CN209156707U - 温度可控的污染土淋洗修复装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种温度可控的污染土淋洗修复装置，包括恒压瓶、可调节高度三脚架、淋洗柱和淋洗液收集容器；恒压瓶的瓶身顶面开有注液口，并配有密封塞；瓶身顶面另开有小孔并固定有向瓶内延伸的出气管，出气管延伸至靠近瓶底面；恒压瓶壁上靠近内底面处设有出水口，出气管最低处低于出水口最低处；恒压瓶外侧包裹柔性加热板并通过导线连接温控器；恒压瓶下方设有可调节高度三脚架。本实用新型的有益效果是：本装置通过运用马氏瓶的恒压原理制作了恒压瓶，为实验提供了恒定的流速，恒压瓶结构简单易制作，同时考虑了压力水头，能明确的得到渗透系数，水力梯度，流速这些参数，更适合现场参考使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及污染土原位淋洗修复技术领域，尤其涉及一种温度可控的污染土淋洗修复装置。
背景技术
长期以来，由于我国经济发展方式粗放，产业结构和布局不合理，污染物排放总量居高不下，部分地区土壤污染严重，对农产品质量和人体健康构成了严重威胁。2014年4月17日发布的《全国土壤污染状况调查公报》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。全国土壤总的超标率为16.1％，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8％。
现场土的渗透系数和水力梯度是原位处理时需要的现场参数，使用蠕动泵进行实验不易确定污染土的渗透系数与水力梯度，实验结论难以应用于实际工程中。因此迫切需要寻求污染土治理的有效措施。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种温度可控的污染土淋洗修复装置，解决了使用蠕动泵进行实验不易确定污染土的渗透系数与水力梯度，实验结论难以应用于实际工程中的问题。
这种温度可控的污染土淋洗修复装置，包括恒压瓶、可调节高度三脚架、淋洗柱和淋洗液收集容器；
恒压瓶的瓶身顶面开有注液口，并配有密封塞；瓶身顶面另开有小孔并固定有向瓶内延伸的出气管，出气管延伸至靠近瓶底面；恒压瓶壁上靠近内底面处设有出水口，出气管最低处低于出水口最低处；恒压瓶外侧包裹柔性加热板并通过导线连接温控器；
恒压瓶下方设有可调节高度三脚架，可调节高度三脚架包括支撑圆板、螺帽和支脚，支脚上端装有螺帽并拧入支撑圆板的小孔内；
淋洗柱包括淋洗柱出液口支管、淋洗柱填装段和淋洗柱进液口支管；恒压瓶的出水口与三通式管接头通过第一PVC软管连接，三通式管接头与淋洗柱进液口支管通过第二PVC软管连接，第二PVC软管上设有止水夹；淋洗柱填装段与淋洗柱进出液口支管通过法兰连接，法兰间铺设PVC密封衬垫；淋洗柱填装段中部为污染土层，污染土层上下端为厚透水石层，淋洗柱填装段侧壁均匀涂抹有凡士林；淋洗柱填装段外侧设有中空的有机玻璃层，中空层通过预留的小孔注水并密封；有机玻璃层外侧包裹柔性加热板并通过导线连接温控器；淋洗柱出液口支管通过第三PVC软管与淋洗液收集容器连接。
作为优选：恒压瓶的瓶身为圆柱形结构。
作为优选：支脚垂直于地面部分带有螺纹，无螺纹部分与地面呈45°角。
作为优选：PVC软管的连接处采用防水胶带缠绕。
作为优选：三通式管接头的其中两接头分别连接第一PVC软管和第二PVC软管，另一接头设置密封塞。
作为优选：淋洗柱进液口支管处设置法兰盖，法兰处设置支脚，淋洗柱填装段与淋洗柱进液口支管通过法兰连接，法兰间铺设第二PVC密封衬垫，并通过螺栓固定法兰；淋洗柱出液口支管与淋洗柱填装段通过法兰连接，法兰间铺设第一PVC密封衬垫，并通过螺栓固定法兰。
作为优选：淋洗液收集容器为带盖子的容器，盖子中间开有便于PVC软管进入的小孔。
本实用新型的有益效果是：
1、本装置通过运用马氏瓶的恒压原理制作了恒压瓶，为实验提供了恒定的流速，恒压瓶结构简单易制作，同时考虑了压力水头，能明确的得到渗透系数，水力梯度，流速这些参数，更适合现场参考使用。
