申请日2015.05.25
公开(公告)日2015.10.14
IPC分类号C02F1/00
摘要
本发明公开了一种土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟装置，包括进水池、垃圾渗滤液渗漏槽、多级可渗透反应格栅、弱透水层、含水层和出水管，其中垃圾渗滤液渗漏槽底设有若干小孔，多级可渗透反应格栅上设置有污染羽拦截板、开孔壁、筛板和连接管，装置末端连接有若干个出水管，所述多级可渗透反应格栅的级数n根据垃圾渗滤液物理化学特征及修复目标确定，n为自然数。本发明可以缩小受垃圾渗滤液污染土壤与地下水原位修复实验室模拟环境与实际场地修复环境之间的差距，更加贴切地反映土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复状况，为土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复技术的工程应用提供客观理论参考。
权利要求书
1.一种土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟装置，所述模拟 装置包括进水池、垃圾渗滤液渗漏槽、监测井、多级可渗透反应格栅、弱 透水层、含水层和出水管，其特征在于，
所述进水池与所述模拟装置的其它部分使用筛板隔开，所述筛板表面 粘有高密度尼龙筛网;
所述弱透水层和含水层，形成在除进水池之外的所述模拟装置中;
所述垃圾渗滤液渗漏槽位于除进水池之外的所述模拟装置的前端，其 底部设有若干小孔，供垃圾渗滤液渗透通过;
多个监测井，分散布置在除进水池之外的所述模拟装置中，用于对所 述模拟装置进行监测;
若干多级可渗透反应格栅，设置在除进水池之外的所述模拟装置中的 水流方向上，所述多级可渗透反应格栅由污染羽拦截板、第一级可渗透反 应格栅、第二级可渗透反应格栅、直至第n级可渗透反应格栅组成，其中 所述多级可渗透反应格栅的级数n根据垃圾渗滤液物理化学特征及修复目 标确定，n为自然数;
若干出水管，位于所述模拟装置的末端。
2.如权利要求1所述的土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟 装置，其中所述垃圾渗滤液渗漏槽中注有取自现场的垃圾渗滤液、或根据 渗滤液成分人工配制的垃圾渗滤液。
3.如权利要求1所述的土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟 装置，其中所述监测井中设有在线监测设备，动态监测水位、流速、温度、 pH、溶解氧、电导率及氧化还原电位，所述监测井不同深度处设置有取样 管。
4.如权利要求1所述的土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟 装置，其中除进水池之外的所述模拟装置的其它区域自顶部起依次为上、 中、下三层，上、下两层装填粒径小于0.25mm的粘土形成弱透水层，中 间层装填有粒径为0.5～2.0mm的沙粒形成含水层。
5.如权利要求1所述的土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟 装置，其中所述出水管的水头高度根据实际需要调节。
6.如权利要求1所述的土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟 装置，其中所述污染羽拦截板由物理化学性质稳定的隔水材料制成，所述 污染羽拦截板与所述第一级可渗透反应格栅外壁密封连接，并垂直插入含 水层底部的所述弱透水层中。
7.如权利要求6所述的土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟 装置，其中所述第一级可渗透反应格栅介于所述污染羽拦截板之间的小于 180°的弧形墙壁区域设有若干小孔，所述弧形墙壁区域表面粘有高密度 尼龙筛网;所述第一级可渗透反应格栅壁的其余区域为物理化学性质稳定 的隔水材料;
所述第一级可渗透反应格栅内部垂直插入两块筛板，所述筛板之间为 反应填料;以及
