一种土壤重金属迁移转化模拟装置的制造方法_2

文档序号:10192684阅读:来源:国知局
了试验周期,提高了试验精度,研究结果更科学可靠,是进行土壤重金属迀移与转化等实验研究的工具,能实现土壤中重金属迀移与转化过程的实时、高效和监测。
【附图说明】
[0039]图1为本实用新型实施例提供的土壤重金属迀移转化模拟装置的结构示图。
[0040]附图中标号代表的部件依次为:1可调空压机、2压力表、3分压阀、4蒸馏水存储罐、5第一蠕动栗、6第一流量计、7重金属溶液存储罐、8第二蠕动栗、9第二流量计、10第一进液口、11顶盖、12排气口、13密封圈、14玻璃珠、15螺栓、16透水石层、17透水滤膜、18 土壤电导率传感器、19 土壤PH传感器、20淋溶壁、21底盖、22底座、23第二进液口、24固定器、25过滤器、26电磁阀、27第三流量计、28PH电极、29电导率电极、30氧化还原电位电极、31重金属电极、32采样罐、33数据采集器、34数据集合控制器、35数据终端。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图对本实用新型进行进一步详细描述:
[0042]本申请实施例提供了一种土壤重金属迀移转化模拟装置,解决了或部分解决了现有技术中的方法只能做土壤饱和水重金属运移试验,导致试验结果不科学,试验周期长,试验的真实性及准确性无法验证的技术问题,通过设置淋溶柱、储液系统、多套收集检测单元及数据采集与控制系统;实现了试验周期短、试验误差小、测试精度高且能实现重金属在土壤中的运移与转化过程动态监测的技术效果。
[0043]本申请实施例提供了一种土壤重金属迀移转化模拟装置,包括:淋溶柱、储液系统、多套收集检测单元及数据采集与控制系统34。
[0044]淋溶柱的外部为密封结构,内部设置容置空间;淋溶柱的顶部开设第一进液口 10及排气口 12,周身开设有多个竖直高度不同的检测口,底部开设第二进液口 23及检测口。
[0045]储液系统包括:蒸馏水存储罐4、第一蠕动栗5、重金属溶液储存罐7及第二蠕动栗8 ;蒸馏水存储罐4通过管道连通第二进液口 23 ;第一蠕动栗5设置在蒸馏水存储罐4与淋溶柱之间的管道上;重金属溶液储存罐7通过管道连通第一进液口 10 ;第二蠕动栗8设置在重金属溶液储存罐7与淋溶柱之间的管道上。
[0046]多套收集检测单元,数量与检测口的数量相同;收集检测单元包括:采样罐32、采样管、土壤电导率传感器18及土壤PH传感器19 ;采样管的一端伸入淋溶柱的检测口,另一端连通采样罐32 ;土壤电导率传感器18及土壤PH传感器19设置在淋溶柱内,靠近采样管布置;采样罐32内设置有PH电极28、电导率电极29、氧化还原电位电极30及重金属电极31ο
[0047]数据采集与控制系统包括:多个数据采集器33及数据集合控制器34 ;多个数据采集器33对应多套收集检测单元;数据采集器33与ΡΗ电极28、电导率电极29、氧化还原电位电极30及重金属电极31通过导线连接;数据集合控制器34与土壤电导率传感器18、土壤ΡΗ传感器19及多个数据采集器33电性连接。
[0048]其中,进行模拟试验时,将土壤填充在容置空间内形成土柱,土柱的上方和下方分别依次设置透水滤膜17、透水石层16及玻璃珠层14 ;土柱上方的玻璃珠层14紧贴淋溶柱的顶部内壁;土柱下方的玻璃珠层14紧贴淋溶柱的底部内壁;模拟试验能模拟重金属离子在饱和土壤中的迀移与转化过程,也能模拟重金属离子在非饱和土壤中的迀移与转化过程。
[0049]进一步的,该淋溶柱包括:淋溶壁20、顶盖11、底盖21及两个密封圈13 ;淋溶壁20为两端敞口的空心圆筒体,淋溶壁20的两端分别向外延伸出设定宽度的环板;顶盖11通过螺栓15与淋溶壁20顶部的环板固定连接;底盖21通过螺栓15与淋溶壁20底部的环板固定连接;底盖21的底部与底座22固定连接;密封圈13呈圆环形;其中一个密封圈13固定在顶盖11与淋溶壁20之间,另一个密封圈13固定在底盖21与淋溶壁20之间。
