一種生活垃圾滲透係數測定裝置的製作方法
2023-06-07 05:55:56 1
本發明屬於固體廢棄物處理技術領域，涉及模擬實驗，特別涉及一種生活垃圾滲透係數測定裝置。
背景技術：
生活垃圾的滲透性控制著垃圾填埋場內滲濾液的流動速度和分布範圍，是生活垃圾填埋場滲濾液收集及回灌系統設計的關鍵參數。另外，滲濾液滲漏量計算及水位控制也與垃圾的滲透性緊密相關。當生活垃圾填埋以後，必須對其滲透特性進行測定。因此，如何測定生活垃圾的滲透性一直是垃圾填埋場設計及運行管理單位關心的問題。oweis等和townsend等分別採用抽水試驗和大尺寸試坑滲漏試驗,，現場測試了實際填埋場中垃圾的滲透係數,但是，試驗成本高,測試差異較大。到目前，尚未有專門用於測定生活垃圾滲透性的儀器。因此，開發多用途的生活垃圾滲透係數測定裝置，採用實驗室方法確定垃圾的滲透係數非常必要。
技術實現要素：
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種生活垃圾滲透係數測定裝置，可分別依靠耐壓玻璃指示管內液體自重、氣泵供壓、液泵供壓實現自重式、氣壓式、液壓式三種生活垃圾滲透係數的測定方法。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是：
一種生活垃圾滲透係數測定裝置，包括：
泵系統，包括水泵1-1、氣泵1-2和壓力變送器1-3；其中，水泵1-1和氣泵1-2可選擇12v電源的泵。
供水系統，包括儲水倉2-1和帶有刻度的耐壓玻璃指示管2-2，耐壓玻璃指示管2-2的底部連接三通閥門一2-3的接口o，頂部連接三通閥門二2-4的接口o，儲水倉2-1經水泵1-1與三通閥門三2-5的接口o連接，且連接管路的端頭在儲水倉2-1底部，三通閥門三2-5的接口a與三通閥門一2-3的接口a連接，儲水倉2-1與三通閥門二2-4的接口a連接，且連接管路的端頭懸在儲水倉2-1液面頂部，三通閥門二2-4的接口b與氣泵1-2連接；
其中，儲水倉2-1容積為2l；耐壓玻璃指示管2-2高800mm、直徑為50mm；各連接管路可採用橡膠軟管。
滲透系統，包括垃圾壓縮倉體3-1，垃圾壓縮倉體3-1的倉蓋上設置有一個快插3-8，快插3-8所連接的管路置入測量量筒3-9中，架設的螺杆3-6上端連接手旋3-7；垃圾壓縮倉體3-1內設置有上下兩塊透水石板3-2，其中下部的透水石板3-2的下表面與垃圾壓縮倉體3-1的底板緊密連接，底板自下而上對稱布置兩個進出通孔，分別為進水接口3-3與排氣口3-4，進水接口3-3連接三通閥門三2-5的接口b以及三通閥門一2-3的接口b，排氣口3-4上帶有排氣閥門3-5，垃圾壓縮倉體3-1座落在支撐架3-10上；
電源系統，由電源選擇開關4-1與若干導線構成，連接水泵1-1與氣泵1-2，控制泵的啟動與關閉。
上述裝置可分別依靠耐壓玻璃指示管2-2內液體自重、氣泵供壓、液泵供壓實現自重式、氣壓式、液壓式三種生活垃圾滲透係數的測定方法。
所述三通閥門一2-3的接口b與三通一2-6的接口b連接，三通閥門三2-5的接口b與三通一2-6的接口a連接，三通一2-6的接口c與三通二2-7的接口a連接，三通二2-7的接口b與進水接口3-3連接，三通二2-7的接口c連接有壓力變送器1-3。
所述壓力變送器1-3帶有顯示屏，用以實時顯示當前壓力，並設置有最大保護壓力值，當滲透系統內部壓力達到最大壓力時，壓力變送器1-3輸出信號及時關閉泵。
所述排氣口3-4和進水接口3-3均朝下。
所述儲水倉2-1在豎直方向上高於耐壓玻璃指示管2-2的底部以及垃圾壓縮倉3-1，低於耐壓玻璃指示管2-2的頂部。
所述供水系統依靠水泵1-1提供動力，將儲水倉2-1中的水輸送至耐壓玻璃指示管2-2中，溢流液全部回流至儲水倉2-1，實現水的循環利用。不受空間自來水管的位置限制。
所述垃圾壓縮倉3-1的底板厚度20mm，對稱布置兩個通孔，分別為進水接口3-3與排氣口3-4，底板上表面兩個通孔之間設計有線狀凹槽，透水石板3-2緊貼於倉體底板的上表面。