2、本装置在淋洗柱填装段外侧设有一圈含水的有机玻璃层，解决了柔性加热板直接包裹在淋洗柱填装段外侧，各部分土壤温度差异大的问题。在恒压瓶外侧连接温控设备，便于控制淋洗剂和土体的温度，改良土体渗透性能并提高淋洗修复的效率。在填装土样前，淋洗柱侧壁均匀涂抹了一层凡士林，透水石层放入前，在其外侧套上一层乳胶膜，解决了淋洗液和土体无法充分接触反应，淋洗液优先从侧壁流出的问题。连接淋洗柱进液口支管与恒压瓶的PVC软管上设有三通式管接头，解决了在补充淋洗液时恒压瓶出水口的流速发生剧烈变化而引起实验误差的问题。淋洗柱填装段与进液口支管和出液口支管都是采用法兰连接，法兰间铺设PVC密封衬垫，通过螺栓固定法兰，保证整个淋洗柱处于密封状态，填充段土体上下受到稳定压力，解决了土体随水流出现浮动的问题。
3、淋洗液从土柱底端注入顶端流出，解决了淋洗过程中淋洗液易优先从侧壁流动，无法与土体充分接触的问题。并对淋洗液和土体进行了加热处理，提高了土体的渗透性，并且可以使某些淋洗剂与污染物的化学反应加速从而更有效地将污染物从土体中清除，使淋洗修复效率最大化。改进后的淋洗柱易拆卸清洗，处理后土样能完整取出用于分析。
4、本实用新型的淋洗修复技术可异位或原位修复污染土，可同时处理重金属和有机污染物，修复后的土体可再次安全利用，具有广泛的应用前景。
5、本实用新型拟在实验室模拟污染土的现场修复，利用小型实验室实验先行模拟，可以根据实验室获取的基本参数预测现场实际淋洗修复的效果，以便为污染土体现场修复工作提供参考依据。
6、本实用新型与传统污染土体淋洗装置相比淋洗效率高，结构简单，可模拟原位淋洗修复污染土，并可应用于低渗透性的污染土体。
附图说明
图1为本实用新型温度可控的污染土淋洗修复装置的结构示意图；
图2为淋洗柱剖面结构示意图。
附图标记说明：恒压瓶1、出气管2、密封塞3、出水口4、可调节高度三脚架5、支撑圆板6、螺帽7、支脚8、第一PVC软管9A、第二PVC软管9B、第三PVC软管9C、三通式管接头10、止水夹11、淋洗柱12、淋洗柱出液口支管13A、淋洗柱进液口支管13B、第一PVC密封衬垫14A、第二PVC密封衬垫14B、淋洗柱填装段15、有机玻璃层16、柔性加热板17A、温控器17B、导线17C、凡士林18、污染土层19、透水石层20、淋洗液收集容器21。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
所述的温度可控的污染土淋洗修复装置，可在实验室模拟原位淋洗修复技术，可为现场修复污染场地提供可靠的技术参数。所述温度可控的污染土淋洗修复装置，包括恒压瓶1、可调节高度三脚架5、淋洗柱12、淋洗液收集容器21。
淋洗柱12从上自下包括：淋洗柱出液口支管13A、淋洗柱填装段15、淋洗柱进液口支管13B。
恒压瓶1是以马氏瓶原理制作的，瓶身为圆柱形，瓶身顶面开有3cm注液口，配有密封塞3，顶面另开有6mm小孔，开口处固定有一根向瓶内延伸的出气管2，出气管2外径6mm，内径3mm，该出气管2延伸至距离瓶底面1cm处，在恒压瓶1壁上距离内底面2cm处设置出水口4，出水口4外径3mm，内径2mm，出气管2最低处应低于出水口4最低处，避免淋洗液液面低于出气管2时还可以继续从出水口4流出，此时流出的淋洗液速度不是恒定流速，影响实验结果的可靠性。恒压瓶1外侧包裹柔性加热板17A，通过导线17C连接温控器17B控制温度。
可调节高度三脚架5包括：支撑圆板6、螺帽7、支脚8，支脚8垂直于地面部分带有螺纹，无螺纹部分与地面呈45°角，支脚8上端拧入螺帽7，并将支脚8带螺帽7那端拧入支撑圆板6的三个小孔。
