一种处理地下水中石油烃类污染物的试验装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种处理地下水中石油烃类污染物的试验装置及其应用，属于地下水污染物处理技术领域。所述试验装置包括：污水容器、潜水泵、氧化剂容器、氧化剂注入泵、溢流槽、反应柱和过滤内芯，其中反应柱首端设有污水注入口；反应柱尾端设有排液口；反应柱内部填充有渗流介质；自污水注入口至排液口方向，依次设有氧化剂注入管、取样口和过滤内芯；氧化剂容器通过氧化剂注入泵和氧化剂注入管与反应柱的内部连接；污水容器通过潜水泵与污水注入口连接；溢流槽与排液口连接。本发明专利技术还公开一种处理地下水中石油烃类污染物的方法。本发明专利技术的试验装置能够模拟出单一释放点源在流体中的弥散情况，为后期渗透反应墙设计提供依据。

An experimental device for the treatment of petroleum hydrocarbons in groundwater and its application

【技术实现步骤摘要】
一种处理地下水中石油烃类污染物的试验装置及其应用
本专利技术属于地下水污染物处理
，特别涉及一种处理地下水中石油烃类污染物的试验装置及其应用。
技术介绍
渗透反应墙(PRB)是一种设置在含水层厚度小及埋深较浅的地下水环境中去除污染物的处理系统，可以用于处理地下水中石油烃类污染物。渗透反应墙一般是在地下水渗流场中的污染物输运弥散区域构造，根据污染物的化学组分和控制要求填充具备吸附、酸碱中和或离子交换等功能的颗粒介质，以吸收或去除一般的酸碱、重金属类和微量有机污染物，可用于分割地下水环境的污染区域，净化随地下水输运的污染物或隔离污染物释放源。渗透反应墙的一种处理方式是向含污染物的含水层中注入氧化剂，由于注入的氧化剂会随地下水渗流输运而发生弥散，从而在污染弥散区域的地下水流场中形成一个氧化带，直接将随地下渗流输运进入的污染物反应去除，同时阻断污染物的输运路径。目前，渗透反应墙还不能够合理模拟出氧化剂在水弥散情况。而模拟出氧化剂在水中的弥散情况对渗透反应墙的设计有重要的指导意义。鉴于此，有必要提供一种处理地下水中石油烃类污染物的试验装置。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供一种处理地下水中石油烃类污染物的试验装置，其能够解决目前无法直观、准确模拟出氧化剂在水中的弥散情况的技术问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种处理地下水中石油烃类污染物的试验装置，其包括：污水容器、潜水泵、氧化剂容器、氧化剂注入泵、溢流槽、反应柱和过滤内芯，其中，所述反应柱的首端设有污水注入口；所述反应柱的尾端设有排液口；所述反应柱的内部填充有渗流介质；自所述污水注入口至所述排液口方向，依次设有氧化剂注入管、至少两个取样口和过滤内芯；所述氧化剂容器的出液端通过管道与所述氧化剂注入泵的进液端连接；所述氧化剂注入泵的出液端通过所述氧化剂注入管与所述反应柱的内部连接；所述潜水泵设置于所述污水容器内，所述污水容器通过管道与所述污水注入口连接；所述溢流槽通过管道与所述排液口连接；所述过滤内芯内部设置有2-3级过滤带。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术处理地下水中石油烃类污染物的试验装置通过单一释放点源注入氧化剂对反应柱中流动的污染物进行处理，不需要构造整个渗透反应墙，节约了装置占用空间，降低了制造成本；(2)本专利技术处理地下水中石油烃类污染物的试验装置通过对单一释放点源的模拟，为后期渗透反应墙上单一释放点源的布置数量和布置方式提供了重要依据；(3)本专利技术的反应柱上设置有多个取样口，其能够方便使用者对氧化处理后的石油烃类污染水样进行取样检测，操作简单；(4)本专利技术过滤内芯更换安装方便，过滤带能够有效去除水中的固体颗粒杂质，提高石油烃类污染水样的处理效率。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述过滤带为网孔式，目数为80-200目。采用上述进一步方案的有益效果是：通过不同目数的过滤网能够对氧化后的石油烃类污染水样进行多级过滤，有助于彻底清除水样中的固体颗粒杂质。进一步，所述氧化剂注入管为由横管和竖管连接组成的L型结构，所述横管位于所述反应柱的中轴线上，所述横管的出液端与所述渗流介质的流动方向一致，所述竖管的进液端与所述氧化剂注入泵的出液端连接。采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术氧化剂注入管的出液端作为释放点源，该释放点源注入的氧化剂会随反应柱中的液体输运而发生径向的弥散和纵向的弥散，并在氧化剂注入管的下游形成一个轴对称的输运弥散区域，这与实际中渗透反应墙上的单一释放点源的弥散情况一致，从而帮助使用者模拟氧化剂在地下水流场中的弥散变化。