[發明專利]一種全自動土柱淋濾實驗裝置

有效

• 申請號: 201210218328.1
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102707035A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 楊勝科;趙鉞;陳靜;李斌;劉凱
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及一種環境工程及地下水模擬實驗裝置，尤其是涉及一種全自動土柱淋濾實驗裝置。

背景技術

近年來，隨著經濟的快速發展，國內地表水及土壤已遭到不同程度的污染，這些污染威脅著地下水的開發利用，影響著城市的發展和人民的健康。土柱淋濾實驗是動態吸附研究的一種有效手段，能在很大程度上客觀的反應模擬區域土壤或河床沉積物對污染物質的吸附容量和阻滯能力，對環境風險評價具有重要的參考價值。

目前，實驗室用土柱淋濾實驗裝置原理基本相同，土柱淋濾實驗裝置一般由目標污染物溶液流出裝置34、土柱柱體35、采樣容器36、多余目標污染物溶液收集裝置37和水泵38組成（如圖1所示）；配制的目標污染物溶液經目標污染物溶液流出裝置34流出，通過配套閥門46調節流速，土柱柱體35的上端側壁上開有小孔，多余的目標污染物溶液從小孔流出，經多余目標污染物溶液收集裝置37收集后通過水泵38送回至目標污染物溶液流出裝置34，確保恒定水頭高度；土柱柱體35內壓實盛裝模擬區域土壤或沉積物，目標污染物溶液穿透土柱柱體35內土壤或沉積物，由采樣容器36收集后進行后續測定。在實際操作中，存在以下問題：

（1）土柱柱體上端持續恒定水頭高度靠側壁上的小孔保證，開孔破壞了土柱柱體的結構，使土柱柱體只適用于當前一種水頭高度，不能根據不同實驗需求調整水頭高度。

（2）土柱柱體內的土壤或沉積物難以取出，土柱柱體內部不易清洗，在土柱淋濾實驗結束后，要分層取出土柱柱體內的土壤或沉積物，測定目標污染物在其中不同深度的含量，直觀的獲得土壤或沉積物對目標污染物的截留能力。由于土柱柱體細長且只有上端開口，因此只能選擇從上端將土壤或沉積物取出，不僅不易操作，且還可能造成挖取工具被上層土壤或沉積物中高濃度的目標污染物污染，造成實驗偏差。土柱柱體內的清洗工作也不易進行，若清洗不干凈，土柱柱體內壁上殘留的目標污染物會影響下一次實驗。

（3）采樣工作繁重，土柱淋濾實驗采樣時一般要求等體積采樣，即每次采樣體積為實驗所用土壤或沉積物的有效孔隙體積，采集每一個單位孔隙體積樣品的時間又存在一定差異。實驗要求連續性極強，周期最長可達數月之久。目前常用的土柱淋濾實驗采樣容器多為具有刻度的玻璃器皿（如燒杯、刻度比色管等），采樣時由實驗人員守候，待接滿一個孔隙體積的樣品后更換下一個容器，同時記錄耗時。土柱淋濾實驗開始后不能中斷，每天24個小時都需要有人守候采樣，期間只能由實驗人員輪流值班，工作量繁重。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種全自動土柱淋濾實驗裝置，其結構簡單、設計合理且使用方便，自動化強，節約了勞動力，便于推廣使用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種全自動土柱淋濾實驗裝置，其特征在于：包括自動定水頭高度溶液流出裝置和設置在所述自動定水頭高度溶液流出裝置下方的可拆卸土柱柱體，以及設置在所述可拆卸土柱柱體下方的自動連續采樣裝置；所述自動定水頭高度溶液流出裝置包括目標污染物溶液盛放瓶和自動定水頭高度機構，所述目標污染物溶液盛放瓶上設置有與其相連通的目標污染物溶液排出管道，所述自動定水頭高度機構包括磁塊、閥門、轉輪、拉線和浮力球，所述磁塊設置在目標污染物溶液排出管道上，所述閥門安裝在目標污染物溶液排出管道上且與磁塊配合使用，所述拉線纏繞在轉輪上，所述拉線的一端與閥門連接，所述拉線的另一端連接浮力球；所述自動連續采樣裝置包括采樣盤、電機、繼電器、電源和計時器，所述電機設置在采樣盤的下方且帶動采樣盤旋轉，所述電機通過繼電器與電源連接，所述計時器與繼電器連接且用于對繼電器的接通與斷開時間進行計時；所述采樣盤的上表面一周均勻開有多個凹槽，所述試驗管的內部安裝有第一液面探測針和第二液面探測針，所述第一探測針通過導電線與繼電器連接，所述第二液面探測針通過硬質導電線、觸碰式滑槽和導電金屬球與繼電器電連接，所述導電金屬球設置在試驗管的外部且與第二液面探測針連接，所述硬質導電線形成導電金屬球支架，所述觸碰式滑槽安裝在所述導電金屬球支架的上端且與導電金屬球配合使用。

上述的一種全自動土柱淋濾實驗裝置，其特征在于：所述可拆卸土柱柱體包括底座和旋轉安裝在底座上的空心柱，所述空心柱上設置有與其相連通的采樣液排出管道，所述空心柱包括主體柱和轉動安裝在主體柱上的旋轉門，所述旋轉門和主體柱通過連接扣件連接閉合。

上述的一種全自動土柱淋濾實驗裝置，其特征在于：所述目標污染物溶液排出管道上安裝有用于調節目標污染物溶液流速的流量閥。