一种无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置及方法

1.本技术涉及公路仪器技术领域，尤其涉及一种无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置及方法。


背景技术：

2.如今，环境问题已经成为社会各界重点关注的对象，国家也颁布很多关于环境治理和环境有毒物质浸出及检验的规范，如《hj 557-2010固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》。规范中提到要将检测物质进行破碎，过3mm筛，称取一定质量样品放置到容器中，并加入10倍质量的蒸馏水进行密封，放置到振幅为4cm的水平振荡仪上振荡8小时，然后静置16小时后，抽取上层清液过45μm滤膜，依据《gb5085.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》进行鉴定。该方法的原理为：以蒸馏水为浸提剂，模拟固体废物在特定场合中受到地表水或地下水的浸沥，其中的有害组分浸出而进入环境的过程。
3.现有技术一般采用上述方法对无机结合料稳定固废材料中的有毒物质进行检测，但是该方法的缺点是：1、需要将无机结合料稳定固废材料破碎成细小颗粒，不符合实际工况，且检出效果大大降低。2、将样品放置到水平振荡仪上进行振荡，不符合道路在雨水天气下的实际情况。


技术实现要素：

4.本技术的实施例提供一种无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置及方法，能够对无机结合料稳定固废材料中的有毒物质进行接近实际工况的浸出，从而为固废材料无害化利用提供更为准确的数据。
5.为达到上述目的，一方面，本技术的实施例提供了一种无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置，包括试件安放箱、供排水系统和角度调节装置；所述试件安放箱内设有待测梁式试件；所述试件安放箱上设有进水接头和排水口；所述进水接头的入口连通供排水系统的出口；所述进水接头的出口位于所述待测梁式试件的上方；所述排水口连通所述供排水系统的入口；所述角度调节装置能够调节所述试件安放箱的倾斜度。
6.进一步地，所述供排水系统包括水管和依次设置在所述水管上的水泵和水温控制装置，且所述水泵靠近所述进水接头设置。
7.进一步地，所述角度调节装置包括设置在所述试件安放箱的相对两个侧壁上的卡接板，所述卡接板上开设多个沿竖直方向均布的第二卡槽；所述第二卡槽的尺寸与所述水管的尺寸相适配。
8.进一步地，还包括控制单元；所述水管上还设有两个带流量计的电磁调节阀，其中一个靠近进水接头设置，另一个靠近排水口设置；所述控制单元与所述带流量计的电磁调节阀电连接；所述控制单元能够根据接收到的流量信息，控制所述带流量计的电磁调节阀调节开度。
9.进一步地，所述试件安放箱的底面上可拆卸连接开口朝上的试件容置壳；所述待
测梁式试件位于所述试件容置壳内。
10.进一步地，所述待测梁式试件的上表面上设有透水层；所述进水接头的出口位于所述透水层的上方。
11.进一步地，所述进水接头和所述排水口分别设置在所述试件安放箱宽度方向上的两个相对的侧壁上。
12.进一步地，所述排水口处设有滤网。
13.另一方面，本技术的实施例还提供了一种基于上述无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置的浸出方法，包括以下步骤：步骤1、将待测梁式试件放置于试件安放箱内，并在其上覆盖透水层，然后按照预设参数调整角度倾斜装置；所述预设参数为实际公路倾斜角度；步骤2、在供排水系统中加入10倍有毒物质质量的蒸馏水；步骤3、启动供排水系统，使水流没过待测梁式试件；步骤4、保持装置工作8小时后，称取预设量的溶液放入容器中静置16小时，然后通过45μm滤膜过滤，将过滤液送至实验室检验。
14.进一步地，所述步骤2具体包括：在水温控制装置中加入10倍有毒物质质量的蒸馏水，并设定预设的温度；所述预设温度为待测梁式试件所在地区的雨季平均温度。
15.本技术具有以下有益效果：
16.1、本技术实施例无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置通过设置角度倾斜装置，构建出贴合实际的雨水冲刷道路的情况，从而使待测梁式试件不需要经过破碎后再进行水平振荡，而是以一个完整的结构经过水流冲刷完成浸出，减少了不合理的有毒物质的浸出，使浸出方式和浸出量更符合工程实际。
17.2、本技术实施例无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置通过设置水温控制装置，模拟出不同地区气温差异所带来的影响，使得浸出方式和条件可以根据实际状况进行改变，检测结果更贴合实际工况个。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术实施例无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置一个角度的结构示意图；
20.图2为本技术实施例无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置另一个角度的结构示意图；
