[發明專利]一種土壤污染與修復治理過程模擬的室內土柱實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201811069296.7
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109085325A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 田西昭;高慶柱;單強;劉碩;柳一鳴;李紅超;何微;趙俊梅;簡彥濤;董瑞海;尚將為;李建峰;王艷;金鵬飛;姚靜思
• 申請（專利權）人: 河北省地質環境監測院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 唐山順誠專利事務所(普通合伙) 13106
• 代理人: 趙方知;楊全保

1.一種土壤污染與修復治理過程模擬的室內土柱實驗裝置，其特征在于：包含實驗裝置支架（1）、可活動的固定夾板（2）、馬氏瓶（3）、進液流量計（4）、進液閥門（5）、供液管（6）、滴液閥門（7）、土柱管（8）、液位連通口（9）、液位連通管（10）、上層濾紙墊層（11）、上層石英砂墊層（12）、實驗土柱（13）、預留孔（14）、預留孔封閉器（15）、下層石英砂墊層（16）、下層濾紙墊層（17）、底部封管器（18）、出液流量計（19）、出液閥門（20）、出液管（21）、出液收集瓶（22）和實驗溶液或修復藥劑（23），所述實驗裝置支架（1）頂部設有馬氏瓶（3），馬氏瓶（3）內部設有實驗溶液或修復藥劑（23），可活動的固定夾板（2）水平設置在實驗裝置支架（1）內部；土柱管（8）為多個，頂端開口，穿過可活動的固定夾板（2）后從左至右依次設在實驗裝置支架（1）內部，多個土柱管（8）的上端均設有液位連通口（9），多個土柱管（8）的液位連通口（9）通過液位連通管（10）相互連通，土柱管（8）底部設有底部封管器（18），土柱管（8）內部從上至下依次設有上層濾紙墊層（11）、上層石英砂墊層（12）、實驗土柱（13）、下層石英砂墊層（16）和下層濾紙墊層（17）；所述土柱管（8）設有實驗土柱（13）部分的側壁上，從上至下均勻設有多個預留孔（14），預留孔（14）外面匹配設有預留孔封閉器（15）；供液管（6）一側與馬氏瓶（3）相連通，另一端與進液閥門（5）相連接后分成多路，每路分別通過滴液閥門（7）伸入到相應的土柱管（8）開口處；所述出液管（21）的一端與底部封管器（18）相連通，另一端通過出液閥門（20）伸入到出液收集瓶（22）內。

2.根據權利要求1所述的一種土壤污染與修復治理過程模擬的室內土柱實驗裝置，其特征在于：所述液位連通口（9）位于上層濾紙墊層（11）的上方。

3.根據權利要求1所述的一種土壤污染與修復治理過程模擬的室內土柱實驗裝置，其特征在于：所述供液管（6）上設有進液流量計（4）。

4.根據權利要求1所述的一種土壤污染與修復治理過程模擬的室內土柱實驗裝置，其特征在于：所述出液管（21）上設有出液流量計（19）。

5.根據權利要求1所述的一種土壤污染與修復治理過程模擬的室內土柱實驗裝置，其特征在于：所述預留孔（14）為取土樣預留孔或放置傳感器預留孔；預留孔封閉器（15）為取土樣預留孔封閉器或放置傳感器預留孔封閉器。

6.根據權利要求5所述的一種土壤污染與修復治理過程模擬的室內土柱實驗裝置，其特征在于：所述預留孔（14）為放置傳感器預留孔時，傳感器穿過放置傳感器預留孔設置在土柱管（8）的實驗土柱（13）內。

7.一種土壤污染與修復治理過程模擬的室內土柱實驗方法，采用權利要求1-6任意一項所述的實驗裝置，其特征在于如下步驟：

①實驗裝置安裝：

首先對參與的土壤進行充分的混合，然后依次按照下層濾紙墊層（17）、下層石英砂墊層（16）、實驗土柱（13）、上層石英砂墊層（12）和上層濾紙墊層（11）的次序自下而上依次填充在土柱管（8）中，形成實驗土柱；填充完畢后，利用可活動的固定夾板（2）將填充好的土柱管（8）從左至右依次固定在實驗裝置支架（1）內，并確保土柱管（8）高度保持一致，連接好供液管（6）、液位連通管（10）和出液管（21）；

②實驗調節：

實驗裝置安裝到位以后，首先在馬氏瓶（3）內裝入一定量的蒸餾水作為實驗溶液；打開全部的進液閥門（5）、滴液閥門（7）和出液閥門（20），正式開始實驗前的調節工作，在各個土柱管全部都開始滴液之后，利用調節各個土柱管下方的出液閥門（20），將全部土柱管下方的出液流量計（19）數值調整為一致，并保持一段時間，保證各個土柱管的實驗溶液流量相同，則實驗調節工作完成；

③土壤污染過程土柱模擬：

實驗調節工作完成之后，將馬氏瓶（3）內用于實驗調節的蒸餾水換做污染物溶液為實驗溶液，正式開始土壤污染過程土柱模擬實驗，并在此過程中通過對出液閥門的實時調整保持全部土柱管（8）中的實驗土柱的出液流量計數值一致；

④土壤污染修復治理過程土柱模擬：

在完成土壤污染過程土柱模擬實驗，污染物溶液全部擊穿實驗土柱或達到預設土壤污染模擬條件的情況下，可繼續開展土壤污染修復治理過程土柱模擬，首先對設置在實驗裝置支架上的土柱管按照不同的土壤修復治理方法進行分組，在馬氏瓶中裝填修復藥劑，對不同組的土柱管中的實驗土柱分別進行修復，開展土壤污染修復治理過程土柱模擬實驗；

⑤取土樣：

在實驗過程中或實驗完成后，可選取一個或多個土柱管作為取土樣檢測對象，在開展取土樣之前首先關閉選定土柱管的滴液閥門（7），并斷開液位連通口（9）與液位連通管（10）的聯系，待全部修復藥劑自出液管（21）流出后，打開可活動的固定夾板（2）將選定的土柱管取下實驗裝置支架（1），在保持豎直狀態的情況下，自上而下的依次打開預留孔封閉器（15），利用注射器型取土器自預留孔（14）中取出實驗土樣分析測試，同時對其余繼續實驗的土柱管底部的滴液閥門進行調節，保持全部實驗土柱的出液流量計數值一致。