一种土柱模拟酸雨淋滤装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种土柱模拟酸雨淋滤装置。该土柱模拟酸雨淋滤装置包括淋滤柱、支架、淋滤液收集瓶、恒流蠕动泵和模拟酸雨容器。本发明专利技术方法通过对淋滤柱下端淋滤头和顶盖与柱体可拆卸、淋滤柱内部整体填土方式以及淋滤柱中土样的装载和卸载取出方法进行巧妙设计和优化改进，为研究酸雨淋滤条件下重金属离子等污染物于土壤中径向迁移规律提供一种土柱模拟酸雨淋滤装置。另外，本装置具有运行过程稳定、低能耗和运行成本低廉、数据获取便捷等优点。

A Soil Column Simulated Acid Rain Leaching Device

The invention discloses a soil column simulated acid rain leaching device. The soil column leaching device for simulating acid rain includes a leaching column, a support, a leachate collection bottle, a constant flow peristaltic pump and a simulated acid rain container. The method of the invention provides a soil column simulation acid rain leaching device for studying the radial migration rule of heavy metal ions in soil under acid rain leaching conditions by ingeniously designing and optimizing the methods of removing the leaching head at the lower end of the leaching column, dismantling the top and the column, integral filling in the leaching column and loading and unloading the soil samples in the leaching column. In addition, the device has the advantages of stable operation process, low energy consumption, low operation cost and convenient data acquisition.

【技术实现步骤摘要】
一种土柱模拟酸雨淋滤装置
本专利技术属于土壤修复研究领域，特别涉及一种土柱模拟酸雨淋滤装置。
技术介绍
目前全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出，根据《2014年全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤总的点位超标率为16.1%，以无机型为主，占全部超标点位的82.8%，主要是铬、砷和铅等8种重金属污染物，通过生物链威胁着人们的身体健康。因此对土壤重金属污染开展修复治理迫在眉睫。土壤重金属的修复方式多种多样，但钝化稳定化修复技术因成本较低、操作简单、见效快而适合大面积污染治理而被市场最为推崇。针对钝化修复后的重金属污染土壤，通过巧妙设计的实验装置，快速便捷获取酸雨淋滤作用下重金属离子随土层深度迁移变化规律和修复材料本身所含元素释放特点显得尤为重要。目前土柱模拟酸雨淋滤装置较多，但是大多都使用麻烦、体积较大、安装不方便以及分析指标单一等，影响了整体淋滤装置的预期使用效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种土柱模拟酸雨淋滤装置，该装置具有装置简易、操作简便、体积较小以及成本低廉等优点。