进一步，所述竖管的出液端与所述污水注入口沿所述渗流介质的流动方向上的距离为0.25-0.35m。采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术竖管的出液端与污水注入口之间设0.25-0.35m的整流段，有助于均匀化污水注入口过流断面上的渗流流速。进一步，所述反应柱的内径为0.08-0.15m，所述反应柱的长度为10.5-11.6m，所述取样口设于所述反应柱的外壁上。采用上述进一步方案的有益效果是：合理的内径能够为氧化剂在反应柱中的径向弥散提供足够的空间，以帮助使用者了解氧化剂最终的弥散情况；合理的长度能够帮助使用者布置合适的取样口数量，从而提高实验的准确性。进一步，所述反应柱由PP材料、PC材料、PE材料和PVC材料中至少一种材料制备而成。采用上述进一步方案的有益效果是：PP材料、PC材料、PE材料和PVC材料等材料密闭性好，耐磨性佳，简单易得，有助于降低制造成本。进一步，所述渗流介质为砂夹砾石，其中砾石粒径为2mm-4mm，砂粒径为0.25mm-0.5mm，级配比为9:5，其渗流系数K＝76.9m/d，Pe＝2.68×102。采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置渗流介质能够较为真实地模拟出氧化剂在液体中的弥散环境，提高实验准确性。进一步，在所述潜水泵与所述污水注入口之间的管道上，还设有阀门和流量计。采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置阀门能够控制污水进入反应柱，结构简单，操作方便；通过流量计能够监测污水的注入变化，增强对于污水注入的控制。进一步，在所述反应柱的下方还设有多个用于固定安装所述反应柱的支架。采用上述进一步方案的有益效果是：通过支架能够为反应柱提供支撑，起到保护反应柱的作用。另外，本专利技术还提供一种利用上述处理地下水中石油烃类污染物的试验装置处理地下水中石油烃类污染物的方法，其能够解决目前渗透反应墙模拟试验中石油烃类污染水样、氧化剂、注入量等试验参数调整不方便的技术问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用上述处理地下水中石油烃类污染物的试验装置处理地下水中石油烃类污染物的方法，所述方法包括如下步骤：S1.取处理的地下水中的石油烃类污染物水样，注入污水容器中，备用；取氧化剂，注入氧化剂容器中，备用；S2.将渗流介质2填充到反应柱中，启动潜水泵，将步骤S1中污水容器中的石油烃类污染水样注入到反应柱中；再启动氧化剂注入泵，将步骤S1中氧化剂容器中的氧化剂注入到所述反应柱中，所述石油烃类污染水样与所述氧化剂接触氧化，经氧化的石油烃类污染水样经过滤内芯后，由排液口排出反应柱，每隔1-5h，通过取样口进行取样保存；S3.待步骤S2中所述石油烃类污染水样与所述氧化剂接触反应24-26小时后，对步骤S2获得的样品进行检测分析，即完成处理。采用上述的有益效果是：本专利技术通过研究不同石油烃类污染水样、不同的氧化剂、不同的氧化剂注入量、不同的渗流介质以及模拟石油烃类污染水样在试验装置中的氧化时间对石油烃类化合物的去除效果，可充分了解石油烃类污染物去除影响因素，通过计算得出石油烃类污染物去除率，最终根据计算得出实际环境中渗透反应墙特性。本专利技术为不同地区的地下水能达到石油烃类污染物最佳去除效果所需的氧化剂及氧化剂注入量提供可靠的理论依本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理地下水中石油烃类污染物的试验装置，其特征在于，其包括：污水容器(2)、潜水泵(4)、氧化剂容器(6)、氧化剂注入泵(8)、溢流槽(10)、反应柱(14)和过滤内芯(66)，其中，/n所述反应柱(14)的首端设有污水注入口(16)；所述反应柱(14)的尾端设有排液口(18)；所述反应柱(14)的内部填充有渗流介质(12)；自所述污水注入口(16)至所述排液口(18)方向，依次设有氧化剂注入管(20)、至少两个取样口(22)和过滤内芯(66)；/n所述氧化剂容器(6)的出液端通过管道与所述氧化剂注入泵(8)的进液端连接；所述氧化剂注入泵(8)的出液端通过所述氧化剂注入管(20)与所述反应柱(14)的内部连接；/n所述潜水泵(4)设置于所述污水容器(2)内，所述污水容器(2)通过管道与所述污水注入口(16)连接；/n所述溢流槽(10)通过管道与所述排液口(18)连接；/n所述过滤内芯(66)内部设置有2-3级过滤带(68)。/n

