用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备

权利要求书： 1.用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，其特征在于，该设备包括进料系统、加药系统、破碎混合系统、出料系统和自动控制系统；所述进料系统包括振动筛、进料斗、进料皮带输送机，进料斗位于振动筛的下方，进料皮带输送机的一端伸入进料斗内，另一端位于加药系统的下方，进料皮带输送机配有进料减量称重式自动计量装置；所述加药系统包括液态药仓和固态药仓，液态药仓和固态药仓位于进料输送皮带的末端上方，液态药仓和固态药仓的底部分别设有出口以及土壤感应器，液态药仓的出口设有液态药剂减量称重式自动计量装置，固态药仓的出口设有固态药剂减量称重式自动计量装置；所述破碎混合系统位于加药系统的后下方，破碎混合系统包括土壤切割器和三轴旋转锤，土壤切割器位于进料皮带输送机的后方，三轴旋转锤位于土壤切割器的下方；所述出料系统位于破碎混合系统的后方，出料系统包括出料皮带输送机，出料皮带输送机的上方安装有连续翻抛混匀装置，出料皮带输送机的末端后方安装有高速剪切混匀装置，高速剪切混匀装置的下方设有混合物料出料口；进料系统、加药系统、破碎混合系统和出料系统均与自动控制系统相连接，通过自动控制系统实现自动控制进料、加药、破碎混合及出料的操作。

2.根据权利要求1所述用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，其特征在于，所述振动筛为大倾角直线振动筛，其朝后侧向上倾斜20°，并配有多种不同规格的可拆卸筛网，以适应不同土壤的破碎要求。

3.根据权利要求1或2所述用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，其特征在于，所述进料皮带输送机的上方安装有可拨动土壤便于输送的旋转刮轮。

4.根据权利要求1或2所述用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，其特征在于，所述液态药仓和固态药仓设置在双层箱体内，内层箱体为液态药仓，内层箱体与外层箱体之间的空腔为固态药仓，固态药仓的顶部设有固态药剂注入口，其底部出口设有固态药剂投送口，液态药仓的顶部设有液态药剂注入口，其底部出口设置液态药剂喷洒器，双层箱体上安装有运行状态指示灯。

5.根据权利要求1或2所述用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，其特征在于，所述土壤切割器为摆动式土壤切割器，土壤切割器包括旋转轴和螺旋叶片，螺旋叶片安装在旋转轴上。

6.根据权利要求1或2所述用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，其特征在于，所述三轴旋转锤为摆动式三轴旋转锤，三轴旋转锤包括三根呈品字型排布的旋转轴，每根旋转轴上安装有搅拌臂，相邻两根旋转轴的旋转方向呈相反方向，实现互相挤压，破碎土壤。

7.根据权利要求1或2所述用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，其特征在于，所述出料皮带输送机为封闭式皮带输送机，其末端朝上倾斜布置。

8.根据权利要求1或2所述用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，其特征在于，该设备还包括履带式全液压驱动系统，履带式全液压驱动系统包括驱动操作室、液压发动机和行走装置，行走装置安装在设备的底部，驱动操作室安装在设备的中部，液压发动机驱动行走装置，行走装置配有橡胶履带板。

9.根据权利要求1或2所述用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，其特征在于，所述连续翻抛混匀装置包括旋转轴和斗形爪，斗形爪安装在旋转轴上，通过旋转的斗形爪对土壤进行翻抛混匀；所述高速剪切混匀装置包括旋转轴和平板切刀，平板切刀安装在旋转轴上。

10.根据权利要求1或2所述用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，其特征在于，所述自动控制系统包括智能操作室、智能控制面板和微型计算机，智能操作室安装在设备的中部，智能控制面板与微型计算机相连接，微型计算机与各系统的动作部件及感应部件相连接。

说明书： 用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备技术领域[0001] 本实用新型涉及一种土壤重金属污染原地异位修复设备，具体是一种用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备。