21.图3为本技术实施例无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置另一个角度的结构示意图；
22.图4为本技术实施例无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置另一个角度的结构示意图(去掉外侧壁后)；
23.图5为本技术实施例无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置中试件安放箱的结构示意图；
24.图6为本技术实施例无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置中水泵的结构示
意图。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
27.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
29.参照图1，本技术的实施例提供一种无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置，包括试件安放箱1、供排水系统2和角度调节装置。
30.参照图1和图5，试件安放箱1内设有待测梁式试件(图中未示)。试件安放箱1上设有进水接头11和排水口12。进水接头11的入口连通供排水系统2的出口，进水接头11的出口位于待测梁式试件的上方，排水口12连通供排水系统2的入口。角度调节装置能够调节试件安放箱1的倾斜度。
31.使用前，先调整角度调节装置，使待测梁式试件的倾斜角度与其所在路面的倾角相等，然后再开启供排水系统2，这样，供排水系统2内的水能够由进水接头11的出口处流至待测梁式试件的最高端，再沿待测梁式试件的上表面流入试件安放箱1内，最后经排水口12再流入供排水系统2内。由此，可以模拟雨水冲刷路面的工况，从而使待测梁式试件不需要经过破碎后再进行水平振荡，而是以一个完整的结构经过水流冲刷完成浸出，减少了不合理的有毒物质的浸出，使浸出方式和浸出量更符合工程实际。
32.参照图2和图5，在一些实施例中，试件安放箱1为开口朝上的长方体结构。进水接头11设置在试件安放箱1的左侧壁上。排水口12设置在试件安放箱1的右侧壁上，且靠近底面设置。进水接头11的入口和出口的截面均为长方形，且入口的尺寸大于出口的尺寸。进水接头11的入口和出口之间的上下表面均为弧面。为了便于安装，进水接头11的底部设有与试件安放箱1的左侧壁相适配的第一卡槽111，由此，便于进水接头11安装定位。
33.参照图5，在一些实施例中，排水口12处设有滤网13，其能够防止较大颗粒进入供排水系统2中，从而避免影响工作效率和试验数据可靠性。
34.在一些实施例中，参照图4，试件安放箱1的底面上可拆卸连接开口朝上的试件容置壳14。试件容置壳14也为长方体结构。需要说明的是，试件容置壳14可以为结构相同大小
不同的多个。待测梁式试件位于试件容置壳14内。每次选用的试件容置壳14的尺寸可以根据待测梁式试件的尺寸进行选择，由此，可以适用于不同尺寸的待测梁式试件。
35.在一些实施例中，待测梁式试件的上表面上设有透水层15，进水接头11的出口位于透水层15的上方。由此，可以模拟出基层上面的面层，浸出结果更准确。
36.参照图1、图2和图6，在一些实施例中，供排水系统2包括水管21和依次设置在水管21上的水泵22和水温控制装置23，且水泵22靠近进水接头11设置。水温控制装置23能够将其内的蒸馏水调节至待测试件所处地区的雨季平均温度。水泵22能够将水温控制装置23内的蒸馏水吸入试件安放箱1内，并形成循环。水泵22和水温控制装置23均可放置在在地面或安装面上。另外，为了使整个装置保持平衡，试件安放箱1的底部还可以设置支撑块16。
37.在一些实施例中，本技术实施例浸出装置还包括控制单元(图中未示)。水管21上还设有两个带流量计的电磁调节阀24，其中一个靠近进水接头11设置，另一个靠近排水口12设置。控制单元与两个带流量计的电磁调节阀24均电连接。控制单元能够根据接收到的流量信息，控制带流量计的电磁调节阀24调节开度。
38.参照图1、图3和图4，在一些实施例中，角度调节装置包括固连在试件安放箱1的前、后侧壁上的卡接板3。卡接板3靠近左侧(进水接头11)设置。卡接板3为沿竖直方向延伸的矩形板。卡接板3上沿开设多个沿竖直方向均布的第二卡槽31。第二卡槽31的尺寸与水管21的尺寸相适配。由此，既可以使试件安放箱1向右前方倾斜，又可以使试件安放箱1向右后方倾斜。需要说明的是，第二卡槽31之间的距离是根据三角函数计算而来，每抬高一个第二卡槽31代表角度增加一定度数。由于整个水管21具有弹性，因此，试件安放箱1整体可以作轻微的上下或前后摆动，但是，靠近水泵22的水管21段由于受水泵22和水温调节装置的限制，具有刚性。因此，当需要调整待测梁式试件的倾斜角度时，只需要将靠近水泵22处的水管21卡入对应的第二卡槽31内即可，调节非常方便。
39.本技术的实施例还提供了一种基于上述无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置的浸出方法，包括以下步骤：
40.步骤1、将待测梁式试件放置于试件安放箱1的预设位置中，并在其上覆盖透水层15，然后按照实际公路倾斜角度通过角度倾斜装置设定试件安放箱1的倾斜角度；
