一种小型地下水渗流物理模型的废液废气收集装置的制作方法

本实用新型涉及废液废气收集技术领域，具体涉及一种小型地下水渗流物理模型的废液废气收集装置。

背景技术：
地下水，是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是地球上最主要、分布最为广泛的水资源之一。全世界超过15亿的人主要依靠地下水作为饮用水。2008年，我国总供水量5910亿m3，其中，地下水源供水量占18.3％。我国有400多个城市开采地下水，华北、西北地区城市利用地下水比例分别高达72％和66％，地下水往往是部分城市和农村唯一的供水水源。地下水是我国经济和社会发展以及人民生活所必需的、不可替代的重要资源。近20年来，在我国人口较为密集、人类活动干扰大、工农业生产发达的平原地区，由于工业废水和生活污水的排放，大面积、超量化肥和农药的使用，垃圾场的淋滤和地下油罐的渗漏等原因，地下水正遭受着越来越严重的污染。据全国118座大城市浅层地下水的调查，97.5％的城市受到不同程度的污染，其中40％的城市受到严重污染。在全国水资源调查评价的197万km2平原区浅层地下水中，Ⅰ类和Ⅱ类水质区的面积仅为总流域面积的4.98％，Ⅲ类面积为35.53％，Ⅳ、Ⅴ类面积高达59.49％。太湖、辽河、海河、淮河等流域地下水污染最为严重，劣于Ⅲ类水质的水质区面积占各相应流域面积的91.49％，84.55％，76.40％和67.78％。地下水污染所导致的水质型缺水已成为国民经济和社会发展的重要制约因素。因此，地下水保护手段、污染治理方法等方面的研究是当前亟待解决的课题。小型地下水渗流物理模型是利用隔水材料及含水介质构建的能够模拟地下水在含水层中运动及水质演变的模型，是研究地下水水流运动及溶质运移规律的主要手段之一。当利用小型地下水渗流物理模型开展溶质运移或地下水污染治理相关方面的研究时，模型排出的废液有可能含有害的成份，如果研究涉及到易挥发性溶质，渗流模型还会排放一定量的废气。为避免废液与废气带来的危害，需要对废液与废气进行无害化处理，或是先收集，再处理，以实现无害化处理的目的。对于含有挥发性溶质的废液，现有收集技术密封性较差，废液中仍含有较多的易挥发性溶质，不仅污染环境，而且对人体伤害极大。

技术实现要素：
本实用新型的目的在于为小型地下水渗流物理模型提供一种废液废气的收集装置，具有密封性好，能较彻底地去除废液中易挥发性溶质的特点，且能够较好的控制渗流模型排水端的水头。为实现上述目的，本实用新型提供一种小型地下水渗流物理模型的废液，所述废液废气收集装置包括曝气瓶和废液真空收集袋，所述曝气瓶的底部由竖直设置的液体分隔板分隔为废液暂存区和废液曝气区以及位于所述液体分隔板、废液暂存区和废液曝气区上方的连通区，所述曝气瓶的顶部设置有废液入口和废气出口，所述曝气瓶的废液入口通过穿过所述连通区的废液输送管与所述废液暂存区的底部流体连通，所述废气出口与所述连通区流体连通，所述废液曝气区的底部设置有废液排放口，所述废液曝气区的废液排放口与所述废液真空收集袋的液体入口流体连通。优选地，所述废液废气收集装置还包括废气吸附筒，所述废气吸附筒由上至下包括密封连接的废气吸附筒盖A、废气吸附筒壁和废气吸附筒盖B，所述废气吸附筒壁内设置有至少两层椰壳活性炭；所述曝气瓶的废气出口与所述废气吸附筒盖A的气体入口流体连通并通过所述椰壳活性炭与所述废气吸附筒盖B的气体出口流体连通。