一种生活垃圾渗透系数测定装置的制作方法

本发明属于固体废弃物处理技术领域，涉及模拟实验，特别涉及一种生活垃圾渗透系数测定装置。

背景技术：

生活垃圾的渗透性控制着垃圾填埋场内渗滤液的流动速度和分布范围，是生活垃圾填埋场渗滤液收集及回灌系统设计的关键参数。另外，渗滤液渗漏量计算及水位控制也与垃圾的渗透性紧密相关。当生活垃圾填埋以后，必须对其渗透特性进行测定。因此，如何测定生活垃圾的渗透性一直是垃圾填埋场设计及运行管理单位关心的问题。oweis等和townsend等分别采用抽水试验和大尺寸试坑渗漏试验,，现场测试了实际填埋场中垃圾的渗透系数,但是，试验成本高,测试差异较大。到目前，尚未有专门用于测定生活垃圾渗透性的仪器。因此，开发多用途的生活垃圾渗透系数测定装置，采用实验室方法确定垃圾的渗透系数非常必要。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种生活垃圾渗透系数测定装置，可分别依靠耐压玻璃指示管内液体自重、气泵供压、液泵供压实现自重式、气压式、液压式三种生活垃圾渗透系数的测定方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种生活垃圾渗透系数测定装置，包括：

泵系统，包括水泵1-1、气泵1-2和压力变送器1-3；其中，水泵1-1和气泵1-2可选择12v电源的泵。

供水系统，包括储水仓2-1和带有刻度的耐压玻璃指示管2-2，耐压玻璃指示管2-2的底部连接三通阀门一2-3的接口o，顶部连接三通阀门二2-4的接口o，储水仓2-1经水泵1-1与三通阀门三2-5的接口o连接，且连接管路的端头在储水仓2-1底部，三通阀门三2-5的接口a与三通阀门一2-3的接口a连接，储水仓2-1与三通阀门二2-4的接口a连接，且连接管路的端头悬在储水仓2-1液面顶部，三通阀门二2-4的接口b与气泵1-2连接；

其中，储水仓2-1容积为2l；耐压玻璃指示管2-2高800mm、直径为50mm；各连接管路可采用橡胶软管。

渗透系统，包括垃圾压缩仓体3-1，垃圾压缩仓体3-1的仓盖上设置有一个快插3-8，快插3-8所连接的管路置入测量量筒3-9中，架设的螺杆3-6上端连接手旋3-7；垃圾压缩仓体3-1内设置有上下两块透水石板3-2，其中下部的透水石板3-2的下表面与垃圾压缩仓体3-1的底板紧密连接，底板自下而上对称布置两个进出通孔，分别为进水接口3-3与排气口3-4，进水接口3-3连接三通阀门三2-5的接口b以及三通阀门一2-3的接口b，排气口3-4上带有排气阀门3-5，垃圾压缩仓体3-1座落在支撑架3-10上；

电源系统，由电源选择开关4-1与若干导线构成，连接水泵1-1与气泵1-2，控制泵的启动与关闭。

上述装置可分别依靠耐压玻璃指示管2-2内液体自重、气泵供压、液泵供压实现自重式、气压式、液压式三种生活垃圾渗透系数的测定方法。

所述三通阀门一2-3的接口b与三通一2-6的接口b连接，三通阀门三2-5的接口b与三通一2-6的接口a连接，三通一2-6的接口c与三通二2-7的接口a连接，三通二2-7的接口b与进水接口3-3连接，三通二2-7的接口c连接有压力变送器1-3。

所述压力变送器1-3带有显示屏，用以实时显示当前压力，并设置有最大保护压力值，当渗透系统内部压力达到最大压力时，压力变送器1-3输出信号及时关闭泵。

所述排气口3-4和进水接口3-3均朝下。

所述储水仓2-1在竖直方向上高于耐压玻璃指示管2-2的底部以及垃圾压缩仓3-1，低于耐压玻璃指示管2-2的顶部。

所述供水系统依靠水泵1-1提供动力，将储水仓2-1中的水输送至耐压玻璃指示管2-2中，溢流液全部回流至储水仓2-1，实现水的循环利用。不受空间自来水管的位置限制。

所述垃圾压缩仓3-1的底板厚度20mm，对称布置两个通孔，分别为进水接口3-3与排气口3-4，底板上表面两个通孔之间设计有线状凹槽，透水石板3-2紧贴于仓体底板的上表面。

