研究污染物渗流规律的模型装置的制作方法

本发明涉及一种模型装置，尤其涉及一种研究污染物渗流规律的模型装置。

背景技术：

在对污染物特性的研究中，调查污染液在不同介质中的渗流情况，对得到介质的渗透性能参数，以及介质对污染物的净化作用，污染物的迁移规律等有重要作用。但由于渗流是污染液在介质孔隙中的运动，而孔隙的形状、大小和分布是极为复杂的，因此渗流污染液质点的运动轨迹也是很不规则的，具有随机性质。传统的渗流模型不考虑路径的曲折迂回，只考虑它的主要流向，因此很难得到污染物在介质中的具体的渗流情况，也难以得到污染液在不同深度介质中的分布情况。从而对分析污染物在介质中的渗流分布情况造成困难。

技术实现要素：

发明目的：本发明目的是提供一种能在模拟真实的污染源排放规律的同时，对介质中不同位置的污染液浓度进行监测，并收集指定位置的介质和污染液样本的研究污染物渗流规律的模型装置。

技术方案：本发明包括渗流槽，所述渗流槽的两侧分别插有多组金属条，位于渗流槽内部的金属条端部设有检测器和收集管，渗流槽顶部设有污染液分配槽，污染液分配槽的端部与污染液配置盒连接，所述的污染液配置盒内设有均化仓，均化仓顶部的两侧均设有储藏仓，储藏仓与均化仓之间设有第二闸板。

所述的储藏仓包括第一储藏仓和第二储藏仓，所述的第一储藏仓与第二储藏仓呈对角分布，且第一储藏仓位于第二储藏仓上方。

所述的第一储藏仓和第二储藏仓之间设有第一闸板，所述的第一储藏仓用于放置药物颗粒或药物原液，所述的第二储藏仓与进水管连接。

所述的第二储藏仓与均化仓之间设有第二闸板。

所述的第二储藏仓和均化仓内均设有搅拌器。

所述的第一储藏仓固定在盒体内壁，第二储藏仓固定在均化仓顶部。

所述均化仓的出口设有电磁阀。

所述的金属条为可抽拉空心金属条，内部有电线和数据线。

所述的收集管内部设有橡皮塞，橡皮塞内嵌有与收集管底部的电磁铁磁性相同的永磁体，所述的橡皮塞上方设有滤膜。

所述的污染液分配槽包括管道，管道端部与污染液配置盒连通，管道底部阵列有多条管路，每条管路上均阵列有多个电磁阀。

有益效果：本发明能在模拟真实的污染源排放规律的同时，对介质中不同位置的污染液浓度进行监测，并收集指定位置的介质和污染液样本，利于揭示污染物在介质中的变化机制，从而有利于精确考虑介质的渗透性能参数以及介质对污染物的净化作用，污染物的迁移规律等。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的收集管示意图；

图3为本发明的污染液配置示意图；

图4为本发明的污染液分配槽示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图4所示，本发明包括渗流槽1，渗流槽1的左右两侧分别插有四组可抽拉金属条4，每组金属条设有两根，位于渗流槽1内部的金属条端部设有检测器2和收集管3。金属条的内部有电线和数据线，电线可以给检测器2和收集管3供电，数据线的另一端与控制系统相连，检测器2会实时的将检测到的污染物浓度通过数据线发送至电脑端，当用户想要采集渗流槽1某一时刻某个位置的污染液样本时，从电脑上发出收集信号，指定位置的收集管3就会收集土壤和污染液的样本。使用前，用户需要根据需求准备相应数量的可抽拉金属条4，并将金属条通过渗流槽1侧面的孔洞插入渗流槽1中需要检测污染物的位置，不用的孔洞，用户需要用孔洞塞21将其堵住。渗流槽1下部还设有排水口14，渗流槽1底部设有四个可调节橡胶脚22。渗流槽1顶部设有污染液分配槽20，污染液分配槽20的端部与污染液配置盒5连接，污染液在污染液配制盒5内配制好，经由管道19从电磁阀12流进渗流槽1，如图4所示。

如图3所示，污染液配置盒5包括盒体10，盒体10内设有均化仓13，均化仓13顶部的左右两侧各设有四个储藏仓，包括两个第一储藏仓17a和两个第二储藏仓17b。第一储藏仓17a和第二储藏仓17b呈对角线设置，其中，第一储藏仓17a位于第二储藏仓17b上方。第一储藏仓17a固定在盒体10两侧壁，第二储藏仓17b固定在均化仓13顶部。第一储藏仓17a和第二储藏仓17b之间设有第一闸板16a，第二储藏仓17b和均化仓13之间设有第二闸板16b。第一储藏仓17a用于放置药物颗粒或药物原液，第二储藏仓17b与进水管18连接，水由进水管18进入第二储藏仓17b，按照系统事先输入的浓度参数，打开第一储藏仓17a的第一闸板16a，释放目标量的颗粒或目标体积的原液进入第二储藏仓17b，而后关闭。当第二储藏仓17b水位下降到一定程度时，位于第二储藏仓17b上的水位监测器15将信号传输至控制端，第二闸板16b关闭，第一闸板16a与进水管18再次打开补充原料。第二储藏仓17b内设有第一搅拌器11a，均化仓13内设有第二搅拌器11b，搅拌器处于长时开启状态，目的在于使药物与水充分混合，取得目标浓度。

