本实用新型涉及土壤修复技术领域，具体而言，涉及一种原位微波土壤修复装置及系统。
背景技术：
伴随着工业化、城镇化的不断推进，城市产业结构剧烈调整，大批的企业被逐步搬迁，遗留了大量被污染、废弃、闲置的场地，其土壤和地下水都受到了不同程度的污染，严重威胁人体健康和环境安全，成为制约我国经济发展的重要问题之一。
热处理作为一种成熟的场地污染土壤修复技术手段，被广泛应用于有机污染土壤的修复工程中。通常采用异位热处理的方法进行土壤修复，但是该方法需要清挖场地的土壤，成本较高，且污染土壤在转移过程中具有二次污染风险。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种原位微波土壤修复装置及系统，能够在污染场地上直接对土壤进行加热修复处理，不再需要清挖场地并转移土壤。
本实用新型的实施例是这样实现的：
本实用新型实施例的一方面，提供一种原位微波土壤修复装置，包括：微波发射器以及管状天线，微波发射器的发射端与管状天线的一端连接，以发射微波至管状天线的管腔内；管状天线的侧壁形成有与管状天线的管腔连通的通孔。
可选地，管状天线横截面可以是矩形、方形、圆形等多种形状。
可选地，管状天线的通孔具有多个且均匀分布于管状天线的侧壁。
可选地，微波发射器的发射端与管状天线通过波导连接。
可选地，管状天线远离微波发射器的一端设置有锥形插头，锥形插头的底面与管状天线连接。
可选地，管状天线包括多段首尾相连的子天线，管状天线首段的子天线的端部与微波发射器的发射端连接。
可选地，管状天线的通孔上罩设有保护罩。
可选地，保护罩采用非金属材料。
可选地，微波发射器为磁控管。
可选地，波导分别与微波发射器的发射端以及管状天线通过法兰连接。
本实用新型实施例的另一方面，提供一种原位微波土壤修复系统，包括：上述任意一项的原位微波土壤修复装置。
本实用新型实施例的有益效果包括：
本实用新型实施例提供的一种原位微波土壤修复装置，包括微波发射器以及管状天线。其中，微波发射器的发射端与管状天线的一端连接，并且管状天线的侧壁形成有通孔。该原位微波土壤修复装置在使用时，通过将其管状天线插入到污染场地需要处理的土壤中，利用微波发射器能够向管状天线的管腔内部发射微波，微波进入到管状天线的管腔内部后能够从管状天线侧壁形成的通孔向外辐射，以辐射至土壤内，从而能够使周围土壤处于微波辐射环境中，同时还可以利用微波的加热作用对土壤进行加热，加速土壤中污染物的挥发和分解，进而去除土壤中的污染物以修复污染场地的土壤。通过该原位微波土壤修复装置，能够在污染场地上直接对土壤进行加热修复，不需要清挖污染场地的土壤，能够节省人力物力成本较低，并且可以避免对土壤进行转移，降低二次污染的风险。
本实用新型实施例提供的一种土壤修复系统，采用上述的原位微波土壤修复装置，能够快速便捷的在污染场地直接对土壤进行修复处理，节省人力物力成本相对较低，并降低二次污染的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的原位微波土壤修复装置的结构示意图之一；
图2为本实用新型实施例提供的原位微波土壤修复装置的结构示意图之二。
图标：1-微波发射器；2-法兰；3-波导；4-管状天线；5-子天线；6-锥形插头；7-通孔。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型实施例提供一种原位微波土壤修复装置，如图1所示，包括：微波发射器1以及管状天线4，微波发射器1的发射端与管状天线4的一端连接，以发射微波至管状天线4的管腔内；管状天线4的侧壁形成有与管状天线4的管腔连通的通孔7。
其中，微波对具有介电特性的物质具有良好的加热效果，其加热原理与常规加热不同，是基于物质与微波电磁波相互耦合，形成各种功率耗散而将微波能进行能量转化形成热量的过程。因此，该原位微波土壤修复装置通过将微波发射器1发射的微波利用管状天线4辐射至土壤中，能够对土壤各层起到均匀加热的效果，使土壤在加热修复处理的过程中在微波辐射范围内，各处的热量受其与管状天线4的距离影响较小(微波具有的不需要通过热传导进行加热的特性)。在实际应用中，基于微波加热的原理，为了能够使土壤在微波辐射下具有较大的发热量，本领域技术人员可以向该原位微波土壤修复装置附近的土壤中加入微波敏化剂等以增强土壤的介电特性。
