专利名称：不同温度条件下垃圾填埋场排水层淤堵模拟试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种不同温度条件下垃圾填埋场排水层淤堵模拟试验装置。
背景技术：
渗滤液导排系统(Leachate Collection and Drainage Systems，简称 LCDS)的作 用是及时有效地排出由雨水入渗和垃圾降解产生的渗滤液，控制衬垫层上的水头在设计值 内(一般取30cm，GB16899-2008 ；US EPA, 1985)，从而减小渗滤液渗漏并保证填埋场安全运 行。由于填埋场运行过程中物理、化学、生物因素的影响，渗滤液导排系统中排水层会发生 不同程度的淤堵，造成孔隙体积减小甚至堵塞，导致导排层渗透系数发生变化，从而无法实 现预期的导排功能。排水层淤堵将直接导致填埋场内渗滤液水位升高，使底部衬垫层上的 水头远远大于设计值。为研究填埋场排水层淤堵机理及其影响因素，国内外学者进行了很多室内试验， 较常见的是垃圾柱试验。目前，垃圾柱试验可以研究排水材料粒径和级配、渗滤液流速、浓 度和温度对淤堵的影响。但由于试验装置限制等原因，对于温度影响的研究还局限在中、低 温的情况，对于高温情况下排水层淤堵研究远不足。而事实上，尤其是国内，填埋场底部的 温度往往很高。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能在不同温度条件下垃圾填埋场排水层淤堵模拟试
验装置。本发明采用的技术方案本发明将内装有砂砾石的圆筒，放置于盛满水的水箱中，水箱外部装有温度自动 电控箱，温度自动电控箱分别与插入水箱上部的温度传感器和水箱下部的电热管连接；所 述圆筒下部设有透水板，与底板形成一密闭空腔，试验用的渗滤液经蠕动泵加压后与空腔 侧壁开的渗滤液进口连接，圆筒顶部盖有密封盖板并设有通气孔，圆筒上部开有渗滤液出 口，装有砂砾石部分的圆筒侧壁均勻开有3个以上的孔，每个孔分别装有接头，每个接头的 一端分别与插入砂砾石的多孔管连接，每个接头的另一端与安装在水箱侧壁的三通阀的一 端连接，三通阀的第二端接排水管，三通阀的第三端与水箱外面的测压管相连，每个测压管 和通气孔均与气体收集袋连接。所述的水箱外部装有循环泵，循环泵进口设置在水箱下部，出口设置在上部。所述 的装有砂砾石部分的圆筒侧壁均勻开有3-10个孔。本发明具有的有益效果是本发明有效地控制温度，模拟填埋场砂砾石排水层的淤堵机理和发展过程，分析 各种不同温度、粒径、渗滤液流速、浓度条件、有无土工布对淤堵的影响。本发明能测定排水 砂砾石排水孔隙度、渗透系数、以及其中渗滤液的生物化学参数测量(例如Ca2+、COD、BOD、 有机挥发酸的浓度)。同时，同一温度条件下多组试验可以同时进行，有效节约资源，提高效率。


附图是本发明的结构原理示意图。图中1-1渗滤液进口，1-2透水板，1-3圆筒，1-4渗滤液出口，2-1水箱，2-2循环 泵，2-3电热管，2-4温度传感器，2-5温度自动电控箱，3-1多孔管，3-2三通阀，3_3测压管， 3-4通气孔，3-5气体收集袋
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如附图所示，本发明将内装有砂砾石的圆筒1-3，放置于盛满水的水箱2-1中，水 箱2-1外部装有循环泵2-2和温度自动电控箱2-5，温度自动电控箱2-5分别与插入水箱 2-1上部的温度传感器2-4和水箱2-1下部的电热管2-3连接，循环泵2-2进口设置在水箱 2-1下部，出口设置在上部，循环泵2-2加速上下水流流动，温度自动控制箱2-5接收温度 传感器2-4的温度数据并自动控制加电热管2-3来实现恒温；所述圆筒1-3下部设有透水 板1-2，与底板形成一密闭空腔，试验用的渗滤液经蠕动泵加压后与空腔侧壁开的渗滤液进 口 1-1连接，圆筒1-3顶部盖有密封盖板并设有通气孔3-4，圆筒1-3上部开有渗滤液出口 1-4，装有砂砾石部分的圆筒1-3侧壁均勻开有3个以上的孔，每个孔分别装有接头，每个接 头的一端分别与插入砂砾石的多孔管3-1连接，每个接头的另一端与安装在水箱侧壁的三 通阀的一端连接，三通阀的第二端接排水管，三通阀的第三端与水箱2-1外面的测压管3-3 相连，每个测压管3-3和通气孔1-4均与气体收集袋3-5连接。在试验过程中，可以通过测 量装置获得排水层的淤堵情况参数，通过三通阀3-2与排水管连接的通道可以排出特定部 位的渗滤液，测量COD、BOD、PH、Ca2+、有机挥发酸的浓度，测量排水孔隙度；通过测压管3_3 可以测量排水砂砾石的渗透系数。温度自动控制箱2-5根据实验需要，可在市场上选购。所述的装有砂砾石部分的圆筒1-3侧壁均勻开有3-10个孔，本实施例中圆筒1-3 侧壁均勻开有7个孔。如附图所示，排水砂砾石简体装置包括筒体1-3下部的渗滤液进口 1-1，透水板 1-2，圆筒1-3上部的渗滤液出口 1-4。透水板1-2为钻有小孔的薄钢板，既可以支撑上部的 砂砾石，又可以与底板形成渗滤液的储蓄池，其上放置土工布还可以研究一维条件下土工 布对淤堵的影响。