隔水层耐强酸性污染地下水腐蚀隔水层介质的模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及水污染控制及修复技术领域，具体为隔水层耐强酸性污染地下水腐蚀隔水层介质的模拟装置。


背景技术：

2.染料中间体行业由于原材料中包含大量的酸性物质，故一旦造成地下水污染，地下水就会呈现强酸性，最低可达到ph《0.5。粘土隔水层一般由硅铝酸盐矿物经风化后形成的，主要由多种水合硅酸盐和氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成，故遇到强酸性地下水很容易产生腐蚀作用，造成隔水层的渗透性增加，厚度减少，从而使得污染物继续向下迁移，造成更严重的、范围更大的污染，不仅严重影响地下水环境的安全，还会对周边居民的身体健康构成威胁，同时也会增加后期地下水修复的难度。
3.另外，对于酸性污染地下水的研究和修复工作还处于起步阶段，对于酸性废水对隔水层介质的影响相关研究甚少，故缺乏理论和现实的支撑后期的项目修复工程，这不仅会增加后期施工的经费预算，而且很难把控施工中的各种环境风险，处理不当时还可能造成更大范围的污染。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供隔水层耐强酸性污染地下水腐蚀隔水层介质的模拟装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.隔水层耐强酸性污染地下水腐蚀隔水层介质的模拟装置，包括地下水存储装置，所述地下水存储装置连接有多通接口一，所述多通接口一连接有蠕动泵，所述蠕动泵连接有饱和含水层模拟装置，所述饱和含水层模拟装置的下端设置有隔水层模拟装置，且饱和含水层模拟装置设置在地下水收集器皿上，饱和含水层模拟装置通过多通接口二连接有地下水缓冲装置，所述地下水缓冲装置连接有去离子水存放装置，所述去离子水存放装置通过管道连接有计量装置。
7.优选的，所述地下水存储装置和地下水缓冲装置保证装置内地下水循环使用。
8.优选的，所述地下水收集器皿处于隔水层模拟装置的下端。
9.优选的，所述地下水缓冲装置分离出水口排出的二氧化碳和水蒸气混合物，得到准确的二氧化碳气体的生成量。
10.优选的，所述去离子水存放装置和计量装置组成产气量确定装置。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
12.通过本动态模拟装置的使用，可以模拟强酸性地下水污染场地对粘土隔水层介质腐蚀过程的动态模拟，以最接近实际情况的实验模拟，确定酸性污染地下水对粘土隔水层价值的长期影响结果，为后期管控修复工作提供参数依据，同时防止因管控不及时而造成的更大范围的污染。
附图说明
13.图1为隔水层耐强酸性污染地下水腐蚀隔水层介质的动态模拟装置流程图；
14.图2为隔水层底板示意图；
15.图3为饱和含水层模拟装置示意图一；
16.图4为饱和含水层模拟装置示意图二。
17.图中：1、地下水存储装置；2、多通接口一；3、蠕动泵；4、地下水收集器皿；5、隔水层模拟装置；6、饱和含水层模拟装置；7、多通接口二；8、地下水缓冲装置；9、去离子水存放装置；10、计量装置；11、产气量确定装置。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.请参阅图1至图4，本实用新型提供一种技术方案：
20.隔水层耐强酸性污染地下水腐蚀隔水层介质的模拟装置，包括地下水存储装置1，地下水存储装置1连接有多通接口一2，多通接口一2连接有蠕动泵3，蠕动泵3连接有饱和含水层模拟装置6，饱和含水层模拟装置6的下端设置有隔水层模拟装置5，且饱和含水层模拟装置6设置在地下水收集器皿4上，饱和含水层模拟装置6通过多通接口二7连接有地下水缓冲装置8，地下水缓冲装置8连接有去离子水存放装置9，去离子水存放装置9通过管道连接有计量装置10。
