[发明专利]一种用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备

说明书

本发明提供一种用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备，属于污染土壤修复技术领域。该设备包括药剂高压喷浆系统和挖掘搅拌注药系统，二者由高压喷浆管和压缩空气管连接；药剂浆液和压缩空气分别由高压喷浆泵和空气压缩机输送到喷枪，将药剂浆液喷射入土壤层中；挖掘搅拌注药系统包括大扭矩挖掘搅拌单元和喷射注药单元，包括挖掘搅拌头、加长臂、吊耳和喷枪，大扭矩挖掘搅拌单元悬挂固定在挖掘机的机械臂上；喷枪随挖掘搅拌头插入挖松的土壤层中。本发明的挖掘搅拌头扭矩大，切削能力强，可将混有砂石的硬质土层挖松，并将挖掘搅拌头和喷枪插入到深层土壤中，实现深层污染土壤的原位注药修复。

技术领域

本发明涉及污染土壤修复技术领域，特别是指一种用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备。

背景技术

钝化修复技术是重金属污染土壤修复的主要技术，需要将钝化剂注入到一定深度的污染土壤层，实现钝化修复。目前，芬兰阿陆有限公司的ALLU 强力搅拌头和ALLU自行式压力输料罐车配合，可实现3～5m污染土壤层的修复，但ALLU强力搅拌头的切削力小，只适用于淤泥和软质污染土层的修复，不适合混有砂石的硬质污染土层的修复，特别不适合矿区重金属污染场地的原位修复。如现有技术中公开的一种加药、掘进、破碎、搅拌混合一体式污染土壤原位修复设备，可解决土壤的破碎、混合和搅拌等问题，但掘进的土壤深度受限，不能对深层污染土壤进行原位注药修复。矿冶场地中受重金属污染的深层土壤往往是混有砂石的硬质土壤，需要一种挖掘切削能力强，能实现深层污染土壤原位注药修复的设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备，具备切削扭矩大、强化挖掘搅拌、能多点给药功能，能够解决现有设备在原位修复深层污染土时修复效率低，难以解决混有砂石的硬质土层的深部原位注药修复问题。

该设备包括药剂高压喷浆系统和挖掘搅拌注药系统，药剂高压喷浆系统包括药剂搅拌槽、搅拌器、柴油发动机、高压喷浆泵、空气压缩机、高压喷浆管、压缩空气管、电瓶和浆液回流减压单元，浆液回流减压单元包括三通联接管、球形止回阀、卸压罐和减压阀；挖掘搅拌注药系统包括大扭矩挖掘搅拌单元和喷射注药单元，其中，大扭矩挖掘搅拌单元包括挖掘搅拌头、加长臂和吊耳，喷射注药单元包括注药钢管、喷枪、药剂注射头和不锈钢高压气管；

柴油发动机、高压喷浆泵、空气压缩机和电瓶安装于机架上，机架底部安装有定向大轮与万向小轮，方便药剂高压喷浆系统转换安放位置；药剂搅拌槽安装在机架前部，药剂搅拌槽上部安装搅拌器，柴油发动机通过皮带驱动高压喷浆泵和空气压缩机运行；高压喷浆管和压缩空气管分别与注药钢管和不锈钢高压气管相连；

挖掘搅拌注药系统的加长臂通过吊耳悬挂固定于挖掘机的机械臂上，挖掘搅拌头和加长臂通过螺栓固定，注药钢管置于加长臂两侧，喷枪以快接卡箍固定于注药钢管末端，药剂注射头通过螺纹套接于喷枪顶端，不锈钢高压气管以倾斜15°～30°角斜插于喷枪顶端。

其中，吊耳焊接在加长臂一端。

挖掘搅拌头中液压驱动马达的液压油管与挖掘机机械臂上的液压油管相连接，挖掘搅拌头的挖掘和搅拌动作由挖掘机控制。

药剂搅拌槽和高压喷浆泵通过三通联接管连接，球形止回阀通过快接卡箍固定于三通联接管和卸压罐之间，减压阀通过快接卡箍固定于卸压罐一侧，浆液回流减压单元控制药剂浆液稳定喷出，保证药剂浆液能稳定、连续喷出。

挖掘搅拌头为纵向铣挖头，外侧和底部以螺旋状安装有30～45个铣刨齿，铣刨齿的长度为10～15cm，铣刨齿的齿头以钨钢硬质合金加工，铣刨齿磨损后取出更换；挖掘搅拌头在工作压力300Pa时，输出扭矩为8000～15000牛顿米，切削力为38000～45000牛顿。

高压喷浆泵为高压柱塞泵，最大出口压力10～15MPa，最大水平输送距离 100～150m，输送药剂颗粒的最大粒径＜5mm。

高压喷浆管为耐磨橡胶喷浆管，能经受住颗粒状修复药剂对高压喷浆管内壁的磨损。