本发明专利技术提供了一种地下水污染物反应迁移模拟装置及其使用方法，该装置包括通过供液管依次连接的供液容器、调速蠕动泵、土柱反应机构和溶液收集机构，所述供液容器内盛装有模拟地下水溶液，所述土柱反应机构底部设有进液口，顶部设有出液口，土柱反应机构内填装有模拟土壤介质。该发明专利技术通过改变调节蠕动泵的转速可实现污染物在多种地下水流速条件下的反应迁移模拟效果，而且一组装置可以获得多组控制条件下的模拟结果，根据装置在不同流速条件下获取的水化学参数的差异性来研究流速对地下水中污染物反应迁移特性的控制作用，进而为实施地下水中目标污染物修复时淋洗的流速控制提供依据。
A simulation device for the reaction and transport of groundwater pollutants and its application
【技术实现步骤摘要】
一种地下水污染物反应迁移模拟装置及其使用方法
本专利技术属于地下水污染修复
，具体涉及一种地下水污染物反应迁移模拟装置及其使用方法。
技术介绍
地下水是重要的水资源，对人类生产、生活及生态环境具有重要的价值，地下水在我国许多地区是主要甚至唯一的饮用水源。然而，我国地下水污染现状不容乐观，根据《2017中国生态环境状况公报》显示，2017年全国5100个地下水水质监测点位中，地下水较差级和极差级占67%。准确模拟污染物在地下水中的吸附、迁移、转化等行为对实施地下水污染修复极为重要，室内土柱实验是模拟地下水污染物的有效手段。而现有的土柱装置中大多是针对地下水污染物反应系统中的单一变量进行模拟，无法对改变控制条件下的地下水污染物反应迁移行为进行模拟，然而在进行地下水修复时地下水流速大多是变化的，同时地下水流速是控制地下水修复效果的关键参数，所以亟需设计一种可改变地下水流速的地下水污染物反应迁移模拟装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有土柱模拟装置无法对改变控制条件下的地下水污染物反应迁移行为进行模拟的问题。为此，本专利技术提供了一种地下水污染物反应迁移模拟装置，包括通过供液管依次连接的供液容器、调速蠕动泵、土柱反应机构和溶液收集机构，所述供液容器内盛装有模拟地下水溶液，所述土柱反应机构底部设有进液口，顶部设有出液口，土柱反应机构内填装有模拟土壤介质。进一步的，所述土柱反应机构包括土柱支架以及用于盛装模拟土壤介质的有机玻璃柱，有机玻璃柱固定安装于土柱支架上，有机玻璃柱的下端通过供液管与调速蠕动泵的出液端连接，有机玻璃柱的上部通过供液管与溶液收集机构连接。进一步的，所述有机玻璃柱内模拟土壤介质的上下均设有砾石缓冲层，且模拟土壤介质与砾石缓冲层之间通过尼龙网分隔。进一步的，所述有机玻璃柱的顶部和底部均铺置有一层尼龙网。进一步的，所述溶液收集机构包括自动部分收集器，以及设置在自动部分收集器上有刻度的溶液收集瓶。另外，本专利技术还提供了上述地下水污染物反应迁移模拟装置的使用方法，包括如下步骤：1)将模拟土壤介质填装于土柱反应机构内；2)将填装好的土柱反应机构与调速蠕动泵连接，供液容器中装入模拟地下水溶液，设置调速蠕动泵的初始转速，同时闭合连接土柱反应机构出液口侧连接的供液管，启动调速蠕动泵进行饱水，保证土柱反应机构内模拟土壤介质处于饱水状态；3)饱水结束后，连通土柱反应机构出液口与溶液收集机构，并保持调速蠕动泵的初始转速，在溶液收集机构取一组样品，分析测试模拟地下水溶液中的指标作为土柱的初始溶液浓度；4)改变调节蠕动泵转速，结合转速对应的流量设定溶液收集机构的定时收集时间，用含有目标污染物的模拟地下水溶液持续淋滤土柱反应机构内模拟土壤介质，溶液收集机构取样，立即测试其pH、电导率、氧化还原电位及目标污染物浓度等水化学指标。进一步的，所述步骤1)中土柱反应机构采用干法填装，具体过程如下：首先在有机玻璃柱底部铺置100目的尼龙网，装入厚1.5cm、粒径为1~2cm的小砾石作为砾石缓冲层，并衬上100目的尼龙网；然后采用分层按等质量装填的方法装入20cm模拟土壤介质，每层1cm，分20层装，在装好的模拟土壤介质层上铺100目尼龙网，再继续装入厚1.5cm、粒径为1~2mm的小砾石作为砾石缓冲层，并衬上一层100目的尼龙网，最后将顶板放置于砾石缓冲层上面并嵌在有机玻璃柱内。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的这种地下水污染物反应迁移模拟装置通过改变调节蠕动泵的转速可实现污染物在多种地下水流速条件下的反应迁移模拟效果，而且一组装置可以获得多组控制条件下的模拟结果，根据装置在不同流速条件下获取的水化学参数的差异性来研究流速对地下水中污染物反应迁移特性的控制作用，进而为实施地下水中目标污染物修复时淋洗的流速控制提供依据。