所述垃圾压缩仓3-1有多套，容积规格不同，针对同一批当量的垃圾，通过更换不同的垃圾压缩仓3-1改变仓体内部垃圾的空隙率，用于测定不同垃圾空隙率下的生活垃圾渗透系数。透水石板3-2设置两块，一块紧贴于仓体底板上表面，使进垃圾压缩仓3-1的液体分布均匀，减小渗透阻力。另一块设置于仓盖的下表面，使出水通过快插3-8出水嘴均匀释放。垃圾压缩仓3-1可从渗透系统中移出，更换不同规格尺寸的仓体，同时方便仓内垃圾的装取。

所述的三通阀门均为不锈钢隔板阀门，其功能是或全关或a通时b就断开，b通时a就断开，即通用的非此即彼式。

本发明渗透系统中的渗滤液来自于供水系统，把水泵1-1将水储水仓2-1输送至耐压玻璃指示管2-2的过程称为上水。在选择自重式或气压式两种测定方法的测定过程中，当垃圾压缩仓3-1中渗滤液不足时，可调节三通阀门开关，多次上水保证垃圾压缩仓3-1的供水需要。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)可通过阀组合切换，实现多种方式测定生活垃圾的渗透系数。

(2)设计有不同尺寸的垃圾压缩仓体，用以测定不同垃圾空隙率的渗透性。

(3)实时监控渗透系统内的压力数值，在渗透系统内部超压时，可自控关闭泵，以保证实验装置材料的耐压安全。

(4)开放式的操作参数设计，直观方便，且放置不受空间限制。符合人体工学。

(5)全系统的直流dc12v动力，安全可靠。

(6)符合满足教学实验和科学研究的要求。

附图说明

图1是本发明结构示意图(正面视图)。

图2是本发明结构示意图(背面视图)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1和图2所示，本发明一种生活垃圾渗透系数测定装置，包括：

泵系统，由水泵1-1、气泵1-2与压力变送器1-3等组成；

通透的供水系统，包括面板后的容积为2l的储水仓2-1与面板前的高800mm、直径为50mm的耐压玻璃指示管2-2。储水仓2-1与耐压玻璃指示管2-2经过水泵1-1与三通阀门一2-3、三通阀门二2-4、三通阀门二2-5用橡胶软管连接；

渗透系统，主要由直径为100mm的垃圾压缩仓3-1、透水石板3-2、螺杆3-6、手旋3-7、快插3-8以及测量量筒3-9等组成；

电源系统，由电源选择开关4-1与若干导线构成，用选择开关4-1连接水泵1-1与气泵1-2，控制泵的启动与关闭。

耐压玻璃指示管2-2的底部连接三通阀门一2-3的接口o，顶部连接三通阀门二2-4的接口o，储水仓2-1经水泵1-1与三通阀门三2-5的接口o连接，且连接管路的端头在储水仓2-1底部，三通阀门三2-5的接口a与三通阀门一2-3的接口a连接，储水仓2-1与三通阀门二2-4的接口a连接，且连接管路的端头悬在储水仓2-1液面顶部，三通阀门二2-4的接口b与气泵1-2连接

三通阀门一2-3接口o与耐压玻璃指示管2-2底部相连，接口a连接水泵1-1，与储水仓2-1相通，管路插入储水仓2-1底部。接口b经过压力变送器1-3与渗透系统仓体底板进水接口3-3相连，实现供水系统与渗透系统的连接。

三通阀门二2-4接口o与耐压玻璃指示管2-2顶部相连，接口a与储水仓2-1相通，管路出口位于储水仓2-1液面之上。接口b与气泵1-2连接。

三通阀门三2-5接口o与水泵1-1相连，接口a与三通阀门一2-3接口a相连，连通耐压玻璃指示管2-2。接口b与三通一2-6接口b相连，连接渗透系统。三通阀门三2-5主要用于切换与水泵1-1直接相通的系统，当三通阀门三2-5位于o-a通路时，水泵1-1与供水系统连通，当三通阀门三2-5位于o-b通路时，水泵1-1直接与渗透系统连通。

