(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123368324.5 (22)申请日 2021.12.2 9 (73)专利权人 中国地质大 学 （武汉） 地址 430074 湖北省武汉市洪山区鲁磨路 388号 专利权人 中国地质大 学深圳研究院 (72)发明人 汪长香　冯智　刘丹青　李义连　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 肖惠 (51)Int.Cl. G01N 33/18(2006.01) G01N 1/14(2006.01) C02F 9/04(2006.01) C02F 101/36(2006.01) (54)实用新型名称 持续性去除饱和含水层含氯有机物的实验 模拟装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种持续性去除饱和含 水层含氯有机物的实验模拟装置， 包括沿液体流 动方向依次布设的废水供给装置、 蠕动泵、 反应 箱、 取样装置、 止通阀以及废液收集装置， 废水供 给装置与反应箱之间、 反应箱与 废液收集装置 之 间通过水管相连， 蠕动泵、 取样装置和止通阀设 在水管上； 在反应箱的进水口和出水口之间设有 渗透反应墙， 通过测定 反应前后废水去除效果评 价渗透反应墙对废水中有机物的去除效果。 通过 控制更换渗透反应墙、 有机废水内含氯化有机污 染物的浓度以及蠕动泵的转速， 用于探究过硫酸 盐缓释体、 不同活化剂、 及其填充含量对不同污 染特征、 不同流速的地下 水的阻隔 效果。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 217060186 U 2022.07.26 CN 217060186 U 1.一种持续性去除饱和含水层含氯有机物的实验模拟装置， 其特征在于： 包括沿液体 流动方向依次布设的废水供给装置、 蠕动泵、 反应箱、 取样装置、 止通阀以及废液收集装置， 废水供给装置与反应箱之 间、 反应箱与废液收集装置之 间通过水管相连， 蠕动泵、 取样装置 和止通阀设在水管上； 在反应箱的进水 口和出水 口之间设有渗透反应墙， 通过测定反应前 后废水去除效果评价 渗透反应 墙对废水中有机物的去除效果。 2.根据权利要求1所述的持续性去除饱和含水层含氯有机物的实验模拟装置， 其特征 在于： 渗透 反应墙包括盒体， 在盒体内依次设有第一筛网层、 过硫酸盐缓释层、 第二筛网层、 隔板、 第三筛网层、 活化剂层、 以及第四筛网层， 在隔层、 以及盒体与隔层平行的两面均设有 若干个小孔。 3.根据权利要求2所述的持续性去除饱和含水层含氯有机物的实验模拟装置， 其特征 在于： 筛网层采用具有隔绝固体颗粒功能的材 料。 4.根据权利要求1或2所述的持续性去除饱和含水层含氯有机物的实验模拟装置， 其特 征在于： 反应箱包括箱体和箱盖， 渗透反应墙设在箱体的中部， 将箱体分割为两个腔体， 在 箱体与渗透反应墙平行的一面上设有进水口， 在箱体与渗透反应墙平行的另一面上设有 出 水口。 5.根据权利要求4所述的持续性去除饱和含水层含氯有机物的实验模拟装置， 其特征 在于： 在箱盖底部设有用于密封的硅胶垫片和用于保护硅胶垫片的聚四氟乙烯薄膜， 硅胶 垫片设在箱盖和聚四氟乙烯薄膜之间。 6.根据权利要求4所述的持续性去除饱和含水层含氯有机物的实验模拟装置， 其特征 在于： 箱盖下部边缘和箱体侧边缘板均设有一定宽度的凸出， 在凸出上设有螺孔， 箱盖与箱 体之间通过螺钉连接 。 7.