专利技术思路：通过对淋滤柱下端淋滤头和顶盖与柱体可拆卸、淋滤柱内部整体填土方式以及淋滤柱中土样的装载和卸载取出方法进行巧妙设计和优化改进，为研究酸雨淋滤条件下重金属离子等污染物于土壤中径向迁移规律提供一种土柱模拟酸雨淋滤装置。本专利技术目的是通过下述技术方案予以实现：一种土柱模拟酸雨淋滤装置，该装置包括淋滤柱、支架、淋滤液收集瓶、恒流蠕动泵和模拟酸雨容器，其中模拟酸雨容器、恒流蠕动泵和淋滤柱使用硅胶软管相连接，淋滤液收集瓶置于淋滤柱的底端，用于收集淋滤液。所述淋滤柱为有机玻璃制成，其柱体内直径为4~6cm，高度为30~40cm，柱体设有刻度，零刻线位于柱体下端，便于不同类型土样的装放；柱体上下端外表均有螺丝状纹路，分别与下端淋滤柱滤头和顶盖进行拆卸组装；下端淋滤柱滤头内部设有能够安装拆卸的多孔板，对上层土壤起到承重的作用；淋滤柱顶盖内部设有布水喷头，用于将模拟酸雨均匀的淋滤到土柱上层土壤，顶盖的外部设有进水口，直径为2~3mm，进水口周围设有透气孔。所述淋滤柱中从上至下依次为玻璃珠层、滤纸层、滤网层、土壤层、滤网层、滤纸层和多孔板；土壤层的高度为20cm，设置空白式分层填样，即土壤层的上半部分填置污染或经过钝化处理后的污染土壤，土壤层的下半部分填置干净未污染土壤，用于评价污染物径向迁移变化规律。所述支架上设有与淋滤柱外径大小一样的固定孔，用于固定不同的淋滤柱，从而进行横向的淋滤对比实验。所述淋滤柱中部有一固定凸起的外环，用于将淋滤柱固定在支架上。所述恒流蠕动泵能够调节转数，用于控制模拟酸雨的淋滤速度。本专利技术的土柱模拟酸雨淋滤装置具有以下有益效果：1.装置简单易制作，取样操作方便，成本低廉，同一支架可固定多个淋滤柱，能实现对淋滤实验结果的横向对比。2.淋滤柱上设有刻度，有利于淋滤柱中土壤的装放、整体淋滤过程结束后土样按刻度整体推出以及后续对不同高度的土样进行采集分析。附图说明图1为本专利技术实施例中淋滤柱和支架示意图。图2为本专利技术实施例中土柱模拟酸雨淋滤装置的示意图。图3为本专利技术实施例中模拟酸雨对土壤淋出液中总铬含量的影响。图中标记：1-淋滤柱；2-支架；3-淋滤液收集瓶；4-恒流蠕动泵；5-模拟酸雨容器；6-硅胶软管；7-玻璃珠层+滤纸层+40目滤网层（从上到下）；8-40目滤网层+滤纸层+多空板（从上到下）。具体实施方式实施例：为了更好认识本专利技术的目的、技术方案及优势，以下结合附图及实例，对本专利技术进行进一步详细说明。如图1和图2所示，所设置的土柱模拟酸雨淋滤装置主要包括淋滤柱1、支架2、淋滤液收集瓶3、恒流蠕动泵4和模拟酸雨容器5，其中模拟酸雨容器5、恒流蠕动泵4和淋滤柱1使用硅胶软管6相连接。所述淋滤柱1柱体内直径为5cm，高度为35cm，同时柱体上设有0~35mm的刻度线，柱体上下端外表均有螺丝状纹路，分别与下端淋滤柱滤头和顶盖进行拆卸组装，下端淋滤柱滤头内部设有能够安装拆卸的多孔板，滤头出水口直径为2mm，淋滤柱1另一端设有顶盖，顶盖的内部设有小型布水喷头，外部进水口部位直径为2mm，进水口周围设有透气孔；所述支架2设有5个直径等于淋滤柱外径的固定孔，可固定多个淋滤柱1，进行横向对比淋滤实验；所述淋滤液收集瓶3为500mL，模拟酸雨容器5为500mL。本实施例中的钝化剂选择毛竹遗态Fe/C复合材料（PBGC-Fe/C，ZL201210446693.8），充分利用植物遗态的多孔结构。