本實(shí)用新型屬于地下污水治理領(lǐng)域，具體的是模擬受污染地下水流經(jīng)可滲透性反應(yīng)墻的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

水是生命之源，地下水是水資源的重要組成部分，對人類和社會經(jīng)濟(jì)的生存發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。地下水污染修復(fù)是目前國際環(huán)境領(lǐng)域研究的重大熱點(diǎn)課題。

可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻是一種原位被動修復(fù)技術(shù)，由透水的吸附介質(zhì)組成，一般安裝于地下水污染羽狀體的下游，通常與地下水流相垂直，并且它也可以作為污染地下水的地面處理設(shè)施。當(dāng)?shù)叵滤谧陨硭μ荻茸饔孟峦ㄟ^吸附屏障反應(yīng)墻時，污染物與吸附屏障材料發(fā)生各種反應(yīng)而被去除，從而達(dá)到地下水修復(fù)的目的。該修復(fù)法以其節(jié)約成本，且能夠在對巖體及土壤不進(jìn)行大面積擾動的前提下清除地下水中的污染物而備受關(guān)注。

模擬可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，操作簡單、使用方便，為研究可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻修復(fù)地下水技術(shù)提供了良好的手段。如申請?zhí)枮?01320583241.4的專利申請，公開了一種模擬可滲透性反應(yīng)墻去除地下水中污染溶質(zhì)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括進(jìn)水管和模擬可滲透反應(yīng)墻的實(shí)驗(yàn)柱，實(shí)驗(yàn)柱裝置包括柱狀殼體和自下而上設(shè)置于實(shí)驗(yàn)柱中的砂礫石墊層、用于去除地下水中污染溶質(zhì)的可滲透性反應(yīng)柱和用于防止水流沖刷的砂礫石保護(hù)層；申請?zhí)枮?01610464148.x的專利申請，公開了一種可調(diào)控可滲透性反應(yīng)墻，其包括由上至下順序設(shè)置的PRB進(jìn)水區(qū)、PRB反應(yīng)區(qū)和位于PRB出水區(qū)，在PRB反應(yīng)區(qū)填充有活性介質(zhì)材料污水通過PRB進(jìn)水區(qū)進(jìn)入，通過PRB反應(yīng)區(qū)滲透處理，處理過的污水由PRB出水區(qū)排出。

以上實(shí)驗(yàn)柱裝置的裝填方式普遍存在的不足在于：因屏障吸附材料層滲透性較弱部分污染液會不流經(jīng)下部的可滲透性反應(yīng)柱直接沿柱狀殼體柱壁滲流而下,如圖2所示，有部分污染液會以箭頭方向沿著柱狀殼體內(nèi)壁向下滲流，從而造成污染液直接向外泄露，故，該實(shí)驗(yàn)柱的實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法真實(shí)反應(yīng)屏障材料的吸附效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供模擬受污染地下水流經(jīng)可滲透性反應(yīng)墻的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，避免污染液沿殼體內(nèi)壁流過而不經(jīng)過可滲透性屏障材料反應(yīng)墻。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：模擬受污染地下水流經(jīng)可滲透性反應(yīng)墻的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，包括豎直設(shè)置的可滲透反應(yīng)柱，可滲透反應(yīng)柱一端為進(jìn)水端，另一端為出水端；可滲透反應(yīng)柱包括殼體和填充于殼體內(nèi)腔的可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻；所述可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻包括注水段和位于注水段下方的滲透段；所述注水段包括貼合殼體內(nèi)壁的輔助屏障材料層，所述輔助屏障材料層環(huán)繞殼體軸線圍成沿殼體軸向延伸的污染液加注孔。

