一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置

1.本实用新型属于工业固体废弃物环境效应研究技术领域，具体涉及一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置。


背景技术：

2.随着我国工业化快速发展，工业活动产生能源和物质产品的同时不可避免地产生了大量工业固体废弃物，如煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、钢渣、赤泥等。为解决这一问题，国内外开展了系列资源化利用研究与实践，然而综合利用水平仍较低，约为60%，剩余的工业固体废弃物主要以填埋或堆存方式处置。不仅造成了资源的严重浪费，而且对矿山生态环境和人类生存也带来极大危害。开展工业固体废弃物填埋或堆存过程中污染物的释放与迁移规律研究，对于选择相应的工程防害措施具有重要的理论指导意义。
3.目前，对于工业固体废弃物填埋或堆存过程中污染物的释放与迁移规律研究多数研究者采用静态浸淋或动态淋溶两种方式，其中因动态淋溶更接近自然降雨的真实情况，故其得出的实验结果更具有指导性。在动态淋溶过程中，淋溶装置的选择是关键，直接影响淋溶过程的运行稳定性与淋溶结果的真实有效性。传统淋溶装置多以土壤作为研究对象，而适用于工业固体废弃物中污染物释放与迁移规律研究的淋溶装置较少。在实际应用过程中，由于工业固体废弃物粒径通常较小，且往往含有易于生成水硬产物的碱或碱土金属，导致动态淋滤过程中可能会出现物料板结现象，造成淋溶过程运行不畅和淋溶结果偏差。因此，开发一种适用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置具有现实意义。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有动态淋溶装置适用性差、工业固体废弃物动态淋溶过程中物料容易出现板结的问题，提供一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置。
5.本实用新型采用如下技术方案：
6.一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置，包括溶液贮存箱、输液管、针孔式淋滤喷头和淋滤反应箱，溶液贮存箱位于淋滤反应箱的一侧，针孔式淋滤喷头位于淋滤反应箱的正上方，输液管的一端与溶液贮存箱的侧壁底部连接，另一端与针孔式淋滤喷头连接，输液管上依次设有控制阀门、动力泵和流量计，淋滤反应箱的底部设有若干通孔，淋滤反应箱内设有若干纵向分布的波纹板，淋滤反应箱的顶端设有上砂芯滤板，底部设有下砂芯滤板，淋滤反应箱的下方设有集液斗，集液斗的侧壁设有取样口。
7.进一步地，所述上砂芯滤板的下方和下砂芯滤板的上方分别设有石英砂层。
8.进一步地，所述针孔式淋滤喷头的横截面积与淋滤反应箱的横截面积相等。
9.进一步地，所述集液斗的截面呈倒梯形。
10.进一步地，所述集液斗的底部设有十字型隔板。
11.进一步地，所述集液斗内设有磁力搅拌转子，集液斗底部设有磁力搅拌装置。
12.进一步地，所述磁力搅拌装置底部设有置物台，淋滤反应箱的底部设有支架。
13.本实用新型的有益效果如下：
14.1. 本实用新型所提出的动态淋滤实验装置适用性强，能广泛应用于煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、钢渣、赤泥等多种工业固体废弃物的动态淋滤实验，用于研究工业固体废弃物填埋或堆存过程中受自然降雨作用所造成的污染物释放与迁移规律。
15.2. 供液系统中安装有流量控制单元和流量检测单元，可精准调控实验过程中的液体流量，且针孔式淋滤喷头的大小与淋滤反应箱的横截面基本保持一致，可将淋滤原液均匀喷入淋滤系统。
16.3. 淋滤系统采用箱式结构，截面积大于传统淋溶柱的截面积，同时内嵌纵向分布的系列波纹板，将淋滤反应区分隔开来，避免了因工业固体废弃物粒径细小或易于生成水硬性产物而导致的淋滤过程物料大面积板结，有效提高动态淋溶过程的运行稳定性。
17.4. 取样系统中集液斗底部配有略高于底面的“十”字型隔板，将集液斗底部区域分隔开来，并相应的配备有磁力搅拌装置，避免淋滤液在集液斗内分层，造成集液斗内污染物浓度分布不均匀，可以有效提高取样的代表性。
18.5. 本实用新型所提出的动态淋滤实验装置设计合理、结构简单、操作简便，可实现动态淋溶过程稳定运行，且取样具有代表性，能够全面提高测试结果的真实准确性。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图；
20.图2为本实用新型的波纹板的截面示意图；
21.图3为本实用新型的淋滤反应箱底部的截面示意图；
22.图4为本实用新型的集液斗的底部截面示意图；
23.其中：1-溶液贮存箱；2-输液管；3-动力泵；4-控制阀门；5-流量计；6-针孔式淋滤喷头；7-淋滤反应箱；8-上砂芯滤板；9-波纹板；10-下砂芯滤板；11-集液斗；12-十字型隔板；13-磁力搅拌转子；14-磁力搅拌装置；15-取样口；16-支架；17-置物台。
具体实施方式
24.结合附图，对本实用新型做进一步说明。
25.如图所示，一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置，包括供液系统、淋滤系统和取样系统，其中，供液系统包括溶液贮存箱、输液管、动力泵、控制阀门、流量计和针孔式淋滤喷头；淋滤系统主体为淋滤反应箱，由上至下分别是上砂芯滤板、石英砂层、波纹板、石英砂层和下砂芯滤板，两层石英砂层间是工业固体废弃物的置样区；取样系统主包括集液斗、十字型隔板、磁力搅拌转子与磁力搅拌装置；淋滤反应箱和集液斗组成的整体结构放置于支架，磁力搅拌装置放置于置物台。
26.所述淋滤反应箱主体为箱式结构，内嵌纵向分布的系列波纹板，材质可选用耐腐蚀的有机或无机玻璃等。
27.所述取样系统主体为斗式结构，集液斗底部配有略高于底面的十字型隔板，将集液斗底部分为四个小区域，便于实现磁力搅拌混合，材质可选用耐腐蚀的有机或无机玻璃等。
28.淋滤原液由溶液贮存箱通过输液管进入针孔式淋滤喷头，垂直进入淋滤系统。
29.由针孔式淋滤喷头喷出的淋滤原液进入淋滤反应箱，依次经过上砂芯滤板、波纹板和下砂芯滤板，并通过淋滤反应箱底部孔道进入取样系统。
30.由淋滤反应箱底部孔道排出的淋滤液直接进入集液斗，在磁力搅拌转子和磁力搅拌装置的作用下混合均匀，最后由取样口排出。
31.本实用新型的具体操作步骤如下：
32.淋滤实验开始前，在内嵌波纹板的淋滤反应箱内自下而上依次放置下砂芯滤板、下石英砂层、待测工业固体废弃物样品、上石英砂层和上砂芯滤板；打开控制阀门，调整输液管的流量为实验设定流量，确保针孔式淋滤喷头位于淋滤反应箱的正上方，使得喷出的淋滤原液均匀进入淋滤反应箱；淋滤液依次流经上砂芯滤板、波纹板和下砂芯滤板，而后通过淋滤反应箱底部孔道进入集液斗；待淋滤液进入集液斗后，开启磁力搅拌装置，搅拌均匀淋滤液后，进行取样检测。
33.本实用新型各组成单元的规格如下表所示。
[0034][0035]
以上所述，只是本实用新型的优选实施例，并非对实用新型作任何限制，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案范围内，所做的任何简单改动、修饰以及等效结构变化，均属于本实用新型技术方案的范围内。


