專利名稱：一種可滲透反應墻反應材料篩選裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及地下水污染控制修復領域，具體地，涉及一種可滲透反應墻反應材料篩選裝置。
背景技術：
可滲透反應墻技術是一種為達到一定環境污染治理目標而將特定活性反應介質材料安裝在地面以下的污染處理系統，當受污染的地下水通過時，其中的污染物和反應介質發生物理、化學和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除，將其中的污染物轉化為環境可接受的形式。在可滲透反應墻反應材料安裝在地下之前，需要在室內進行試驗，即根據當地實際的地下水中污染物種類和含量，利用大型柱裝置，確定反應材料的種類、配比和墻體厚度。現有的可滲透反應墻技術存在以下缺陷:(1)現有的可滲透反應墻處理技術主要是針對污染物成分比較簡單的工礦企業污水，針對污染物成分比較復雜的填埋場滲濾液的處理實例較少；(2)現有的可滲透反應墻反應材料配方單一，可處理的污染物類型少，要大大增加墻體厚度才能保證對復雜污水的處理效率，應用于填埋場地下建設成本較高。而且，目前的可滲透反應墻反應材料篩選裝置結構單一，不能實現處理效率和滲透系數的同步測定，因而不能有效推算出反應材料的應用參數。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種可模擬地下環境的可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其主要用于模擬可滲透反應墻反應材料在地下環境條件下與污染物的反應，實現處理效 率和滲透系數的同步測定，從而優化反應材料種類和配比，確定反應材料厚度及壽命，研究污染物與反應材料的反應機制以及污染物在反應材料中的遷移規律。為實現上述目的，本實用新型提供一種可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其包括反應柱和若干個取樣管，其中:反應柱的一端設有密封蓋，另一端與泵相連；取樣管分布于反應柱的側面并與反應柱的內部連通；并且所述取樣管包括水頭取樣管和濃度取樣管，水頭取樣管設于靠近反應柱的兩端的位置。在本實用新型中，先將反應材料填充入反應柱內，再通過泵將污水從反應柱的一端注入，流經反應材料后從反應柱的另一端流出，以模擬反應材料在地下環境條件下與污染物的反應。其中濃度取樣管能夠采集不同位置的污水樣本，檢測污水樣本中污染物的濃度，以計算反應材料對污染物的處理效率；而水頭取樣管用于計算污水樣本通過反應材料后的水頭損失，以計算反應材料的滲透系數。水頭損失是指水流在運動過程中單位質量液體的機械能的損失，能夠通過多種方式測定。其中一種方式是在水頭取樣管上設置已知的水頭測量儀。從成本角度考慮更為優選的是:從分別靠近反應柱兩端設置的水頭取樣管引出沿豎直方向的出水管，并使靠近反應柱進水端的出水管的末端的高度不小于靠近反應柱出水端的水頭取樣管的高度。如此設置下，就能夠通過測量兩條出水管的液面差，來計算兩個位置的水頭差。在一個實施方式中，所述取樣管的管壁與反應柱的柱壁密封相連，以保證壓力不會由此瀉出。在一個實施方式中，所述取樣管的在反應柱內的部分的管壁上設有小孔，并且所述取樣管(優選在反應柱內的部分)內設有脫脂棉。小孔使污水滲入取樣管內，以取得更加均勻的樣本，同時能避免取樣管阻礙污水的流動；脫脂棉能防止反應柱內的材料進入取樣管。優選地，所述小孔均勻地分布在取樣管的管壁上，以進一步加強取樣效果。在一個實施方式中，所述若干個取樣管相互平行設置，從而保證水流的順暢性。優選地，所述取樣管與反應柱相垂直。在一個實施方式中，所述取樣管插入至反應柱的中心。這是因為反應柱的中心位置的反應較均勻。在一個實施方式中,所述取樣管與娃膠管相連,娃膠管上設有閥門，以控制取樣管的開閉。該閥門一般可采用止水夾。在一個實施方式中，所述反應柱通過緩沖器與泵相連。優選地，所述反應柱通過法蘭與緩沖器相連。更優選地，所述法蘭與緩沖器之間設有尼龍網和篩板。緩沖器等的設置能夠對污水樣品進行緩沖，使其恒定均勻地滲入反應柱，避免泵水不穩定。為了更好地模擬地下無光環境，上述裝置的整個外表面上包裹有錫紙。在使用本實用新型的裝置時，通過泵從裝置底部注入污水樣本，測量不同位置取樣管內的污染物濃度和水頭高度，計算單位質量的可滲透反應墻反應材料去除污染物的量，監控反應材料滲透系數的變化，為篩選反應材料的種類，確定反應材料的配比、厚度及壽命提供科學依據。本實用新型 具有結構合理、經濟實用、數據可靠等特點。
圖1為一個示例性的可滲透反應墻反應材料篩選裝置的結構示意圖。圖2為一個示例性的取樣管的結構示意圖。圖3為一個示例性的法蘭部位的剖面圖。
具體實施方式
如圖1所示，在本實用新型的一個示例性實施例中，可滲透反應墻反應材料篩選裝置包括反應柱I和取樣管2，其中反應柱I的一端設有密封蓋13，另一端與泵7相連，取樣管2的一端插入至反應柱I內。可以根據取樣的需求來設置取樣管2的位置與分布(主要指上下的位置，在反應材料不同厚度處采樣，左右都無所謂)，以取得合適的樣品以用于分析。在圖1所示的例子中，取樣管2相互平行等距設置，并且與反應柱I相垂直，均勻交錯地安裝于反應柱I的兩則。取樣管2的一端插入至欲采取樣品之處。在圖1的例子中，取樣管2的一端插入至反應柱I的中心，以取得反應較均勻的樣品。本實用新型的關鍵特征在于所述取樣管2包括水頭取樣管和濃度取樣管，水頭取樣管設于靠近反應柱I的兩端的位置(即需測定水頭的兩個位置)并且分別與長硅膠管11、12相連，多個濃度取樣管設于需采集水樣中污染物濃度的其余位置，并與短硅膠管3相連。