專利名稱：一種不同溫度條件下垃圾填埋場排水層淤堵模擬試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種不同溫度條件下垃圾填埋場排水層淤堵模擬試驗裝置。
背景技術：
滲濾液導排系統(Leachate Collection and Drainage Systems，簡稱 LCDS)的作 用是及時有效地排出由雨水入滲和垃圾降解產生的滲濾液，控制襯墊層上的水頭在設計值 內(一般取30cm，GB16899-2008 ；US EPA, 1985)，從而減小滲濾液滲漏并保證填埋場安全運 行。由于填埋場運行過程中物理、化學、生物因素的影響，滲濾液導排系統中排水層會發生 不同程度的淤堵，造成孔隙體積減小甚至堵塞，導致導排層滲透系數發生變化，從而無法實 現預期的導排功能。排水層淤堵將直接導致填埋場內滲濾液水位升高，使底部襯墊層上的 水頭遠遠大于設計值。為研究填埋場排水層淤堵機理及其影響因素，國內外學者進行了很多室內試驗， 較常見的是垃圾柱試驗。目前，垃圾柱試驗可以研究排水材料粒徑和級配、滲濾液流速、濃 度和溫度對淤堵的影響。但由于試驗裝置限制等原因，對于溫度影響的研究還局限在中、低 溫的情況，對于高溫情況下排水層淤堵研究遠不足。而事實上，尤其是國內，填埋場底部的 溫度往往很高。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種能在不同溫度條件下垃圾填埋場排水層淤堵模 擬試驗裝置。本實用新型采用的技術方案本實用新型將內裝有砂礫石的圓筒，放置于盛滿水的水箱中，水箱外部裝有溫度 自動電控箱，溫度自動電控箱分別與插入水箱上部的溫度傳感器和水箱下部的電熱管連 接；所述圓筒下部設有透水板，與底板形成一密閉空腔，試驗用的滲濾液經蠕動泵加壓后與 空腔側壁開的滲濾液進口連接，圓筒頂部蓋有密封蓋板并設有通氣孔，圓筒上部開有滲濾 液出口，裝有砂礫石部分的圓筒側壁均勻開有3個以上的孔，每個孔分別裝有接頭，每個接 頭的一端分別與插入砂礫石的多孔管連接，每個接頭的另一端與安裝在水箱側壁的三通閥 的一端連接，三通閥的第二端接排水管，三通閥的第三端與水箱外面的測壓管相連，每個測 壓管和通氣孔均與氣體收集袋連接。所述的水箱外部裝有循環泵，循環泵進口設置在水箱下部，出口設置在上部。所述 的裝有砂礫石部分的圓筒側壁均勻開有3-10個孔。本實用新型具有的有益效果是本實用新型有效地控制溫度，模擬填埋場砂礫石排水層的淤堵機理和發展過程， 分析各種不同溫度、粒徑、滲濾液流速、濃度條件、有無土工布對淤堵的影響。本實用新型能 測定排水砂礫石排水孔隙度、滲透系數、以及其中滲濾液的生物化學參數測量(例如Ca2+、 C0D、B0D、有機揮發酸的濃度)。同時，同一溫度條件下多組試驗可以同時進行，有效節約資源，提高效率。
附圖是本實用新型的結構原理示意圖。圖中1-1滲濾液進口，1-2透水板，1-3圓筒，1-4滲濾液出口，2-1水箱，2-2循環 泵，2-3電熱管，2-4溫度傳感器，2-5溫度自動電控箱，3-1多孔管，3-2三通閥，3_3測壓管， 3-4通氣孔，3-5氣體收集袋
