【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水文地质领域，涉及到一种多相(水-岩-气-生)多场(水动力场-水化学场-温度场-微生物场)耦合作用下水质演化过程的试验模拟问题，为我国关闭/废弃矿井水水质形成与演化过程研究提供了一个重要的研究平台。
技术介绍
1、煤炭作为我国主体能源，为国家经济建设和快速发展提供了强劲的能源动力。但随着煤炭资源日趋枯竭、资源整合以及落后产能淘汰等影响，我国许多煤矿已经或濒临关闭状态。煤矿关闭后，矿井停止生产和排水，地下水充水过程中造成闭坑矿井地下水水质、水压、水温、瓦斯气体和微生物等发生新的变化，并引起一系列诸如地下水和地表水污染，引起了极为广泛关注。
2、以往关闭/废弃矿山研究多关注于地下水动力学过程或水文地球化学过程，很少探讨关闭/废弃矿井中残留瓦斯气体、微生物、温度、水动力等因素对水质演化的耦合作用，致使不能客观地认识和反映关闭/废弃矿井水水质的形成过程与演化趋势。利用一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，研究关闭/废弃矿井水水质形成与演化机制，是预测多相多场耦合作用下水质演化规律及发展趋势的重要手段之一，为关闭/废弃矿山地下水污染防控、水资源合理开发利用和生态环境保护提供基础研究和理论依据。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，
4、优选的，所述氮气瓶内充填有氮气，反应气体瓶内充填有反应气体，氮气瓶通过进气管一依次与减压阀一、阀门一相连接，反应气体瓶通过进气管二依次与减压阀二、阀门二相连接，进气管一和进气管二均与一个三通接头连接。
5、优选的，所述三通接头连接有进气管三，进气管三上安装有阀门三，进气管三通过釜盖上的进气孔进入釜体，进气管三进入釜体的一端安装有不锈钢滤网一。
6、优选的，所述溶液瓶内充填有反应溶液一，反应溶液一为关闭/废弃矿井水水样，溶液瓶顶部瓶口通过玻璃塞一封口，玻璃塞一上插接有延伸至溶液瓶底部的抽液管，溶液瓶通过抽液管依次与阀门四、蠕动泵相连接，蠕动泵安装有进液管，进液管上安装有阀门五，进液管通过釜盖上的进液孔进入釜体，进液管进入釜体的一端安装有不锈钢滤网二。
7、优选的，所述保温装置内安装电热丝，电热丝贴合设置在保温装置的侧壁和底部。
8、优选的，所述耐高温高压紫外线杀菌灯通过釜盖上的紫外线杀菌灯孔进入釜体内，所述耐高温高压气压传感器通过釜盖上的气压传感器孔进入釜体内。
9、优选的，所述气体净化瓶内充填有气体净化溶液并通过玻璃塞二封口，气体净化溶液为cacl2溶液或ca(oh)2溶液，玻璃塞二上插接有延伸至气体净化瓶底部的排气管一，气体净化瓶与釜体通过排气管一连接，排气管一上安装有阀门六，排气管一通过釜盖上的排气孔进入釜体内，排气管一进入釜体的一端安装有不锈钢滤网三。
10、优选的，所述玻璃塞二上插接有连通至气体净化瓶顶部的排气管二，排气管二位于净化瓶外部的部分安装有阀门七。
11、优选的，所述反应气体为空气或co2气体或ch4气体或o2气体或h2s气体，岩石碎块为关闭/废弃矿井的围岩样品。
12、优选的，所述釜盖上安装有电动搅拌机，电动搅拌机通过釜盖上的电动搅拌机孔进入釜体，电动搅拌机通过搅拌杆和叶片转动来控制釜体中反应溶液二的流动。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、1：本专利技术包括高温高压反应釜装置、进气控制装置、进液控制装置、温度控制装置、微生物控制装置、压力控制装置、水动力控制装置、残余气体净化装置，设计合理，结构紧凑，实现方便。
15、2：利用本专利技术能够成功的模拟不同岩石类型、反应溶液成分和气体组分对水质形成与演化的影响。
16、3：利用本专利技术能够成功的模拟不同温度、压力和水动力条件对水质形成与演化的影响。
17、4：利用本专利技术能够成功的模拟有、无或不同丰度的微生物群落对水质形成与演化过程的影响。
18、5：利用本专利技术能够成功的模拟多相(水-岩-气-生)多场(水动力场-水化学场-温度场-微生物场)耦合作用下水质形成与演化过程。
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1.一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，包括釜体(1)，其特征在于，所述釜体(1)内部用于盛放岩石碎块(13)、反应溶液二(37)和反应气体(17)，釜体(1)固定有釜盖(2)，釜体(1)匹配设有用于向釜体(1)进气的氮气瓶(14)和反应气体瓶(16)，釜体(1)匹配设有用于向釜体(1)进液的溶液瓶(28)，釜体(1)外部包裹有保温装置(38)，釜盖(2)底部安装有耐高温高压紫外线杀菌灯(43)和耐高温高压气压传感器(47)，釜体(1)匹配设有用于用于净化残余气体的气体净化瓶(61)。
2.根据权利要求1所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述氮气瓶(14)内充填有氮气(15)，反应气体瓶(16)内充填有反应气体(17)，氮气瓶(14)通过进气管一(18)依次与减压阀一(20)、阀门一(22)相连接，反应气体瓶(16)通过进气管二(19)依次与减压阀二(21)、阀门二(23)相连接，进气管一(18)和进气管二(19)均与一个三通接头(24)连接。
3.根据权利要求2所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模