优选地，所述废气吸附筒盖A、废气吸附筒壁和废气吸附筒盖B两两之间通过螺纹密封连接。优选地，相邻两层椰壳活性炭之间设置有防止椰壳活性炭泄露的玻璃纤维垫片。优选地，所述废液排放口通过蠕动泵与所述废液真空收集袋流体连通。优选地，所述废液曝气区的下部所述废液排放口的上方还设置有用于送入空气的曝气口。优选地，所述曝气口的上方设置有取样口。优选地，所述废液排放口通过废液排放管与所述废液真空收集袋的液体入口流体连通。优选地，所述废液真空收集袋还包括固定在其液体入口处的塑料内盖以及与所述塑料内盖螺纹连接的塑料外盖，所述塑料外盖的内侧设置有聚四氟乙烯密封塞，所述废液排放管设置有依次穿透塑料外盖、聚四氟乙烯密封塞和塑料内盖进入所述废液真空收集袋的密封塞穿刺针。本实用新型方法具有如下优点：与以往的技术相比，本实用新型废液废气采集装置无有害气体或液体泄露，密封性好，能较彻底地去除废液中易挥发性溶质，且能够较好的控制渗流模型排水端的水头。附图说明图1是本实用新型废液废气收集装置的一种具体实施方式的结构示意图。图2是本实用新型曝气瓶的一种具体结构示意图(包括一种尺寸的具体实施方式)。图3是本实用新型废气吸附筒的一种具体结构示意图(包括一种尺寸的具体实施方式)。图4是本实用新型蠕动泵的一种具体结构示意图。图5是本实用新型废液真空收集袋的一种具体结构示意图(包括一种尺寸的具体实施方式)。附图标记说明1、曝气瓶，2、废液真空收集袋，3、液体分隔板，4、废液暂存区，5、废液曝气区，6、连通区，7、废液输送管，8、废气吸附筒，9、蠕动泵，10、废液排放管。具体实施方式以下具体实施方式用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。如图1所示，本实用新型提供一种小型地下水渗流物理模型的废液废气收集装置，其特征在于，所述废液废气收集装置包括曝气瓶1和废液真空收集袋2，所述曝气瓶1的底部由竖直设置的液体分隔板3分隔为废液暂存区4和废液曝气区5以及位于所述液体分隔板3、废液暂存区4和废液曝气区5上方的连通区6，所述曝气瓶1的顶部设置有废液入口和废气出口，所述曝气瓶1的废液入口通过穿过所述连通区6的废液输送管7与所述废液暂存区4的底部流体连通，所述废气出口与所述连通区6流体连通，所述废液曝气区5的底部设置有废液排放口，所述废液曝气区5的废液排放口与所述废液真空收集袋2的液体入口流体连通。如图2所示，一种具体实施方式，所示曝气瓶为锥形瓶形状，高度为105.00毫米，有效高度为103.40毫米，底部宽度为64毫米，液体分隔板3的高度为59.20毫米，隔开废液暂存区4的底部宽度为30.60毫米，连通区6的最窄距离为20.29毫米，密封曝气瓶顶部的聚四氟乙烯瓶塞的厚度为18.79毫米，废液输送管7的内径为5.00毫米，曝气口内径为5毫米，废液曝气区5的废液排放口的长度为5毫米。一种具体实施方式，如图1和图2所示，所述废液废气收集装置还包括废气吸附筒8，所述废气吸附筒8由上至下包括密封连接的废气吸附筒盖A、废气吸附筒壁和废气吸附筒盖B，所述废气吸附筒壁内设置有至少两层椰壳活性炭；所述曝气瓶(1)的废气出口与所述废气吸附筒盖A的气体入口流体连通并通过所述椰壳活性炭与所述废气吸附筒盖B的气体出口流体连通。所述废气吸附筒盖A、废气吸附筒壁和废气吸附筒盖B两两之间可以通过螺纹密封连接。