[发明专利]非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统及方法有效

专利信息
申请号: 202010104715.7 申请日: 2020-02-20
公开(公告)号: CN111157406B 公开(公告)日: 2021-04-27
发明(设计)人: 贺勇;胡广;张可能;朱考飞;李冰冰;喻志鹏;蒋文强 申请(专利权)人: 中南大学
主分类号: G01N13/00 分类号: G01N13/00;G01N13/04;G01N15/08
代理公司: 长沙轩荣专利代理有限公司 43235 代理人: 黄艺平
地址: 410000 湖南*** 国省代码: 湖南;43
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 非水相 液体 污染物 地下 水中 迁移 阻隔 试验 系统 方法
【说明书】:

发明提供了一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统,包括试验土样室、匀变速供污模块、供水模块和溶液收集模块;试验土样室至少包括第一砂槽、第二砂槽和工程屏障隔离槽且依次设置,之间设置透水结构;匀变速供污模块与第一砂槽连通,供水模块与第一砂槽的底端连通,溶液收集模块设置在工程屏障隔离槽以及第二砂槽的底端。本方案可针对现场不同地质条件、不同工况模拟非水相液体污染物在地层中的运移和扩散,研究非水相污染物在不同粒径多孔介质中运移与分布特征,同时还可系统研究工程屏障隔离墙对非水相液体污染物在地下环境中运移扩散后产生的污染羽的隔离阻控效果。

技术领域

本发明涉及地质工程及土木工程(岩土)技术领域,特别涉及一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统及方法。

背景技术

由于填埋场渗滤液泄漏、地下贮油设施及输油管线中石油制品的泄漏,有机溶剂和其他石油类产品对土壤和地下水的污染日趋严重。受石油类有机物污染的土体中含有多种有毒物质,进入地下水环境后,将对生物体造成严重的危害。大部分有机污染物与水不互溶(可能部分溶于水,此时溶解相和非水相同时存在),这种液体通常称为非水相液体(Nonaqueous Phase Liquids, NAPLs),包括密度比水大的重非水相液体(DenseNonaqueous Phase Liquids, DNAPLs)和密度比水小的轻非水相液体(Light NonaqueousPhase Liquids, LNAPLs)。常见的LNAPLs包括汽油和柴油,DNAPLs包括四氯乙烯、三氯乙烯、煤焦油等一些常见的氯代烃等。

NAPLs在地下水土中的迁移过程为多组分多相流问题。两相流可能由水相和DNAPLs组成,发生在潜水面以下;三相流可能由空气、水以及NAPL组成,发生在包气带中。石油类有机污染物不仅会污染地表水体,还会沿着包气带入渗污染地下水土。一方面,石油类有机污染物受重力和毛细力的作用在包气带中做垂直运动,部分污染物运动到地下潜水面以上并浮于水面,部分溶解于地下水中。另一方面,由于毛细力的作用有机污染物将吸附于粗颗粒土壤的孔隙中或被土壤固体颗粒吸附;绝大部分有机污染物都具有挥发性,挥发性有机污染物将分离成纯液相和气相占据包气带孔隙,这些残留的污染物会通过降水渗透溶解到地下水中,对地下水造成持续污染。

建立反映各主要成份运移过程的预测模型是设计地下水土石油类有机污染净化修复方案的基础。然而,目前人们对包气带中石油驱替迁移机理的研究还不够深入,对多场耦合作用下非水相液体污染物的迁移扩散过程缺乏系统研究,所以尚难以建立起实用的数学模型来描述多相流体系中石油污染物的迁移转换规律。

发明内容

本发明提供了一种室内缩尺模型试验来模拟石油类有机污染物在包气带和地下水土中的运移和扩散,以深入研究包气带中石油驱替迁移机理,对预测地下水污染发展趋势以及修复土壤和地下水污染具有重要意义。

为了达到上述目的,本发明提供了一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统,包括试验土样室、供污模块、供水模块、溶液收集模块和支撑调节模块;所述试验土样室至少包括第一砂槽、第二砂槽和工程屏障隔离槽,所述第一砂槽、所述工程屏障隔离槽和所述第二砂槽依次设置,所述第一砂槽与所述工程屏障隔离槽之间、以及所述工程屏障隔离槽与所述第二砂槽之间的连接处均设置透水结构,所述第一砂槽底部铺设有砾石导水层,所述工程屏障隔离槽内设置有工程屏障隔离墙,所述第二砂槽内铺设有砾石渗水层,所述试验土样室由透明的有机玻璃制成;所述供污模块与所述第一砂槽连通,向所述第一砂槽内匀速或变速地输送非水相液体污染物;所述供水模块与所述第一砂槽的底端连通,向所述砾石导水层输送水;所述溶液收集模块设置在所述工程屏障隔离槽以及所述第二砂槽的底端,对槽底渗出的溶液进行收集;所述支撑调节模块能模拟不同水力坡度下非水相液体污染物在地层中的迁移扩散。

进一步地,所述供污模块包括经容积标定的有机玻璃容器、蠕动泵、污染物输入控制阀和硅胶软管,所述有机玻璃容器的外壁上设置有注液孔,所述有机玻璃容器通过所述硅胶软管依次与所述蠕动泵以及所述第一砂槽连通,所述污染物输入控制阀设置在所述硅胶软管上,且位于所述硅胶软管与所述第一砂槽的连接处。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中南大学,未经中南大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202010104715.7/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top