形桶設置于水體基底分離罐體，水體處理裝置通過管道與水體基底分離罐體連接，濃縮泥漿處理裝置通過管道與水體基底分離錐形桶轉動連接。水體基底抽吸裝置將底層水體抽進水體基底分離罐體內，水體基底分離驅動機構驅動水體基底分離錐形桶旋轉。較清的水體進入水體基底分離錐形桶與水體基底分離罐體之間的水體基底分離液儲存倉，再送入水體處理裝置進行處理。水體基底分離錐形桶內的濃縮泥漿送至濃縮泥漿處理裝置處理。

14、作為本發明的優選方案，所述水體處理裝置包括水體處理罐體，水體處理罐體的底部通過管道與水體基底初步處理分離裝置連接，水體處理罐體與水體基底初步處理分離裝置之間的管道上連接有磁性絮凝催化顆粒投加裝置，水體處理罐體內安裝有加熱裝置、uv燈光裝置、用于使磁性絮凝催化顆粒懸浮的反應加速器，水體處理罐體的上部設置有若干具有磁力的沉淀板，水體處理罐體的頂部設置有尾水出水口。

15、加熱裝置呈螺旋狀設置于水體處理罐體的內壁上，對水體進行加熱。uv燈光裝置對水體進行uv光照射，根據分離水體污染情況選取uva、uvb、uvc等。反應加速器可為高頻電磁場發生器或微波發生器。高頻電磁場發生器的相關技術約束依照《高頻電磁場綜合水處理器技術條件》gb/t?26962-2011，同時磁場方向按照一定的頻率改變，以使水中添加磁性反應材料充分懸浮，提高水處理反應效率。磁性絮凝催化顆粒投加裝置所投加的磁性絮凝催化顆粒為fes、磁性粉煤灰等。沉淀板的一側與水體處理罐體內壁具有間隙，相鄰沉淀板的間隙側相反。沉淀板表面具有磁力，用于吸附后續尾水中的磁性絮凝顆粒。

16、作為本發明的優選方案，所述濃縮泥漿處理裝置包括濃縮泥漿處理罐體，濃縮泥漿處理罐體通過管道與水體基底初步處理分離裝置連接，濃縮泥漿處理罐體內安裝有泥漿處理加熱管、主攪拌裝置和若干副攪拌裝置，濃縮泥漿處理罐體的頂部連接有泥漿排出裝置。濃縮泥漿處理罐體中的主攪拌裝置和若干副攪拌裝置對濃縮泥漿進行充分攪拌，泥漿處理加熱管對濃縮泥漿進行加熱，處理后的泥漿經泥漿排出裝置原位排出。

17、作為本發明的優選方案，所述深度處理箱體內還安裝有反沖液存儲裝置；所述反沖液存儲裝置包括反沖液前存儲倉和反沖液后存儲倉，反沖液前存儲倉和反沖液后存儲倉之間設置有過濾網，反沖液后存儲倉內安裝有氧化劑投加裝置，反沖液后存儲倉通過管道與濃縮泥漿處理裝置的下部連接。

18、將處理后的水體送至反沖液前儲存倉，水體經過濾網過濾后溢流到反沖液后存儲倉，反沖液后存儲倉中的水體送至濃縮泥漿處理裝置中。在對濃縮泥漿進行處理的過程中，將水體送至濃縮泥漿處理罐體，可使泥漿得到稀釋，保證泥漿能被充分攪拌并送出。在對濃縮泥漿處理罐體進行反沖洗時，將更大流量的水體送至濃縮泥漿處理罐體，使濃縮泥漿處理罐體得到充分沖洗。

19、本發明的有益效果為：

20、1.本發明的前處理模塊能對含低濃度水體基底基質的水體進行臭氧曝氣、空氣曝氣、氧化處理和光催化反應等處理，處理后的水體原位排出。攪拌裝置能對水體底層基底土體進行破碎，深度處理模塊對破碎后產生的含高濃度水體基底基質的水體進行分離處理，再分別對分離出的濃縮泥漿和水體分別進行修復處理，處理后原位排出。本發明針對復雜污染情況，制定綜合治理方案，結合多種修復技術和措施，確保全面有效的污染治理。

21、2.本發明開發了低成本、高效的修復技術組合。將物理、化學和生物修復方法結合使用，發揮各自優勢，降低整體成本。本發明研發了環境友好的化學試劑，減少二次污染和副產。本發明針對水體基底改良過程中產生的固液氣，通過引入高級氧化技術，提升綜合去除效果。本發明通過引入自動化控制技術，精確調控修復過程中的各項參數。