【技术特征摘要】
1.一种处理地下水中石油烃类污染物的试验装置，其特征在于，其包括：污水容器(2)、潜水泵(4)、氧化剂容器(6)、氧化剂注入泵(8)、溢流槽(10)、反应柱(14)和过滤内芯(66)，其中，
所述反应柱(14)的首端设有污水注入口(16)；所述反应柱(14)的尾端设有排液口(18)；所述反应柱(14)的内部填充有渗流介质(12)；自所述污水注入口(16)至所述排液口(18)方向，依次设有氧化剂注入管(20)、至少两个取样口(22)和过滤内芯(66)；
所述氧化剂容器(6)的出液端通过管道与所述氧化剂注入泵(8)的进液端连接；所述氧化剂注入泵(8)的出液端通过所述氧化剂注入管(20)与所述反应柱(14)的内部连接；
所述潜水泵(4)设置于所述污水容器(2)内，所述污水容器(2)通过管道与所述污水注入口(16)连接；
所述溢流槽(10)通过管道与所述排液口(18)连接；
所述过滤内芯(66)内部设置有2-3级过滤带(68)。


2.根据权利要求1所述的处理地下水中石油烃类污染物的试验装置，其特征在于，所述过滤带(68)为网孔式，目数为80-200目。


3.根据权利要求1所述的处理地下水中石油烃类污染物的试验装置，其特征在于，所述氧化剂注入管(20)为由横管(20a)和竖管(20b)连接组成的L型结构，所述横管(20a)位于所述反应柱(14)的中轴线上，所述横管(20a)的出液端与所述渗流介质(12)的流动方向一致，所述竖管(20b)的进液端与所述氧化剂注入泵(8)的出液端连接。


4.根据权利要求3所述的处理地下水中石油烃类污染物的试验装置，其特征在于，所述竖管(20b)的出液端与所述污水注入口(16)沿所述渗流介质(12)的流动方向上的距离为0.25-0.35m。


5.根据权利要求1所述的处理地下水中石油烃类污染物的试验装置，其特征在于，所述反应柱(14)的内径为0.08-0.15m，长度为10.5-11.6m，所述取样...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，罗杰，李丽，柯佳闻，唐渭，魏永梁，杨敏，李军宏，李廷山，赵峥，高旭，陈小龙，刘澈，刘丹，陈文艳，王艳，李韵文，邵冰阳，王志科，袁枫，
申请(专利权)人：中铁科学研究院有限公司成都分公司，
类型：发明
国别省市：四川;51