長硅膠管11、12、短硅膠管3上均設有閥門4。各個短硅膠管和長硅膠管以閥門4為開關，開口與大氣相連。為了避免污水樣本滲漏和不必要的水頭損失，在本實施例中，取樣管2的管壁與反應柱I的柱壁密封相連。參考圖2，所述取樣管2的在反應柱I內的部分的管壁上均勻分布有小孔2-1，并且所述取樣管2的在反應柱I內的部分內設有脫脂棉2-2。在圖1所示的例子中，反應柱I通過緩沖器10與泵7相連。緩沖器10的頂部設有開口，通過法蘭5安裝在反應柱I的底部。并且如圖3所示，所述法蘭5與緩沖器10之間設有尼龍網和篩板6，尼龍網置于反應材料和篩板之間。緩沖器10的底部中央設有入水口，其中裝有入水管9。入水管9的一端與緩沖器10密封連接，另一端通過入水硅膠管8與泵7相連。泵7與污水樣本相連。所述反應柱I可以是各種形式的反應柱，只要能夠為反應材料與污水樣本提供足夠的反應場所即可。在本實施例中，采用有機玻璃柱作為反應柱I。所述閥門4可以是各種形式的閥門，只要能控制取樣管的開閉。在本實施例中，所述閥門4為止水夾。所述泵7可以是各種形式的泵，只要能夠提供足夠的動力，使污水能夠進入到反應柱內進行反應即可。在本實施例中，所述泵7為蠕動泵。在利用本實施例的裝置進行篩選時，首先打開反應柱I的密封蓋13，根據試驗研究所需，將一定種類、配比、 厚度的可滲透反應墻反應材料放置入反應柱1，合上密封蓋13。保持各個閥門4關閉，將長硅膠管11連接到反應柱I最下方的水頭取樣管，將長硅膠管12連接到反應柱I內材料表面以下的另一個水頭取樣管。打開長硅膠管11和長硅膠管12上的止水夾4，將長硅膠管11和長硅膠管12開口朝上豎直放置，用以觀察水頭高度。打開與反應柱I內材料表面以上的第一個濃度取樣管配套的閥門4，作為出水口，并在其下方放置污水樣本收集容器。用錫紙包裹裝置的整個外表面，將污水樣本連接到泵7，使其恒定均勻地注入裝置。待污水樣本從出水口流出后，分別打開與不同位置的濃度取樣管配套的閥門4，采集不同位置的污水樣本，以檢測污水樣本中污染物的濃度，計算反應材料對污染物的處理效率。測量長硅膠管11和長硅膠管12中污水樣本的液面差，計算污水樣本通過反應材料后的水頭損失，從而獲得反應材料的滲透系數。由反應材料的處理效率和滲透系數，可確定能將污水樣本處理達標的反應材料的種類、配比、厚度，并推算應用于實際的可滲透反應墻的具體參數。
權利要求1.一種可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其特征在于，包括反應柱和若干個取樣管，其中: 反應柱的一端設有密封蓋，另一端與泵相連； 取樣管分布于反應柱的側面并與反應柱的內部連通；并且 所述取樣管包括水頭取樣管和濃度取樣管 ，水頭取樣管設于靠近反應柱的兩端的位置。
2.根據權利要求1所述的可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其特征在于，所述取樣管的管壁與反應柱的柱壁密封相連。
3.根據權利要求1所述的可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其特征在于，所述取樣管的在反應柱內的部分的管壁上設有小孔，并且所述取樣管內設有脫脂棉。
4.根據權利要求1所述的可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其特征在于，所述若干個取樣管相互平行等距設置。
5.根據權利要求1所述的可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其特征在于，所述取樣管插入至反應柱的中心。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其特征在于，所述取樣管與硅膠管相連，硅膠管上設有閥門。
7.根據權利要求1至5中任一項所述的可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其特征在于，所述反應柱通過緩沖器與泵相連。
8.根據權利要求7所述的可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其特征在于，所述反應柱通過法蘭與緩沖器相連。
9.根據權利要求8所述的可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其特征在于，所述法蘭與緩沖器之間設有尼龍網和篩板。
10.根據權利要求1至5中任一項所述的可滲透反應墻反應材料篩選裝置，其特征在于，所述可滲透反應墻反應材料篩選裝置的整個外表面上包裹有錫紙。
專利摘要本實用新型涉及地下水污染控制修復領域，具體地，涉及一種可滲透反應墻反應材料篩選裝置，包括反應柱和若干個取樣管，其中反應柱的一端設有密封蓋，另一端與泵相連；取樣管分布于反應柱的側面并與反應柱的內部連通；并且所述取樣管包括水頭取樣管和濃度取樣管，水頭取樣管設于靠近反應柱的兩端的位置。在使用本實用新型的裝置時，通過泵從裝置底部注入污水樣本，測量不同位置取樣管內的污染物濃度和水頭高度，計算單位質量的可滲透反應墻反應材料去除污染物的量，監控反應材料滲透系數的變化，為篩選反應材料的種類，確定反應材料的配比、厚度及壽命提供科學依據。
文檔編號G01N33/00GK203148820SQ20132020039
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月19日 優先權日2013年4月19日
發明者李雁, 李耀初, 紀紅兵, 周勁風, 吳鵬飛, 周丹, 嚴文菲 申請人:中山大學