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如附圖所示，本實用新型將內裝有砂礫石的圓筒1-3，放置于盛滿水的水箱2-1 中，水箱2-1外部裝有循環泵2-2和溫度自動電控箱2-5，溫度自動電控箱2-5分別與插入 水箱2-1上部的溫度傳感器2-4和水箱2-1下部的電熱管2-3連接，循環泵2_2進口設置 在水箱2-1下部，出口設置在上部，循環泵2-2加速上下水流流動，溫度自動控制箱2-5接 收溫度傳感器2-4的溫度數據并自動控制加電熱管2-3來實現恒溫；所述圓筒1-3下部設 有透水板1-2，與底板形成一密閉空腔，試驗用的滲濾液經蠕動泵加壓后與空腔側壁開的滲 濾液進口 1-1連接，圓筒1-3頂部蓋有密封蓋板并設有通氣孔3-4，圓筒1-3上部開有滲濾 液出口 1-4，裝有砂礫石部分的圓筒1-3側壁均勻開有3個以上的孔，每個孔分別裝有接頭， 每個接頭的一端分別與插入砂礫石的多孔管3-1連接，每個接頭的另一端與安裝在水箱側 壁的三通閥的一端連接，三通閥的第二端接排水管，三通閥的第三端與水箱2-1外面的測 壓管3-3相連，每個測壓管3-3和通氣孔1-4均與氣體收集袋3-5連接。在試驗過程中，可 以通過測量裝置獲得排水層的淤堵情況參數，通過三通閥3-2與排水管連接的通道可以排 出特定部位的滲濾液，測量COD、B0D、PH、Ca2+、有機揮發酸的濃度，測量排水孔隙度；通過測 壓管3-3可以測量排水砂礫石的滲透系數。溫度自動控制箱2-5根據實驗需要，可在市場 上選購。所述的裝有砂礫石部分的圓筒1-3側壁均勻開有3-10個孔，本實施例中圓筒1-3 側壁均勻開有7個孔。如附圖所示，排水砂礫石筒體裝置包括筒體1-3下部的滲濾液進口 1-1，透水板 1-2，圓筒1-3上部的滲濾液出口 1-4。透水板1-2為鉆有小孔的薄鋼板，既可以支撐上部的 砂礫石，又可以與底板形成滲濾液的儲蓄池，其上放置土工布還可以研究一維條件下土工 布對淤堵的影響。滲濾液進口位于筒體下面，可以保證滲濾液自下而上漫過砂礫石，保證飽 和。如附圖所示，所述的熱水水浴溫度控制裝置包括水箱2-1中放滿水，循環泵2-2 加速上下水流流動，為圓筒1-3提供一個均勻的溫度環境，2-4水溫溫度傳感器可以實時測 得水溫，并傳給溫度自動電控箱2-5，當水溫低于設定溫度時，溫度自動電控箱2-5會自動 控制加熱管2-3電路來實現加熱。如附圖所示，所述的測量裝置包括裝有砂礫石部分的圓筒1-3側壁均勻開有3個 以上的孔，每個孔分別裝有接頭，每個接頭的一端分別與插入砂礫石的多孔管3-1連接，多 孔管3-1長度是柱體1-3的半徑長度，為細管上面打小孔而成，可以防止砂礫石對柱體1-3側面連接測量裝置3的導管的堵塞，同時還可以防止砂礫石中水分不能有效排出，每個接 頭的另一端與安裝在水箱側壁的三通閥的一端連接，三通閥的第二端接排水管，三通閥的 第三端與水箱2-1外面的測壓管3-3相連，每個測壓管3-3和通氣孔1-4均與氣體收集袋 3-5連接，測壓管3-3和收集袋連通，可以保證厭氧條件和壓力平衡。試驗過程中，控制三通閥開關使三通閥的端口和測壓管3-3相聯通。試驗用的滲 濾液通過蠕動泵進入滲濾液進口 1-1，不斷積聚直至沒過透水板1-2，進入柱體的砂礫石 中，最后由滲濾液出口 1-3排出。由滲濾液流動過程中的水頭損失(即測壓管3-3的水頭 差)以及滲濾液的流速而得到特定部位砂礫石的滲透系數，從而得到不同部位砂礫石的淤 堵情況。當測量排水孔隙度時，先關掉正在運行的蠕動泵，而后打開最上面的三通閥至排水 管通道，測量流出滲濾液的體積。待液體不再流出后，再打開下面的三通閥，依次下去而得 到不同部位砂礫石的排水量。