[0050]其中,淋溶壁20、顶盖11与底盖21整体组成密封的空心圆筒体;顶盖11开设有第一进液口 10及排气口 12 ;淋溶壁20开设有多个竖直高度不同的检测口 ;底盖21开设有第二进液口 23及检测口。作为一种优选的实施例,淋溶壁20、顶盖11及底盖21都采用透明的聚氯乙稀材料。
[0051]进一步的,该储液系统还包括:可调空压机1、压力表2、分压阀3、第一流量计6及第二流量计9 ;可调空压机1通过气管与分压阀3连通;压力表2设置在可调空压机1与分压阀3之间的气管上;分压阀3设置有两个气体出口,其中一个气体出口通过气管与蒸馏水存储罐4连通,另一个气体出口通过气管与重金属溶液储存罐7连通;第一流量计6设置在第一蠕动栗5与淋溶柱之间的管道上;第二流量计9设置在第二蠕动栗8与淋溶柱之间的管道上。
[0052]进一步的,收集检测单元还包括:固定器24、过滤器25、电磁阀26及第三流量计27 ;固定器24与淋溶柱固定连接,能将采样管固定在淋溶柱的检测口 ;过滤器25、电磁阀26及第三流量计27依次设置在采样管上;过滤器25靠近淋溶柱;土壤电导率传感器18及土壤PH传感器19与对应的采样管位于同一水平高度。
[0053]作为一种优选的实施例,重金属溶液储存罐7、第二蠕动栗8、第二流量计9、土壤电导率传感器18、土壤PH传感器19、过滤器25、电磁阀26、第三流量计27、PH电极28、电导率电极29、氧化还原电位电极30、重金属电极31和采样罐32均采用耐酸碱腐蚀材料。
[0054]作为一种优选的实施例,模拟装置包括5套收集检测单元及5个数据采集器33 ;淋溶柱的周身开设有4个竖直高度不同的检测口,底部开设1个检测口 ;各个检测口的竖直间距为设定值;5套收集检测单元中的采样管分别与5个检测口连通;5个数据采集器33分别设置在5个采样罐32上;其中,数据采集器33能接受对应的PH电极28、电导率电极29、氧化还原电位电极30及重金属电极31发送的电信号,并生成对应信息。
[0055]进一步的,该处理设备还包括:数据终端35 ;数据终端35为电脑;数据终端35与数据集合控制器34电性连接;其中,数据集合控制器34能接受和存储数据采集器33发送的信息;数据终端35能显示和处理信息。
[0056]下面结合具体实施例对本申请提供的土壤重金属迀移转化模拟装置的工作原理及各个部件的运行特征进行详细说明:
[0057]工作时,首先将淋溶壁20的下端和底盖21用螺栓15固定连接,密封圈13紧贴在淋溶壁20下端和底座22之间,在底盖21内平铺玻璃珠层14,透水石层16置于玻璃珠层14上,将透水滤膜17紧贴在透水石层16上,将土壤装入淋溶壁20内,在土壤上部依次放上透水滤膜17、透水石层16和玻璃珠层14,然后将顶盖11和淋溶壁20的上端用螺栓固定连接,密封圈13紧贴在淋溶壁20上端和顶盖11之间,将重金属溶液管道和蒸馏水管道分别与第一进液口 10和第二进液口 23连接。
[0058]启动数据采集与控制系统,可调空压机1给电启动,气压通过管道经压力表2和分压阀3分别施加在蒸馏水储存罐4和重金属溶液储存罐7内,如若模拟重金属离子在饱和土壤中的迀移与转化过程,启动第一蠕动栗5,第一蠕动栗5将蒸馏水从蒸馏水储存罐4抽出,第一流量计6控制蒸馏水的流量,蒸馏水通过管道通过第二进液口 23进入淋溶柱内,蒸馏水在蒸馏水储存罐4内气压的作用下,自下而上去淋溶柱内的土壤进行饱和,土壤内的空气通过排气管排出,如若模拟重金属离子在非饱和土壤中的迀移与转化过程,则启动第二蠕动栗8,第二蠕动栗8将重金属溶液从重金属溶液储存罐7抽出,第二流量计9控制重金属溶液的流量,重金属溶液通过管道通过第一进液口 10进入淋溶柱内的土壤中,重金属溶液在重金属溶液储存罐7内气压的作用下,自上而下渗入土壤
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