41.步骤2、根据配合比数据，在水温控制装置23中加入10倍有毒物质质量的蒸馏水，然后，关闭水温控制装置23的顶盖，并调节水温到待测试件所处地区的雨季平均温度；
42.步骤3、待水温达到标定温度后，开启水泵22，并通过控制单元调节流量，待水流没过待测梁式试件，并观察到进水量和排水量相当后，在试件安放箱1的顶部盖上一层透明板(图中未示)，防止水分的蒸发以及方便观察水流冲刷情况；
43.步骤4、保持装置工作8小时后，称取一定溶液放入干净容器中静置16小时，参考规范《hj 557-2010固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》去上清悬液经45μm滤膜过滤，参考《gb 5085.3-2007,危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》相关有毒物质检验方法尽快送至实验室进行检验。
44.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置，其特征在于，包括试件安放箱、供排水系统和角度调节装置；所述试件安放箱内设有待测梁式试件；所述试件安放箱上设有进水接头和排水口；所述进水接头的入口连通供排水系统的出口；所述进水接头的出口位于所述待测梁式试件的上方；所述排水口连通所述供排水系统的入口；所述角度调节装置能够调节所述试件安放箱的倾斜度。2.根据权利要求1所述的无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置，其特征在于，所述供排水系统包括水管和依次设置在所述水管上的水泵和水温控制装置，且所述水泵靠近所述进水接头设置。3.根据权利要求2所述的无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置，其特征在于，所述角度调节装置包括设置在所述试件安放箱的相对两个侧壁上的卡接板，所述卡接板上开设多个沿竖直方向均布的第二卡槽；所述第二卡槽的尺寸与所述水管的尺寸相适配。4.根据权利要求2所述的无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置，其特征在于，还包括控制单元；所述水管上还设有两个带流量计的电磁调节阀，其中一个靠近进水接头设置，另一个靠近排水口设置；所述控制单元与所述带流量计的电磁调节阀电连接；所述控制单元能够根据接收到的流量信息，控制所述带流量计的电磁调节阀调节开度。5.根据权利要求1所述的无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置，其特征在于，所述试件安放箱的底面上可拆卸连接开口朝上的试件容置壳；所述待测梁式试件位于所述试件容置壳内。6.根据权利要求1所述的无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置，其特征在于，所述待测梁式试件的上表面上设有透水层；所述进水接头的出口位于所述透水层的上方。7.根据权利要求1所述的无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置，其特征在于，所述进水接头和所述排水口分别设置在所述试件安放箱宽度方向上的两个相对的侧壁上。8.根据权利要求1所述的无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置，其特征在于，所述排水口处设有滤网。9.一种基于权利要求1～8任一所述无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置的浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将待测梁式试件放置于试件安放箱内，并在其上覆盖透水层，然后按照预设参数调整角度倾斜装置；所述预设参数为实际公路倾斜角度；步骤2、在供排水系统中加入10倍有毒物质质量的蒸馏水；步骤3、启动供排水系统，使水流没过待测梁式试件；步骤4、保持装置工作8小时后，称取预设量的溶液放入容器中静置16小时，然后通过45μm滤膜过滤，将过滤液送至实验室检验。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：在水温控制装置中加入10倍有毒物质质量的蒸馏水，并设定预设的温度；所述预设温度为待测梁式试件所在地区的雨季平均温度。

技术总结
本申请公开了一种无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置及方法，涉及公路仪器技术领域。能够对无机结合料稳定固废材料中的有毒物质进行接近实际工况的浸出，从而为固废材料无害化利用提供更为准确的数据。该装置包括试件安放箱、供排水系统和角度调节装置；试件安放箱内设有待测梁式试件；试件安放箱上设有进水接头和排水口；进水接头的入口连通供排水系统的出口；进水接头的出口位于待测梁式试件的上方；排水口连通供排水系统的入口；角度调节装置能够调节试件安放箱的倾斜度；本申请同时公开了一种基于上述无机结合料稳定固废材料有毒物质浸出装置的浸出方法。有毒物质浸出装置的浸出方法。有毒物质浸出装置的浸出方法。


技术研发人员：敬超 张梦凡 史文华 焦晓磊
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/8/9