检测活性防渗屏障阻挡离子扩散效果的室内试验装置制造方法
【专利摘要】本发明属于环境工程领域，具体是指一种检测活性防渗屏障（比如水泥土）阻挡离子扩散效果的室内试验装置，用于在实验室中检测屏障在满足防渗的条件下，阻挡离子扩散的效果。该装置为十字形盒装箱体，由四块活性防渗屏障分割成五个空仓，中间放含有污染离子的溶液，四周放置蒸馏水。根据实验装置所测浓度数据计算出污染离子通过活性屏障的扩散系数等参数，然后根据扩散—弥散方程估算污染场地防渗屏障的击穿时间和使用年限，从而对污染场地所使用的活性防渗屏障对污染离子的阻挡效果进行评估等。
【专利说明】检测活性防渗屏障阻挡离子扩散效果的室内试验装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境工程领域，具体是指一种检测活性防渗屏障（比如水泥±)阻挡离 子扩散的室内试验装置，用于在实验室中检测活性防渗屏障阻挡离子扩散的效果。
【背景技术】
[0002] 目前，由于我国城市化进程不断加快，随之而产生的城市生活垃圾也越来越多，约 占世界总产量的四分之一，如何在对环境污染程度降到最低的条件下处理该些垃圾成为日 益重要的问题。就目前而言，世界各国生活垃圾的处理方法主要有堆放、填埋、焚烧、堆服四 种，而卫生填埋是最经济安全的一种。而我国由于大多数城市未实行垃圾分类投放制度，大 量电池等电子垃圾进入垃圾填埋场，导致垃圾填埋场重金属污染严重。同时，垃圾渗滤液对 下游和周围环境也造成严重污染，因此垃圾填埋场的防渗工作对于防止垃圾填埋场的污染 具有重要意义。根据我国建设部颁布的《生活垃圾卫生填埋技术规范》（GB50869-2013)中 的规定，"防渗系统应根据填埋场工程地质与水文地质条件进行选择。当天然基础层饱和渗 透系数小于1.OX10-7cm/s，且场底及四壁衬里的厚度不小于2m时，可采用天然黏±类衬 里结构。"一般而言，自然地质条件一般无法满足要求，故通常需要进行人工防渗。
[0003] 防渗是卫生填埋处理技术的主要标志，它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液 对填埋场的水体和±壤污染，减少渗滤液的产生量。防渗的技术关键是防渗层的构造，其结 构形式直接决定了防渗效果和工程建设投资目前国内采用的填埋场底部防渗措施主要有 垂直隔离防渗和水平防渗。常见的用于控制污染物扩散的垂直隔离措施有：帷幕注浆、地下 隔离墙、深层揽拌粧墙、钢板粧墙、高压喷射灌浆板墙等。其中，如在填埋场，垂直帷幕注浆 防渗和深层揽拌粧由于在技术性与经济性上具有一定优势，在填埋场工程中常作为首选方 案，其方法是水泥浆与±壤颗粒胶结形成渗透系数较小的隔离帷幕，W截断污染物溶质扩 散路径隔离污染物。但是在设计中只把它当成为防渗屏，其实污染物还可能通过扩散的形 式扩散，扩散参数的测定虽然从现场试验确定最为准确，但该样做会很费时间，基本无法做 大量重复试验对比，而且会对环境造成污染，所W-般还是通过实验室模型试验确定。现有 的一些模型和方法都只是针对粘±隔离屏障的，主要是在实验室测定污染物巧日离子）在粘 ±屏障的扩散参数巧巧广散系数)。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种检测活性渗透屏障隔离 法处置效果的室内试验装置，由四块两两平行的活性渗透屏障将十字形盒状箱体分隔成五 个空仓，中也仓放置人工配制的污染离子溶液，四边空仓放置蒸觸水。通过模型试验来取得 针对水泥±屏障的扩散系数等参数，然后可W根据扩散-弥散方程来评价污染场地屏障 的击穿时间和使用年限，进而可评价污染场地的水泥±屏障隔离方法及其阻挡离子扩散的 效果等。
[0005] 本发明的目的实现由W下技术方案完成： 一种检测活性防渗屏障阻挡离子扩散的室内试验装置，包括箱体、活性防渗屏障和多 孔板，所述箱体为十字形盒状结构，由两两平行的四块多孔板将十字形盒状箱体分割成五 个空仓，即一个中也仓和位于其四周的四个空仓，所述中也仓的容积为四周四个空仓容积 的总和；所述多孔板靠近中也仓一侧粘贴有活性防渗屏障，所述多孔板上钻有若干小孔，所 述小孔的孔率应达40%W上；所述箱体顶部由活动盖板覆盖，W防溶液的挥发；操作时，中 也仓放含有污染离子的溶液，四个空仓放置蒸觸水。根据实验装置所测浓度数据计算出污 染离子通过活性防渗屏障的扩散系数，然后根据扩散一弥散方程估算污染场地防渗屏障的 击穿时间和使用年限，从而对污染场地所使用的活性防渗屏障对污染离子的阻挡效果进行 评估。
[0006] 本发明中，所述十字形盒状箱体的侧板、底板之间用娃胶连接无缝隙。
[0007] 本发明中，所述多孔板为PVC多孔板。
[000引本发明中，所述中也仓的底部采用PVC板。
[0009] 本发明中，所述活性防渗屏障高度与箱体等高，其宽度比箱体中也仓侧板的宽度 稍窄，W便于活性防渗屏障后续的放入和粘结工作。
