一种模拟可渗透性反应墙的实验柱装置制造方法及图纸

一种模拟可渗透性反应墙去除地下水中污染溶质的实验柱装置，包括：用于去除地下水中污染溶质的可渗透性反应柱、用于改善流态的砂砾石垫层、用于防止水流冲刷的砂砾石保护层、以及柱状壳体，所述砂砾石垫层、可渗透性反应柱、砂砾石保护层自下而上的设置于柱状壳体内，所述柱状壳体的底部开设有入水口，顶部开设有出水口，侧壁开设有取样口，所述取样口上接有取样插头。本实验装置的目的是通过抽样方式测量可渗透反应墙对氯苯类化合物的去除效果，同时检验可渗透反应墙的穿透时间。本实验柱装置结构新颖、操作简单、使用方便，为研究可渗透性反应墙修复地下水技术提供了良好的手段，预计在推出后将受到业内的普遍欢迎。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种模拟可渗透性反应墙的实验柱装置
本技术涉及一种模拟可渗透性反应墙去除地下水中污染溶质的实验柱装置，属于污染地下水修复
。
技术介绍
地下水是水资源的重要组成部分，对社会经济发展具有重要意义。我国是水资源非常短缺的国家，人均水资源占有量只是世界平均水平的I / 4，全国有近70%的人口饮用地下水。中国地质调查局的专家在国际地下水论坛发言中提到，全国有90%的地下水都遭受了不同程度的污染，其中60%污染严重。地下水污染主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。目前，有的地区地下水有机物污染已超过重金属污染和放射性污染。尤其在长三角地区，随着城市规划和产业结构的调整，众多化工企业开始陆续搬迁，遗留化工场地土壤和地下水污染已经成为影响周边人群健康以及土地开发再利用的重要问题。地下水修复技术是目前环境科学领域研究的一个热点和前沿问题。原位修复技术不仅可以节约成本，而且能够在不对土壤进行扰动的前提下清除土壤和地下水中的污染物，提高治理效率。目前，地下水污染原位修复技术主要包括:自然衰减法、抽水处理法、冲洗法、可渗透反应墙法、土壤气相抽提法和地下水曝气法。抽水处理法是传统的地下水修复技术，已经被应用于地下环境中可溶性污染物的恢复和治理。该方法抽取已污染的地下水，然后在地表利用物理化学方法或微生物降解法等进行处理，最终将净化水排入地表水体、回用或回灌补给地下水。抽水处理法修复效果可靠，但运行费用高，修复周期长。可渗透反应墙法(PRB)是一种生物或化学反应技术，墙体一般安装在地下含水层中，垂直于地下水流方向。当地下水流在水力梯度作用下通过反应墙时，经过微生物降解或污染物与墙体材料发生化学反应而被去除，从而达到环境修复的目的。该方法原理简单，施工方便，运行费用低廉。金属铁对卤代有机物的降解原理在1990年代初期用于处理地下水的可渗透性反应墙墙体材料，并取得了巨大成功。美国环保署的研究表明，金属铁的活性可以保持5年以上。相对于传统的地下水处理方法即抽出处理法(Pump and Treat), PRB技术具有能持续原位处理污染物(5?10年)、处理多种污染物(如重金属、有机物等)、处理效果好、安装施工方便、性价比相对较高等优点。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提出一种模拟可渗透性反应墙的实验柱装置，用于去除地下水中污染溶质的。本技术为解决上述技术问题提出的技术方案是:一种模拟可渗透性反应墙的实验柱装置，其特征是包括:用于去除地下水中污染溶质的可渗透性反应柱、用于改善流态的砂砾石垫层、用于防止水流冲刷的砂砾石保护层、以及柱状壳体，所述砂砾石垫层、可渗透性反应柱、砂砾石保护层自下而上的设置于柱状壳体内，所述柱状壳体的底部开设有入水口，顶部开设有出水口，侧壁开设有取样口，所述取样口上接有取样插头。本技术进一步的改进在于:1、所述可渗透性反应柱为还原铁型反应柱。具体由Fe/Ni双金属材料(还原性铁粉混合微量金属Ni, Ni作为催化剂，Ni含量为2%-5%)、石英砂颗粒混合构成。可渗透性反应柱主要用于去除地下水中的污染物溶质，混合入的石英砂颗粒，可增加Fe/Ni双金属柱体渗透性。2、所述砂砾石垫层具有三层结构，底层为粗垫层，粒径范围为2.0-3.0cm ;中间层为过渡层，粒径范围为0.5-1.0cm ;顶层为细垫层，粒径范围为0.05-0.1cm0其中，粗垫层的主要作用是将入流水柱初步离散；过渡层的主要作用是进一步离散水流，使流态趋向均匀；细垫层的主要作用是均衡水流和过滤杂质。3、所述砂砾石保护层具有两层结构，下层为过渡层，粒径范围为0.5-1.0cm ;上层为压重层，粒径范围为0.05-0.1cm0砂砾石保护层的主要作用是改善水流条件和防止实验柱体中反应材料流失。4、所述柱状壳体由上、中、下三段有机玻璃管相连组成，上段有机玻璃管内装有砂砾石保护层，中段有机玻璃管内装有可渗透性反应柱，下段有机玻璃管内装有砂砾石垫层，相连的有机玻璃管之间通过法兰和螺栓固定连接，法兰连接处设有硅胶垫用于防水。5、上段有机玻璃管的侧壁开设有一个取样口，中段有机玻璃管的侧壁开设有轴向分布的3个取样口，下段有机玻璃管的侧壁开设有一个取样口。可见,3个取样口均勻布置在可渗透性反应柱段，其余2个取样口分别位于砂砾石垫层和砂砾石保护层位置。6、所述取样插头由滤管、取样针头和控制开关组成，其中滤管与取样口螺纹连接。本实验装置的目的是通过抽样方式测量可渗透反应墙对氯苯类化合物的去除效果，同时检验可渗透反应墙的穿透时间。实验过程中，污染的地下水从柱状壳体的底部入水口流入，经过砂砾石垫层后，地下水均匀渗入可渗透性反应柱；可渗透性反应柱内的化学材料(还原性铁粉)和地下水中的氯苯类化合物发生氧化还原反应，最终氯苯类化合物脱氯，浓度降低，同时反应生成的Fe (OH) 3可吸附部分溶质，进一步净化水质。需要抽样时，打开抽样插头上的控制开关，用玻璃针管缓慢抽取适量溶液用于检测分析，抽取完毕后关闭控制开关即可。可见，本实验柱装置结构新颖、操作简单、使用方便，为研究可渗透性反应墙修复地下水技术提供了良好的手段，预计在推出后将受到业内的普遍欢迎。【附图说明】图1为本技术模拟可渗透性反应墙的实验柱装置结构示意图。图2为本技术模拟可渗透性反应墙的实验柱装置剖视示意图。图3为本技术装置的取样插头结构示意图。【具体实施方式】如图1、图2、图3所示，本实施例的模拟可渗透性反应墙的实验柱装置，包括:用于去除地下水中污染溶质的可渗透性反应柱1、用于改善流态的砂砾石垫层、用于防止水流冲刷的砂砾石保护层、以及柱状壳体4，砂砾石垫层、可渗透性反应柱1、砂砾石保护层自下而上的设置于柱状壳体内，柱状壳体4的底部开设有入水口 6-1，顶部开设有出水口 6-2，侧壁开设有取样口 6，取样口 6上接有取样插头5。如图3所示，取样插头5由滤管5-1、取样针头5-2和控制开关5-3组成，其中滤管5-1与取样口 6螺纹连接。柱状壳体4由上、中、下三段有机玻璃管相连组成，上段有机玻璃管内装砂砾石保护层，中段有机玻璃管内装可渗透性反应柱1，下段有机玻璃管内装砂砾石垫层，相连的有机玻璃管之间通过法兰7-1和螺栓7-2固定连接，法兰连接处设有硅胶垫用于防水。上段有机玻璃管的侧壁开设有一个取样口，中段有机玻璃管的侧壁开设有轴向分布的3个取样口，下段有机玻璃管的侧壁开设有一个取样口。3个取样口均勻布置在可渗透性反应柱段，其余2个取样口分别位于砂碌石垫层和砂砾石保护层位置。如图2所示的本实施例中，砂砾石垫层为圆柱体形，直径5cm，高度15cm，且具有三层结构，底层为粗垫层2-1，厚度约10cm，由粒径范围为2.0-3.0cm的卵砾石组成；中间层为第一过渡层2-2，厚度约4cm，由粒径范围为0.5-1.0cm的卵砾石组成；顶层为细垫层2_3，厚度约1cm，由粒径范围为0.05-0.1cm的石英砂组成。其中，粗垫层2_1的主要作用是将入流水柱初步离散；第一过渡层2-2的主要作用是进一步离散水流，使流态趋向均匀；细垫层2-3的主要作用是均衡水流和过滤杂质。砂砾石保护层为圆柱体，直径5cm，高度15cm，具有两层结构，下层为5cm厚的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟可渗透性反应墙的实验柱装置，其特征是包括：用于去除地下水中污染溶质的可渗透性反应柱、用于改善流态的砂砾石垫层、用于防止水流冲刷的砂砾石保护层、以及柱状壳体，所述砂砾石垫层、可渗透性反应柱、砂砾石保护层自下而上的设置于柱状壳体内，所述柱状壳体的底部开设有入水口，顶部开设有出水口，侧壁开设有取样口，所述取样口上接有取样插头。