排水量除以砂礫石的總體積，即可得到這部分砂礫石的排水 孔隙度。由該排水通道，可以獲得不同部位砂礫石中的滲濾液，測量C0D、B0D、PH、Ca2+、有機 揮發酸的濃度等，進而研究砂礫石淤堵的機理。一個水箱中可以設定一個溫度，可放置多個柱體和多個測量裝置，進行相同溫度 條件下多組比較試驗。幾個不同的水箱，可以設定不同溫度，可以進行不同溫度條件下的多 組比較試驗。本實用新型通過砂礫石筒體裝置，水浴溫度控制裝置，測量裝置模擬設定溫度的 條件下垃圾填埋場排水層淤堵，通過水浴可以提供一個均勻的溫度場，測壓管可以測量滲 透系數，排水管可以獲取不同部位的滲濾液。本實用新型可測量不同溫度條件下砂礫石 的滲透系數、排水孔隙度，通過對氣體和滲濾液的收集，可以測定氣體組成和含量、滲濾液 C0D、B0D、PH、Ca2+、有機揮發酸的濃度等，為研究垃圾填埋場排水層淤堵機理提供基本參數。
權利要求一種不同溫度條件下垃圾填埋場排水層淤堵模擬試驗裝置，其特征在于將內裝有砂礫石的圓筒(1 3)，放置于盛滿水的水箱(2 1)中，水箱(2 1)外部裝有溫度自動電控箱(2 5)，溫度自動電控箱(2 5)分別與插入水箱(2 1)上部的溫度傳感器(2 4)和水箱(2 1)下部的電熱管(2 3)連接；所述圓筒(1 3)下部設有透水板(1 2)，與底板形成一密閉空腔，試驗用的滲濾液經蠕動泵加壓后與空腔側壁開的滲濾液進口(1 1)連接，圓筒(1 3)頂部蓋有密封蓋板并設有通氣孔(3 4)，圓筒(1 3)上部開有滲濾液出口(1 4)，裝有砂礫石部分的圓筒(1 3)側壁均勻開有3個以上的孔，每個孔分別裝有接頭，每個接頭的一端分別與插入砂礫石的多孔管(3 1)連接，每個接頭的另一端與安裝在水箱側壁的三通閥(3 2)的一端連接，三通閥(3 2)的第二端接排水管，三通閥(3 2)的第三端與水箱(2 1)外面的測壓管(3 3)相連，每個測壓管(3 3)和通氣孔(1 4)均與氣體收集袋(3 5)連接。
2.根據權利要求1所述的一種不同溫度條件下垃圾填埋場排水層淤堵模擬試驗裝 置，其特征在于所述的水箱(2-1)外部裝有循環泵(2-2)，循環泵(2-2)進口設置在水箱 (2-1)下部，出口設置在上部。
3.根據權利要求1所述的一種不同溫度條件下垃圾填埋場排水層淤堵模擬試驗裝置， 其特征在于所述的裝有砂礫石部分的圓筒(1-3)側壁均勻開有3-10個孔。
專利摘要本實用新型公開了一種不同溫度條件下垃圾填埋場排水層淤堵模擬試驗裝置。將內裝有砂礫石的圓筒放置于水箱中，水箱外部裝有溫度自動電控箱，分別與溫度傳感器和電熱管連接；圓筒下部設有透水板，與底板形成密閉空腔，空腔側壁開的滲濾液進口連接，圓筒頂部蓋有密封蓋板并設有通氣孔，圓筒上部開有滲濾液出口，圓筒側壁均勻開有3個以上的孔，每個孔分別裝有接頭，接頭的一端與插入砂礫石的多孔管連接，另一端與安裝在水箱側壁的三通閥的一端連接，三通閥的第二、三端分別接排水管、測壓管，每個測壓管和通氣孔均與氣體收集袋連接。本實用新型能測定排水砂礫石排水孔隙度、滲透系數、以及其中滲濾液的生物化學參數測量。
文檔編號G01N33/00GK201673106SQ20102020279
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月25日 優先權日2010年5月25日
發明者柯瀚, 王順玉, 詹良通, 陳云敏, 顧高莉, 黃錦舒 申請人:浙江大學