背景技术[0002] 近年来，国内外土壤修复行业迅猛发展，已研发出多种修复技术与设备。其中，原地异位修复是常用的重金属污染土壤处理方法之一，是指将污染土壤从污染区开挖出来，

运输至处理区，向污染土壤中添加固化/稳定化剂，搅拌使其充分混合，通过物理、化学作

用，将重金属转化成化学性质不活泼形态，降低重金属在环境中的迁移和扩散。在此修复处

理过程中主要包含筛分、破碎、加药、混合、搅拌等多个环节，在众多环节中，修复药剂的精

准计量、投加及药剂与污染土壤的混匀度等是决定修复是否达到要求的重要影响因素，而

在修复过程中土壤修复设备的选择是原地异位固化/稳定化修复效果控制的关键。

[0003] 土壤修复设备作为土壤污染修复过程中的重要工具，在国内外得到广泛研究。其中，英国洛尔公司研发了可移动式RAW筛分设备和高速智能搅拌设备RAW?L，RAW?L对土

3

壤、污泥或其他废物的处理能力较强，最高可达400m /h，具有处理效率高、施工场地适应能

力强、运行稳定等优点，但该设备体积庞大，不易移动，且筛分和搅拌分离，一体化及智能化

程度低。

[0004] 国内也有些设备是参照国外设备进行改进的，但仍存在修复效率低、计量精度不够准确、移动性和运行稳定性差等问题。

实用新型内容

[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，该设备能够实现土壤修复中投料、破碎、混合一体化操作，节省人力、物力和财

力，实现重金属污染土壤的高效固化/稳定化修复，并且能够自动控制进料、加药等操作，实

现自动控制功能。

[0006] 本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：[0007] 本实用新型用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能修复设备，该设备包括进料系统、加药系统、破碎混合系统、出料系统和自动控制系统；所述进料系统包括振动筛、进料

斗、进料皮带输送机，进料斗位于振动筛的下方，进料皮带输送机的一端伸入进料斗内，另

一端位于加药系统的下方，进料皮带输送机配有进料减量称重式自动计量装置；所述加药

系统包括液态药仓和固态药仓，液态药仓和固态药仓位于进料皮带输送机的末端上方，液

态药仓和固态药仓的底部分别设有出口以及土壤感应器，液态药仓的出口设有液态药剂减

量称重式自动计量装置，固态药仓的出口设有固态药剂减量称重式自动计量装置；所述破

碎混合系统位于加药系统的后下方，破碎混合系统包括土壤切割器和三轴旋转锤，土壤切

割器位于进料皮带输送机的后方，三轴旋转锤位于土壤切割器的下方；所述出料系统位于

破碎混合系统的后方，出料系统包括出料皮带输送机，出料皮带输送机的上方安装有连续

翻抛混匀装置，出料皮带输送机的末端后方安装有高速剪切混匀装置，高速剪切混匀装置

的下方设有混合物料出料口；进料系统、加药系统、破碎混合系统和出料系统均与自动控制

系统相连接，通过自动控制系统实现自动控制进料、加药、破碎混合及出料的操作。

[0008] 所述振动筛为大倾角直线振动筛，其朝后侧向上倾斜20°，并配有多种不同规格的可拆卸筛网，以适应不同土壤的破碎要求。

[0009] 所述进料皮带输送机的上方安装有可拨动土壤便于输送的旋转刮轮。[0010] 所述液态药仓和固态药仓设置在双层箱体内，内层箱体为液态药仓，内层箱体与外层箱体之间的空腔为固态药仓，固态药仓的顶部设有固态药剂注入口，底部出口设有固

态药剂投送口，液态药仓的顶部设有液态药剂注入口，底部出口设置液态药剂喷洒器，双层

箱体上安装有运行状态指示灯。

[0011] 所述土壤切割器为摆动式土壤切割器，土壤切割器包括旋转轴和螺旋叶片，螺旋叶片安装在旋转轴上。

[0012] 所述三轴旋转锤为摆动式三轴旋转锤，三轴旋转锤包括三根呈品字型排布的旋转轴，每根旋转轴上安装有搅拌臂，相邻两根旋转轴的旋转方向呈相反方向，实现互相挤压，

