一种用于分析测试渗滤系统污染物迁移转化的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用基质渗滤净化污水的装置，特别是涉及一种用于分析测试渗滤系统污染物迀移转化的装置。
【背景技术】
[0002]污水土壤渗滤处理工艺是基于生态学原理，集成厌氧、好氧处理工艺而形成一种小规模污水土地处理技术。其基本原理是:污水在预处理过程中经沉淀、水解等处理后，布入散水管中，散水管中流出的污水均匀地向好氧滤层渗滤，之后在土壤水吸力和重力联合作用下做扩散运动。污染物在土壤-微生物-植物系统的综合作用下，通过物化吸附、化学沉淀、微生物降解等作用被去除，污水得到有效处理，处理后的清水通过集水管收集。
[0003]传统的经验分析，渗滤系统中水流运动特征是污水经布水后先主要在重力作用下向下渗流，到达不透水皿时积存，然后在基质水吸力作用下向上扩散，达到最大势能后下降至渗滤池底端，呈现三维的水力学运动过程。在此过程中，水分作为载体，随着水分的运动，溶解在其中的有机物、氮和磷等污染物也发生迀移转化。目前研究污染物迀移转化过程的实验装置多局限于实验室土柱实验。土柱装置基本是由细高的圆箱体、布水管、收水管构成，其形状和规格偏小，高径比偏大，不足以分析渗滤系统内部真实环境，存在较大程度的边壁效应，影响渗滤系统水流特征分析。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种用于分析测试渗滤系统污染物迀移转化的装置。该装置能够通过连续监测渗滤系统中土水势和含水量，分析系统水分运动过程，通过进一步取样测试系统有机物、氮或者磷成分与浓度，可分析污染物迀移转化过程，同时该装置可有效避免边壁效应。
[0005]本发明是通过如下技术方案实现的:
本发明所述装置为一个箱体，该箱体上端开口，下端封闭坐落在底座上，箱体分成上箱体、中箱体、下箱体三个部分，各部分中间通过法兰连接固定。在箱体的三个侧面设有若干预留口，预留口平时用胶塞封闭，工作时用以安装传感器和采样器。箱体内部设有一个布水管，该布水管由进水管和工字型散水管构成，进水管垂直连接在散水管中间位置，散水管的管壁上均匀分布数个细孔，散水管下方一定距离设有不透水皿，不透水皿铺设在箱体内填充的基质上；下箱体靠近底端侧面设有收水管。工作时在预留口安装用于测试装置基质土水势、含水量和温度等参数的传感器，污水经过布水管布水后，传感器实时连续监测相应基质层土水势、含水量和温度变化，同时通过采样器采样分析基质内污染物成分和浓度，实现污染物迀移转化测试与分析。
[0006]本发明的有益效果是:
1.渗滤装置设计成箱体，在上箱体表层土壤栽植灌木或者草本植物，以模拟渗滤系统自然状态，减小边壁效应对水流特征的影响； 2.箱体两个侧面打孔，通过安装不同的传感器，便于同时监测同一点位基质性质，并且各设备不交叉、有间距，减小了监测设备交互干扰；
3.在箱体另一个侧面开有若干预留口，取样分析基质溶液中污染物的存在形态和含量，以实现污染物迀移转化分析。
【附图说明】
[0007]图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构剖面图；
图3为布水系统的结构示意图；
图4为集水管的结构示意图；
图5为不透水皿的结构示意图；
图6为采样器的结构示意图。
[0008]附图中的部件标号为:1为上箱体；2为中箱体；3为下箱体；4为法兰；5为底座；6为预留口 ；7为采样器；8为布水管；9为出水口 ；10为收水管；11为散水管；12为不透水皿；13为陶瓷渗水头；14为硬塑管；15为硬塑出水管；16为控制阀门；17为硬塑抽气管；18为橡皮塞。
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
[0010]见图1至图6，一种测试渗滤系统污染物迀移转化的装置，由上箱体I (长、宽、高分别为10cmX 60cmX 70cm)、中箱体2 (长、宽、高分别为10cmX 60cmX 60cm)和下箱体3(长、宽、高分别为100cmX60cmX70cm)组成一个大箱体。下箱体3底部封闭，下端坐落在底座5上，中箱体2下端通过法兰4与下箱体3上端连接，上箱体I下端通过法兰4与中箱体2上端连接。下箱体3侧面靠近底部设有出水口 9，下箱体3内部在出水口 9处安装收水管10，接口用防水密封胶密封，该收水管10下部均匀分布数个细孔。大箱体三个侧面中间位置均竖直开有5个预留口 6，每层预留口 6水平位置一致，竖向距离上箱体I顶端依次为40cm、55cm、80cm、I 1cm 和 160cm，内径为 4cm。