根据权利要求4所述的持续性去除饱和含水层含氯有机物的实验模拟装置， 其特征 在于： 在渗透反应墙与箱体连接处设有四个长条卡口， 长条卡口分别布设在渗透反应墙和 箱体的四个连接处。 8.根据权利要求1或2所述的持续性去除饱和含水层含氯有机物的实验模拟装置， 其特 征在于： 取样装置由带有鲁尔接 头的玻璃取样针的止通阀构成。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217060186 U 2持续性去除饱和含水层含氯有机物的实验模拟装 置 技术领域 [0001]本实用新型涉及地表水及 地下水污染修复领域， 具体涉及一种持续性去除饱和含 水层含氯有机物的实验 模拟装置 。 背景技术 [0002]生态环境部 公布的数据显示， 早在2006年， 据不完全调查， 中国受污 染的耕地就约 有 1.5亿亩， 占18亿亩耕地的8.3％。 工业地块关停搬迁大约有50万～60万块场地， 其中大 多存在较严重的污染。 在工业场地与储油罐场地中， 有一类化学物质统称非水相液体 (NAPLs) 广泛存在， 其中密度比水轻的是LNAPLs(light  non‑aqueous phase liquids， 轻 非水相液体)， 密度比水重的是DNAPLs(Dense  nonaqueous ‑phase liquids， 重非水相液 体)， 主要 是一些含有一个或多个氯、 溴或氟原子的有机物。 工业场地的调查与评价中发现， 大量的工业场地存在土壤与地下水的DNAPLs污染， 现有对NAPLs迁移的认识可能存在很多 不足。 [0003]DNAPL污染场地修复难度较大， 成本极 高， 原位修复技术的理论尚欠缺。 其中， 氯代 有机污染物是最难修复的污染物之一。 常用的修复方法主要有多相抽提技术、 热传导与电 阻加热技术、 表面活性剂 /共溶剂冲洗、 封固阻隔等。 主要的阻隔技术主要有抽提处理、 渗透 反应墙(PRB)及低渗透屏障墙。 其中， PRB能有效阻止或减少源头污染总量的排放， 并有去除 地下水中污染物。 [0004]现在运用较多的PRB的填充材料主要为零价铁， 零价铁通过氧化有机污染物达到 阻隔去除的效果。 但是零价铁粒径很小， 在PRB的填充过程中很难与石英砂混匀， 且填充零 价铁的PRB经过一段时间反应会产生铁泥， 从而堵塞渗透反应墙， 阻挡了地下水持续流入， 从而达不到理想的效果。 过硫酸盐经活化产生的自由基可以有效氧化难降解有机物， 但其 反应迅速， 且容易发生自猝灭反应， 所以其一般用于作为有机废水的氧化剂， 很少用于PRB   填充材料。 过硫酸盐的活化剂的研究很多， 尤其是金属与金属的氧化物， 对过硫酸盐就有良 好的活化性能， 但其毒性浸出严重， 稳定性较差， 限值了其发展。 最近几年， 碳材料， 如纳米 碳、 氧化石墨烯、 碳纳米管、 有序介孔碳和生物炭， 已经成为PS活化领域的可持续替代品。 其 中， 生物炭在实际应用中显示出低 成本的优势。 纳米零价铁负载生物炭一方面可以作为吸 附材料， 生物炭的多孔和零价铁的表面官能团提供了大量吸 附位点， 可以将水中有机物进 行吸附， 在吸附的同时， 纳米零价铁和生物炭内部电子迁移， 促进过硫酸盐的活化， 通过自 由基和非自由基两种途径生成硫酸根自由基、 羟基自由基用于污染物的氧化降解( Yang  and Chen et al,2020)。 [0005]过硫酸盐虽然对难降解有机物处理效果良好， 但其反应迅速导致其很少运用在有 机物持续性降解处理方法中。 针对这一问题， 有研究者通过将过硫酸盐与固化剂结合， 制成 过硫酸盐缓释材料(敖琢与徐瑞等,2018)。 但将缓释材料和活化剂共同运用在地下水含氯 有机物的降解 运用中的装置和充填方法还没有报道。说　明　书 1/6 页 3 CN 217060186 U 3