[发明专利]一种用于纳米材料原位含水层注入的实验系统及方法

权利要求书

1.一种用于纳米材料原位含水层注入的实验系统，其特征在于，它包括纳米材料配制装置、注入装置、运移模拟装置和监测装置；

该纳米材料配制装置包括材料配制箱，该材料配制箱上部设有可掀起或扣合的第一密封盖，该第一密封盖布设有第一进气管、加液管、搅拌器、加热棒和加药口；该第一进气管分别通过带控制阀的气体管路连接氮气瓶和氧气瓶；该材料配制箱下部设有带控制阀的第一出水口；

该注入装置包括气动隔膜泵、空压机及注入井；该气动隔膜泵的进液口与该第一出水口相连，出液口通过带控制阀和流量计的管路与该注入井连接；该气动隔膜泵的进气口通过空气管与该空压机的输气口连接；该注入井为PPR材料的管体，该管体下端沿圆周对称开设有小孔，并用不锈钢纱网包裹；该注入井上端与该气动隔膜泵连接的管路上设有逆止阀；

该运移模拟装置包括供水机构、运移模拟机构和废液回收箱；该供水机构包括储水箱，该储水箱上部设有可掀起或扣合的第二密封盖，该第二密封盖布设有进水管、第二进气管、第一水质监测探头；该第二进气管分别通过带控制阀的气体管路连接氮气瓶和氧气瓶；该运移模拟机构包括长方体箱，填充有含水层介质；该长方体箱一侧上方设有进水口，该进水口与该储水箱底部的第二出水口通过带有控制阀和蠕动泵的管路连接；该长方体箱另一侧设有第三出水口，与该废液回收箱通过带控制阀的管路连接；该注入井插设于该长方体箱的顶面，并靠近该进水口，底端与该长方体箱底面接触；

该监测装置包括监测井、第二水质监测探头及水质监测仪；该监测井为PPR材料的管体，该管体下端沿圆周对称开设有小孔，并用不锈钢纱网包裹；多个该监测井插设于该长方体箱的顶面，底端与该长方体箱底面接触；各监测井中布设有能在线监测水质参数的第二水质监测探头，该第一水质监测探头和各第二水质监测探头均连接至该水质监测仪。

2.根据权利要求1所述的用于纳米材料原位含水层注入的实验系统，其特征在于：所述长方体箱的进水口和第三出水口内侧均设有配水板，该配水板布设有通孔，该配水板与该长方体箱侧壁之间填充有石英砂。

3.根据权利要求1所述的用于纳米材料原位含水层注入的实验系统，其特征在于：所述监测装置还包括地下水取样器，设于所述监测井内。

4.根据权利要求1所述的用于纳米材料原位含水层注入的实验系统，其特征在于：所述注入井和监测井的管径为50mm，长度为550mm，所述注入井的下部开设的小孔的孔径为2mm，每列小孔中心间距为10mm。

5.根据权利要求1所述的用于纳米材料原位含水层注入的实验系统，其特征在于：所述监测井布设于注入井上下游，为6排共计18个，各排与所述长方体箱设有进水口的侧壁之间的间距依次为150mm、350mm、450mm、550mm、750mm、950mm，且每排设有3个间距为200mm的监测井。

6.根据权利要求1所述的用于纳米材料原位含水层注入的实验系统，其特征在于：所述第二水质监测探头包括pH、溶解氧、氧化还原电位、电导率、水温及水位监测探头中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的用于纳米材料原位含水层注入的实验系统，其特征在于：所述材料配制箱为不锈钢的箱体，尺寸为：长200mm，宽200mm，高200mm；所述储水箱为有机玻璃板的箱体，尺寸为：长400mm，宽400mm，高500mm，并且四周设有用于加固支撑的不锈钢方管；所述长方体箱为有机玻璃板的箱体，尺寸为：长1100mm，宽600mm，高500mm，并且四周设有用于加固支撑的不锈钢方管。

8.根据权利要求1所述的用于纳米材料原位含水层注入的实验系统，其特征在于：所述进水口和第三出水口均位于所述长方体箱的中轴线上，且该第三出水口的数目为3个，位于不同高度，并设有可控制流量的阀门。