[0010] 本发明中，所述活性防渗屏障与PVC多孔板之间采用娃胶粘结。
[0011] 本发明中，所述活性防渗屏障与中间仓的侧板和底板之间用娃胶连接无缝隙。[001引本发明中，所述PVC多孔板最的孔位置距板边缘2畑1，保证PVC多孔板与活性防渗 屏障之间有足够的粘结面积。
[0013] 本发明的有益效果在于：装置简便、实用、经济，制作简单，仅用几块PVC板即可拼 装成，可W同时测定污染物（如离子）通过四种不同活性防渗屏障的扩散，并且取样方便。 价格低廉，类似盒子只要几百元左右的成本。试验过程中，只有扩散过程存在，没有渗流的 干扰，测得的扩散系数是纯扩散系数，比较准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为PVC板制成的试验结构装置； 图2为放置活性防渗屏障的示意图； 图3为试验装置的平面示意图； 图4为PVC多孔板的不意图。
[0015] 图中标号；1为箱体、2为活性防渗屏障、3为多孔板、4为娃胶（即为图2中阴影部 分)。
【具体实施方式】
[0016] W下结合附图对本实验装置及操作进一步详细说明，W便于同行业技术人员的理 解： 实施例1; 图1为PVC板板制成的试验结构装置。如图1所示，活性防渗屏障2 (比如水泥±)阻 挡离子扩散的室内试验装置，主要由两个长度为0. 6米、宽0. 4米、高0. 3米的长方形箱体 交叠成十字形盒状箱体1制成，盒状箱体1的侧板与底板均为PVC板，十字形盒状箱体1内 由两两平行的lcm-3cm厚的活性防渗屏障2分隔成五个空仓，分别为中也仓与侧边四个空 仓，中间可放置人工配制的污染离子溶液，四周空仓放置蒸觸水，结构简单，中也仓的容积 为四个侧边空仓容积的总和。其中，十字形盒状箱体侧板、底板之间连接无缝隙，不发生渗 漏。
[0017]图2为放置活性防渗屏障的示意图。本实验采用的是预制好的活性防渗屏障，在 其养护到28天，待其表面干燥后，分别在活性防渗屏障和多空板相互接触的一面四周涂上 娃胶，将活性防渗屏障2贴在多孔板3上，并对其四周边缝打娃胶4进行补胶，W防渗漏。
[0018]图3为试验装置的平面示意图，图中尺寸单位为mm。其中：中也仓的长为400mm， 宽为400mm，四周空仓的长为400mm，宽为100mm。
[0019]图4为PVC多孔板的示意图，其孔率应达40%W上，最外侧圆孔到板边缘的距离为 2cm左右O
[0020] 试验时，在侧边四个空仓放置蒸觸水，在中间仓内加配置好的污染离子溶液，其水 位面与侧边的水面持平，按照规定频率测定侧边溶液的浓度。根据取得的测量数据，计算离 子扩散参数，并确定满足一定设计年限下的活性防渗屏障的厚度及一定厚度的活性防渗屏 障的击穿时间。
【权利要求】
1. 一种检测活性防渗屏障阻挡离子扩散效果的室内试验装置，包括箱体、活性防渗屏 障、多孔板和硅胶，其特征在于所述箱体为十字形盒状结构，由两两平行的四块多孔板将十 字形盒状箱体分割成五个空仓，即一个中心仓和位于其四周的四个空仓，所述中心仓的容 积为四周四个空仓容积的总和；所述多孔板靠近中心仓一侧粘贴有活性防渗屏障，所述多 孔板上钻有若干小孔，所述小孔的孔率应达40%以上；所述箱体顶部由活动盖板覆盖，以防 溶液的挥发；操作时，中心仓放含有污染离子的溶液，四个空仓放置蒸馏水。
2. 根据实验装置所测浓度数据计算出污染离子通过活性防渗屏障的扩散系数，然后根 据扩散一弥散方程估算污染场地防渗屏障的击穿时间和使用年限。
3. 根据权利要求1所述的一种检测活性防渗屏障阻挡离子扩散效果的室内试验装置， 其特征在于所述十字形盒状箱体的侧板、底板之间用硅胶连接无缝隙。
4. 根据权利要求1所述的一种检测活性防渗屏障阻挡离子扩散效果的室内试验装置， 其特征在于所述多孔板为PVC多孔板。
5. 根据权利要求1所述的一种检测活性防渗屏障阻挡离子扩散效果的室内试验装置， 其特征在于所述中心仓的底部采用PVC板。
6. 根据权利要求1所述的一种检测活性防渗屏障阻挡离子扩散效果的室内试验装置， 其特征在于所述活性防渗屏障高度与箱体等高，其宽度比箱体中心仓侧板的宽度稍窄。
7. 根据权利要求1所述的一种检测活性防渗屏障阻挡离子扩散效果的室内试验装置， 其特征在于所述活性防渗屏障与PVC多孔板之间采用硅胶粘结。
8. 根据权利要求1所述的一种检测活性防渗屏障阻挡离子扩散效果的室内试验装置， 其特征在于所述活性防渗屏障与中间仓的侧板和底板之间用硅胶连接无缝隙。
9. 根据权利要求1所述的一种检测活性防渗屏障阻挡离子扩散效果的室内试验装置， 其特征在于所述PVC多孔板最的孔位置距板边缘2cm。
【文档编号】G01N13/00GK104359799SQ201410579393
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】席永慧 申请人:同济大学