相邻两层椰壳活性炭之间可以设置有防止椰壳活性炭泄露的玻璃纤维垫片。一种具体实施方式，如图2所示，废气吸附筒盖A的直径为58毫米，厚度为13毫米，废气吸附筒壁的外径为54毫米，内径为50毫米，高度为15.27+11.70+12.54毫米。如图1和4所示，一种具体实施方式，所述废液排放口通过蠕动泵9与所述废液真空收集袋2流体连通。如图1和2所示，一种具体实施方式，所述废液曝气区5的下部所述废液排放口的上方还设置有用于送入空气的曝气口。所述曝气口的上方设置有取样口。如图1所示，一种具体实施方式，所述废液排放口通过废液排放管10与所述废液真空收集袋2的液体入口流体连通。如图1和5所示，一种具体实施方式，所述废液真空收集袋2还包括固定在其液体入口处的塑料内盖以及与所述塑料内盖螺纹连接的塑料外盖，所述塑料外盖的内侧设置有聚四氟乙烯密封塞，所述废液排放管10设置有依次穿透塑料外盖、聚四氟乙烯密封塞和塑料内盖进入所述废液真空收集袋2的密封塞穿刺针。一种具体实施方式，如图5所示，所述废液真空收集袋2的宽度为80.00毫米，长度为118.23毫米，废液真空收集袋2液体入口内径为10.00毫米，塑料外盖的内径为12.00毫米，外径为14.00毫米，塑料内盖的长度为8.00毫米。下面将结合附图提供本实用新型的一种具体实施方式，但并不因此而限制本实用新型。如图1所示，小型地下水渗流物理模型的废液通过废液输送管7(硬质材料，例如玻璃)送入曝气瓶1的废液暂存区4用于暂存废液并使高于液体分隔板3的液体流入废液曝气区5进行曝气，废液曝气区5设置有曝气口、取样口和废液排放口，废液输送管7和废气输送管均直接穿过聚四氟乙烯密封瓶塞伸入曝气瓶1中。废液输送管位于曝气瓶废液暂存区，位于曝气瓶中管口应尽量接近瓶底。废气输送管位于曝气瓶的废液曝气区，位于曝气瓶中管口接近瓶塞。存储于废液暂存区4的液体，其液面高度超过液体分隔板3时，废液越过隔板流入废液曝气区5，气泵将空气经由曝气管泵入废液曝气区5的废液中，空气与挥发的溶质经废气输送管排出曝气瓶1，曝气后的废液经废液排放管排出曝气瓶。废液暂存区的液面高度可作为渗流模型排水端的水头。通过调节曝气瓶的放置高度可以改变该液面的高度，从而控制渗流模型排水端的水头。废气输送管通过聚四氟乙烯软管将废弃输送到废气吸附筒8，废气进入吸附筒后，有害成份被吸附，无害空气从排气管排出。废气吸附筒由废气吸附筒盖A、废气吸附筒壁、废气吸附筒盖B组成，并通过螺纹相连接。废气吸附筒盖A通过进/排气管与曝气瓶的废气输送管相连接或与大气直接相接，与废气吸附筒壁连接的一端有内螺纹。吸附筒壁一端有外螺纹，另一端有内螺纹。筒壁内装填椰壳活性碳填充层，椰壳活性碳填充层的两端均有玻璃纤维垫片，防止椰壳碳泄漏。废气吸附筒壁外螺纹一侧的玻璃纤维垫片之上有一聚四氟乙烯密封垫圈。废气吸附筒盖B通过进/排气管与曝气瓶的废气输送管相连接或与大气直接相接，与废气吸附筒壁连接的一端有外螺纹，外螺纹一侧有一聚四氟乙烯密封垫圈。通过螺纹连接，便于根据实际需要调整吸附筒壁的数量，也便于更换吸附筒壁。传输软管材质为聚四氟乙烯。废液排放出口排出的废液由废液排放管10通过蠕动泵、密封塞穿刺针送入废液真空收集袋2。蠕动泵9将废液由曝气瓶中抽出，并通过密封塞空刺针泵入废液真空收集袋中。蠕动泵的作用主要是提供抽取废液的动力，并控制废液的流速。密封塞穿刺针用于刺破废液真空收集袋的密封盖并将废液输入废液真空收集袋中。