進(jìn)一步的，所述注水段還包括石英砂防護(hù)層，所述石英砂防護(hù)層鋪設(shè)于污染液加注孔的內(nèi)壁和底部。

進(jìn)一步的，所述污染液加注孔的孔壁到殼體內(nèi)壁的垂直距離處處相等。

進(jìn)一步的，所述滲透段包括N層石英砂層和N+1層屏障材料層；所述屏障材料層和石英砂層間隔布置。

進(jìn)一步的，所述N位于1-4之間。

進(jìn)一步的，在可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻的下方設(shè)有隔濾層。

進(jìn)一步的，設(shè)有與污染液加注孔連通的進(jìn)水管，在進(jìn)水管上設(shè)有蠕動泵。

進(jìn)一步的，設(shè)有安裝于出水端的出水管，在出水管上設(shè)有流量計和取樣口。

進(jìn)一步的，在進(jìn)水管位于污染液加注孔的一端安裝有花灑狀噴頭。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型，通過將注水段設(shè)計成包括貼合殼體內(nèi)壁的輔助屏障材料層，并使輔助屏障材料層環(huán)繞殼體軸線圍成沿殼體軸向延伸的污染液加注孔避免了污染液沿殼體內(nèi)壁滲流，使得污染液從上而下均勻滲入吸附屏障材料反應(yīng)柱，從而確保了吸附屏障材料良好作用，提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。而且污染液自上而下均勻滲入吸附屏障材料，更符合實(shí)際工程應(yīng)用中受污染地下水滲入可滲透反應(yīng)墻的方式。室內(nèi)通過蠕動泵調(diào)節(jié)不同的進(jìn)水速度，有益于通過室內(nèi)模擬去確定受污染地下水流經(jīng)可滲透反應(yīng)墻的最佳流速，既保障滲透反應(yīng)墻對污染物的高去除率又便于處理液的及時排出。通過從出水管的取樣口定時取處理液監(jiān)測，同時流量計記錄特定時間段的流量，實(shí)時監(jiān)測屏障失效的時間，進(jìn)而計算一定滲流速率下某時段內(nèi)可滲透性反應(yīng)墻中屏障材料的吸附量。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果將為野外可滲透性反應(yīng)墻的設(shè)計和工程實(shí)施特別是滲流速率、徑向?qū)挾群涂v向厚度，吸附屏障材料的用量以及更換時間等要素提供重要依據(jù)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為為現(xiàn)有技術(shù)污染液滲流示意圖。

圖中，殼體1、可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻2、注水段21、輔助屏障材料層211、污染液加注孔212、石英砂防護(hù)層213、滲透段22、石英砂層221、屏障材料層222、隔濾層3、進(jìn)水管4、蠕動泵5、出水管6、流量計7、取樣口8、花灑狀噴頭9。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明如下：

模擬受污染地下水流經(jīng)可滲透性反應(yīng)墻的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1所示，包括豎直設(shè)置的可滲透反應(yīng)柱，可滲透反應(yīng)柱一端為進(jìn)水端，另一端為出水端；可滲透反應(yīng)柱包括殼體1和填充于殼體1內(nèi)腔的可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻2；所述可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻2包括注水段21和位于注水段21下方的滲透段22；所述注水段21包括貼合殼體1內(nèi)壁的輔助屏障材料層211，所述輔助屏障材料層211環(huán)繞殼體1軸線圍成沿殼體1軸向延伸的污染液加注孔212。

模擬受污染地下水流經(jīng)可滲透性反應(yīng)墻的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，通過室內(nèi)模擬評價滲流速率對吸附屏障材料去除污染物效率的影響和一定量吸附屏障材料動態(tài)狀況下的飽和吸附量的測評，為野外可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻的設(shè)計和工程實(shí)施提供重要依據(jù)。在現(xiàn)有的模擬實(shí)驗(yàn)中，污染液最容易沿殼體1的內(nèi)壁向下滲透，從而使污染液不經(jīng)過吸附過濾而直接排出，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本實(shí)用新型，污染液加入到污染液加注孔212，由于污染液加注孔212由輔助屏障材料層211環(huán)繞殼體1軸線包圍而成，輔助屏障材料層211通用微米級或者納米級的吸附介質(zhì)與一定級配的砂混合而成，且輔助屏障材料層211貼合殼體1內(nèi)壁，故，注入污染液加注孔212的污染液沿污染液加注孔212徑向的流動被輔助屏障材料層211阻擋，使沿污染液加注孔212徑向流動的污染液的量沿徑向向外逐漸減小，至到殼體1內(nèi)壁處，幾乎沒有污染液沿殼體1內(nèi)壁向下滲流，而沿污染液加注孔212徑向被輔助屏障材料層211阻擋的污染液向下流經(jīng)滲透段22進(jìn)行過濾，即，輔助屏障材料層211將污染液分散，使污染液從上而下均勻滲入滲透段22，使污染液與滲透段22良好作用，提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。同時污染液自上而下均勻滲入吸附屏障材料，更符合實(shí)際工程應(yīng)用中受污染地下水滲流的方式。