[0011]在测试地下渗滤系统氮、磷等物质迀移、转化时，本实施例按上述方式将上箱体1、中箱体2和下箱体3组装完毕后进行基质填充。先在底层铺5cm厚细小砾石(粒径10-30mm)，预埋完集水管10后铺1cm厚沙子(粒径0.35-0.5mm)，再填充草甸棕壤，到距离上箱体I顶端相应的位置(依次为40cm、55cm、80cm、IlOcm和160cm)，预埋采样器7。大箱体一个侧面预留口 6安装采样器7，另外两个侧面预留口 6不安装传感器时封闭。采样器7包括陶瓷渗水头13、硬塑管14、硬塑出水管15、控制阀门16、硬塑抽气管17和橡皮塞18，陶瓷渗水头13的开口端通过胶水与硬塑管14的一端连接，硬塑管14的另一端下侧安装硬塑出水管15、端口处装有橡皮塞18，硬塑抽气管17的一端穿过橡皮塞18伸入到硬塑管14内，硬塑出水管15和硬塑抽气管17上设有控制阀门16。
[0012]草甸棕壤填充至距离上箱体I顶端80cm位置时，将不透水皿12铺设在草甸棕壤上，不透水皿12内部填充细沙，细沙上面铺设草甸棕壤10cm，然后预埋布水系统，其中布水管8竖直布设，散水管11 (下部均匀分布数个细孔)垂直于大箱体正面，位于不透水皿12正上方；在散水管11周围填充细小砾石(粒径10-30mm)，防止散水孔堵塞，最后将草甸棕壤填满箱体。
[0013]基质填充完毕后，在上箱体I表面种植高羊茅、结缕草、三叶草、石竹等，使地下渗滤实验研究在近自然的状态下进行，竖直分布的预留口 6，可用于研究污染物在系统内的迀移、转化，同时配备传感器，可以研究基质性质、微生物活性与分布对迀移、转化的影响关系。植物培养一定的时间，待缓苗后在布水管8中布水，通过蠕动栗控制污水水力负荷，使进水流速达到实验设计要求。散水管11下面的不透水皿12承接污水，污水通过毛细作用向上爬升，由于重力作用，达到最高土水势后下降，扩散至整个布水层。然后，在规定的取样时间内，利用取样枪通过采样器7在不同土层处的预留口 6抽真空，使附近土层形成一定的低压，同时抽气的次数需要保持一致，尽量保证每个取样点在相同的压力下，陶瓷渗水头13内的低压使得周围土层中的液体进入陶瓷渗水头13内部，再打开控制阀门16，通过硬塑取水管15取样。取样完毕后，关闭各控制阀门16。在规定的时间内，通过出水口 9采集最终处理后的出水。通过实验室检测分析水样中污染物的成分和浓度，进一步分析污染物的迀移转化过程。
【主权项】
1.一种用于分析测试渗滤系统污染物迀移转化的装置，其特征在于，所述装置包括箱体、底座、采样器、布水管、收水管、散水管、不透水皿、为陶瓷渗水头、控制阀门；所述箱体上端开口，下端封闭坐落在底座上，箱体分成上箱体、中箱体、下箱体三个部分，各部分中间通过法兰连接固定；箱体的三个侧面设有若干预留口，预留口用胶塞封闭，或安装传感器和采样器；箱体内部设有布水管，该布水管由进水管和工字型散水管构成，进水管垂直连接在散水管中间位置，散水管的管壁上均匀分布数个细孔，散水管下方设有不透水皿，不透水皿铺设在箱体内填充的基质上。2.根据权利要求1所述的一种用于分析测试渗滤系统污染物迀移转化的装置，其特征在于，所述下箱体靠近底端侧面设有收水管。3.根据权利要求1所述的一种用于分析测试渗滤系统污染物迀移转化的装置，其特征在于，所述预留口安装测试装置基质土水势、含水量和温度等参数的传感器。
【专利摘要】一种用于分析测试渗滤系统污染物迁移转化的装置，涉及一种利用基质渗滤净化污水的装置，所述装置包括箱体、底座、采样器、布水管、收水管、散水管、不透水皿、为陶瓷渗水头、控制阀门；所述箱体上端开口，下端封闭坐落在底座上，箱体分成上箱体、中箱体、下箱体三个部分，各部分中间通过法兰连接固定；箱体的三个侧面设有若干预留口，预留口用胶塞封闭，或安装传感器和采样器；箱体内部设有布水管，进水管垂直连接在散水管中间位置，散水管的管壁上均匀分布数个细孔，散水管下方设有不透水皿，不透水皿铺设在箱体内填充的基质上。该装置能够通过连续监测渗滤系统中土水势和含水量，可分析污染物迁移转化过程。
【IPC分类】G01N33/18, G01N1/14
【公开号】CN105116123
【申请号】CN201510490509
【发明人】王鑫, 马吉福, 余艳艳, 王士满
【申请人】沈阳大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月12日