其中，管状天线4可以为直线形，也可以为曲线形，只要该管状天线4能够插入至土壤中即可，此处对于管状天线4的具体形状不做限制。需要说明的是，管状天线4插入至土壤中的方式可以是直接插入，也可以通过埋入土壤等其他方式实现，此处不做限制。
需要说明的是，管状天线4横截面可以是矩形、方形、圆形等多种形状，此处不做具体限制。
通常，管状天线4的侧壁上形成的通孔7可以是条形孔、圆孔等，本领域技术人员可以根据微波发射器1发射的微波的预设频率对该通孔7的孔径(若为条形孔则为条形孔的长度)进行对应设置，以使微波能够从管状天线4的通孔7出射时具有良好的衍射效果，便于微波均匀的向土壤中辐射。
其中，该原位微波土壤修复装置采用的微波发射器1的微波发射频率可以是915mhz或2450mhz等，此处不做具体限制。
本实用新型实施例提供的一种原位微波土壤修复装置，包括微波发射器1以及管状天线4。其中，微波发射器1的发射端与管状天线4的一端连接，并且管状天线4的侧壁形成有通孔7。该原位微波土壤修复装置在使用时，通过将其管状天线4插入到污染场地需要处理的土壤中，利用微波发射器1能够向管状天线4的管腔内部发射微波，微波进入到管状天线4的管腔内部后能够从管状天线4侧壁形成的通孔7向外辐射，以辐射至土壤内，从而能够使周围土壤处于微波辐射环境中，同时还可以利用微波的加热作用对土壤进行加热，加速土壤中污染物的挥发和分解，进而去除土壤中的污染物以修复污染场地的土壤。通过该原位微波土壤修复装置，能够在污染场地上直接对土壤进行加热修复，不需要清挖污染场地的土壤，能够节省人力物力成本较低，并且可以避免对土壤进行转移，降低二次污染的风险。
可选地，如图1所示，管状天线4的通孔7具有多个且均匀分布于管状天线4的侧壁。
将管状天线4侧壁上的通孔7设置为多个，并均匀分布，能够使管状天线4的管腔内的微波通过通孔7向外辐射时具有多个辐射点，使微波能够更加均匀的覆盖土壤，提高微波对土壤进行加热的效果和效率。
可选地，如图2所示，微波发射器1的发射端与管状天线4通过波导3连接。
将微波发射器1的发射端与管状天线4通过波导3连接，能够利用波导3对微波发射器1发射的微波进行汇聚导向，从而使微波发射器1发射的微波能够更好的入射至管状天线4的管腔内。其中，该波导3可以是直线形也可以是弧形等，此处不做具体限制，只要能够将微波发射器1的发射端发射的微波导3向至管状天线4的管腔内即可。
可选地，如图1所示，管状天线4远离微波发射器1的一端设置有锥形插头6，锥形插头6的底面与管状天线4连接。
在管状天线4远离微波发射器1的一端设置锥形插头6，能够利用锥形插头6的尖部增加管状天线4插入土壤时其与土壤表面的压强，从而使管状天线4通过直接插入的方式插入土壤时更加方便省力。
可选地，如图2所示，管状天线4包括多段首尾相连的子天线5，管状天线4首段的子天线5的端部与微波发射器1的发射端连接。
需要说明的是，管状天线4侧壁形成的通孔7可以位于任一子天线5的侧壁上，当通孔7为多个时，每个子天线5上可以均匀分布有通孔7。当然，本实用新型实施例中本领域技术人员可以根据实际情况对个子天线5上的通孔7进行设置，此处不做限制。
还需要说明的是，当该原位微波土壤修复装置包括锥形插头6时，锥形插头6设置于该管状天线4末段的子天线5的端部。另外，当微波发射器1的发射端与管状天线4通过波导3连接时，管状天线4首段的子天线5通过端部与波导3连接。
通过将管状天线4设置成由多个首尾相接的子天线5构成，能够使本领域技术人员根据所需插入土壤的深度对管状天线4采用子天线5的个数进行设置，以满足对土壤进行不同深度的修复处理。
可选地，管状天线4的通孔7上罩设有保护罩(图中未示出)。
在管状天线4的通孔7上设置保护罩，能够避免土壤、污染物等异物进入到管状天线4的管腔内，对管状天线4的正常使用产生不良影响。