前端筛板整体设有若干小孔，后端筛板底部三分之一区域设有若干小 孔，所述筛板表面粘有高密度尼龙筛网。
8.如权利要求7所述的土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟 装置，其中所述第一级可渗透反应格栅与后续的第二级可渗透反应格栅通 过若干个连接管连接;
所述第二级可渗透反应格栅内部垂直插入两块筛板，所述筛板之间为 反应填料;
两块所述的筛板整体均设有若干小孔，所述筛板表面粘有高密度尼龙 筛网;以及
所述第二级可渗透反应格栅中后端筛板对应的小于180°弧形墙壁区 域设有若干小孔，所述弧形墙壁区域表面粘有高密度尼龙筛网，所述第二 级可渗透反应格栅壁的其余区域为物理化学性质稳定的隔水材料。
9.如权利要求8所述的土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟 装置，其中当多级可渗透反应格栅级数n大于2时，使用第二级可渗透反 应格栅作为最后一级格栅;相邻两级可渗透反应格栅通过若干个连接管连 接;介于第一级和最后一级的可渗透反应格栅壁均为不透水材料，所述可 渗透反应格栅内部垂直插入两块筛板，所述筛板之间为反应填料;前端筛 板整体设有若干小孔，后端筛板底部三分之一区域设有若干小孔，所述筛 板表面粘有高密度尼龙筛网。
10.如权利要求9所述的土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟 装置，其中所述高密度尼龙筛网的网目为200-800目之间。
说明书
一种土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟装置
技术领域
本发明涉及一种污染处理模拟装置，更具体地涉及一种土壤与地下水 垃圾渗滤液污染原位修复模拟装置。
背景技术
土壤与地下水是人类赖以生存的宝贵资源。自进入工业化社会以来， 便出现了土壤与地下水的污染问题，并于上世纪60、70年代开始加剧。 鉴于土壤与地下水污染的严重性，欧美等发达国家投入了大量的人力物力 对污染土壤与地下水修复技术进行研究。污染土壤与地下水修复技术根据 处理方式的不同可分为异位修复和原位修复两种。
常用的土壤污染异位修复技术将污染土壤挖掘、转运、堆放、净化， 然后再利用。这种异位修复不仅处理成本高，而且很难治理深层土壤及土 壤与地下水均受污染的场地，无法修复建筑物下面的污染土壤或紧靠重要 建筑物的污染场地。
早期的地下水修复采用异位处理，如抽出处理方法。该技术通过捕捉 地下水中的污染羽状体并将其抽出地面，再采用其它处理技术将水净化后 使用或重新输入地下。抽出处理方法可将地下水的污染区域有效地控制在 抽出井上游，但是在现场处理地下水的应用结果和研究表明，要想彻底修 复污染的地下水，抽出处理系统往往要运行几年甚至几十年，其所需要的 动力消耗、设备运行和维护等费用极大。此外，为防止地下水的大量抽出 而造成的地表沉降，还需采用倒灌技术，更是增加了资金消耗。
因此，土壤与地下水污染原位修复技术是当前土壤与地下水污染治理 技术研究的热点，不但处理费用相对节省，而且还可以减少地表处理设施， 降低对环境的扰动。
可渗透反应格栅是一个被动的原位处理区，装填于处理区的反应材料 能够降解和滞留流经过该墙体的地下水中的污染组分，从而达到修复目的。 与其它原位修复技术相比，其最大优点在于不需要任何外加动力装置、地 面处理设施，且活性反应介质消耗很慢，可长期有效地发挥修复效能，除 初期安装和长期监测以便观察修复效果外，几乎不需要其它任何费用。
