[發明專利]重金屬污染物遷移過程及多級阻控模型試驗裝置與方法

有效

• 申請號: 202010005923.1
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111157702B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 賀勇;李冰冰;張可能;毛先成;胡廣;喻志鵬;蔣文強
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N15/08;G01N13/04
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 黃藝平

1.一種重金屬污染物遷移過程及多級阻控模型試驗裝置，其特征在于，所述裝置包括上游重金屬污染源水箱、多級阻控模型箱、下游檢測水箱和溶液收集系統；

所述多級阻控模型箱包括滲透反應墻模型箱和工程屏障模型箱；所述上游重金屬污染源水箱、滲透反應墻模型箱、工程屏障模型箱和下游檢測水箱之間由原狀土模型箱連接，所述原狀土模型箱左右兩側安裝有透水石板；

所述多級阻控模型箱的各模型箱的位置可以更換，實現不同工況下的模擬；

所述原狀土模型箱、滲透反應墻模型箱與工程屏障模型箱底部與溶液收集系統連接；

所述滲透反應墻內填充有由飛灰、紅黏土及膨潤土壓制而成的墻體；所述工程屏障模型箱內填充有由紅黏土、膨潤土或紅黏土-膨潤土混合土壓制而成的墻體。

2.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述裝置與地面具有預設夾角，所述上游重金屬污染源水箱距地面的高度大于所述下游檢測水箱距離地面的高度。

3.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述溶液收集系統包括溶液收集控制開關和3個溶液收集瓶，所述3個溶液收集瓶分別與原狀土模型箱、滲透反應墻模型箱與工程屏障模型箱底部連通。

4.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述原狀土模型箱、滲透反應墻模型箱與工程屏障模型箱通過鑲嵌在底部的透水石板與所述溶液收集瓶連通。

5.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述上游重金屬污染源水箱四面為透明鋼化玻璃，下游面與原狀土模型箱的透水石板相連，頂部為開有兩孔的有機玻璃蓋。

6.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述原狀土模型箱包括一個鏤空的長方體鋼架，左右兩側為內嵌透明鋼化玻璃，底部為內嵌設有開槽處理的有機玻璃，頂部為開孔的PVC板；所述原狀土模型箱內填充有原狀地層土樣。

7.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述滲透反應墻模型箱包括一個鏤空的長方體鋼架，左右兩側為內嵌透明鋼化玻璃，底部為內嵌設有開槽處理的有機玻璃，頂部為開孔的PVC板。

8.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述工程屏障模型箱包括一個鏤空的長方體鋼架，左右兩側為內嵌透明鋼化玻璃，底部為內嵌設有開槽處理的有機玻璃，頂部為開孔的PVC板。

9.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述下游檢測水箱四面為透明鋼化玻璃，上游面與原狀土模型箱的透水石板相連，頂部為開有兩孔的有機玻璃蓋。

10.一種使用權利要求1～9任意一項所述重金屬污染物遷移過程及多級阻控模型試驗裝置的試驗方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)向上游重金屬污染源水箱中注入重金屬溶液，設置所述上游重金屬污染源水箱距離地面高度大于所述下游檢測水箱距離地面的高度，或對所述上游重金屬污染源水箱施加壓力，使重金屬溶液向前遷移；

(2)觀察重金屬溶液動態，利用所述溶液收集系統收集重金屬溶液進行金屬離子濃度測試；

(3)實時監測原狀土模型箱、滲透反應墻模型箱與工程屏障模型箱中的濕度、溫度和土壓力和孔隙水壓力；

(4)當所述下游檢測水箱持續有溶液流出并達到穩定時，停止向所述上游重金屬污染源水箱中注入溶液，待所述下游檢測水箱不再有溶液流出時停止步驟(2)與步驟(3)，完成試驗。