CN203981553U - 一种污染泥土修复后评价系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种污染泥土修复后评价系统，本系统设置六个独立反应釜，并将温度传感器、电导率电极、pH电极及氧化还原电位电极设置于反应釜内凹槽中，实现了反应釜内部精确控温，还可同时进行多试样、多参数的试验分析与动态监测，减小平行试验误差，缩短了试验周期，电导率电极、pH电极及氧化还原电位电极均采用耐高温耐酸碱腐蚀电极，大大提高了设备的耐久性及检测的准确性，反应釜底部设置中空网状试样台，满足了相关浸出试验标准的要求。本系统集试验、动态监测于一体，通过对污染泥土修复后在高温、高压、高转速及高浓度条件下进行加速腐蚀试验与分析而达到后评价的目的。
Description
技术领域
本实用新型公开了一种污染泥土修复后评价系统，属于土壤修复后评价设备类。
背景技术
根据环保部发布的全国土壤污染调查公报显示：全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。调查结果显示：在我国土壤污染中，重金属污染占有相当大的比例，且污染严重，急需治理。
在所有重金属污染泥土壤修复技术中，固化/稳定化技术是目前全球范围内应用最为广泛、处理效果最好的修复技术，也是美国环境保护部推荐的目前重金属污染泥泥土“最有效的”修复技术。然而，目前固化/稳定化处理重金属污染泥土的有效性主要基于固化体的短期浸出毒性的验证，而对于固化体中重金属的长期浸出特性鲜有研究，即说明固化/稳定化技术的长期环境风险有待验证，这是固化/稳定化技术的唯一缺陷。
通过现场试验评价固化体的长期环境风险，不仅操作难度大，费用消耗多，而且试验周期过长，根本无法满足现阶段对于固化体长期环境风险的急迫性，因此，重金属污染泥土固化体加速腐蚀试验是在短期内评价固化体长期环境风险最为有效而且最具经济性的选择，也是重金属污染泥土修复后评价最具前瞻性的方法之一。
目前进行加速腐蚀试验的设备比较典型的就是动态腐蚀仪，但目前动态腐蚀仪具有以下几个缺陷：1）目前的动态腐蚀仪主要针对岩石、金属试片的腐蚀速率测定，还没有针对重金属污染泥土固化体加速腐蚀试验相适应的实验设备；2）目前的动态腐蚀仪仅有一个反应釜，在实际操作过程中，多数试验条件下仅能一次测试一个试样，进行平行测试时试验周期长，且难以控制不同平行试验间的认为误差；3）当前反应釜控制与反应反应釜内温度的温度传感器多位于反应釜外壁与加热片之间，未能正确地反应反应釜内溶液的真实温度；4）反应釜内没有内部试样以及腐蚀溶液的监测装置，不能实时监测动态腐蚀过程中，反应釜内部试样与溶液的变化情况。
发明内容
针对上述存在问题，为了提供一种试验周期短、实验误差小、测试精度高且能实现腐蚀过程的动态监测并专用于污染泥土修复后评价的试验系统，本实用新型的目的在于提供一种污染泥土修复后评价系统，为了实现上述目的，其技术解决方案为：
一种污染泥土修复后评价系统，包括支架、控制与显示面板、信号采集与转换系统、反应釜、搅拌系统，所述的反应釜为六个，分两排平行等间距分布于支架的仪器台面上，反应釜内壁设置有两个对称凹槽，温度传感器、电导率电极设置在左侧凹槽内，pH电极、氧化还原电位电极设置在右侧凹槽内，反应釜外壁上包裹有加热片、保温层和反应釜保护壳，加热片位于反应釜外壁和保温层之间，反应釜保护壳位于保温层外侧，反应釜与气压源之间通过高压管线连接，高压管线上设置有进气阀及压力传感器，高压管线上还设置有排气管，排气管上安装有排气阀，搅拌系统包括伺服电机、伺服电机支架、磁力耦合器、搅拌轴与搅拌叶轮，磁力耦合器安装在釜盖上方中心处，磁力耦合器下部连接搅拌轴，搅拌轴位于反应釜内，搅拌轴下端设置搅拌叶轮，磁力耦合器上端通过皮带与伺服电机相连，伺服电机通过伺服电机支架固定于仪器台面上，反应釜底部有试样台，试样台底部设置有排液管，排液管设置有阀门；
控制与显示面板上设置有六组控制显示开关和六个信号采集与转换系统，每个反应釜中的加热片、温度传感器、压力传感器、pH电极、氧化还原电位电极及伺服电机与对应的信号采集与转换系统导线连接；