三通一2-6接口a与三通阀门三2-5接口b相连，2-6的接口b与三通阀门一2-3接口b相连，接口c与三通二2-7接口a相连。

三通二2-7接口a与三通一2-6接口c相连，接口b与渗透系统仓体底板进水接口3-3相连，接口c与压力变送器1-3连接。

根据以上结构，本垃圾渗透系数测定装置的工作过程是：

1、自重式：根据实验研究的需要选择一定规格尺寸的垃圾压缩仓3-1，以当量的待测垃圾填满压缩仓3-1，置入，再放上透水石，旋紧手旋3-7仓盖。确保电路和水管路的安全连接，将三通阀门三2-5置于o-a通路、三通阀门一2-3置于o-a通路、三通阀门二2-4置于o-a通路，形成储水仓2-1与耐压玻璃指示管2-2的供水通路。将电源选择开关4-1置于水泵1-1处，水泵1-1通电，将水从储水仓2-1中抽出并注入耐压玻璃指示管2-2中，耐压玻璃指示管2-2中液位不断上升。待耐压玻璃玻璃管2-2注满水后，溢流液经三通阀门二2-4的o-a通路回流至储水仓2-1中，关闭电源选择开关4-1，水泵1-1断电，耐压玻璃指示管2-2内形成稳定水柱水压。先打开渗透系统的排气阀门3-5，再将三通阀门一2-3切换至o-b通路，耐压玻璃指示管2-2内水柱在重力作用下，经三通阀门一2-3的o-b通路流入渗透系统进水口，待将管路的空气排净，有水从排气口流出时，关闭排气阀门3-5。调节垃圾压缩仓3-1内液面上升，使水流经下方的透水石板3-2、生活垃圾3-11、上方的透水石板3-2，到从垃圾压缩仓3-1仓盖上安装的快插3-8处溢出之后，再记录单位时间流入测量量筒3-9中的量，即出水渗透值；以及此时段的进水水位在耐压刻度玻璃指示管的改变量，即进水渗透值。依此判断垃圾的水透过能力。实验结束，将三通阀门一2-3关闭。

2、气压式：根据研究需要选择一定规格尺寸的垃圾压缩仓3-1，以当量的待测垃圾填满垃圾压缩仓3-1，置入，再放上透水石板3-2，旋紧手旋3-7仓盖。确保电路和水管路的安全连接，将三通阀门三2-5置于o-a通路、三通阀门一2-3置于o-a通路、三通阀门二2-4置于o-a通路，形成储水仓2-1与耐压玻璃指示管2-2的供水水通路。将电源三相选择开关4-1置于水泵1-1处，水泵1-1通电，将水从储水仓2-1中抽出并注入耐压玻璃指示管2-2中，耐压玻璃指示管2-2中液位不断上升。待注满水后，溢流液经三通阀门二2-4的o-a通路回流至储水仓2-1中，关闭电源选择开关4-1，水泵1-1断电，耐压玻璃指示管2-2内形成稳定水柱。先打开渗透系统的排气阀门3-5，再将三通阀门一2-3切换至o-b通路，耐压玻璃指示管2-2内水柱在重力作用下，经三通阀门一2-3的o-b通路流入渗透系统进水口，待将管路中的空气排净，有水从排气口流出时，关闭排气阀门3-5。将三通阀门二2-4置于o-b通路，电源选择开关4-1切换至气泵1-2处，气泵1-2通电，耐压玻璃指示管2-2中水柱在重力与气压作用下流入渗透系统中，调节垃圾压缩仓3-1内液面上升，使水流经下方的透水石板3-2、生活垃圾3-11、上方的透水石板3-2，到从垃圾压缩仓3-1仓盖上安装的快插3-8处溢出后，再记录单位时间流入测量量筒3-9中的量，即出水渗透值；以及此时段的进水水位在耐压刻度玻璃指示管的改变量，即进水渗透值。实验完毕，关闭电源选择开关4-1和三通阀门一2-3。得到一定空隙率的生活垃圾渗透值。

3、液压式：根据研究需要选择一定规格尺寸的垃圾压缩仓3-1，以当量的待测垃圾填满压缩仓3-1，置入，再放上透水石板3-2，旋紧手旋3-7仓盖。确保电路和水管路的安全连接，将三通阀门三2-5置于o-b通路，打开排气阀门3-5，将电源选择开关4-1切换至水泵1-1处，水泵1-1通电，储水仓2-1中水在水泵1-1压力作用下，经三通一2-6注入渗透系统进水接口3-3，待将管路中的空气排净，有水从排气口流出时，关闭排气阀门3-5。渗透系统中垃圾压缩仓3-1内液面上升，水流经下方的透水石板3-2、生活垃圾3-11、上方的透水石板3-2，最终从垃圾压缩仓3-1仓盖上安装的快插3-8处溢出后，再记录单位时间流入测量量筒3-9中的量，判断垃圾的水透过情况，得到一定空隙率的生活垃圾渗透系数。实验完毕，关闭电源选择开关4-1和三通阀门三2-5。

4、测定不同空隙率下的生活垃圾渗透系数：根据研究需要选择不同规格尺寸的垃圾压缩仓3-1，满装入同一批当量的垃圾，从而改变仓体内部垃圾的空隙率，置入，再选择自重式、液压式或气压式等测定方法，得到不同垃圾空隙率下的生活垃圾渗透系数。