【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水文地質領域，涉及到一種多相(水-巖-氣-生)多場(水動力場-水化學場-溫度場-微生物場)耦合作用下水質演化過程的試驗模擬問題，為我國關閉/廢棄礦井水水質形成與演化過程研究提供了一個重要的研究平臺。
技術介紹
1、煤炭作為我國主體能源，為國家經濟建設和快速發展提供了強勁的能源動力。但隨著煤炭資源日趨枯竭、資源整合以及落后產能淘汰等影響，我國許多煤礦已經或瀕臨關閉狀態。煤礦關閉后，礦井停止生產和排水，地下水充水過程中造成閉坑礦井地下水水質、水壓、水溫、瓦斯氣體和微生物等發生新的變化，并引起一系列諸如地下水和地表水污染，引起了極為廣泛關注。
2、以往關閉/廢棄礦山研究多關注于地下水動力學過程或水文地球化學過程，很少探討關閉/廢棄礦井中殘留瓦斯氣體、微生物、溫度、水動力等因素對水質演化的耦合作用，致使不能客觀地認識和反映關閉/廢棄礦井水水質的形成過程與演化趨勢。利用一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，研究關閉/廢棄礦井水水質形成與演化機制，是預測多相多場耦合作用下水質演化規律及發展趨勢的重要手段之一，為關閉/廢棄礦山地下水污染防控、水資源合理開發利用和生態環境保護提供基礎研究和理論依據。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，
4、優選的，所述氮氣瓶內充填有氮氣，反應氣體瓶內充填有反應氣體，氮氣瓶通過進氣管一依次與減壓閥一、閥門一相連接，反應氣體瓶通過進氣管二依次與減壓閥二、閥門二相連接，進氣管一和進氣管二均與一個三通接頭連接。
5、優選的，所述三通接頭連接有進氣管三，進氣管三上安裝有閥門三，進氣管三通過釜蓋上的進氣孔進入釜體，進氣管三進入釜體的一端安裝有不銹鋼濾網一。
6、優選的，所述溶液瓶內充填有反應溶液一，反應溶液一為關閉/廢棄礦井水水樣，溶液瓶頂部瓶口通過玻璃塞一封口，玻璃塞一上插接有延伸至溶液瓶底部的抽液管，溶液瓶通過抽液管依次與閥門四、蠕動泵相連接，蠕動泵安裝有進液管，進液管上安裝有閥門五，進液管通過釜蓋上的進液孔進入釜體，進液管進入釜體的一端安裝有不銹鋼濾網二。
7、優選的，所述保溫裝置內安裝電熱絲，電熱絲貼合設置在保溫裝置的側壁和底部。
8、優選的，所述耐高溫高壓紫外線殺菌燈通過釜蓋上的紫外線殺菌燈孔進入釜體內，所述耐高溫高壓氣壓傳感器通過釜蓋上的氣壓傳感器孔進入釜體內。
9、優選的，所述氣體凈化瓶內充填有氣體凈化溶液并通過玻璃塞二封口，氣體凈化溶液為cacl2溶液或ca(oh)2溶液，玻璃塞二上插接有延伸至氣體凈化瓶底部的排氣管一，氣體凈化瓶與釜體通過排氣管一連接，排氣管一上安裝有閥門六，排氣管一通過釜蓋上的排氣孔進入釜體內，排氣管一進入釜體的一端安裝有不銹鋼濾網三。
10、優選的，所述玻璃塞二上插接有連通至氣體凈化瓶頂部的排氣管二，排氣管二位于凈化瓶外部的部分安裝有閥門七。
11、優選的，所述反應氣體為空氣或co2氣體或ch4氣體或o2氣體或h2s氣體，巖石碎塊為關閉/廢棄礦井的圍巖樣品。
12、優選的，所述釜蓋上安裝有電動攪拌機，電動攪拌機通過釜蓋上的電動攪拌機孔進入釜體，電動攪拌機通過攪拌桿和葉片轉動來控制釜體中反應溶液二的流動。
13、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
14、1：本專利技術包括高溫高壓反應釜裝置、進氣控制裝置、進液控制裝置、溫度控制裝置、微生物控制裝置、壓力控制裝置、水動力控制裝置、殘余氣體凈化裝置，設計合理，結構緊湊，實現方便。
15、2：利用本專利技術能夠成功的模擬不同巖石類型、反應溶液成分和氣體組分對水質形成與演化的影響。
16、3：利用本專利技術能夠成功的模擬不同溫度、壓力和水動力條件對水質形成與演化的影響。
17、4：利用本專利技術能夠成功的模擬有、無或不同豐度的微生物群落對水質形成與演化過程的影響。
18、5：利用本專利技術能夠成功的模擬多相(水-巖-氣-生)多場(水動力場-水化學場-溫度場-微生物場)耦合作用下水質形成與演化過程。
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1.一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，包括釜體(1)，其特征在于，所述釜體(1)內部用于盛放巖石碎塊(13)、反應溶液二(37)和反應氣體(17)，釜體(1)固定有釜蓋(2)，釜體(1)匹配設有用于向釜體(1)進氣的氮氣瓶(14)和反應氣體瓶(16)，釜體(1)匹配設有用于向釜體(1)進液的溶液瓶(28)，釜體(1)外部包裹有保溫裝置(38)，釜蓋(2)底部安裝有耐高溫高壓紫外線殺菌燈(43)和耐高溫高壓氣壓傳感器(47)，釜體(1)匹配設有用于用于凈化殘余氣體的氣體凈化瓶(61)。
2.根據權利要求1所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述氮氣瓶(14)內充填有氮氣(15)，反應氣體瓶(16)內充填有反應氣體(17)，氮氣瓶(14)通過進氣管一(18)依次與減壓閥一(20)、閥門一(22)相連接，反應氣體瓶(16)通過進氣管二(19)依次與減壓閥二(21)、閥門二(23)相連接，進氣管一(18)和進氣管二(19)均與一個三通接頭(24)連接。
3.根據權利要求2所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模