技术特征：
1.一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置，其特征在于：包括溶液贮存箱（1）、输液管（2）、针孔式淋滤喷头（6）和淋滤反应箱（7），溶液贮存箱（1）位于淋滤反应箱（7）的一侧，针孔式淋滤喷头（6）位于淋滤反应箱（7）的正上方，输液管（2）的一端与溶液贮存箱（1）的侧壁底部连接，另一端与针孔式淋滤喷头（6）连接，输液管（2）上依次设有控制阀门（4）、动力泵（3）和流量计（5），淋滤反应箱（7）的底部设有若干通孔，淋滤反应箱（7）内设有若干纵向分布的波纹板（9），淋滤反应箱（7）的顶端设有上砂芯滤板（8），底部设有下砂芯滤板（10），淋滤反应箱（7）的下方设有集液斗（11），集液斗（11）的侧壁设有取样口（15）。2.根据权利要求1所述的一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置，其特征在于：所述上砂芯滤板（8）的下方和下砂芯滤板（10）的上方分别设有石英砂层。3.根据权利要求2所述的一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置，其特征在于：所述针孔式淋滤喷头（6）的横截面积与淋滤反应箱（7）的横截面积相等。4.根据权利要求3所述的一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置，其特征在于：所述集液斗（11）的截面呈倒梯形。5.根据权利要求4所述的一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置，其特征在于：所述集液斗（11）的底部设有十字型隔板（12）。6.根据权利要求5所述的一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置，其特征在于：所述集液斗（11）内设有磁力搅拌转子（13），集液斗（11）底部设有磁力搅拌装置（14）。7.根据权利要求6所述的一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置，其特征在于：所述磁力搅拌装置（14）底部设有置物台（17），淋滤反应箱（7）的底部设有支架（16）。

技术总结
一种用于工业固体废弃物动态淋滤实验的装置，属于工业固体废弃物环境效应研究领域，可解决现有动态淋溶装置适用性差、工业固体废弃物动态淋溶过程中物料容易出现板结的问题，包括溶液贮存箱、输液管、针孔式淋滤喷头和淋滤反应箱，针孔式淋滤喷头位于淋滤反应箱的正上方，输液管的一端与溶液贮存箱的底部连接，另一端与针孔式淋滤喷头连接，输液管上设有控制阀门、动力泵和流量计，淋滤反应箱的底部设有若干通孔，淋滤反应箱内设有若干波纹板，淋滤反应箱的顶端设有上砂芯滤板，底部设有下砂芯滤板，淋滤反应箱的下方设有集液斗，集液斗的侧壁设有取样口。本实用新型设计合理、结构简单、操作简便，特别适用于开展工业固体废弃物动态淋滤实验。物动态淋滤实验。物动态淋滤实验。


技术研发人员：燕可洲 李子旋 李丹 薛占金 郭彦霞
受保护的技术使用者：山西大学
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/9/19