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原文传递一种基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置及方法

专利名称：	一种基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置及方法
摘要：	本发明公开了一种基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置及方法，该装置包括相互连接的降雨模拟系统、试验柱体以及样品采样系统；其中：降雨模拟系统包括供水瓶、出水水管、蠕动泵及布水器；试验柱体包括上端开口的柱体，柱体的底部等间距的设置有四个多孔活动隔板，通过四个多孔活动隔板将柱体的底部分隔成五个隔间；每个隔间的四周内壁上均铺设有尼龙纱布；尾砂样品分别设置在隔间内部；样品采集系统分为剖面样品采集系统及底部样品采集系统；剖面样品采集系统位于柱体侧面。本发明可以最大限度模拟野外天然环境中，尾砂库中尾砂受不同酸度、类型酸性降雨影响下，污染物垂向释放迁移过程。模拟情景真实多样，样品采集方便，效率高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	湖北理工学院
发明人：	柳山;刘先利;张家泉;瞿丹阳;刘红霞;占长林;刘婷;郑敬茹;姚瑞珍;肖文胜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201910151813.3
公开号：	CN109709002A
代理机构：	湖北武汉永嘉专利代理有限公司
代理人：	刘琰
分类号：	G01N13/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N13
申请人地址：	435003 湖北省黄石市桂林北路16号湖北理工学院
主权项：	1.一种基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置，其特征在于，该装置包括相互连接的降雨模拟系统、试验柱体以及样品采样系统；其中：降雨模拟系统包括供水瓶(1)，供水瓶(1)底部设置有出水水管(6)，出水水管(6)上加设可调节流量的蠕动泵(2)，出水水管(6)末端设置有布水器(11)；试验柱体包括上端开口的柱体(8)，柱体(8)的底部等间距的设置有四个多孔活动隔板(5)，通过四个多孔活动隔板(5)将柱体(8)的底部分隔成五个隔间；每个隔间的四周内壁上均铺设有尼龙纱布(7)；尾砂样品(12)分别设置在隔间内部；样品采集系统分为剖面样品采集系统及底部样品采集系统；剖面样品采集系统位于柱体(8)侧面，剖面样品采集系统包括四个出水水管(6)，四个出水水管(6)分别设置在上方四个隔间的侧面，每个隔间侧面的出水水管(6)上均设置有阀门(4)，末端设置有样品收集瓶(10)；底部样品采集系统位于柱体(8)底部，底部样品采集系统包括设置最下方隔间底部的出水水管(6)，最下方隔间底部的出水水管(6)上设置有流量计(9)和阀门(4)，末端设置有样品收集瓶(10)。 2.根据权利要求1所述的基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置，其特征在于，供水瓶(1)中配置有稀硫酸、稀硝酸及碳酸溶液。 3.根据权利要求1所述的基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置，其特征在于，蠕动泵(2)可调节流量。 4.根据权利要求1所述的基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置，其特征在于，尼龙纱布(7)采用100目尼龙纱布。 5.根据权利要求1所述的基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置，其特征在于，多孔活动隔板(5)上均匀开设有多个孔洞，通过孔洞结构使水样入渗；通过多孔活动隔板(5)将尾砂样品(12)在垂向上分为五段，五段尾砂样品(12)模拟不同的入渗深度。 6.根据权利要求1所述的基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置，其特征在于，每个隔间内的尼龙纱布(7)紧密包裹尾砂样品(12)，尼龙纱布(7)与隔间内壁可分离，试验完成后通过尼龙纱布(7)取出尾砂样品(12)。 7.根据权利要求1所述的基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置，其特征在于，柱体(8)上端开口，开口处使装置与空气接触，形成开放体系，构建一个完整的非饱和入渗条件，模型天然包气带环境；柱体(8)内壁打磨为不光滑，填充的尾砂样品(12)经过压实使其填充密度保持一致。 8.根据权利要求1所述的基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置，其特征在于，布水器(11)包括末端设置有喷头，喷头包括一根主出水管，主出水管上垂直设置有多根从出水管，从出水管均与主出水管垂直；其中，位于主出水管中垂线位置上的从出水管长度最长，位于中垂线两侧的从出水管长度依次递减；主出水管和从出水管上均匀开设有多个出水管。 9.根据权利要求1所述的基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置，其特征在于，柱体(8)的上端设置有溢流口(3)。 10.一种采用权利要求1所述的基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置的模拟方法，其特征在于,包括以下步骤：步骤一、模拟天然环境中不同类型，不同酸度，不同降雨量的降雨：根据不同地区环境特征，在供水瓶中配制不同酸度的稀硫酸、稀硝酸及碳酸，模拟不同地区的不同类型，不同酸度的降雨；通过流量可调的蠕动泵，对降雨量进行调节，通过出水管末端的布水器，使降雨均匀的降落至尾砂样品表面；步骤二、研究入渗过程中不同深度入渗污染物的释放过程：对试验柱体不同高度设置多孔活动隔板，并用100目尼龙纱布对尾砂样品进行装填，装填过程中根据实际情况改变尾砂柱体的孔隙度，并在柱体侧面开设出水水管，对柱体不同深度的尾砂样品和入渗水样进行采集，探究不同孔隙度，不同入渗深度，尾砂-水作用时间对入渗水及尾砂样品主要成分的改造程度，及尾砂中污染物向入渗水中释放的垂向过程和分布规律；步骤三、模拟包气带中，水-尾砂-空气相互作用情景：本装置中，试验柱体上端开口，达到与外界空气相通的目的，通过控制各个取样阀门的大小，使入渗水在柱体内保持一个稳定的水位，模拟真实尾砂库包气带中水-尾砂-空气三者共存的环境，分析在降雨非饱和入渗过程中尾砂污染物的释放过程；步骤四、模拟真实环境中地下水水位涨落对非饱和入渗污染物释放过程的影响：通过调节取样阀门大小及降雨模拟装置的蠕动泵流量，对试验柱体内地下水水位高度进行调节，探究不同厚度包气带，对降雨非饱和入渗中污染物垂向释放过程和程度的影响。
所属类别：	发明专利