本实用新型涉及环境监测试验装置技术领域，尤其是涉及一种用于原状土壤的渗滤模拟装置。
背景技术：
土壤渗滤系统是利用土壤或与土壤相结合的填料的物理、化学和生物净化功能，实现污水处理净化目的，该系统是一种就地取材的生态处理系统，具有投资低、运行管理简单、能耗低等优点。土壤渗滤系统可由不同层组成：如植物层、种植土壤层、人工土壤层、承托层、砂滤层、防渗层等自上至下组成。柱体实验是污水土壤渗滤工艺研究的重要手段。用柱体装置模拟渗滤处理过程具有操作简便、结构简单和直观等优点，但是，现有的柱体模拟渗滤装置无法对原状土壤柱进行试验，且现有的柱体模拟渗滤装置大多采用高位水箱供水，利用马氏瓶原理调节水压以保持入渗水流的流速恒定，但是，不便于调节入渗水流量。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种用于原状土壤的渗滤模拟装置，以解决现有技术中存在的无法对原状土壤进行模拟试验且不便于调节入渗水流量的技术问题。
基于上述目的，本实用新型提供了一种用于原状土壤的渗滤模拟装置，包括进水管、蠕动泵、装填管和渗滤液收集容器；所述进水管与所述蠕动泵连接，所述进水管的一端用于与外界水源连通，所述进水管的另一端与所述装填管连通；所述装填管用于填装原状土壤柱，其中，所述原状土壤柱的直径大于所述装填管的内径，所述装填管的下端设置有切割部，所述装填管能够沿所述原状土壤柱的长度方向从所述原状土壤柱的上表面向其下表面运动，以使所述切割部对所述原状土壤柱进行切割，并使切割后的原状土壤柱的外表面与所述装填管的内壁相贴合；所述渗滤液收集容器与所述装填管的下端连通。
进一步地，所述切割部呈管状，所述切割部的一端与所述装填管的下端一体成型，所述切割部的另一端位于所述装填管的下方，所述切割部的厚度由所述切割部的一端向所述切割部的另一端逐渐减小。
进一步地，还包括盖板，所述盖板盖设于所述装填管上，且所述盖板布设有多个通孔。
进一步地，所述原状土壤柱的上表面设置有第一砂砾石层，所述第一砂砾石层的上表面与所述盖板的下表面之间间隙设置；所述原状土壤柱的下表面设置有第二砂砾石层，所述第二砂砾石层的下表面与所述切割部的另一端的端面平行。
进一步地，所述进水管的另一端设置有喷头，所述喷头位于所述盖板与所述第一砂砾石层之间。
进一步地，还包括支架和排放管，所述支架设置有排放口，所述装填管与所述支架固定连接，所述排放管的一端与所述排放口连通，所述排放管的另一端与所述渗滤液收集容器连通。
进一步地，所述外界水源为再生水或污水。
进一步地，所述装填管设置有多个土壤溶液取样口，多个所述土壤溶液取样口沿所述装填管的长度方向间隔设置，所述土壤溶液取样口设置有第一阀门。
进一步地，所述装填管设置有多个土壤介质测试口，多个所述土壤介质测试口沿所述装填管的长度方向间隔设置，所述土壤介质测试口与所述土壤溶液取样口沿径向对应设置，或所述土壤介质测试口与所述土壤溶液取样口交替设置；所述土壤介质测试口设置有第二阀门。
基于上述目的，本实用新型还提供了一种用于原状土壤的渗滤模拟装置，包括进水管、蠕动泵、装填管和渗滤液收集容器；所述进水管与所述蠕动泵连接，所述进水管的一端用于与外界水源连通，所述进水管的另一端与所述装填管连通；所述装填管用于填装原状土壤柱，其中，所述原状土壤柱的直径大于所述装填管的内径，所述装填管的上端设置有切割部，所述装填管能够相对于所述原状土壤柱沿其长度方向从所述原状土壤柱的下表面向其上表面运动，以使所述切割部对所述原状土壤柱进行切割，并使切割后的原状土壤柱的外表面与所述装填管的内壁相贴合；所述渗滤液收集容器与所述装填管的下端连通。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的用于原状土壤的渗滤模拟装置，通过设置蠕动泵，便于对进水流量进行调节，从而便于调节水向原状土壤柱中入渗的流速和流量。同时，本实用新型通过设置切割部，能够对原状土壤柱进行切割，使切割后的原状土壤柱的外表面与装填管的内壁相贴合。在使用时，先从待测土壤中沿土壤的深度方向取出原状土壤柱，该原状土壤柱的直径大于装填管的内径，为了保证水源能够从原状土壤柱的上表面向下入渗，将装填管置于原状土壤柱的上方，切割部与原状土壤柱的上表面接触，然后将装填管沿原状土壤柱的长度方向从其上表面向其下表面移动，以使切割部对原状土壤柱进行切割，即将原状土壤柱的超过装填管内径的部分切除，从而使得切割后的原状土壤柱的外表面能够与装填管的内壁相贴合；开启蠕动泵，将外界水源通入装填管，水流从原状土壤柱的上表面渗入原状土壤柱，最终流向渗滤液收集容器。
