一种用于土体VOC气体吸附试验装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及土木与环境工程技术领域，尤其涉及一种用于土体VOC气体吸附试验装置。其包括水平放置的VOC气体传输室，所述VOC气体传输室由D打印一键成型、可拆卸，其左右两部分通过螺纹接口相连接，所述VOC气体传输室中间部分设置为VOC气体吸附层，所述VOC气体传输室两端均设置有出气口和进气口，所述VOC气体传输室左右部分内设置有对称的两个PID

【技术实现步骤摘要】
一种用于土体VOC气体吸附试验装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及土木与环境工程
，尤其涉及一种用于土体VOC气体吸附试验装置及测试方法。

技术介绍

[0002]随着我国工业化和城镇化不断发展，遗留下大量城市工业污染场地，其中包括大量的有机工业污染场地。国内有机工业污染场地中广泛存在苯系物、有机氯化物、石油烃化合物等毒性大、挥发性强的挥发性有机物（VOC），其VOC/SVOC浓度含量可达普通垃圾填埋场的106倍，治理难度较大。
[0003]目前，填埋法普遍应用于有机污染场地治理，而在实际填埋工程中一般设置有顶部覆盖层，其主要防渗层包括土工膜、土工合成黏土衬垫和压实黏土层，用于阻隔挥发性有毒有害气体。有机工业污染场地内NAPL（非水相液体）污染物的相态为NAPL相、液相和气相。其中，气相污染物在土体中的分布状态分为三种形式：1)自由态，充满于土体的孔隙中；2)溶解态，溶解于土体溶液中成为液相；3)吸附态，吸附于土颗粒上成为固相。而气相污染物经平流作用和扩散作用的驱动在土体内迁移。无开裂条件下，气体在土体中迁移速率缓慢；一旦土体出现开裂情况，气相污染物会经过优势通道最终击穿覆盖层。
[0004]当VOC气体吸附于土颗粒上成为固相时，可有效防止有机工业污染场地中VOC气体扩散而污染周围生态环境。因此，通过确定覆盖层中的压实黏土层对VOC气体的吸附效果可明确覆盖层在有机工业污染场地中的实际应用效果。但已有针对覆盖层中压实黏土层吸附污染物的研究中，关于有机污染物的吸附研究相对较少，且均未介绍其对VOC气体的吸附效果。调研发现，目前缺少与土体VOC气体吸附试验相关的研究案例，同时国内规范、ASTM规范、ISO规范和EU规范中也无相关标准。鉴于我国有机工业污染场地众多，土体有机污染形势严峻，存在VOC气体逸散污染周围生态环境的问题，亟需查明压实黏土层对VOC气体的吸附效果。因此，提出一种用于土体VOC气体吸附试验的装置及方法，可定量评价扩散/对流作用下压实黏土层对VOC气体的吸附效果，可以极大提高覆盖层在有机工业污染场地治理与修复中的应用前景。