破碎土壤。

[0013] 所述出料皮带输送机为封闭式皮带输送机，其末端朝上倾斜布置。[0014] 该设备还包括履带式全液压驱动系统，该驱动系统包括驱动操作室、液压发动机和行走装置，行走装置安装在设备的底部，驱动操作室安装在设备的中部，液压发动机驱动

行走装置，行走装置配有橡胶履带板。

[0015] 所述连续翻抛混匀装置包括旋转轴和斗形爪，斗形爪安装在旋转轴上，通过旋转的斗形爪对土壤进行翻抛混匀；所述高速剪切混匀装置包括旋转轴和平板切刀，平板切刀

安装在旋转轴上。

[0016] 所述自动控制系统包括智能操作室、智能控制面板和微型计算机，智能操作室安装在设备的中部，智能控制面板与微型计算机相连接，微型计算机与各系统的动作部件及

感应部件相连接。

[0017] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：[0018] 1.本实用新型设备设有筛分、多级破碎、混合装置，提高土壤?药剂混匀度，进而提高修复效果；

[0019] 2.本实用新型设备设有减量称重式自动计量进料和加药装置，并通过自动控制系统实现精准控制土壤和药剂的投加量及比例；

[0020] 3.本实用新型采用液压驱动行步系统，并配置橡胶履带板，结构强度高、刚性好、承载能力强、牵引力大，使设备运行具有良好的行驶性能；

[0021] 4.本实用新型集投料、破碎、混合于一体，实现了土壤修复的一体化操作，节省了人力、物力和财力；

[0022] 5.本实用新型设备运行均在封闭式空间进行，防止了扬尘的产生，避免了修复过程中可能产生的二次污染。

附图说明[0023] 图1是本实用新型用于土壤修复的破碎、混匀一体化智能设备的结构示意图。[0024] 图中：1?进料系统、2?加药系统、3?破碎混合系统、4?出料系统、5?驱动系统、6?自动控制系统、101?振动筛、102?进料斗、103?进料皮带输送机、104?旋转刮轮、105?可拆卸筛

网、106?进料减量称重式自动计量装置、201?固态药仓、202?液态药仓、203?固态药剂注入

口、204?运行状态指示灯、205?固态药剂投送口、206?固态药剂减量称重式自动计量装置、

207?液态药剂注入口、208?液态药剂喷洒器、209?液态药剂减量称重式自动计量装置、210?

土壤感应器、301?土壤切割器、302?三轴旋转锤、303?螺旋叶片、304?搅拌臂、401?混合物料

出料口、402?出料皮带输送机、403?连续翻抛混匀装置、404?高速剪切混匀装置、501?驱动

操作室、502?液压发动机、503?行走装置、504?橡胶履带板、601?智能操作室、602?智能控制

面板、603?微型计算机。

具体实施方式[0025] 为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的目的、技术方案及优点，以下结合实例对本实用新型作进一步详细说明。此处所描述的实例仅用以解释本实用新型，并不用

于限定本实用新型。

[0026] 如图1所示，本实用新型一种用于土壤修复的破碎、混合一体化智能设备，该设备包括进料系统1、加药系统2、破碎混合系统3、出料系统4、驱动系统5和自动控制系统6；所述