所述垃圾壓縮倉3-1有多套，容積規格不同，針對同一批當量的垃圾，通過更換不同的垃圾壓縮倉3-1改變倉體內部垃圾的空隙率，用於測定不同垃圾空隙率下的生活垃圾滲透係數。透水石板3-2設置兩塊，一塊緊貼於倉體底板上表面，使進垃圾壓縮倉3-1的液體分布均勻，減小滲透阻力。另一塊設置於倉蓋的下表面，使出水通過快插3-8出水嘴均勻釋放。垃圾壓縮倉3-1可從滲透系統中移出，更換不同規格尺寸的倉體，同時方便倉內垃圾的裝取。
所述的三通閥門均為不鏽鋼隔板閥門，其功能是或全關或a通時b就斷開，b通時a就斷開，即通用的非此即彼式。
本發明滲透系統中的滲濾液來自於供水系統，把水泵1-1將水儲水倉2-1輸送至耐壓玻璃指示管2-2的過程稱為上水。在選擇自重式或氣壓式兩種測定方法的測定過程中，當垃圾壓縮倉3-1中滲濾液不足時，可調節三通閥門開關，多次上水保證垃圾壓縮倉3-1的供水需要。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
(1)可通過閥組合切換，實現多種方式測定生活垃圾的滲透係數。
(2)設計有不同尺寸的垃圾壓縮倉體，用以測定不同垃圾空隙率的滲透性。
(3)實時監控滲透系統內的壓力數值，在滲透系統內部超壓時，可自控關閉泵，以保證實驗裝置材料的耐壓安全。
(4)開放式的操作參數設計，直觀方便，且放置不受空間限制。符合人體工學。
(5)全系統的直流dc12v動力，安全可靠。
(6)符合滿足教學實驗和科學研究的要求。
附圖說明
圖1是本發明結構示意圖(正面視圖)。
圖2是本發明結構示意圖(背面視圖)。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。
如圖1和圖2所示，本發明一種生活垃圾滲透係數測定裝置，包括：
泵系統，由水泵1-1、氣泵1-2與壓力變送器1-3等組成；
通透的供水系統，包括面板後的容積為2l的儲水倉2-1與面板前的高800mm、直徑為50mm的耐壓玻璃指示管2-2。儲水倉2-1與耐壓玻璃指示管2-2經過水泵1-1與三通閥門一2-3、三通閥門二2-4、三通閥門二2-5用橡膠軟管連接；
滲透系統，主要由直徑為100mm的垃圾壓縮倉3-1、透水石板3-2、螺杆3-6、手旋3-7、快插3-8以及測量量筒3-9等組成；
電源系統，由電源選擇開關4-1與若干導線構成，用選擇開關4-1連接水泵1-1與氣泵1-2，控制泵的啟動與關閉。
耐壓玻璃指示管2-2的底部連接三通閥門一2-3的接口o，頂部連接三通閥門二2-4的接口o，儲水倉2-1經水泵1-1與三通閥門三2-5的接口o連接，且連接管路的端頭在儲水倉2-1底部，三通閥門三2-5的接口a與三通閥門一2-3的接口a連接，儲水倉2-1與三通閥門二2-4的接口a連接，且連接管路的端頭懸在儲水倉2-1液面頂部，三通閥門二2-4的接口b與氣泵1-2連接
三通閥門一2-3接口o與耐壓玻璃指示管2-2底部相連，接口a連接水泵1-1，與儲水倉2-1相通，管路插入儲水倉2-1底部。接口b經過壓力變送器1-3與滲透系統倉體底板進水接口3-3相連，實現供水系統與滲透系統的連接。
三通閥門二2-4接口o與耐壓玻璃指示管2-2頂部相連，接口a與儲水倉2-1相通，管路出口位於儲水倉2-1液面之上。接口b與氣泵1-2連接。
三通閥門三2-5接口o與水泵1-1相連，接口a與三通閥門一2-3接口a相連，連通耐壓玻璃指示管2-2。接口b與三通一2-6接口b相連，連接滲透系統。三通閥門三2-5主要用於切換與水泵1-1直接相通的系統，當三通閥門三2-5位於o-a通路時，水泵1-1與供水系統連通，當三通閥門三2-5位於o-b通路時，水泵1-1直接與滲透系統連通。
三通一2-6接口a與三通閥門三2-5接口b相連，2-6的接口b與三通閥門一2-3接口b相連，接口c與三通二2-7接口a相連。
三通二2-7接口a與三通一2-6接口c相連，接口b與滲透系統倉體底板進水接口3-3相連，接口c與壓力變送器1-3連接。
根據以上結構，本垃圾滲透係數測定裝置的工作過程是：
