一种用于土壤污染及修复的实验系统

技术领域

本发明涉及环境治理研究技术领域，具体为一种用于土壤污染及修复的实验系统。

背景技术

地球1000年才能形成1厘米的土壤，土壤是粮食、饲料、燃料和纤维生产的根基，然而人类的过度开发，导致土壤污染严重，据统计长三角10%的土壤基本丧失生产力，土壤受到不同程度的污染普遍存在镉、汞、铅、砷等重金属污染，华南地区城市有50%的耕地遭受镉、砷、汞等有毒重金属和石油类有机物污染，有近40%的农田菜地土壤重金属污染超标其中10%属严重超标，东北地区存在着严重的Pb,Hg,Cd,As,Cr污染，西部地区主要污染物是重金属汞、镉、砷、铜、铅、铬、锌、镍等。土壤修复将是今后一段时期的生态难点焦点重点，土壤修复技术研究需求旺盛，目前通常采用取样检测，实验室容器试验方式，研究过程与实际操作差异大，不能实现连续性操作，本研究装置解决了以上研究限制，实现土壤修复连续性和同类似仿真度的研究装置，为实际操作提供第一手技术资料。

发明内容

本发明公开了一种用于土壤污染及修复的实验系统，以解决现有技术的上述技术问题以及其他潜在问题中的任一问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：本发明一种用于土壤污染及修复的实验系统，所述实验系统包括：连续监测子系统、采样子系统和修复子系统，

其中，所述连续监测子系统，用于对采集的样品受污染情况进行连续分析检测，

所述采样子系统，用于模拟从不同深度对土壤中的地下水环境，并从不同深度进行采样，

所述修复子系统，用于将修复气液通过注入被污染的土壤中，模拟实现对污染土壤的修复。

所述连续监测子系统和修复子系统与设置地表下采样子系统连接。

进一步，所述实验系统还包括用于对废液进行回收，并对回收的修复气液处理的回收处理单元。

进一步，所述连续监测子系统包括pH检测传感器、TDS检测传感器、重金属检测仪、液体提升泵和上位机，

其中，所述上位机分别与所述pH检测传感器、TDS检测传感器、重金属检测仪和液体提升泵连接，所述液体提升泵通过管路与所述采样子系统连接。

进一步，所述采样子系统包括主管、取样器、取样管、主管支架、底部积液锥、第一气泵和第二气泵，

其中，所述主管安装在所述主管支架上，且所述主管的底部设有底部积液锥，所述取样器置于所述主管的内部，所述取样管设置在所述取样器的内部，一端位于所述取样器底部，另一端与所述液体提升泵连接，

且所述底部积液锥的端部设有底部漏液管，所述底部漏液管上设有漏液管阀门，

所述第一气泵通过管路与所述主管的开口端连接，

所述第二气泵通过管路与所述取样器的开口端连接。

进一步，所述取样器包括上部取样段、下部取样段和密封垫，

所述上部取样段的底部与所述下部取样段顶部连接，且连接处设有密封垫，将上部取样段和下部取样段隔离，

所述上部取样段和下部取样段的下部均环向设有取样渗漏孔段，且所述取样渗漏孔段上设有过滤网。

进一步，所述修复子系统包括：第一渗滤桶、第二渗滤桶、上部渗滤管、下部渗滤管、气液体抽吸泵和密封组件，

其中，所述第一渗滤桶和第二渗滤桶分别设置在所述取样器的两侧的侧壁上，所述上部渗滤管的一端与所述第一渗滤桶的底部连接，另一端与所述上部取样段的取样渗漏孔的连通，

所述下部渗滤管的一端与所述第二渗滤桶的底部连接，另一端与所述底部漏液管的连通，

所述密封组件分别设置在所述第一渗滤桶和第二渗滤桶的开口端，所述气液体抽吸泵通过管路与所述第一渗滤桶和第二渗滤桶内部连通，所述气液体抽吸泵与上位机连接。

进一步，所述回收处理单元包括收集箱、回收泵、单向阀门和回收管；

其中，所述回收管设置在所述取样器内部，所述单向阀门设置在所述回收管上，所述收集箱通过所述回收泵与所述回收管的一端连接。

进一步，所述取样渗漏孔段的长度占采样上部取样段和下部取样段长度的1/5-1/4。

进一步，所述取样渗漏孔段由若干渗透孔组成，所述渗透孔的直径为12mm-18mm。

进一步，所述取样器的材质为不锈钢；所述密封垫的材质为橡胶。

本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明的实验装置可以实现土壤修复和土壤污染扩散试验研究，土壤污染研究可实现液态污染物试验研究，土壤修复试验研究可用于原位加热、原位气液洗涤修复等； 土壤修复时，将土壤修复气体（可以采用蒸汽热修复）或液体从深层或浅层管体加入，通过负压控制和土壤中间取样管体中气体液体抽取，形成循环，实现污染土壤气液循环洗涤，洗涤后气液可直接进入下一步循环，也可经过再生处理后进入下一步循环，直至土壤净化处理达标。