进料系统1包括振动筛101、进料斗102、进料皮带输送机103，进料斗102位于振动筛101的下

方，进料皮带输送机103的一端伸入进料斗102内，另一端位于加药系统2的下方，进料皮带

输送机103的转动方向与土壤进入方向相同，进料皮带输送机103配有进料减量称重式自动

计量装置106，进料皮带输送机103中部上方20cm处设有可拨动土壤便于输送的旋转刮轮

104；所述加药系统2包括耐高温、防腐蚀的固态药仓201和液态药仓202，固态药仓201和液

态药仓202设置在双层箱体内，并位于进料皮带输送机103的末端上方，内层箱体为液态药

仓202，内层箱体与外层箱体之间的空腔为固态药仓201，固态药仓201的顶部设有固态药剂

注入口203，底部设有固态药剂投送口205，液态药仓202的顶部设有液态药剂注入口207，底

部设有液态药剂喷洒器208，双层箱体的顶部安装有运行状态指示灯204，双层箱体的底部

设有土壤感应器210，液态药剂喷洒器208的出口设有液态药剂减量称重式自动计量装置

209，固态药剂投送口205设有固态药剂减量称重式自动计量装置206，液态药剂减量称重式

自动计量装置209和固态药剂减量称重式自动计量装置206能够精准控制进药量及添加比

例；所述破碎混合系统3位于加药系统2的后下方，破碎混合系统3包括土壤切割器301和三

轴旋转锤302，土壤切割器301位于进料皮带输送机103的后方，三轴旋转锤302位于土壤切

割器301的下方；所述出料系统4为封闭式出料系统，其位于破碎混合系统3的后方，出料系

统4包括出料皮带输送机402，出料皮带输送机402的上方安装有六组连续翻抛混匀装置

403，出料皮带输送机402的末端后方安装有一组高速剪切混匀装置404，高速剪切混匀装置

404的下方设有外扩式混合物料出料口401；进料系统1、加药系统2、破碎混合系统3和出料

系统5均与自动控制系统5相连接，通过自动控制系统5实现自动控制进料、加药、破碎混合

及出料的操作。

[0027] 所述自动控制系统5可采用现有技术，该自动控制系统5包括智能操作室601、智能控制面板602和微型计算机603，智能操作室601安装在设备的中部，智能控制面板602与微

型计算机603相连接，微型计算机603与各系统的动作部件、感应部件相连接，并通过利用

QuantumPLC自动化平台、CONCEPT编程软件及IFIX监控软件，实现自动控制进料、加药、破

碎混合及出料的操作，提高设备的智能化程度及抗干扰能力，并通过设置多个传感器，实现

对设备运行的监控、反馈和调节。

[0028] 所述驱动系统5为履带式全液压驱动系统，该驱动系统5包括驱动操作室501、液压发动机502和行走装置503，行走装置503安装在设备的底部，驱动操作室501安装在设备的

中部，液压发动机502通过液压马达将液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能，

驱动设备各部件运行，并驱动行走装置503实现移动，行走装置503的底盘配有橡胶履带板

504。

[0029] 本实用新型所述振动筛101为大倾角直线振动筛，其朝后侧向上倾斜20°，振动筛101底部通过支架与进料斗102相连，振动筛101配有多种不同规格的可拆卸筛网105，以适

应不同土壤的破碎要求。

[0030] 本实用新型所述土壤切割器301为摆动式土壤切割器，土壤切割器301包括旋转轴和6个螺旋叶片303，6个螺旋叶片303安装在旋转轴上，每个螺旋叶片303采用具有防腐蚀、

耐磨损的合金材料制作，且在表面刷防腐蚀、耐磨损涂料，切割方向为逆时针切割。

[0031] 本实用新型所述三轴旋转锤302为摆动式三轴旋转锤，三轴旋转锤302包括三根呈品字型排布的旋转轴，每根旋转轴上安装有4个搅拌臂304，相邻两根旋转轴的旋转方向呈

相反方向，通过互相挤压，破碎土壤，减小土壤粒径。

[0032] 本实用新型所述出料皮带输送机402为封闭式皮带输送机，其末端朝上倾斜布置。[0033] 本实用新型所述每组连续翻抛混匀装置403包括旋转轴和6个斗形爪，6个斗形爪安装在旋转轴上，斗形爪的转动方向与出料皮带输送机402相反，通过旋转的斗形爪对土壤

进行翻抛混匀；所述高速剪切混匀装置404包括旋转轴和平板切刀，平板切刀安装在旋转轴

上。

[0034] 本实用新型设备的工作原理如下：[0035] 经过破碎、筛分的污染土壤在进料皮带输送机103的作用下被输送至加药系统2下方，加药系统2释放药剂，并通过破碎混合系统3对土壤和药剂进行破碎、混合，然后使混合