使用过程：淋滤柱从上到下依次为：玻璃珠层、40目滤网层、中速滤纸层、20cm高的系列土壤样品、40目滤网层、中速滤纸层和多孔板，其中20cm高的系列土壤样品分为两层，上层为处理的铬污染土壤（CK组）或添加5％的PBGC-Fe/C的铬污染（Fe/C组），下层为干净未污染土壤；淋滤液采用SO42-:NO3-摩尔浓度比为4:1的H2SO4/HNO3混合液作为酸雨母液，然后用该母液配制pH值为3.5和4.5的淋滤液，分别代表强酸雨和典型酸雨；淋滤方式采用间歇式淋滤，以广西区为例，根据当地区年降雨量为1949mm，地表径流量取年降雨量的25%，实际年淋溶量为1949×(1-0.25)=1462mm，由淋滤柱土壤截面积计算结果，实际年淋溶量取2.5L，模拟酸雨淋滤体积流速为25mL/h，每天淋滤10小时左右，每次淋滤酸雨体积为250mL，连续淋滤10天，测试不同时间段淋滤液目标重金属离子浓度和pH值。设定四组淋滤实验，即两组土壤层为未处理污染土壤＋干净未污染土壤，分别用模拟酸雨pH=3.5或4.5淋滤（记为CK-3.5和CK-4.5），另外两组即土壤层为钝化处理后污染土壤＋干净未污染土壤，分别用模拟酸雨pH=3.5或4.5淋滤（记为Fe/C-3.5和Fe/C-4.5），所得实验结果如图3所示。表明钝化剂PBGC-Fe/C能有效的阻隔土壤中的铬随酸雨的淋滤而释放，减少重金属因淋滤作用进入下层土壤，同时对酸雨也有一定的缓冲作用。以上所述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，应当理解凡依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本专利技术技术方案的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土柱模拟酸雨淋滤装置，其特征在于该土柱模拟酸雨淋滤装置包括淋滤柱(1)、支架(2)、淋滤液收集瓶(3)、恒流蠕动泵(4)和模拟酸雨容器(5)，其中模拟酸雨容器(5)、恒流蠕动泵(4)和淋滤柱(1)使用硅胶软管 (6)相连接，淋滤液收集瓶 (3)置于淋滤柱 (1)的底端，用于收集淋滤液；所述淋滤柱(1)为有机玻璃制成，其柱体内直径为4~6cm，高度为30~40cm，柱体设有刻度，零刻线位于柱体下端，便于不同类型土样的装放；柱体上下端外表均有螺丝状纹路，分别与下端淋滤柱滤头和顶盖进行拆卸组装；下端淋滤柱滤头内部设有能够安装拆卸的多孔板，对上层土壤起到承重的作用；淋滤柱顶盖内部设有布水喷头，用于将模拟酸雨均匀的淋滤到土柱上层土壤，顶盖的外部设有进水口，直径为2~3mm，进水口周围设有透气孔；所述淋滤柱(1)中从上至下依次为玻璃珠层、滤纸层、滤网层、土壤层、滤网层、滤纸层和多孔板；土壤层的高度为20cm，设置空白式分层填样，即土壤层的上半部分填置污染或经过钝化处理后的污染土壤，土壤层的下半部分填置干净未污染土壤，用于评价污染物径向迁移变化规律；所述支架 (2)上设有与淋滤柱 (1)外径大小一样的固定孔，用于固定不同的淋滤柱 (1)，从而进行横向的淋滤对比实验；所述淋滤柱 (1)中部有一固定凸起的外环，用于将淋滤柱 (1)固定在支架 (2)上；所述恒流蠕动泵 (4)能够调节转数，用于控制模拟酸雨的淋滤速度。...

【技术特征摘要】
1.一种土柱模拟酸雨淋滤装置，其特征在于该土柱模拟酸雨淋滤装置包括淋滤柱(1)、支架(2)、淋滤液收集瓶(3)、恒流蠕动泵(4)和模拟酸雨容器(5)，其中模拟酸雨容器(5)、恒流蠕动泵(4)和淋滤柱(1)使用硅胶软管(6)相连接，淋滤液收集瓶(3)置于淋滤柱(1)的底端，用于收集淋滤液；所述淋滤柱(1)为有机玻璃制成，其柱体内直径为4~6cm，高度为30~40cm，柱体设有刻度，零刻线位于柱体下端，便于不同类型土样的装放；柱体上下端外表均有螺丝状纹路，分别与下端淋滤柱滤头和顶盖进行拆卸组装；下端淋滤柱滤头内部设有能够安装拆卸的多孔板，对上层土壤起到承重的作用；淋滤柱顶盖内部设有布水喷头，用于将模...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国杰，李淑彩，朱宗强，李超，朱义年，张立浩，闵彬彬，刘桂凤，高莹莹，
申请(专利权)人：桂林理工大学，北京高能时代环境技术股份有限公司，重庆市潼南区水文管理站，
类型：发明
国别省市：广西,45