【技术特征摘要】
1.一种模拟可渗透性反应墙的实验柱装置，其特征是包括:用于去除地下水中污染溶质的可渗透性反应柱、用于改善流态的砂砾石垫层、用于防止水流冲刷的砂砾石保护层、以及柱状壳体，所述砂砾石垫层、可渗透性反应柱、砂砾石保护层自下而上的设置于柱状壳体内，所述柱状壳体的底部开设有入水口，顶部开设有出水口，侧壁开设有取样口，所述取样口上接有取样插头。2.根据权利要求1所述模拟可渗透性反应墙的实验柱装置，其特征在于:所述可渗透性反应柱为还原铁型反应柱。3.根据权利要求1所述模拟可渗透性反应墙的实验柱装置，其特征在于:所述砂砾石垫层具有三层结构，底层为粗垫层，粒径范围为2.0-3.0cm;中间层为过渡层，粒径范围为0.5-1.0cm ;顶层为细垫层，粒径范围为0.05-0.1cm04.根据权利要求1所述模拟可渗透性反应墙的实验柱装置，其特征在于:所...

【专利技术属性】
技术研发人员：展漫军，杭静，赵忠伟，陈斌，吕辉，张磊，
申请(专利权)人：南京市环境保护科学研究院，河海大学，
类型：实用新型
国别省市：