[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

说明书

本发明提供了一种铬污染场地土壤‑地下水协同修复处理模拟系统及方法。本发明的模拟系统包括协同模拟装置和数据采集装置。本发明可实现利用材料化学固定稳定化对铬污染场地土壤‑地下水进行原位协同修复场地中污染物去除的全过程模拟。本发明在利用装置模拟铬污染场地土壤‑地下水原位修复过程中，通过微生物燃料电池传感器能够低成本、及时检测污染物浓度变化并直观反映土壤与地下水协同修复的过程，以探明土壤返黄及拖尾现象的机理，提供一种铬污染场地土壤‑地下水协同修复处理模拟装置及铬污染场地土壤—地下水协同修复的方法，为实际场地原位一体化修复提供理论支撑。

技术领域

本发明属于重金属污染场地修复过程中污染物去除研究技术领域，具体涉及一种铬污染场地土壤-地下水协同修复处理模拟系统及方法

背景技术

铬盐作为重要的工业原材料，在电镀等行业广泛使用。

现有的实际场地修复技术普遍为异位修复，抽提地下水单独处理，操作复杂，修复成本高，且在土壤污染修复工程中，发现修复后的土壤会产生“返黄”现象，即Cr(VI)浸出浓度修复达标后再次升高的情况，“返黄”现象无疑导致修复工程难度增大，也存在场地修复过度，导致土体剩余大量的还原剂二次污染土壤等实际场地修复问题。因此，明确铬污染场地土壤铬迁移转化及修复后“返黄”机理，进而防止CI(VI)浓度反弹，提升修复效果，同时节省修复成本绿色节能发展，是当前铬污染土壤治理的关键问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中的不足，提供一种铬污染场地土壤-地下水协同修复处理模拟系统及方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种铬污染场地土壤-地下水协同修复处理模拟系统，其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，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和出水口，且进水口和出水口的高度均高于所述隔水层，进水口和出水口之间形成横向贯通整个内腔的地下水模拟流道，所述地下水模拟流道所在高度范围用于模拟地下水层；所述进水口和出水口的上方水平布置有透水支撑层，透水支撑层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；所述无盖箱体的内腔顶部水平设置有一块地下水布水板，地下水布水板上均匀开设有布水孔，所述地下水布水板与透水土工布之间用于填充污染土壤以形成土壤层，且所述无盖箱体的侧壁在地下水布水板和透水土工布之间高度范围内开设有若干个土壤采样口和若干对修复材料输送提出口；每一对修复材料输送提出口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均能够独立控制开闭；所述进水口连接带有进水泵的进水管，所述出水口连接带有出水泵的出水管；所述地下水模拟流道出口所在的无盖箱体侧壁上开设有地下水提水口，且地下水提水口通过带有地下水抽提装置的抽提管连接喷淋装置，所述喷淋装置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中抽提的模拟地下水喷淋至地下水布水板上；所述透水支撑层与透水土工布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和理化参数传感器，所述微生物燃料电池传感器和理化参数传感器均通过在所述无盖箱体上开设传感器监测口进行安装，且均通过数据线连接电信号采集模组；所述微生物燃料电池传感器安装于所述地下水模拟流道中，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有多组，分别安装于所述地下水模拟流道以及所述土壤层的不同位置，且每一组理化参数传感器中包含温度、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。

作为优选，所述透水土工布倾斜布置，且透水土工布和透水支撑层之间的石英砂层厚度从进水口向出水口一侧渐缩，用于模拟不同厚度饱水层。