其中，保护罩通常采用非介电材料，以避免保护罩对微波从通孔7向外进行正常的辐射产生阻碍。
示例地，保护罩采用非金属材料。例如，树脂材料，玻璃，陶瓷等。
在实际应用中，本领域技术人员还可以在保护罩的周缘设置密封胶等防水密封材料，以对管状天线4的通孔7进一步密封。
可选地，微波发射器1为磁控管。
将微波发射器1设置为磁控管，成本相对较低，且市面上易于购买，能够方便该原位微波土壤修复装置的维修和生产。
可选地，如图2所示，波导3分别与微波发射器1的发射端以及管状天线4通过法兰2连接。
将波导3分别与微波发射器1的发射端以及管状天线4通过法兰2连接，使三者之间能够得到良好可靠的连接。
在实际应用中，本领域技术人员还可以对法兰2连接的连接处利用防水密封垫圈，密封胶等进行防水密封处理，以避免异物进入管状天线4内。
本实用新型实施例的另一方面，提供一种原位微波土壤修复系统，包括：上述任意一项的原位微波土壤修复装置。
该原位微波土壤修复系统，采用上述的原位微波土壤修复装置，能够快速便捷的在污染场地直接对土壤进行修复处理，节省人力物力成本相对较低，并降低二次污染的风险。
该原位微波土壤修复系统还可以包括药剂注入设备，以根据不同的土壤热修复工艺将微波敏化剂、土壤修复用药剂等注入到待处理的土壤中。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：
1.一种原位微波土壤修复装置，其特征在于，包括：微波发射器以及管状天线，所述微波发射器的发射端与所述管状天线的一端连接，以发射微波至所述管状天线的管腔内；所述管状天线的侧壁形成有与所述管状天线的管腔连通的通孔。
2.如权利要求1所述的原位微波土壤修复装置，其特征在于，所述管状天线的通孔具有多个且均匀分布于所述管状天线的侧壁。
3.如权利要求1所述的原位微波土壤修复装置，其特征在于，所述微波发射器的发射端与所述管状天线通过波导连接。
4.如权利要求1所述的原位微波土壤修复装置，其特征在于，所述管状天线远离所述微波发射器的一端设置有锥形插头，所述锥形插头的底面与所述管状天线连接。
5.如权利要求1所述的原位微波土壤修复装置，其特征在于，所述管状天线包括多段首尾相连的子天线，所述管状天线首段的子天线的端部与所述微波发射器的发射端连接。
6.如权利要求1至5任一项所述的原位微波土壤修复装置，其特征在于，所述管状天线的通孔上罩设有保护罩。
7.如权利要求6所述的原位微波土壤修复装置，其特征在于，所述保护罩采用非金属材料。
8.如权利要求1至5任一项所述的原位微波土壤修复装置，其特征在于，所述微波发射器为磁控管。
9.如权利要求3所述的原位微波土壤修复装置，其特征在于，所述波导分别与所述微波发射器的发射端以及所述管状天线通过法兰连接。
10.一种原位微波土壤修复系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的原位微波土壤修复装置。
技术总结
本实用新型提供一种原位微波土壤修复装置及系统，属于土壤修复技术领域。原位微波土壤修复装置，包括：微波发射器以及管状天线，微波发射器的发射端与管状天线的一端连接，以发射微波至管状天线的管腔内；管状天线的侧壁形成有与管状天线的管腔连通的通孔。本实用新型的目的在于提供一种原位微波土壤修复装置及系统，能够在污染场地上直接对土壤进行修复处理，不再需要清挖场地并转移土壤。
技术研发人员：商晓甫;魏彤宇;马建立;蔡凌;孙红文;张鹏;贾汉忠;周金倩;李晓光;杨博凯;冯磊;游洋洋;霍宁;张良运;王子林;童奇玲;王芳;许莉;沈杰;王岳
受保护的技术使用者：天津环科立嘉环境修复科技有限公司
技术研发日：2020.03.11
技术公布日：2020.12.01
声明：
“原位微波土壤修复装置及系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：天津环科立嘉环境修复科技有限公司
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2025年01月03日 ~ 05日 
