[发明专利]表层床沙污染物吸附/解吸特性测量装置及其使用方法

权利要求书

1.表层床沙对污染物吸附/解吸特性的测量装置，其特征在于：自内而外包括样品沙盘(4)、样品架(3)、反应筒(2)、集液筒(1)和液体循环部件(6)，液体循环部件(6)由橡胶管(7)和蠕动泵(8)组成，集液筒(1)为上部开洞的圆筒，反应筒(2)为集液筒(1)上部的开洞，反应筒(2)的外壁是集液筒(1)的内壁，反应筒(2)底部开孔并悬空位于集液筒(1)内，反应筒(2)底部与集液筒(1)底部距离大于集液筒(1)总高度的二分之一，反应筒(2)的筒壁上设有排气孔(5)；样品架(3)套置在反应筒(2)内，样品架(3)为框架结构且底部镂空并与反应筒(2)底部的开孔相接；样品沙盘(4)置于样品架(3)上，样品沙盘(4)为中空圆筒且直径与样品架(3)底部直径相同，样品沙盘(4)底部套有塑料编织套；自蠕动泵(8)延伸出的两根橡胶管(7)，一根连接到集液筒(1)底部，另一根连接到反应筒(2)筒壁上，紧贴筒壁固定，上部反应筒(2)内液体通过样品沙进入下部集液筒(1)内，集液筒(1)内液体通过蠕动泵(8)提供动力，进入上部反应筒(2)，形成装置内水循环。

2.根据权利要求1所述的表层床沙对污染物吸附/解吸特性的测量装置，其特征在于：反应筒(2)下底面开孔直径＜样品架(3)底面直径＜反应筒(2)顶面开孔直径，使得反应筒(2)底部支撑样品架(3)，并跟样品架(3)底部紧密相接，实现反应筒(2)内的液体都通过样品沙盘(4)底部渗透到集液筒(1)中。

3.根据权利要求1所述的表层床沙对污染物吸附/解吸特性的测量装置，其特征在于：反应筒(2)筒壁距底部三分之二处有对称的两个排气孔(5)。

4.根据权利要求1所述的表层床沙对污染物吸附/解吸特性的测量装置，其特征在于：样品沙盘(4)从底部套上塑料编织套，在编织套外侧扎上橡皮筋。

5.根据权利要求1或3所述的表层床沙对污染物吸附/解吸特性的测量装置，其特征在于：可以通过控制反应筒(2)筒壁的排气孔(5)的开关和蠕动泵(8)的流量来控制样品沙的渗透速率，实现了床沙的渗透压可控。

6.根据权利要求1所述的表层床沙对污染物吸附/解吸特性的测量装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)准备床沙样品，根据设定的实验床沙厚度，将沙样转移到已固定好塑料编织套的样品沙盘(4)内，或者将现场采集的表层床沙样品按照设定的实验床沙厚度铺设到固定好塑料编织套的样品沙盘(4)内，将样品沙盘(4)放置到样品架(3)上，将样品架(3)放到反应筒(2)中；

2)设定好蠕动泵(8)的流量，若液体通过床沙样品的渗透方式选择为自然渗透，则打开反应筒(2)侧壁排气孔(5)，蠕动泵(8)流量取自然渗透速率根据下式进行计算，一般使蠕动泵(8)流量略大于渗透流量；若液体通过床沙样品的渗透方式选择为加速渗透，则关闭反应筒(2)侧壁排气孔(5)，蠕动泵(8)流量根据下式取设定的加速渗透速率进行计算，实验开始后，蠕动泵(8)流量缓慢增加到预设值；

蠕动泵(8)流量Q的计算公式为：

Q＝π/4×d²×υ×60

式中Q——蠕动泵流量，mL/min，d——样品沙盘内径，cm,

υ——渗透速率，cm/s，自然渗透速率可初步选为5×10^-4cm/s；

3)将准备好的待反应液体全部倒入反应筒(2)中，打开蠕动泵(8)，实验开始计时；

4)在固定时间内通过针管在反应筒(2)中取10mL液体，过0.45μm水系滤膜，测定该时段的液体浓度，以初始浓度与实验结束时液体浓度差计算泥沙吸附/解吸量，记录床沙的吸附/解吸动力学曲线和固定时间内的吸附/解吸量；实验结束后，将样品沙盘(4)中的床沙风干称量，得到表层床沙干重，可以得到单位质量或单位面积床沙吸附/解吸量，结合液体浓度变化，可以得到表层床沙的吸附/解吸特性。