此外，本实用新型还提供了一种用于原状土壤的渗滤模拟装置，装填管的上端设置有切割部，在使用时，为了保证水源能够从原状土壤柱的上表面向下入渗，将原状土壤柱置于装填管的上方，原状土壤柱的下表面与切割部接触，将原状土壤垂直柱向下推，以使切割部对原状土壤柱进行切割，即将原状土壤柱的超过装填管内径的部分切除，从而使得切割后的原状土壤柱的外表面能够与装填管的内壁相贴合；开启蠕动泵，将外界水源通入装填管，水流从原状土壤柱的上表面渗入原状土壤柱，最终流向渗滤液收集容器。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的用于原状土壤的渗滤模拟装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一中的装填管与切割部的结构示意图；
图3为本实用新型实施例一提供的用于原状土壤的渗滤模拟装置的一种变形例的结构示意图；
图4为本实用新型实施例二中的装填管与切割部的结构示意图。
图标：101-进水管；102-蠕动泵；103-装填管；104-渗滤液收集容器；105-切割部；106-原状土壤柱；107-盖板；108-喷头；109-支架；110-排放管；111-第一砂砾石层；112-第二砂砾石层；113-土壤溶液取样口；114-土壤介质测试口。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例一
参见图1至图3所示，本实施例提供了一种用于原状土壤的渗滤模拟装置，包括进水管101、蠕动泵102、装填管103和渗滤液收集容器104；进水管101与蠕动泵102连接，进水管101的一端用于与外界水源连通，进水管101的另一端与装填管103连通；装填管103用于填装原状土壤柱106，其中，原状土壤柱106的直径大于装填管103的内径，装填管103的下端设置有切割部105，装填管103能够沿原状土壤柱106的长度方向从原状土壤柱106的上表面向其下表面运动，以使切割部105对原状土壤柱106进行切割，并使切割后的原状土壤柱106的外表面与装填管103的内壁相贴合；渗滤液收集容器104与装填管103的下端连通。
本实施例提供的用于原状土壤的渗滤模拟装置，通过设置蠕动泵102，便于对进水流量进行调节，从而便于调节水向原状土壤柱106中入渗的流速和流量。同时，本实用新型通过设置切割部105，能够对原状土壤柱106进行切割，使切割后的原状土壤柱106的外表面与装填管103的内壁相贴合。在使用时，先从待测土壤中沿土壤的深度方向取出原状土壤柱106，该原状土壤柱106的直径大于装填管103的内径，为了保证水源能够从原状土壤柱106的上表面向下入渗，将装填管103置于原状土壤柱106的上方，切割部105与原状土壤柱106的上表面接触，然后将装填管103沿原状土壤柱106的长度方向从其上表面向其下表面移动，以使切割部105对原状土壤柱106进行切割，即将原状土壤柱106的超过装填管103内径的部分切除，从而使得切割后的原状土壤柱106的外表面能够与装填管103的内壁相贴合；开启蠕动泵102，将外界水源通入装填管103，水流从原状土壤柱106的上表面渗入原状土壤柱106，最终流向渗滤液收集容器104。
本实施例中，蠕动泵102的流速范围为0.01～2280mL/min。
本实施例的可选方案中，参见图2所示，图2中，对装填管103和切割部105进行半剖。切割部105呈管状，切割部105的一端与装填管103的下端一体成型，切割部105的另一端位于装填管103的下方，切割部105的厚度由切割部105的一端向切割部105的另一端逐渐减小。切割部105的另一端的边缘较为锋利，以便于对切割土壤。
本实施例的可选方案中，还包括盖板107，盖板107盖设于装填管103上，且盖板107布设有多个通孔。
通过在盖板107上布设多个通孔，能够保证原状土壤柱106表面处于好氧状态。进水管101可以从其中一个通孔中穿入装填管103的内部。
本实施例的可选方案中，原状土壤柱106的上表面设置有第一砂砾石层111，第一砂砾石层111的上表面与盖板107的下表面之间间隙设置；原状土壤柱106的下表面设置有第二砂砾石层112，第二砂砾石层112的下表面与切割部105的另一端的端面平行。
通过设置第一砂砾石层111，便于水向原状土壤柱106的内部渗滤，同时，第一砂砾石层111的上表面与盖板107的下表面之间间隙设置，这样的方式能够进一步确保原状土壤柱106表面处于好氧状态。
通过设置第二砂砾石层112，便于渗滤液原状土壤柱106中流出，便于收集更多的渗滤液，从而能够多次测定渗滤液的指标，取平均值，试验结果更加准确。
需要说明的是，第一砂砾石层111与第二砂砾石层112均是由砾石和石英砂混合而成的，第一砂砾石层111的厚度与第二砂砾石层112的厚度可以为但不限于5cm。