1、自重式：根據實驗研究的需要選擇一定規格尺寸的垃圾壓縮倉3-1，以當量的待測垃圾填滿壓縮倉3-1，置入，再放上透水石，旋緊手旋3-7倉蓋。確保電路和水管路的安全連接，將三通閥門三2-5置於o-a通路、三通閥門一2-3置於o-a通路、三通閥門二2-4置於o-a通路，形成儲水倉2-1與耐壓玻璃指示管2-2的供水通路。將電源選擇開關4-1置於水泵1-1處，水泵1-1通電，將水從儲水倉2-1中抽出並注入耐壓玻璃指示管2-2中，耐壓玻璃指示管2-2中液位不斷上升。待耐壓玻璃玻璃管2-2注滿水後，溢流液經三通閥門二2-4的o-a通路回流至儲水倉2-1中，關閉電源選擇開關4-1，水泵1-1斷電，耐壓玻璃指示管2-2內形成穩定水柱水壓。先打開滲透系統的排氣閥門3-5，再將三通閥門一2-3切換至o-b通路，耐壓玻璃指示管2-2內水柱在重力作用下，經三通閥門一2-3的o-b通路流入滲透系統進水口，待將管路的空氣排淨，有水從排氣口流出時，關閉排氣閥門3-5。調節垃圾壓縮倉3-1內液面上升，使水流經下方的透水石板3-2、生活垃圾3-11、上方的透水石板3-2，到從垃圾壓縮倉3-1倉蓋上安裝的快插3-8處溢出之後，再記錄單位時間流入測量量筒3-9中的量，即出水滲透值；以及此時段的進水水位在耐壓刻度玻璃指示管的改變量，即進水滲透值。依此判斷垃圾的水透過能力。實驗結束，將三通閥門一2-3關閉。
2、氣壓式：根據研究需要選擇一定規格尺寸的垃圾壓縮倉3-1，以當量的待測垃圾填滿垃圾壓縮倉3-1，置入，再放上透水石板3-2，旋緊手旋3-7倉蓋。確保電路和水管路的安全連接，將三通閥門三2-5置於o-a通路、三通閥門一2-3置於o-a通路、三通閥門二2-4置於o-a通路，形成儲水倉2-1與耐壓玻璃指示管2-2的供水水通路。將電源三相選擇開關4-1置於水泵1-1處，水泵1-1通電，將水從儲水倉2-1中抽出並注入耐壓玻璃指示管2-2中，耐壓玻璃指示管2-2中液位不斷上升。待注滿水後，溢流液經三通閥門二2-4的o-a通路回流至儲水倉2-1中，關閉電源選擇開關4-1，水泵1-1斷電，耐壓玻璃指示管2-2內形成穩定水柱。先打開滲透系統的排氣閥門3-5，再將三通閥門一2-3切換至o-b通路，耐壓玻璃指示管2-2內水柱在重力作用下，經三通閥門一2-3的o-b通路流入滲透系統進水口，待將管路中的空氣排淨，有水從排氣口流出時，關閉排氣閥門3-5。將三通閥門二2-4置於o-b通路，電源選擇開關4-1切換至氣泵1-2處，氣泵1-2通電，耐壓玻璃指示管2-2中水柱在重力與氣壓作用下流入滲透系統中，調節垃圾壓縮倉3-1內液面上升，使水流經下方的透水石板3-2、生活垃圾3-11、上方的透水石板3-2，到從垃圾壓縮倉3-1倉蓋上安裝的快插3-8處溢出後，再記錄單位時間流入測量量筒3-9中的量，即出水滲透值；以及此時段的進水水位在耐壓刻度玻璃指示管的改變量，即進水滲透值。實驗完畢，關閉電源選擇開關4-1和三通閥門一2-3。得到一定空隙率的生活垃圾滲透值。
3、液壓式：根據研究需要選擇一定規格尺寸的垃圾壓縮倉3-1，以當量的待測垃圾填滿壓縮倉3-1，置入，再放上透水石板3-2，旋緊手旋3-7倉蓋。確保電路和水管路的安全連接，將三通閥門三2-5置於o-b通路，打開排氣閥門3-5，將電源選擇開關4-1切換至水泵1-1處，水泵1-1通電，儲水倉2-1中水在水泵1-1壓力作用下，經三通一2-6注入滲透系統進水接口3-3，待將管路中的空氣排淨，有水從排氣口流出時，關閉排氣閥門3-5。滲透系統中垃圾壓縮倉3-1內液面上升，水流經下方的透水石板3-2、生活垃圾3-11、上方的透水石板3-2，最終從垃圾壓縮倉3-1倉蓋上安裝的快插3-8處溢出後，再記錄單位時間流入測量量筒3-9中的量，判斷垃圾的水透過情況，得到一定空隙率的生活垃圾滲透係數。實驗完畢，關閉電源選擇開關4-1和三通閥門三2-5。
4、測定不同空隙率下的生活垃圾滲透係數：根據研究需要選擇不同規格尺寸的垃圾壓縮倉3-1，滿裝入同一批當量的垃圾，從而改變倉體內部垃圾的空隙率，置入，再選擇自重式、液壓式或氣壓式等測定方法，得到不同垃圾空隙率下的生活垃圾滲透係數。