恒压瓶1放置于可调节高度三脚架5上，淋洗柱12与恒压瓶1的出水口4通过PVC软管连接，其中，出水口4与三通式管接头10通过第一PVC软管9A连接，三通式管接头10与淋洗柱进液口支管13B通过第二PVC软管9B连接，连接处用防水胶带缠绕，防止渗漏。三通式管接头10的其中两接头分别连接PVC软管，另一接头设置密封塞。处于正常淋洗时，三通式管接头10的密封塞处于密封状态；当需要补充淋洗液时，先用止水夹11夹住第二PVC软管9B，再向恒压瓶1进液口注入淋洗液，塞住密封塞。打开三通式管接头10上的密封塞，放出淋洗液，此时观察恒压瓶1内出气管2的液面，待液面下降至出气管2最低处时塞住密封塞，打开止水夹11，继续进行淋洗。该方法避免了在补充淋洗液时恒压瓶1的出水口4流速发生剧烈变化而引起实验误差。淋洗柱进液口支管13B设置法兰盖，在法兰处设置支脚，方便淋洗柱12安放在实验平台上，淋洗柱填装段15与淋洗柱进液口支管13B采用法兰连接，法兰间铺设第二PVC密封衬垫14B，通过螺栓固定法兰，保证整个淋洗柱12处于密封状态，填充段土体上下受到稳定压力，污染土层19的密实度不会发生变化，模拟污染土原位淋洗。淋洗柱填装段15内径5cm，整体长7cm，中部是5cm污染土层19，污染土层19上下端是1cm厚透水石层20，在填装土样前，侧壁均匀涂抹一层凡士林18。淋洗柱出液口支管13A与淋洗柱填装段15采用法兰连接，法兰间铺设第一PVC密封衬垫14A，通过螺栓固定法兰。淋洗柱出液口支管13A连接第三PVC软管9C，连接处用防水胶带缠绕，防止渗漏。第三PVC软管9C通入到淋洗液收集容器21，淋洗液收集容器21是带盖子的容器，盖子中间开一个便于PVC软管进入的小孔，以减少实验中淋洗液因淋洗时间较长而造成的挥发损失。
在淋洗柱填装段15的外侧设置一圈中空的有机玻璃层16，通过预留的小孔向中空层注水，并密封。土样加热前先在含水层外侧包裹柔性加热板17A，通过导线17C连接温控器17B控制温度。温控设备通过热传感器与恒压瓶1连接实现对淋洗剂的加热，同时温控设备可连接淋洗柱填装段15的外壁实现对土柱体的加热。通过加热调节温度可以使本装置应用于渗透性低的土体，并且提高淋洗剂的修复效率。在淋洗柱填装段15外侧增加含水屏障，能起到水浴加热的效果，使土样整体受热均匀，外壁连接温控设备，操作方便，提高了实验结果的可靠性。
在淋洗柱填装段15填装污染土样前，侧壁均匀涂抹一层凡士林18，能避免淋洗液直接通过侧壁流出而出现与土体接触不均匀现象的发生。淋洗柱12内可压入从污染场地采取的未扰动污染土样，也可以人为制备模拟现场污染土样装入作为污染土层19。
所述温度可控的污染土淋洗修复装置的温度是由柔性加热板17A、温控器17B和有机玻璃层16共同决定的，范围一般是10～60℃。该装置在使用时，分为正常淋洗状态、补充淋洗液状态和调节流速状态。其流速是由恒压瓶1的高度(即水头大小)决定的，范围在2.1×10-3～1.7×10-2m/s之间。在正常淋洗状态下，恒压瓶1内的淋洗液通过PVC软管进入到淋洗柱进液口支管13B，淋洗液从淋洗柱进液口支管13B进入到淋洗柱填装段15，首先经过淋洗柱填装段15中的透水石层20，透水石层20可以使淋洗液分布均匀，增强淋洗效果，接着淋洗液均匀进入到污染土层19中对其进行充分淋洗，淋洗完成后，为避免淋洗柱出液口支管13A被淋洗液夹杂的土壤堵塞，在污染土层19上部铺设透水石层20用于过滤，通过该透水石层20的淋洗液进入淋洗柱出液口支管13A，通过第三PVC软管9C进入淋洗液收集容器21内。补充淋洗液状态下，由于淋洗时间超过2d，会出现淋洗液不足的情况，先用止水夹11夹住第二PVC软管9B，再向恒压瓶1进液口补充淋洗液，塞住密封塞；打开三通式管接头10上的密封塞，放出淋洗液，此时观察恒压瓶1内出气管2的液面，待液面下降至出气管2最低处时塞住三通式管接头10的密封塞，打开止水夹11，继续进行淋洗。调节流速状态下，当需要改变淋洗液流经土柱的流速时，可通过调节可调节高度三脚架5上的螺帽7的位置，进而调整了恒压瓶1的高度，从而改变了水头大小。
污染土的淋洗修复实验中，实验周期长，对淋洗柱的密封性要求高。为防止土体随水流出现浮动，土体填充段上下应受稳定压力。为保证实验结果的可靠性，淋洗液和土应充分接触反应，需要避免淋洗液优先从侧壁流出。
Claims (7)