(2)本专利技术提供的这种地下水污染物反应迁移模拟装置还可更换模拟地下水溶液或更换土柱中模拟土壤介质的粒径或岩性，实现不同地下水环境和不同多孔介质条件下的模拟效果，扩大了该模拟装置的适用范围。(3)本专利技术提供的这种地下水污染物反应迁移模拟装置操作简单，可控性强，而且溶液收集机构采用自动部分收集器，进一步提高了该模拟装置的自动化程度，在样品获取方面进一步节省了人力和物力。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术地下水污染物反应迁移模拟装置的结构示意图。附图标记说明：1、供液容器；2、供液管；3、调节蠕动泵；4、土柱支架；5、有机玻璃柱；6、溶液收集瓶；7、自动部分收集器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，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专利技术的限制；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1所示，本实施例提供了一种地下水污染物反应迁移模拟装置，包括通过供液管2依次连接的供液容器1、调速蠕动泵3、土柱反应机构和溶液收集机构，所述供液容器1内盛装有模拟地下水溶液，所述土柱反应机构底部设有进液口，顶部设有出液口，土柱反应机构内填装有模拟土壤介质。在本实施例中，通过含目标污染物的模拟地下水溶液淋滤土柱反应机构内模拟土壤介质，同时通过调节调速蠕动泵3的转速，实现淋滤过程中对模拟地下水溶液流速的控制，用于模拟不同地下水流速，并通过溶液收集机构收集经土柱反应机构内反应迁移转化后的模拟地下水溶液进行检测，从而实现在改变关键控制条件（即地下水流速）下对污染物在地下水中的迁移转化特征进行室内实验尺度的研究，为场地尺度的中试实验和修复工程的实施提供有力基础。细化的实施方式，所述土柱反应机构包括土柱支架4以及用于盛装模拟土壤介质的有机玻璃柱5，有机玻璃柱5固定安装于土柱支架4上，有机玻璃柱5的下端通过供液管2与调速蠕动泵3的出液端连接，有机玻璃柱5的上部通过供液管2与溶液收集机构连接。具体的，有机玻璃柱5高20cm，内径8cm，柱体标有刻度，以便均匀填装模拟土壤介质；供液管2可采用内径为1.6~4.8mm的硅胶管。为了避免水流对模拟土壤介质的冲刷，所述有机玻璃柱5内模拟土壤介质的上下均设有砾石缓冲层，且模拟土壤介质与砾石缓冲层之间通过尼龙网分隔；而为了避免砾石缓冲层的在进水过程中砾石被冲刷走，进一步的，在所述有机玻璃柱5的顶部和底部均铺置有一层尼龙网。本实施例中，所述调本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种地下水污染物反应迁移模拟装置，其特征在于：包括通过供液管依次连接的供液容器、调速蠕动泵、土柱反应机构和溶液收集机构，所述供液容器内盛装有模拟地下水溶液，所述土柱反应机构底部设有进液口，顶部设有出液口，土柱反应机构内填装有模拟土壤介质。/n
【技术特征摘要】
1.一种地下水污染物反应迁移模拟装置，其特征在于：包括通过供液管依次连接的供液容器、调速蠕动泵、土柱反应机构和溶液收集机构，所述供液容器内盛装有模拟地下水溶液，所述土柱反应机构底部设有进液口，顶部设有出液口，土柱反应机构内填装有模拟土壤介质。
2.如权利要求1所述的一种地下水污染物反应迁移模拟装置，其特征在于：所述土柱反应机构包括土柱支架以及用于盛装模拟土壤介质的有机玻璃柱，有机玻璃柱固定安装于土柱支架上，有机玻璃柱的下端通过供液管与调速蠕动泵的出液端连接，有机玻璃柱的上部通过供液管与溶液收集机构连接。
3.如权利要求2所述的一种地下水污染物反应迁移模拟装置，其特征在于：所述有机玻璃柱内模拟土壤介质的上下均设有砾石缓冲层，且模拟土壤介质与砾石缓冲层之间通过尼龙网分隔。
4.如权利要求2所述的一种地下水污染物反应迁移模拟装置，其特征在于：所述有机玻璃柱的顶部和底部均铺置有一层尼龙网。
5.如权利要求1所述的一种地下水污染物反应迁移模拟装置，其特征在于：所述溶液收集机构包括自动部分收集器，以及设置在自动部分收集器上有刻度的溶液收集瓶。
6.如权利要求1～5任一项所述的一种地下水污染物反应迁移模拟装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将模拟土壤介质填...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘原甫，唐小龙，王文燕，夏俊华，田靓，
申请(专利权)人：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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