[发明专利]铬污染场地土壤-地下水协同修复处理模拟系统及方法

权利要求书

1.一种铬污染场地土壤-地下水协同修复处理模拟系统，其特征在于，包括协同模拟装置和数据采集装置；

所述协同模拟装置的主体为无盖箱体；所述无盖箱体的内腔底部填充有覆盖整个内腔底面的活性污泥(12)，用于在内腔底部模拟形成隔水层；所述无盖箱体在两个相对的侧面上分别开设有进水口(9)和出水口(10)，且进水口(9)和出水口(10)的高度均高于所述隔水层，进水口(9)和出水口(10)之间形成横向贯通整个内腔的地下水模拟流道(8)，所述地下水模拟流道(8)所在高度范围用于模拟地下水层；所述进水口(9)和出水口(10)的上方水平布置有透水支撑层(7)，透水支撑层(7)上方填充有一层石英砂层，用于模拟饱水层；所述石英砂层上表面覆盖有透水土工布(6)；所述无盖箱体的内腔顶部水平设置有一块地下水布水板(2)，地下水布水板(2)上均匀开设有布水孔，所述地下水布水板(2)与透水土工布(6)之间用于填充污染土壤(1)以形成土壤层，且所述无盖箱体的侧壁在地下水布水板(2)和透水土工布(6)之间高度范围内开设有若干个土壤采样口(4)和若干对修复材料输送提出口(3)；每一对修复材料输送提出口(3)分别开设于无盖箱体的两个相对侧壁上，且一一对应设置，每一对修复材料输送提出口(3)中均能够插入一条横向贯通整个无盖箱体的中空采集管，每个修复材料输送提出口(3)均能够独立控制开闭；所述进水口(9)连接带有进水泵(14)的进水管，所述出水口(10)连接带有出水泵(13)的出水管；所述地下水模拟流道(8)出口所在的无盖箱体侧壁上开设有地下水提水口(11)，且地下水提水口(11)通过带有地下水抽提装置(16)的抽提管连接喷淋装置(22)，所述喷淋装置(22)设置于所述无盖箱体的顶部，用于将从所述地下水模拟流道(8)中抽提的模拟地下水喷淋至地下水布水板(2)上；所述透水支撑层(7)与透水土工布(6)上均匀开设有透水孔，用于供喷淋水渗入所述地下水模拟流道中；

所述数据采集装置包括微生物燃料电池传感器(17)和理化参数传感器(18)，所述微生物燃料电池传感器(17)和理化参数传感器(18)均通过在所述无盖箱体上开设传感器监测口(5)进行安装，且均通过数据线(21)连接电信号采集模组(19)；所述微生物燃料电池传感器(17)安装于所述地下水模拟流道(8)中，用于实时监测地下水中铬污染物浓度；所述理化参数传感器(18)有多组，分别安装于所述地下水模拟流道(8)以及所述土壤层的不同位置，且每一组理化参数传感器(18)中包含温度、盐度、Eh和pH传感器，用于实时监测安装位置的温度、盐度、Eh和pH。

2.如权利要求1所述的铬污染场地土壤-地下水协同修复处理模拟系统，其特征在于，所述透水土工布(6)倾斜布置，且透水土工布(6)和透水支撑层(7)之间的石英砂层厚度从进水口(9)向出水口(10)一侧渐缩，用于模拟不同厚度饱水层。

3.如权利要求2所述的铬污染场地土壤-地下水协同修复处理模拟系统，其特征在于，所述透水土工布(6)和透水支撑层(7)上开设的透水孔直径为2mm～4mm；所述透水土工布(6)的倾斜角为15°。

4.如权利要求1所述的铬污染场地土壤-地下水协同修复处理模拟系统，其特征在于，所述微生物燃料电池传感器(17)有两组，每一组微生物燃料电池传感器(17)均包含碳毡材质的阴极和阳极，阳极插入活性污泥(12)中，而阴极置于地下水模拟流道(8)中；一组微生物燃料电池传感器(17)连接于并联的电阻和电信号采集模组(19)上，另一组微生物燃料电池传感器(17)直接连接在电信号采集模组(19)上。

5.如权利要求1所述的铬污染场地土壤-地下水协同修复处理模拟系统，其特征在于，所述电信号采集模组(19)通过数据线(21)连接上位机(20)，用于存储所述微生物燃料电池传感器(17)和理化参数传感器(18)的监测数据。

6.如权利要求1所述的铬污染场地土壤-地下水协同修复处理模拟系统，其特征在于，所述修复材料输送提出口(3)、土壤采样口(4)和传感器监测口(5)均为多个，在所述无盖箱体的侧壁上均匀布设。