4.根据权利要求1所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述溶液瓶(28)内充填有反应溶液一(29)，反应溶液一(29)为关闭/废弃矿井水水样，溶液瓶(28)顶部瓶口通过玻璃塞一(30)封口，玻璃塞一(30)上插接有延伸至溶液瓶(28)底部的抽液管(32)，溶液瓶(28)通过抽液管(32)依次与阀门四(31)、蠕动泵(33)相连接，蠕动泵(33)安装有进液管(35)，进液管(35)上安装有阀门五(34)，进液管(35)通过釜盖(2)上的进液孔(10)进入釜体(1)，进液管(35)进入釜体(1)的一端安装有不锈钢滤网二(36)。
5.根据权利要求1所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述保温装置(38)内安装电热丝(39)，电热丝(39)贴合设置在保温装置(38)的侧壁和底部。
6.根据权利要求1所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述耐高温高压紫外线杀菌灯(43)通过釜盖(2)上的紫外线杀菌灯孔(12)进入釜体(1)内，所述耐高温高压气压传感器(47)通过釜盖(2)上的气压传感器孔(7)进入釜体(1)内。
7.根据权利要求1所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述气体净化瓶(61)内充填有气体净化溶液(62)并通过玻璃塞二(63)封口，气体净化溶液(62)为CaCl2溶液或Ca(OH)2溶液，玻璃塞二(63)上插接有延伸至气体净化瓶(61)底部的排气管一(59)，气体净化瓶(61)与釜体(1)通过排气管一(59)连接，排气管一(59)上安装有阀门六(60)，排气管一(59)通过釜盖(2)上的排气孔(8)进入釜体(1)内，排气管一(59)进入釜体(1)的一端安装有不锈钢滤网三(58)。
8.根据权利要求7所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述玻璃塞二(63)上插接有连通至气体净化瓶(61)顶部的排气管二(65)，排气管二(65)位于气体净化瓶(61)外部的部分安装有阀门七(64)。
9.根据权利要求1所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述反应气体(17)为空气或CO2气体或CH4气体或O2气体或H2S气体，岩石碎块(13)为关闭/废弃矿井的围岩样品。
10.根据权利要求1所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述釜盖(2)上安装有电动搅拌机(50)，电动搅拌机(50)通过釜盖(2)上的电动搅拌机孔(9)进入釜体(1)，电动搅拌机(50)通过搅拌杆(51)和叶片(52)转动来控制釜体(1)中反应溶液二(37)的流动。
...【技术特征摘要】
1.一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，包括釜体(1)，其特征在于，所述釜体(1)内部用于盛放岩石碎块(13)、反应溶液二(37)和反应气体(17)，釜体(1)固定有釜盖(2)，釜体(1)匹配设有用于向釜体(1)进气的氮气瓶(14)和反应气体瓶(16)，釜体(1)匹配设有用于向釜体(1)进液的溶液瓶(28)，釜体(1)外部包裹有保温装置(38)，釜盖(2)底部安装有耐高温高压紫外线杀菌灯(43)和耐高温高压气压传感器(47)，釜体(1)匹配设有用于用于净化残余气体的气体净化瓶(61)。
2.根据权利要求1所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述氮气瓶(14)内充填有氮气(15)，反应气体瓶(16)内充填有反应气体(17)，氮气瓶(14)通过进气管一(18)依次与减压阀一(20)、阀门一(22)相连接，反应气体瓶(16)通过进气管二(19)依次与减压阀二(21)、阀门二(23)相连接，进气管一(18)和进气管二(19)均与一个三通接头(24)连接。
3.根据权利要求2所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述三通接头(24)连接有进气管三(26)，进气管三(26)上安装有阀门三(25)，进气管三(26)通过釜盖(2)上的进气孔(11)进入釜体(1)，进气管三(26)进入釜体(1)的一端安装有不锈钢滤网一(27)。
4.根据权利要求1所述的一种多相多场耦合作用下水质演化过程模拟试验装置系统，其特征在于，所述溶液瓶(28)内充填有反应溶液一(29)，反应溶液一(29)为关闭/废弃矿井水水样，溶液瓶(28)顶部瓶口通过玻璃塞一(30)封口，玻璃塞一(30)上插接有延伸至溶液瓶(28)底部的抽液管(32)，溶液瓶(28)通过抽液管(32)依次与阀门四(31)、蠕动泵(33)相连接，蠕动泵(33)安装有进液管(35)，进液管(35)上安装有阀门五(34)，进液管(35)通过釜盖(2)上的进液孔(10)进入釜体(1)，进液管(35)进入釜体(1)的一端安装有不锈钢滤网二(...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓晴，张海涛，李子璇，汤茹，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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