如图2所示，所述的收集管3内部设有橡皮塞6，橡皮塞6可以与收集管3相贴合，形成密闭空间，同时，橡皮塞6的横截面与收集管3横截面大小相同。橡皮塞6内嵌有永磁体8，收集管3底部设有电磁铁7，电磁铁7与永磁体8磁性相同，橡皮塞6上方设有滤膜9。

使用前，用可调节橡胶脚22将装置平稳放置，根据需求准备相应数量的可抽拉金属条4，并将金属条4通过渗流槽1侧面的孔洞插入渗流槽1中需要检测污染物的位置，其余孔洞用孔洞塞21作密封处理，然后将需要研究的介质放入渗流槽1中。用户还需要在总控制系统中打开污染液分配槽20中相应的电磁阀12，以此确定污染液进入介质的排放口，最后，用户在控制系统中输入污染液的浓度参数、配制时段，以此来模拟真实的污染源排放规律，并将药物颗粒或药物原液放置在储藏仓17a和17b里，第一储藏仓17a位置整体高于第二储藏仓17b。

以介质为土壤为例，使用时，水由进水管18进入第二储藏仓17b，按照系统事先输入的浓度参数，打开第一闸板16a，释放目标量的颗粒或目标体积的原液进入第二储藏仓17b，而后关闭。当第二储藏仓17b水位下降到一定程度时，水位监测器15将信号传输至控制端，第二闸板16b出水关闭，第一闸板16a与进水管18再次打开补充原料。第一搅拌器11a处于长时开启状态，目的在于使药物与水充分混合，取得目标浓度。由于现实情况中往往为多种污染物交互作用，装置可设置多个储藏仓17a、17b(本实施例中设置了四组，其结构完全一致，进水皆由进水管18进入，分配至各个分仓)，多种药水依据实际情况按不同比例进入均化仓13，第二搅拌器11b启动，达到均化混合药物的目的。出水口连接有电磁阀12，依据需求来控制出污染液以不同流量、流速形式流出。污染液经由管道19流入污染液分配槽20内阵列的多个水管中，从水管事先打开的电磁阀12流入渗流槽1内的土壤中，然后污染液在土壤中渗流扩散，同时，分布在渗流槽1中的可抽拉空心金属条4上装有污染物检测器2和收集管3，可抽拉空心金属条4内部有电线和数据线，电线可以给检测器2和收集管3供电，数据线的另一端与控制系统相连，检测器2会实时将检测到的污染物浓度通过数据线发送至控制系统，当用户想要采集渗流槽1某一时刻某个位置的污染液样本时，从控制系统发出收集信号，指定位置的收集管3就会收集土壤和污染液样本。

收集管3具体使用方法为：使用前，电线会给电磁铁7通电，电磁铁7与橡皮塞6内部的永磁铁8磁性相同，会给橡皮塞6一个向上的推力，将橡皮塞6固定在滤膜9的下端，紧贴着滤膜9，此时，橡皮塞6所受的重力、压力以及与管壁的摩擦力三力平衡。当收集信号发出时，系统会断开电磁铁7的电源，橡皮塞6在重力的作用下下落至管底，土壤中的污染液会在滤膜9的过滤下进入收集管3内，同时，滤膜9上部的收集管3内也会有土壤的存在，这部分土壤作为土壤样本也被收集起来，用户将采集好样本的那根金属条从渗流槽1的侧面抽出，取下收集管3，将滤膜9上方的土壤用勺子取出，然后倾倒收集管3，将污染液倒出，将收集管3洗干净，以备下次使用。渗流槽1的左右一侧各有四组不同深度，每组深度都有两个孔洞，共计16个孔洞，用户也可以自行定制孔洞的位置。装置底部装有四个可调节橡胶脚22，方便固定装置。通过对多个位置的污染液和土壤样本进行检验，可以得到污染液在土壤的渗透性能参数，以及土壤对污染物的净化作用，污染物的迁移作用。

综合实际处理效果以及方便携带等因素，并根据金属、塑料、木头等材料的变形系数，综合材料价格及质量，本发明选择铜基合金来制作空心金属条，硬质玻璃来制作收集管体，金属条的大小为1cm×2cm×10cm，收集管容积为5ml。渗流槽主体大小为1.5m×1m×1m，与污染液配置盒的生物盒体、舱室、闸门等一样，均选用abs塑料，用户亦可根据需求定制。