废液真空收集袋用于储存废液。废液真空收集袋的密封塞在被刺破之前，袋内处于真空状态，被刺破之后，蠕动泵将废液泵入袋中。当收集袋充满废液后即可更换。真空袋口有塑料内盖，内盖上有外螺纹，盖内有聚四氟乙烯密封垫。更换时，将塑料外盖旋紧，保证废液无泄漏。塑料外盖上有内螺纹，盖内有聚四氟乙烯密封垫。连接软管和废液真空收集袋的材质均为聚四氟乙烯。下面将提供本实用新型实施例废液废气收集装置的制作方法，但并不因此而受到任何限制。1.曝气相关装置的制作曝气相关装置由废液输送管(硬质管材)、废气输送管(硬质管材)、瓶塞、曝气瓶、曝气口和废液排放管(硬质管材)组成。曝气瓶和相关硬质管材可为玻璃材质。瓶塞、密封塞及连接软管为聚四氟乙烯材质。曝气瓶呈锥形瓶样式，见图2，高度约为105mm，底部直径最高64mm，可根据具体实验情况确定曝气瓶尺寸。瓶内有液体分隔板，该隔板将曝气瓶分成两部份。曝气瓶一部分为废液暂存区，另一部分为废液曝气区。曝气区的瓶体上有废液取样口、曝气口、废液排放口。三个接口均为直径5mm的圆孔。废液取样口由直径5mm的密封塞密封，仅在取样时打开。曝气口内插曝气接头，曝气接头由曝气管和密封塞组成。曝气管直接穿过封密塞，其位于曝气瓶内的一端呈下弯状，位于曝气瓶外的一端通过输气软管与气泵相连。废液排放口位于近曝气瓶底的位置，其中插有排液接头，该接头由排液管和密封塞组成，其位于曝气瓶内的一端近量贴近瓶底，位于瓶外的一端通过废液排放管与蠕动泵相连。废液输送管和废气输送管均直接穿过密封瓶塞伸入曝气瓶中。废液输送管位于曝气瓶废液暂存区，位于曝气瓶中管口应尽量接近瓶底。废气输送管位于曝气瓶的曝气区，位于曝气瓶中管口接近瓶塞。2.废气收集相关装置的制作废气收集相关装置主要由废气吸附筒和相应的传输软管组成，筒体由玻璃或聚四氟乙烯制成，传输软管为聚四氟乙烯材质，相关尺寸见图3，可根据实验需要调节吸附筒的尺寸。废气吸附筒由废气吸附筒盖A、废气吸附筒壁、废气吸附筒盖B组成，并通过螺纹相连接。废气吸附筒盖A通过进/排气管与曝气瓶的废气输送管相连接或与大气直接相接，与吸附筒壁连接的一端有内螺纹。废气吸附筒壁一端有外螺纹，另一端有内螺纹。废气吸附筒壁内装填椰壳活性碳，椰壳活性碳填充层的两端均有玻璃纤维垫片，防止椰壳活性碳泄漏。废气吸附筒壁外螺纹一侧的玻璃纤维垫片之上有一聚四氟乙烯密封垫圈。废气吸附筒盖B通过进/排气管与曝气瓶的废气输送管相连接或与大气直接相接，与吸附筒壁连接的一端有外螺纹，外螺纹一侧有一聚四氟乙烯密封垫圈。3.废液收集相关装置的制作废液收集相关装置主要由蠕动泵、密封塞穿刺针、废液真空收集袋和连接软管组成，见图4和图5。密封塞穿刺针用于刺破废液真空收集袋的密封盖并将废液输入废液真空收集袋中，穿刺针的针体可为不锈钢材质，其针座为聚四氟乙烯材质。废液真空收集袋用于储存废液，袋体及密封垫均由聚四氟乙烯制成，袋内抽真空。袋口的盖可由铝或PVC材质制成。废液真空收集袋的密封塞在被刺破之前，袋内处于真空状态，被刺破之后，蠕动泵将废液泵入袋中。当收集袋充满废液后即可更换。真空袋口有塑料内盖，内盖上有外螺纹，盖内有聚四氟乙烯密封垫。更换时，将塑料外盖旋紧，保证废液无泄漏。塑料外盖上有内螺纹，盖内有聚四氟乙烯密封垫。连接软管的材质均为聚四氟乙烯。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。