渗滤液进口位于筒体下面，可以保证渗滤液自下而上漫过砂砾石，保证饱 和。如附图所示，所述的热水水浴温度控制装置包括水箱2-1中放满水，循环泵2-2 加速上下水流流动，为圆筒1-3提供一个均勻的温度环境，2-4水温温度传感器可以实时测 得水温，并传给温度自动电控箱2-5，当水温低于设定温度时，温度自动电控箱2-5会自动 控制加热管2-3电路来实现加热。如附图所示，所述的测量装置包括装有砂砾石部分的圆筒1-3侧壁均勻开有3个 以上的孔，每个孔分别装有接头，每个接头的一端分别与插入砂砾石的多孔管3-1连接，多 孔管3-1长度是柱体1-3的半径长度，为细管上面打小孔而成，可以防止砂砾石对柱体1-3 侧面连接测量装置3的导管的堵塞，同时还可以防止砂砾石中水分不能有效排出，每个接头的另一端与安装在水箱侧壁的三通阀的一端连接，三通阀的第二端接排水管，三通阀的 第三端与水箱2-1外面的测压管3-3相连，每个测压管3-3和通气孔1-4均与气体收集袋 3-5连接，测压管3-3和收集袋连通，可以保证厌氧条件和压力平衡。试验过程中，控制三通阀开关使三通阀的端口和测压管3-3相联通。试验用的渗 滤液通过蠕动泵进入渗滤液进口 1-1，不断积聚直至没过透水板1-2，进入柱体的砂砾石 中，最后由渗滤液出口 1-3排出。由渗滤液流动过程中的水头损失(即测压管3-3的水头 差)以及渗滤液的流速而得到特定部位砂砾石的渗透系数，从而得到不同部位砂砾石的淤 堵情况。当测量排水孔隙度时，先关掉正在运行的蠕动泵，而后打开最上面的三通阀至排水 管通道，测量流出渗滤液的体积。待液体不再流出后，再打开下面的三通阀，依次下去而得 到不同部位砂砾石的排水量。排水量除以砂砾石的总体积，即可得到这部分砂砾石的排水 孔隙度。由该排水通道，可以获得不同部位砂砾石中的渗滤液，测量C0D、B0D、PH、Ca2+、有机 挥发酸的浓度等，进而研究砂砾石淤堵的机理。一个水箱中可以设定一个温度，可放置多个柱体和多个测量装置，进行相同温度 条件下多组比较试验。几个不同的水箱，可以设定不同温度，可以进行不同温度条件下的多 组比较试验。本发明通过砂砾石筒体装置，水浴温度控制装置，测量装置模拟设定温度的条件 下垃圾填埋场排水层淤堵，通过水浴可以提供一个均勻的温度场，测压管可以测量渗透系 数，排水管可以获取不同部位的渗滤液。本发明可测量不同温度条件下砂砾石的渗透系数、 排水孔隙度，通过对气体和渗滤液的收集，可以测定气体组成和含量、渗滤液COD、BOD、PH、 Ca2+、有机挥发酸的浓度等，为研究垃圾填埋场排水层淤堵机理提供基本参数。
权利要求
一种不同温度条件下垃圾填埋场排水层淤堵模拟试验装置，其特征在于将内装有砂砾石的圆筒(1-3)，放置于盛满水的水箱(2-1)中，水箱(2-1)外部装有温度自动电控箱(2-5)，温度自动电控箱(2-5)分别与插入水箱(2-1)上部的温度传感器(2-4)和水箱(2-1)下部的电热管(2-3)连接；所述圆筒(1-3)下部设有透水板(1-2)，与底板形成一密闭空腔，试验用的渗滤液经蠕动泵加压后与空腔侧壁开的渗滤液进口(1-1)连接，圆筒(1-3)顶部盖有密封盖板并设有通气孔(3-4)，圆筒(1-3)上部开有渗滤液出口(1-4)，装有砂砾石部分的圆筒(1-3)侧壁均匀开有3个以上的孔，每个孔分别装有接头，每个接头的一端分别与插入砂砾石的多孔管(3-1)连接，每个接头的另一端与安装在水箱侧壁的三通阀(3-2)的一端连接，三通阀(3-2)的第二端接排水管，三通阀(3-2)的第三端与水箱(2-1)外面的测压管(3-3)相连，每个测压管(3-3)和通气孔(1-4)均与气体收集袋(3-5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种不同温度条件下垃圾填埋场排水层淤堵模拟试验装 置，其特征在于所述的水箱(2-1)外部装有循环泵(2-2)，循环泵(2-2)进口设置在水箱 (2-1)下部，出口设置在上部。
3.根据权利要求1所述的一种不同温度条件下垃圾填埋场排水层淤堵模拟试验装置， 其特征在于所述的装有砂砾石部分的圆筒(1-3)侧壁均勻开有3-10个孔。
全文摘要
本发明公开了一种不同温度条件下垃圾填埋场排水层淤堵模拟试验装置。将内装有砂砾石的圆筒放置于水箱中，水箱外部装有温度自动电控箱，分别与温度传感器和电热管连接；圆筒下部设有透水板，与底板形成密闭空腔，空腔侧壁开的渗滤液进口连接，圆筒顶部盖有密封盖板并设有通气孔，圆筒上部开有渗滤液出口，圆筒侧壁均匀开有3个以上的孔，每个孔分别装有接头，接头的一端与插入砂砾石的多孔管连接，另一端与安装在水箱侧壁的三通阀的一端连接，三通阀的第二、三端分别接排水管、测压管，每个测压管和通气孔均与气体收集袋连接。本发明能测定排水砂砾石排水孔隙度、渗透系数、以及其中渗滤液的生物化学参数测量。
文档编号G01N15/08GK101846613SQ201010182449
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者柯瀚, 王顺玉, 詹良通, 陈云敏, 顾高莉, 黄锦舒 申请人:浙江大学