4.根據權利要求1所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述溶液瓶(28)內充填有反應溶液一(29)，反應溶液一(29)為關閉/廢棄礦井水水樣，溶液瓶(28)頂部瓶口通過玻璃塞一(30)封口，玻璃塞一(30)上插接有延伸至溶液瓶(28)底部的抽液管(32)，溶液瓶(28)通過抽液管(32)依次與閥門四(31)、蠕動泵(33)相連接，蠕動泵(33)安裝有進液管(35)，進液管(35)上安裝有閥門五(34)，進液管(35)通過釜蓋(2)上的進液孔(10)進入釜體(1)，進液管(35)進入釜體(1)的一端安裝有不銹鋼濾網二(36)。
5.根據權利要求1所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述保溫裝置(38)內安裝電熱絲(39)，電熱絲(39)貼合設置在保溫裝置(38)的側壁和底部。
6.根據權利要求1所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述耐高溫高壓紫外線殺菌燈(43)通過釜蓋(2)上的紫外線殺菌燈孔(12)進入釜體(1)內，所述耐高溫高壓氣壓傳感器(47)通過釜蓋(2)上的氣壓傳感器孔(7)進入釜體(1)內。
7.根據權利要求1所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述氣體凈化瓶(61)內充填有氣體凈化溶液(62)并通過玻璃塞二(63)封口，氣體凈化溶液(62)為CaCl2溶液或Ca(OH)2溶液，玻璃塞二(63)上插接有延伸至氣體凈化瓶(61)底部的排氣管一(59)，氣體凈化瓶(61)與釜體(1)通過排氣管一(59)連接，排氣管一(59)上安裝有閥門六(60)，排氣管一(59)通過釜蓋(2)上的排氣孔(8)進入釜體(1)內，排氣管一(59)進入釜體(1)的一端安裝有不銹鋼濾網三(58)。
8.根據權利要求7所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述玻璃塞二(63)上插接有連通至氣體凈化瓶(61)頂部的排氣管二(65)，排氣管二(65)位于氣體凈化瓶(61)外部的部分安裝有閥門七(64)。
9.根據權利要求1所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述反應氣體(17)為空氣或CO2氣體或CH4氣體或O2氣體或H2S氣體，巖石碎塊(13)為關閉/廢棄礦井的圍巖樣品。
10.根據權利要求1所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述釜蓋(2)上安裝有電動攪拌機(50)，電動攪拌機(50)通過釜蓋(2)上的電動攪拌機孔(9)進入釜體(1)，電動攪拌機(50)通過攪拌桿(51)和葉片(52)轉動來控制釜體(1)中反應溶液二(37)的流動。
...【技術特征摘要】
1.一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，包括釜體(1)，其特征在于，所述釜體(1)內部用于盛放巖石碎塊(13)、反應溶液二(37)和反應氣體(17)，釜體(1)固定有釜蓋(2)，釜體(1)匹配設有用于向釜體(1)進氣的氮氣瓶(14)和反應氣體瓶(16)，釜體(1)匹配設有用于向釜體(1)進液的溶液瓶(28)，釜體(1)外部包裹有保溫裝置(38)，釜蓋(2)底部安裝有耐高溫高壓紫外線殺菌燈(43)和耐高溫高壓氣壓傳感器(47)，釜體(1)匹配設有用于用于凈化殘余氣體的氣體凈化瓶(61)。
2.根據權利要求1所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述氮氣瓶(14)內充填有氮氣(15)，反應氣體瓶(16)內充填有反應氣體(17)，氮氣瓶(14)通過進氣管一(18)依次與減壓閥一(20)、閥門一(22)相連接，反應氣體瓶(16)通過進氣管二(19)依次與減壓閥二(21)、閥門二(23)相連接，進氣管一(18)和進氣管二(19)均與一個三通接頭(24)連接。
3.根據權利要求2所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述三通接頭(24)連接有進氣管三(26)，進氣管三(26)上安裝有閥門三(25)，進氣管三(26)通過釜蓋(2)上的進氣孔(11)進入釜體(1)，進氣管三(26)進入釜體(1)的一端安裝有不銹鋼濾網一(27)。
4.根據權利要求1所述的一種多相多場耦合作用下水質演化過程模擬試驗裝置系統，其特征在于，所述溶液瓶(28)內充填有反應溶液一(29)，反應溶液一(29)為關閉/廢棄礦井水水樣，溶液瓶(28)頂部瓶口通過玻璃塞一(30)封口，玻璃塞一(30)上插接有延伸至溶液瓶(28)底部的抽液管(32)，溶液瓶(28)通過抽液管(32)依次與閥門四(31)、蠕動泵(33)相連接，蠕動泵(33)安裝有進液管(35)，進液管(35)上安裝有閥門五(34)，進液管(35)通過釜蓋(2)上的進液孔(10)進入釜體(1)，進液管(35)進入釜體(1)的一端安裝有不銹鋼濾網二(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳曉晴，張海濤，李子璇，湯茹，
申請(專利權)人：安徽理工大學，
類型：發明
國別省市：
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