每一组控制显示开关分别为温度调节显示开关、压力显示屏、转速调节显示开关、溶液参数显示屏，温度调节显示开关、压力显示屏、转速调节显示开关、溶液参数显示屏分别与对应的信号采集与转换系统3导线连接。
所述的电导率电极、pH电极及氧化还原电位电极均采用耐高温耐酸碱腐蚀电极。
所述的试样台呈中空网状正方体。
由于采用了以上技术方案，本实用新型的一种污染泥土修复后评价系统，主要设计出一套针对污染泥土修复后评价的专用设备，采用由独立的控制系统控制的六个反应釜分两排平行等间距组成，结构紧凑，便于操作，同时提高了设备空间利用率，并将温度的传感器、电导率电极、pH电极及氧化还原电位电极放置于反应釜内凹槽中，实现了反应釜内部精确控温，还可同时进行多试样、多参数的试验分析与动态监测，减小平行试验误差，缩短了试验周期，电导率电极、pH电极及氧化还原电位电极采用耐高温耐酸碱腐蚀电极，保证了电极在高温高压及酸性条件下的正常工作的同时，提高了电极在极端条件下测量的准确性，采用网状的试样台放置试样，能够使固化体试样与腐蚀溶液充分接触，便于对动态腐蚀试验过程中对试样表面积与溶液体积比的精确控制，满足了相关浸出标准的要求。本系统集试验、动态监测于一体，通过对污染泥土修复后在高温、高压及高转速的条件下进行加速腐蚀试验与分析而达到后评价的目的。
附图说明：
图1是本实用新型的一种污染泥土修复后评价系统的结构示意图。
图2是反应釜结构图。
具体实施方式
现结合附图对一种污染泥土修复后评价系统的具体工作方式进行详细描述：
一种污染泥土修复后评价系统，包括支架1、控制与显示面板2、信号采集与转换系统3、反应釜4、搅拌系统5，所述的反应釜4为六个，反应釜4可采用海安县石油科研仪器有限公司生产的反应釜，分两排平行等间距分布于支架1的仪器台面11上，采用由独立的控制系统控制的六个反应釜分两排平行等间距组成，结构紧凑，便于操作，同时提高了设备空间利用率。反应釜4内壁13设置有两个对称凹槽12，温度传感器9、电导率电极10设置在左侧凹槽12内，pH电极25、氧化还原电位电极26设置在右侧凹槽12内，将电极放置在凹槽12中，不仅实现了反应釜内液体温度的精确控温，还能够保证在装样及取样过程中，试样不易触碰电极，从而起到对电极的保护作用。反应釜外壁上包裹有加热片14、保温层30和反应釜保护壳20，加热片14位于反应釜4外壁和保温层30之间，反应釜保护壳20位于保温层30外侧，反应釜保护壳20的存在保护了反应釜内部结构不易进水或粉尘，保证了设备的正常工作性。反应釜4与气压源6之间通过高压管线7连接，高压管线7上设置有进气阀28及压力传感器8，高压管线7上还设置有排气管，排气管上安装有排气阀29，高压管线7能够保证管线在高压条件下不发生破裂、漏气等状况，进气阀28与排气阀29的设置方便了反应釜内的加压与卸压。釜体与釜盖27之间采用螺纹连接，釜盖27上设置O型密封圈密封。搅拌系统5包括伺服电机24、伺服电机支架15、磁力耦合器22、搅拌轴18与搅拌叶轮17，磁力耦合器22安装在釜盖27上方中心处，磁力耦合器22下部连接搅拌轴18，搅拌轴18位于反应釜4内，搅拌轴18下端设置搅拌叶轮17，磁力耦合器22与釜盖27连接处采用O型密封圈，保证了反应釜的气密性，磁力耦合器22上端通过皮带23与伺服电机24相连，伺服电机24通过伺服电机支架15固定于仪器台面11上，反应釜4底部有试样台16，试样台16底部设置有排液管21，排液管21设置有阀门19，排液管21的设置方便了实验结束后对溶液的取样。
控制与显示面板2上设置有六组控制显示开关和六个信号采集与转换系统3，每个反应釜4中的加热片14、温度传感器9、压力传感器8、pH电极25、氧化还原电位电极26及伺服电机24与对应的信号采集与转换系统3导线连接。
每一组控制显示开关分别为温度调节显示开关、压力显示屏、转速调节显示开关、溶液参数显示屏，温度调节显示开关、压力显示屏、转速调节显示开关、溶液参数显示屏分别与对应的信号采集与转换系统3导线连接。