技术实现思路

[0005]为了克服目前的的缺点，因此，本专利技术提出了一种用于土体VOC气体吸附试验装置及测试方法。
[0006]本专利技术的技术实施方案为：一种用于土体VOC气体吸附试验装置，包括水平放置的VOC气体传输室，所述VOC气体传输室由D打印一键成型、可拆卸，其左右两部分通过螺纹接口相连接，所述VOC气体传输室中间部分设置为VOC气体吸附层，所述VOC气体传输室两端均设置有出气口和进气口，所述VOC气体传输室左右部分内设置有对称的两个PID-B型传感器，所述VOC气体传输室通过管路连接有水浴箱和氮气瓶，所述水浴箱上设置有VOC气体瓶，所述VOC气体瓶分别和氮气瓶以及VOC气体传输室相连通。
[0007]优选的，所述VOC气体传输室（内设置有QB-8645型气压计，可根据气压计读数分别调节左右两端进气量和出气量，通过气压变化选择VOC气体在土体中的运移方式为扩散或对流。
[0008]优选的，所述VOC气体吸附层外围设置有控温层，控温层为腔体结构，控温层用于控制吸附VOC气体时的VOC气体吸附层土体温度。
[0009]优选的，所述氮气瓶和VOC气体瓶相连通的管道上依次设置有减压阀、流量控制阀和单向阀。
[0010]优选的，所述VOC气体吸附层由两块环形网状隔板组成，环形网状隔板与VOC气体传输室经D打印联结为同一整体，两个环形网状隔板间放置有压实土样，压实土样两侧放置有玻璃棉纤维。
[0011]所述用于土体VOC气体吸附试验测试方法，包括如下步骤：S1：将所述土体VOC气体吸附试验装置放置在通风橱内，无振动，无阳光直射，保证试验人员安全；S2：试验前，检查装置气密性，并用聚四氟乙烯膜包裹气体管路接口处密封；S3：通过控温层使VOC气体瓶维持一定温度，保证VOC与水互溶（以苯酚为例，控制在65℃）；S4：组装试样，VOC气体传输室左侧通氮气，控制气体流速，经VOC气体瓶进入VOC气体传输室，待PID-B3传感器读数稳定后，读取左侧VOC气体传输室上的气压计示数；S5：VOC气体传输室右侧通氮气加压，至左右两侧气压计读数大致相同或左侧气压为右侧2倍以上（误差控制在5%内）；S6：关闭进气口、出气口，根据试验需要调节控温层温度，持续观察两侧PID-B3传感器读数，当二者示数相同时，取下压实土样，测试VOC气体的吸附量并送检，计算VOC气体分配系数，分析试验误差。
[0012]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术设计了一种用于土体VOC气体吸附试验的试验装置，采用载气法进行土体吸附VOC气体试验，通过PID-B3型传感器实时反映VOC气体浓度变化，在缺少相关试验规范和试验案例的前提下，解决了当前缺少VOC气体吸附试验装置的问题。
[0013]2. 本专利技术根据VOC气体传输室两端的QB-8645型气压计读数调节进气量和出气量，分别测试扩散或对流作用驱动下土体对VOC气体的吸附效果，可以模拟VOC气体在土体中的不同迁移方式，提高了其模拟不同环境条件下土体吸附VOC气体的适用性和准确性。
[0014]3. 本专利技术为VOC气体吸附层提供不同温度，测量不同温度下土体对VOC气体的吸附效果，可有效模拟工程施工过程中不同温度条件下土体对VOC气体的实际吸附效果。
[0015]4. 本专利技术采用聚四氟乙烯作为装置和气体管路的材料，经3D打印一键成型，可以防止VOC气体侵蚀，保证装置气密性，也减少了因VOC气体侵蚀装置或气体泄漏而导致的误差，极大地提高了试验结果的准确性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的土体VOC气体吸附试验装置结构示意图；图2为本专利技术的VOC气体瓶的结构示意图；
图3为网状隔板结构示意图；图4为VOC气体运输室结构剖面图；图5为VOC气体吸附层处左视结构示意图。
[0017]图中：1、氮气瓶；2、减压阀；3、流量控制阀；4、单向阀；5、VOC气体瓶；6、控温层；7、水浴箱；8、PID-B3传感器；9、气压计；10、网状隔板；11、玻璃棉纤维；12、压实土样；13、螺纹接口；14、VOC气体传输室。
具体实施方式
[0018]以下参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。
[0019]实施例1如图1-5所示，一种用于土体VOC气体吸附试验装置，包括水平放置的VOC气体传输室14，VOC气体传输室14由3D打印一键成型、可拆卸，其左右两部分通过螺纹接口13相连接，VOC气体传输室14中间部分设置为VOC气体吸附层，VOC气体传输室14两端均设置有出气口和进气口，VOC气体传输室14左右部分内设置有对称的两个PID-B3型传感器8，VOC气体传输室14通过管路连接有水浴箱7和氮气瓶1，水浴箱7上设置有VOC气体瓶5，VOC气体瓶5分别和氮气瓶1以及VOC气体传输室14相连通，整个试验过程中本装置摆放于通风橱内，保证出气口与大气相通，确保试验过程中试验人员的生命健康安全，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于土体VOC气体吸附试验装置，其特征在于，包括水平放置的VOC气体传输室（14），所述VOC气体传输室（14）由3D打印一键成型、可拆卸，其左右两部分通过螺纹接口（13）相连接，所述VOC气体传输室（14）中间部分设置为VOC气体吸附层，所述VOC气体传输室（14）两端均设置有出气口和进气口，所述VOC气体传输室（14）左右部分内设置有对称的两个PID-B3型传感器（8），所述VOC气体传输室（14）通过管路连接有水浴箱（7）和氮气瓶（1），所述水浴箱（7）上设置有VOC气体瓶（5），所述VOC气体瓶（5）分别和氮气瓶（1）以及VOC气体传输室（14）相连通。2.按照权利要求1所述的一种用于土体VOC气体吸附试验装置，其特征在于，所述VOC气体传输室（14）内设置有QB-8645型气压计（9）。3.按照权利要求1所述的一种用于土体VOC气体吸附试验装置，其特征在于，所述VOC气体吸附层外围设置有控温层（6），控温层（6）为腔体结构。4.按照权利要求1所述的一种用于土体VOC气体吸附试验装置，其特征在于，所述氮气瓶（1）和VOC气体瓶（5）相连通的管道上依次设置有减压阀（2）、流量控制阀（3）和单向阀（4）。5.按照权利要求1所述的一种用于土体VOC气体吸附试验装置，其特征在于，所述VOC气体吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕钰璋，杜延军，温嘉明，高卫国，傅贤雷，姜哲元，王心怡，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：