1.一种温度可控的污染土淋洗修复装置，其特征在于：包括恒压瓶(1)、可调节高度三脚架(5)、淋洗柱(12)和淋洗液收集容器(21)；
恒压瓶(1)的瓶身顶面开有注液口，并配有密封塞(3)；瓶身顶面另开有小孔并固定有向瓶内延伸的出气管(2)，出气管(2)延伸至靠近瓶底面；恒压瓶(1)壁上靠近内底面处设有出水口(4)，出气管(2)最低处低于出水口(4)最低处；恒压瓶(1)外侧包裹柔性加热板(17A)并通过导线(17C)连接温控器(17B)；
恒压瓶(1)下方设有可调节高度三脚架(5)，可调节高度三脚架(5)包括支撑圆板(6)、螺帽(7)和支脚(8)，支脚(8)上端装有螺帽(7)并拧入支撑圆板(6)的小孔内；
淋洗柱(12)包括淋洗柱出液口支管(13A)、淋洗柱填装段(15)和淋洗柱进液口支管(13B)；恒压瓶(1)的出水口(4)与三通式管接头(10)通过第一PVC软管(9A)连接，三通式管接头(10)与淋洗柱进液口支管(13B)通过第二PVC软管(9B)连接，第二PVC软管(9B)上设有止水夹(11)；淋洗柱填装段(15)与淋洗柱进出液口支管通过法兰连接，法兰间铺设PVC密封衬垫；淋洗柱填装段(15)中部为污染土层(19)，污染土层(19)上下端为厚透水石层(20)，淋洗柱填装段(15)侧壁均匀涂抹有凡士林(18)；淋洗柱填装段(15)外侧设有中空的有机玻璃层(16)，中空层通过预留的小孔注水并密封；有机玻璃层(16)外侧包裹柔性加热板(17A)并通过导线(17C)连接温控器(17B)；淋洗柱出液口支管(13A)通过第三PVC软管(9C)与淋洗液收集容器(21)连接。
2.根据权利要求1所述的温度可控的污染土淋洗修复装置，其特征在于：恒压瓶(1)的瓶身为圆柱形结构。
3.根据权利要求1所述的温度可控的污染土淋洗修复装置，其特征在于：支脚(8)垂直于地面部分带有螺纹，无螺纹部分与地面呈45°角。
4.根据权利要求1所述的温度可控的污染土淋洗修复装置，其特征在于：PVC软管的连接处采用防水胶带缠绕。
5.根据权利要求1所述的温度可控的污染土淋洗修复装置，其特征在于：三通式管接头(10)的其中两接头分别连接第一PVC软管(9A)和第二PVC软管(9B)，另一接头设置密封塞。
6.根据权利要求1所述的温度可控的污染土淋洗修复装置，其特征在于：淋洗柱进液口支管(13B)处设置法兰盖，法兰处设置支脚，淋洗柱填装段(15)与淋洗柱进液口支管(13B)通过法兰连接，法兰间铺设第二PVC密封衬垫(14B)，并通过螺栓固定法兰；淋洗柱出液口支管(13A)与淋洗柱填装段(15)通过法兰连接，法兰间铺设第一PVC密封衬垫(14A)，并通过螺栓固定法兰。
7.根据权利要求1所述的温度可控的污染土淋洗修复装置，其特征在于：淋洗液收集容器(21)为带盖子的容器，盖子中间开有便于PVC软管进入的小孔。
Priority Applications (1)
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| CN201821854802.9U CN209156707U (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 温度可控的污染土淋洗修复装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109226224A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-01-18 | 宁波大学 | 一种温度可控的污染土淋洗修复装置及操作方法 |
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2018
- 2018-11-12 CN CN201821854802.9U patent/CN209156707U/zh active Active
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