為了避免輔助屏障材料層211中的材料流入污染液加注孔212，同時也起到初步分散污染液的作用，優(yōu)選的，所述注水段21還包括石英砂防護(hù)層213，所述石英砂防護(hù)層213鋪設(shè)于污染液加注孔212的內(nèi)壁和底部。石英砂防護(hù)層213首先起到保護(hù)輔助屏障材料層211，避免輔助屏障材料層211的材料流入到污染液加注孔212的作用，其次，石英砂防護(hù)層213還起到首次分散污染液的流速的作用，減緩污染液沿污染液加注孔212徑向流入輔助屏障材料層211的速率，有利于阻擋污染液流至殼體1的內(nèi)壁。

為了使輔助屏障材料層211對污染液的作用沿污染液加注孔212的周向保持一致，進(jìn)一步保證污染液均勻滲入滲透段22，優(yōu)選的，所述污染液加注孔212的孔壁到殼體1內(nèi)壁的垂直距離處處相等。

滲透段22主要起去除污染物的作用，滲透段22的流速過快，污染物難以被充分去除；流速過慢，污染液不能及時向下滲流，就易于流向殼體1內(nèi)壁，透過內(nèi)壁直接向下滲流。為克服上述現(xiàn)象，優(yōu)選的，所述滲透段22包括N層石英砂層221和N+1層屏障材料層222；所述屏障材料層222和石英砂層221間隔布置。屏障材料層222通常采用微米級或者納米級的吸附介質(zhì)與一定級配的砂混合而成，在污染液的沖刷以及重力作用下，屏障材料層222中細(xì)小的吸附介質(zhì)顆粒會逐漸向下遷移，當(dāng)下段堆積的細(xì)小顆粒較多時就會造成板結(jié)現(xiàn)象，污染液無法透過滲透段22。而石英砂層221與屏障材料層222間隔布置，有如下優(yōu)點(diǎn)，即便屏障材料層222中的細(xì)小吸附介質(zhì)顆粒遷移至石英砂層221中，也不會發(fā)生板結(jié)；同時石英砂層221還起到了分散污染液和調(diào)節(jié)滲流速率的作用。

進(jìn)一步的，所述N位于1-4之間。

為了阻止可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻2中的細(xì)小吸附介質(zhì)顆粒向外遷移，優(yōu)選的，在可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻2的下方設(shè)有隔濾層3。

可可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻2的滲流速率直接決定了屏障材料層222與污染液作用的時間，會明顯影響可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻2去除污染物的效率。對比同一吸附屏障材料在不同的滲流速率下對同一污染物去除效率的差異，進(jìn)而為野外可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻滲流速率的設(shè)計和工程實(shí)施提供重要依據(jù)。優(yōu)選的，設(shè)有與污染液加注孔212連通的進(jìn)水管4，在進(jìn)水管4上設(shè)有蠕動泵5。

可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻2中起吸附作用的吸附介質(zhì)的容量是有限的，一旦污染物穿透屏障層直接向外泄露就會造成安全事故，這是必須要防備的。故，本實(shí)驗(yàn)裝置中，設(shè)有安裝于出水端的出水管6，在出水管6上設(shè)有流量計7和取樣口8。取樣口8的目的在于定期取樣監(jiān)測處理液中污染物的濃度，設(shè)計流量計7的目的在于實(shí)時監(jiān)測可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻2處理污染液的總量，一旦可滲透性吸附屏障反應(yīng)墻2達(dá)到了失效點(diǎn)并平衡一定時間，實(shí)驗(yàn)即停。進(jìn)而根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，計算一定量吸附介質(zhì)動態(tài)狀況下在失效點(diǎn)時的吸附量，為野外吸附屏障材料反應(yīng)墻的徑向?qū)挾群涂v向厚度的設(shè)計和工程實(shí)施提供重要依據(jù)。當(dāng)吸附屏障材料達(dá)到失效點(diǎn)時，需要及時更換新的吸附屏障材料以防污染物穿透滲透層向外泄露造成安全事故。

為了控制進(jìn)液速度，避免污染液加注速度過大，沖毀污染液加注孔212，優(yōu)選的，在進(jìn)水管4位于污染液加注孔212的一端安裝有花灑狀噴頭9?；顕婎^9起到分散污染液的作用。