所述的电导率电极10、pH电极25及氧化还原电位电极26均采用耐高温耐酸碱腐蚀电极，保证了电极在高温、强酸碱条件下的有效性、测试的准确性以及使用的耐久性。
所述的试样台16呈中空网状正方体，试样台做成中空网状结构，能够使固化体表面与腐蚀溶液充分接触，便于控制腐蚀液体积与固化体表面积的比例，满足固化体浸出测试的试验标准要求。
本实用新型一种污染泥土修复后评价系统工作原理：
实验前确保所有开关处于关闭状态，将制备好固定尺寸的污染泥土固化体试样放在反应釜底部的试样台16上，根据相关标准或要求确定所需要的腐蚀溶液及腐蚀溶液体积，计算好后倒入反应釜4内，旋转釜盖27至紧密状态为止。在控制与显示面板2上对应反应釜4的温度调节显示开关设定反应釜的目标温度并确认，反应釜开始加温，待温度稳定在目标值后，打开气压源6并打开进气阀28，确定排气阀29处于关闭状态，同时观察控制与显示面板2上面压力显示屏上的压力读数达到目标值后，关闭进气阀28，打开伺服电机24，并通过控制与显示面板2上的转速调节显示开关调节伺服电机转速至目标值，记录实验开始时间，即可根据需要的时间间隔，从控制与显示面板2上读取并记录试验过程中腐蚀溶液的pH、电导率及氧化还原电位的变化。实验结束后，关闭伺服电机及控制与显示面板开关，打开排气阀29，待内部气体排完之后，打开釜盖27，取出试样，然后打开阀门（19），在阀门（19）出口处取腐蚀液进行后续分析，实验结束清洗反应釜。
Claims (3)
1.一种污染泥土修复后评价系统，包括支架（1）、控制与显示面板（2）、信号采集与转换系统（3）、反应釜（4）、搅拌系统（5），其特征在于：所述的反应釜（4）为六个，分两排平行等间距分布于支架（1）的仪器台面（11）上，反应釜（4）内壁（13）设置有两个对称凹槽（12），温度传感器（9）、电导率电极（10）设置在左侧凹槽（12）内，pH电极（25）、氧化还原电位电极（26）设置在右侧凹槽（12）内，反应釜外壁上包裹有加热片（14）、保温层（30）和反应釜保护壳（20），加热片（14）位于反应釜（4）外壁和保温层（30）之间，反应釜保护壳（20）位于保温层（30）外侧，反应釜（4）与气压源（6）之间通过高压管线（7）连接，高压管线（7）上设置有进气阀（28）及压力传感器（8），高压管线（7）上还设置有排气管，排气管上安装有排气阀（29），搅拌系统（5）包括伺服电机（24）、伺服电机支架（15）、磁力耦合器（22）、搅拌轴（18）与搅拌叶轮（17），磁力耦合器（22）安装在釜盖（27）上方中心处，磁力耦合器（22）下部连接搅拌轴（18），搅拌轴（18）位于反应釜（4）内，搅拌轴（18）下端设置搅拌叶轮（17），磁力耦合器（22）上端通过皮带（23）与伺服电机（24）相连，伺服电机（24）通过伺服电机支架（15）固定于仪器台面（11）上，反应釜（4）底部有试样台（16），试样台（16）底部设置有排液管（21），排液管（21）设置有阀门（19）；
控制与显示面板（2）上设置有六组控制显示开关和六个信号采集与转换系统（3），每个反应釜（4）中的加热片（14）、温度传感器（9）、压力传感器（8）、pH电极（25）、氧化还原电位电极（26）及伺服电机（24）与对应的信号采集与转换系统（3）导线连接；
每一组控制显示开关分别为温度调节显示开关、压力显示屏、转速调节显示开关、溶液参数显示屏，温度调节显示开关、压力显示屏、转速调节显示开关、溶液参数显示屏分别与对应的信号采集与转换系统（3）导线连接。
2. 如权利要求1所述的一种污染泥土修复后评价系统，其特征在于：所述的电导率电极（10）、pH电极（25）及氧化还原电位电极（26）均采用耐高温耐酸碱腐蚀电极。
3. 如权利要求1所述的一种污染泥土修复后评价系统，其特征在于：所述的试样台（16）呈中空网状正方体。
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2014
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