本实施例的可选方案中，进水管101的另一端设置有喷头108，喷头108位于盖板107与第一砂砾石层111之间。
通过设置喷头108，能够保证水流均匀喷向原状土壤柱106的上表面，并均匀向下渗入。
本实施例的可选方案中，还包括支架109和排放管110，支架109设置有排放口，装填管103与支架109固定连接，可选地，在使用时，装填管103与支架109之间采用玻璃胶密封处理，将渗滤液收集容器104放置在支架109的下方或旁边；排放管110的一端与排放口连通，排放管110的另一端与渗滤液收集容器104连通。
通过设置支架109和排放管110，便于将渗滤液引流至渗滤液收集容器104中，避免渗滤液外溅，同时也能够防止泥土或砂砾石被大量带入渗滤液收集容器104中，影响试验结果。
本实施例的可选方案中，外界水源为再生水或污水。在蠕动泵102的作用下，再生水或污水沿箭头方向A进入进水管101。
为了测试位于不同深度的土壤溶液的指标，本实施例中，装填管103设置有多个土壤溶液取样口113，多个土壤溶液取样口113沿装填管103的长度方向间隔设置，土壤溶液取样口113设置有第一阀门。相邻两个土壤溶液取样口113之间的距离可以为但不限于10～30cm，可以根据实际情况自由选择。
该可选方案中，参见图1所示，装填管103设置有多个土壤介质测试口114，多个土壤介质测试口114沿装填管103的长度方向间隔设置，土壤介质测试口114与土壤溶液取样口113沿径向对应设置，也就是说，径向相对的土壤介质测试口114的中心线与土壤溶液取样口113的中心线位于同一个平面内；土壤介质测试口114设置有第二阀门。相邻两个土壤介质测试口114之间的距离可以为但不限于10～30cm。
该另一可选方案中，参见图3所示，土壤介质测试口114与土壤溶液取样口113交替设置。这样的方式便于分别对土壤介质和土壤溶液进行取样。
实施例二
本实施例也提供了一种用于原状土壤的渗滤模拟装置，本实施例的用于原状土壤的渗滤模拟装置描述了切割部105与装填管103相配合的另一种实现方案，具体请参见图4，除此之外的实施例一的技术方案也属于该实施例，在此不再重复描述。相同的零部件使用与实施例一相同的附图标记，在此参照对实施例一的描述。
本实施例提供的用于原状土壤的渗滤模拟装置，包括进水管101、蠕动泵102、装填管103和渗滤液收集容器104；进水管101与蠕动泵102连接，进水管101的一端用于与外界水源连通，进水管101的另一端与装填管103连通；装填管103用于填装原状土壤柱106，其中，原状土壤柱106的直径大于装填管103的内径，装填管103的上端设置有切割部105，可选地，切割部105的一端与装填管103的上端一体成型，切割部105的另一端位于装填管103的上方，切割部105的厚度由切割部105的一端向切割部105的另一端逐渐减小；装填管103能够相对于原状土壤柱106沿其长度方向从原状土壤柱106的下表面向其上表面运动，以使切割部105对原状土壤柱106进行切割，并使切割后的原状土壤柱106的外表面与装填管103的内壁相贴合；渗滤液收集容器104与装填管103的下端连通。
本实施例提供的用于原状土壤的渗滤模拟装置，切割部105设置在装填管103的上端，在使用时，为了保证水源能够从原状土壤柱106的上表面向下入渗，将原状土壤柱106置于装填管103的上方，原状土壤柱106的下表面与切割部105接触，将原状土壤垂直柱向下推，以使切割部105对原状土壤柱106进行切割，即将原状土壤柱106的超过装填管103内径的部分切除，从而使得切割后的原状土壤柱106的外表面能够与装填管103的内壁相贴合；这样的方式便于留出放置第二砂砾石层112的空间；开启蠕动泵102，将外界水源通入装填管103，水流从原状土壤柱106的上表面渗入原状土壤柱106，最终流向渗滤液收集容器104。
需要说明的是，在使用时，还可以将事先取出的直径较大的原状土壤柱106倒置过来，使得原状土壤柱106的下表面朝上，然后将装填管103置于原状土壤柱106的上方，切割部105与原状土壤柱106的下表面相接触，然后将装填管103沿原状土壤柱106的长度方向从其下表面向其上表面移动，以使切割部105对原状土壤柱106进行切割，即将原状土壤柱106的超过装填管103内径的部分切除，从而使得切割后的原状土壤柱106的外表面能够与装填管103的内壁相贴合，然后再将装有原状土壤柱106的装填管翻转180°，使得原状土壤柱106的上表面朝上，进行试验。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。