附图说明

图1为本发明一种用于土壤污染及修复的实验系统的结构示意图。

图2为本发明的回收处理单元的结构示意图。

图中：

1.连续监测子系统、1-1.液体提升泵、1-2.上位机、2.采样子系统、2-1.主管、2-2.取样器、2-20.密封垫、2-21.上部取样段、2-22下部取样段、2-23.取样渗漏孔段、2-24.过滤网、2-3.主管支架、2-4.底部积液锥、2-5.第一气泵、2-6.第二气泵、2-7.取样管、2-8.底部漏液管、2-9.漏液管阀门。3.复子系统、3-1.第一渗滤桶、3-2.第二渗滤桶、3-3.上部渗滤管、3-4.下部渗滤管、3-5.气液体抽吸泵、3-6.密封组件、4.回收处理单元、4-1.收集箱、4-2.回收泵、4-3.单向阀门、4-4.回收管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1所示，本发明一种用于土壤污染及修复的实验系统，所述实验系统包括：连续监测子系统1、采样子系统2和修复子系统3，

其中，所述连续监测子系统1，用于对采集的样品受污染情况进行连续分析检测，

所述采样子系统2，用于模拟从不同深度对土壤中的地下水环境，并从不同深度进行采样，

所述修复子系统3，用于将修复气液通过注入被污染的土壤中，模拟实现对污染土壤的修复。

所述连续监测子系统1和修复子系统2与采样子系统3连接。

所述实验系统还包括用于对废液进行回收，并对回收的修复气液处理的回收处理单元4。

所述连续监测子系统1包括pH检测传感器、TDS检测传感器、重金属检测仪、液体提升泵1-1和上位机1-2，

其中，所述上位机1-2分别与所述pH检测传感器、TDS检测传感器、重金属检测仪和液体提升泵1-1连接，所述液体提升泵通过管路与所述采样子系统连接。

所述采样子系统2包括主管2-1、取样器2-2、取样管2-7、主管支架2-3、底部积液锥2-4、第一气泵2-5和第二气泵2-6，

其中，所述主管2-1安装在所述主管支架2-3上，且所述主管2-1的底部设有底部积液锥2-4，所述取样器2-2置于所述主管2-1的内部，所述取样管2-7设置在所述取样器2-2的内部，一端位于所述取样器2-7底部，另一端与所述液体提升泵1-2连接，

且所述底部积液锥2-4的端部设有底部漏液管2-8，所述底部漏液管2-8上设有漏液管阀门2-9，

所述第一气泵2-5通过管路与所述主管2-1的开口端连接，

所述第二气泵2-6通过管路与所述取样器2-2的开口端连接。

所述取样器2-2包括上部取样2-21段、下部取样段2-22和密封垫2-23，

所述上部取样段2-21的底部与所述下部取样段2-22顶部连接，且连接处设有密封垫2-20，将上部取样段2-21和下部取样段2-22隔离，

所述上部取样段2-21和下部取样段2-22的下部均环向设有取样渗漏孔段2-23，且所述取样渗漏孔段2-23上设有过滤网2-24。

所述修复子系统3包括：第一渗滤桶3-1、第二渗滤桶3-2、上部渗滤管3-3、下部渗滤管3-4、气液体抽吸泵3-5和密封组件3-6，

其中，所述第一渗滤桶3-1和第二渗滤桶3-2分别设置在所述取样器2-2的两侧的侧壁上，所述上部渗滤管3-3的一端与所述第一渗滤桶3-1的底部连接，另一端与所述上部取样段2-21的取样渗漏孔段的连通，

所述下部渗滤管3-4的一端与所述第二渗滤桶3-2的底部连接，另一端与所述底部漏液管2-4的连通，

所述密封组件3-6分别设置在所述第一渗滤桶3-1和第二渗滤桶3-2的开口端，所述气液体抽吸泵3-5通过管路与所述第一渗滤桶3-1和第二渗滤桶3-2内部连通，所述气液体抽吸泵3-5与上位机1-2连接。

如图2所示，所述回收处理单元4包括收集箱4-1、回收泵4-2、单向阀门4-3和回收管4-4；

其中，所述回收管4-4设置在所述取样器2-2内部，所述单向阀门4-3设置在所述回收管4-4上，所述收集箱4-1通过所述回收泵4-2与所述回收管4-4的一端连接。

所述取样渗漏孔段2-23的长度占采样上部取样段2-1和下部取样段2-2长度的1/5-1/4。

所述取样渗漏孔段2-23由若干渗透孔组成，所述渗透孔的直径为12mm-18mm。

土壤污染扩散研究操作：

将研究土壤按照实际密度放置于主管和取样管之间，系统连接完成，开启土壤污染扩散研究。

将污染气体或液体从深层（或浅层）加入主管，控制污染渗透量，调节压力控制，开启取样监测系统，连续监测不同深度点位污染情况；

调整土壤堆积密度，污染体浓度，污染时间，重复试验，获得大量数据后通过分析，获得不同特性土壤污染扩散指数。

土壤修复研究操作：

将研究污染土壤按照实际密度放置于主管和取样管之间，系统连接完成，开启土壤污染修复研究。

将修复气体或液体从深层（或浅层）加入第一渗滤桶和第二渗滤桶，控制修复渗透量，调节压力控制，开启监测和修复再生系统，连续监测，持续修复；

调整土壤堆积密度，污染严重程度，修复液气配方，修复时间，修复气液再生工艺，重复试验，获得大量数据后通过编程分析，获得不同特性污染程度土壤修复参数指标。

以上对本申请实施例所提供的一种用于土壤污染及修复的实验系统，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。