目前，欧美等发达国家的土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复技术 已较为成熟并已投产使用，而我国的研究仍处于试验研究阶段，目前主要 包括场地应用研究和实验室研究。在场地应用之前，实验室研究是评价某 种修复技术的必要阶段。大多数实验室研究通过柱试验模拟了受污染地下 水在含水层中的运动并分析污染物的去除效能，但这种方式模拟的土壤与 地下水原位修复环境与实际环境仍有较大差距。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种土壤与地下水垃 圾渗滤液污染原位修复模拟装置，以缩小受污染土壤与地下水原位修复模 拟环境与实际环境之间的差距，更加贴切地反映土壤与地下水垃圾渗滤液 污染原位修复状况，能够为土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复技术的 工程应用提供客观的理论参考。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复模拟装置， 所述模拟装置包括进水池、垃圾渗滤液渗漏槽、监测井、多级可渗透反应 格栅、弱透水层、含水层和出水管，其特征在于，
所述进水池与所述模拟装置的其它部分使用筛板隔开，所述筛板表面 粘有高密度尼龙筛网;
所述弱透水层和含水层，形成在除进水池之外的所述模拟装置中;
所述垃圾渗滤液渗漏槽位于除进水池之外的所述模拟装置的前端，其 底部设有若干小孔，供垃圾渗滤液渗透通过;
多个监测井，分散布置在除进水池之外的所述模拟装置中，用于对所 述模拟装置进行监测;
若干多级可渗透反应格栅，设置在除进水池之外的所述模拟装置中的 水流方向上，所述多级可渗透反应格栅由污染羽拦截板、第一级可渗透反 应格栅、第二级可渗透反应格栅、直至第n级可渗透反应格栅组成，其中 所述多级可渗透反应格栅的级数n根据垃圾渗滤液物理化学特征及修复目 标确定，n为自然数;
若干出水管，位于所述模拟装置的末端。
其中，所述垃圾渗滤液渗漏槽中注有取自现场的垃圾渗滤液、或根据 渗滤液成分人工配制的垃圾渗滤液。
其中，所述监测井中设有在线监测设备，动态监测水位、流速、温度、 pH、溶解氧、电导率及氧化还原电位，所述监测井不同深度处设置有取样 管。
其中，除进水池之外的所述模拟装置的其它区域自顶部起依次为上、 中、下三层，上、下两层装填粒径小于0.25mm的粘土形成弱透水层，中 间层装填有粒径为0.5～2.0mm的沙粒形成含水层。
其中所述出水管的水头高度根据实际需要调节。
其中，所述污染羽拦截板由物理化学性质稳定的隔水材料制成，所述 污染羽拦截板与所述第一级可渗透反应格栅外壁密封连接，并垂直插入含 水层底部的所述弱透水层中。
其中，所述第一级可渗透反应格栅介于所述污染羽拦截板之间的小于 180°的弧形墙壁区域设有若干小孔，所述弧形墙壁区域表面粘有高密度 尼龙筛网;所述第一级可渗透反应格栅壁的其余区域为物理化学性质稳定 的隔水材料;
所述第一级可渗透反应格栅内部垂直插入两块筛板，所述筛板之间为 反应填料;以及
前端筛板整体设有若干小孔，后端筛板底部三分之一区域设有若干小 孔，所述筛板表面粘有高密度尼龙筛网。
其中，所述第一级可渗透反应格栅与后续的第二级可渗透反应格栅通 过若干个连接管连接;
所述第二级可渗透反应格栅内部垂直插入两块筛板，所述筛板之间为 反应填料;
两块所述的筛板整体均设有若干小孔，所述筛板表面粘有高密度尼龙 筛网;以及
所述第二级可渗透反应格栅中后端筛板对应的小于180°弧形墙壁区 域设有若干小孔，所述弧形墙壁区域表面粘有高密度尼龙筛网，所述第二 级可渗透反应格栅壁的其余区域为物理化学性质稳定的隔水材料。
其中，当多级可渗透反应格栅级数n大于2时，使用第二级可渗透反 应格栅作为最后一级格栅;相邻两级可渗透反应格栅通过若干个连接管连 接;介于第一级和最后一级的可渗透反应格栅壁均为不透水材料，所述可 渗透反应格栅内部垂直插入两块筛板，所述筛板之间为反应填料;前端筛 板整体设有若干小孔，后端筛板底部三分之一区域设有若干小孔，所述筛 板表面粘有高密度尼龙筛网。
其中，所述高密度尼龙筛网的网目为200-800目之间。
基于上述技术方案可知，本发明具有如下优点和有益效果：(1)本发 明的装置结构简单巧妙，制作简单、操作方便，成本低廉;(2)本发明的 装置中反应格栅的级数和反应介质可灵活调整，适用于受不同性质垃圾渗 滤液污染的地下水原位修复技术研究;(3)本发明装置模拟了土壤与地下 水垃圾渗滤液污染原位修复环境，包括包气带含水层水文地质特征、地下 水渗流状况、垃圾渗滤液渗漏污染过程及可渗透反应格栅的作用形式，能 够为土壤与地下水垃圾渗滤液污染原位修复技术的工程应用提供理论参 考。