21.地下水存储装置1和地下水缓冲装置8保证装置内地下水循环使用，另外为了尽可能模拟实际地下水流动情况下对隔水层介质的影响，故需将污染地下水进水管通过多通接口2分成若干根，以实现均匀进水，且为了保证进水流量和地下水的实际流量一致，污染地下水的进水流量需通过蠕动泵3与饱和含水层模拟装置6相连，通过设置蠕动泵不同管道的流量，达到总进水流量与实际地下水流量一致的目的。将地下水补充装置固定在与饱和含水层模拟装置6相对合适的位置，保证能够顺畅补充地下水即可。
22.地下水收集器皿4处于隔水层模拟装置5的下端，地下水收集器皿4主要用于收集饱和含水层介质中地下水可能通过越流作用向下排泄下渗的地下水，隔水层模拟装置5位于饱和含水层模拟装置6底层，主要用于模拟现场实际隔水层的分布情况，由于现场钻探过程中取得的隔水层介质半径有限，为了扩大实验装置，将隔水层分格为若干个等面积的正方形小格(隔板材料与饱和含水层模拟装置6材料一致)，如图2所示，按照所取隔水层介质的直径，准确设计正方形小格的边长，以便正方形小格被完全填充。为了抑制边壁效应引起的优势流，在正方形小格的各个内壁上均匀涂抹一定厚度的凡士林，切割完成的正方形隔水层介质略大于小格的边长，以保证完全填充。为了保证由饱和含水层中越流下来的地下水能够排出整个装置，故在隔水层模拟装置5地板上均匀设置多个小孔。
23.此外，饱和含水层模拟装置6(即隔水层模拟装置5上方)隔水层介质上方尽可能模拟现场实际情况，隔水层介质和饱和含水层介质的填充量应与现场实际情况呈现一定的比例关系，为了保证模拟与现场实际情况相似度较高，饱和含水层介质和隔水层介质需尽可
能的减少人为扰动，同时取出的介质需尽快进行实验填充，缩短在外部环境的暴露时间，减少环境因素对模拟效果的影响，为了保证地下水流动能够对下层隔水层介质产生越流影响，上层饱和含水层厚度应远大于隔水层厚度，以大于10倍为最佳。饱和含水层介质压实度应尽可能与现场实际接近，以防地下水冲刷引起优势流。在饱和含水层模拟装置6两侧设置进水口和出水口，为了保证进水均匀不出现偏流，进水孔数量尽可能均匀布设，出水口数量可适当减少数量，满足出水要求即可，进出水孔布设情况如图3和图4所示。
24.地下水缓冲装置8分离出水口排出的二氧化碳和水蒸气混合物，得到准确的二氧化碳气体的生成量，以确定酸性地下水对隔水层介质的腐蚀影响，地下水存储装置1可作为二次缓冲装置，用以去除整个装置运行结束后仍残留在循环水中的少量的二氧化碳气体，保证生成的二氧化碳气体最终完全经由集气瓶收集，确保数据的精准度。
25.去离子水存放装置9和计量装置10组成产气量确定装置11，且去离子水存放装置9主要是为了用等量的水替换产生的气体的量，实验装置内放置的溶液为去离子水，同时在表层放置薄薄一层食用油，作用为防止产生的气体与水接触。选用的实验装置需确保气密性良好，推荐选用带有橡胶塞的玻璃洗气瓶，洗气瓶大小可根据前端实验装置大小确定，去离子水的用量为80％的洗气瓶容量，在橡胶塞上设置两个玻璃导管孔，左侧短导管通过橡胶管与缓冲装置8相连接，短导管不能插入去离子水液面以下，右侧长导管需浸入去离子水液面以下，保证去离子水可随着气体的产生不断地流入到计量装置10中。右侧长导管通过橡胶管与计量装置10相连接，橡胶塞盖入瓶口之前，可用去离子水浸泡一下，然后插入洗气瓶，即可保证该装置的气密性。计量装置10可选用带刻度的量筒，充满溶液后的液面高度需比离子水存放装置9液面低25cm。如果计量装置10不能实现去离子水的存放，则说明前方工序存在漏气的情况，此外离子水存放装置9中的溶液，可以用去离子水加硫酸(控制ph在4.5即可)替代，计量装置10可以用天平加烧杯替代，烧杯用于盛放液体，天平用于计量液体的重量。
26.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。