[发明专利]模拟受污染地下水流经可渗透性反应墙的室内实验装置

说明书

技术领域

本发明属于地下污水治理领域，具体的是模拟受污染地下水流经可渗透性反应墙的室内实验装置。

背景技术

水是生命之源，地下水是水资源的重要组成部分，对人类和社会经济的生存发展具有深远意义。地下水污染修复是目前国际环境领域研究的重大热点课题。

可渗透性吸附屏障反应墙是一种原位被动修复技术，由透水的反应介质组成，一般安装于地下水污染羽状体的下游，通常与地下水流相垂直，并且它也可以作为污染地下水的地面处理设施。当地下水在自身水力梯度作用下通过吸附屏障反应墙时，污染物与吸附屏障材料发生各种反应而被去除，从而达到地下水修复的目的。该修复法以其节约成本，且能够在对岩体及土壤不进行大面积扰动的前提下清除地下水中的污染物而备受关注。

模拟可渗透性吸附屏障反应墙的室内实验装置，操作简单、使用方便，为研究可渗透性吸附屏障反应墙修复地下水技术提供了良好的手段。如申请号为201320583241.4的专利申请，公开了一种模拟可渗透性反应墙去除地下水中污染溶质的室内实验系统，包括进水管和模拟可渗透反应墙的实验柱，实验柱装置包括柱状壳体和自下而上设置于实验柱中的砂砾石垫层、用于去除地下水中污染溶质的可渗透性反应柱和用于防止水流冲刷的砂砾石保护层；申请号为201610464148.x的专利申请，公开了一种可调控可渗透性反应墙，其包括由上至下顺序设置的PRB进水区、PRB反应区和位于PRB出水区，在PRB反应区填充有活性介质材料污水通过PRB进水区进入，通过PRB反应区渗透处理，处理过的污水由PRB出水区排出。

以上实验柱装置的装填方式普遍存在的不足在于：因屏障吸附材料层渗透性较弱部分污染液会不流经下部的可渗透性反应柱直接沿柱状壳体柱壁渗流而下(如图2所示,有部分污染液会以箭头方向沿着柱状壳体内壁向下渗流)而造成污染液直接向外泄露，故，该实验柱的实验结果无法真实反应屏障材料的吸附效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供模拟受污染地下水流经可渗透性反应墙的室内实验装置，避免污染液沿壳体内壁流过而不经过可渗透性屏障材料反应墙。

本发明采用的技术方案是：模拟受污染地下水流经可渗透性反应墙的室内实验装置，包括竖直设置的可渗透反应柱，可渗透反应柱一端为进水端，另一端为出水端；可渗透反应柱包括壳体和填充于壳体内腔的可渗透性吸附屏障反应墙；所述可渗透性吸附屏障反应墙包括高度为a的注水段和位于注水段下方高度为b的渗透段；所述注水段包括贴合壳体内壁的辅助屏障材料层，所述辅助屏障材料层环绕壳体轴线围成沿壳体轴向延伸的污染液加注孔。

进一步的，所述注水段还包括石英砂防护层，所述石英砂防护层铺设于污染液加注孔的内壁和底部，所述石英砂防护层的内壁到壳体内壁的距离为c。

进一步的，所述渗透段包括N层石英砂层和N+1层屏障材料层；所述屏障材料层和石英砂层间隔布置。

进一步的，a:b＝1:1.5～4。

进一步的，a:c＝1:0.25～1。

进一步的，所述N位于1-4之间。

进一步的，在可渗透性吸附屏障反应墙的下方设有隔滤层。

进一步的，设有与污染液加注孔连通的进水管，在进水管上设有蠕动泵。

进一步的，设有安装于出水端的出水管，在出水管上设有流量计和取样口。

进一步的，在进水管位于污染液加注孔的一端安装有花洒状喷头。

本发明的有益效果是：本发明，通过将注水段设计成包括贴合壳体内壁的辅助屏障材料层，并使辅助屏障材料层环绕壳体轴线围成沿壳体轴向延伸的污染液加注孔避免了污染液沿壳体内壁渗流，使得污染液从上而下均匀渗入吸附屏障材料反应柱，从而确保了吸附屏障材料良好作用，提高了实验的准确性。而且污染液自上而下均匀渗入吸附屏障材料，更符合实际工程应用中受污染地下水渗入可渗透反应墙的方式。室内通过蠕动泵调节不同的进水速度，有益于通过室内模拟去确定受污染地下水流经可渗透反应墙的最佳流速，既保障渗透反应墙对污染物的高去除率又便于处理液的及时排出。通过从出水管的取样口定时取处理液监测，同时流量计记录特定时间段的流量，实时监测屏障失效的时间，进而计算一定渗流速率下某时段内可渗透性反应墙中屏障材料的吸附量。该实验结果将为野外可渗透性反应墙的设计和工程实施(特别是渗流速率、径向宽度和纵向厚度，吸附屏障材料的用量以及更换时间等要素)提供重要依据

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为现有技术污染液渗流示意图。