物料通过出料系统4输送至外部，由运输车外运养护、回用。驱动系统5负责驱动整个设备运

行及行走。自动控制系统6负责控制整个设备的自动控制操作。

[0036] 本实用新型一种用于土壤修复的破碎、混合一体化智能设备的具体操作步骤如下：

[0037] 第一步：将预处理后的污染土壤堆存在土壤存放区，明确土壤主要污染物，确定所用修复材料及添加量、比例；

[0038] 第二步：在微型计算机603的控制软件中录入土壤主要污染物、修复材料类型、添加量及比例等设备运行所需相关信息；

[0039] 第三步：通过自动控制系统同时启动进料系统1、加药系统2、破碎混合系统3、出料系统4，使各系统按照设定程序协作、平稳运行；

[0040] 第四步：将土壤堆存区的土壤经铲土斗进入振动筛101，使满足粒径要求的土壤通过振动筛网105进入进料斗102，不满足粒径要求的土壤外运，进行相应的后续处理；进入进

料斗102的污染土壤通过进料皮带输送机103平稳的输送至加药系统2下方，进料皮带输送

机103上方的旋转刮轮104可拨动污染土壤，辅助土壤输送，在此过程中由进料减量称重式

自动计量装置106控制土壤的进料量及进料速率；当加药系统2中的土壤感应器210感应到

污染土壤到达加药系统2下方时，固态药仓201或液态药仓202自动打开固态药剂投送口205

或液态药剂喷洒器208以释放修复药剂，并通过配置的减量称重式自动计量装置精准控制

加药量及加药比例；加药后的污染土壤通过进料皮带输送机103输送，并在重力作用下落入

破碎混合系统3，在破碎混合系统3中通过摇摆式的土壤切割器301和三轴旋转锤302的破

碎、混合之后，进入出料系统4；完成加药且经过破碎、混合的土壤?药剂混合物料经连续翻

抛混匀装置403和高速剪切混匀装置404再次破碎、混合，最后由出料皮带输送机402输送至

外部，经由运输车外运至养护区养护、回用；

[0041] 第五步：对在养护区养护一周天左右的修复后土壤进行取样检测，检测合格，即完成修复；

[0042] 第六步：重复第四步、第五步直到所有污染土壤完成修复。[0043] 以下是本实用新型设备的应用实例：[0044] 实施例1：[0045] 某重金属污染场地，土壤主要污染物为Zn、Cd、Pb、As，选用活性炭和碱性氧化物这两种固体修复材料，采用本实用新型设备进行修复，养护一周；修复前和修复后土壤分别按

照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299?2007)和《固体废物腐蚀性测定玻

璃电极法》(GB/T15555.12?1995)进行重金属毒性浸出浓度和pH测定。结果如表1所示，修

复后土壤达到了该重金属污染场地的修复目标。

[0046] 表1土壤修复前、后重金属毒性浸出浓度和pH值[0047][0048] 实施例2：[0049] 某重金属污染场地，土壤主要污染物为Cr6+、Cd、Pb、As，选用多硫化钙这一液体修复材料，采用本实用新型设备进行修复，养护一周；修复前和修复后土壤分别按照《固体废

物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299?2007)和《固体废物腐蚀性测定玻璃电极法》

(GB/T15555.12?1995)进行重金属毒性浸出浓度和pH测定。结果如表2所示，修复后土壤达

到了该重金属污染场地的修复目标。

[0050] 表2土壤修复前、后重金属毒性浸出浓度和pH值[0051][0052] 本实用新型设备通过各系统之间的配合工作完成了污染土壤的筛分、破碎、加药、混匀等一系列工序，实现了土壤修复的一体化和智能化，节省了污染土壤修复的人力、物力

和财力，提高了修复效率。

[0053] 以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此，本技术领域的技术人员在本实用新型精神和原则之内所作的任何修

改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权

利要求书为准。