一種縮比仿真溢油風(fēng)化對(duì)水質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種縮比仿真溢油風(fēng)化及水質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn)裝置，屬于環(huán)境保護(hù)及溢油 應(yīng)急與環(huán)境影響實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，它能在縮比仿真環(huán)境中再現(xiàn)溢油風(fēng)化(包括溢油分散)對(duì)水 質(zhì)的影響，為科學(xué)地認(rèn)識(shí)溢油及其分散后的環(huán)境歸宿與危害，開展溢油環(huán)境影響評(píng)價(jià)和環(huán) 境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，積極有效地采取污染防備、應(yīng)急處置、環(huán)境修復(fù)對(duì)策措施提供實(shí)驗(yàn)裝置支持。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，對(duì)能源的需求不斷增加，沿海及內(nèi)河、水上、水下及 陸域溢油事故風(fēng)險(xiǎn)均明顯加大，近些年國(guó)內(nèi)外溢油污染事故呈現(xiàn)大規(guī)模頻發(fā)態(tài)勢(shì)，已引起 世界各國(guó)的高度重視，大力加強(qiáng)了溢油風(fēng)險(xiǎn)防范和應(yīng)急處置工作。
[0003] 原油及其煉制產(chǎn)品種類繁多，其發(fā)生溢出事故進(jìn)入環(huán)境的規(guī)模各異，受風(fēng)、浪、流、 光照、生物活動(dòng)等多重因素的作用所經(jīng)歷的蒸發(fā)、光氧化、溶解、乳化、粘附于顆粒物沉降、 微生物降解等風(fēng)化過(guò)程隨著環(huán)境條件的變化而千差萬(wàn)別。
[0004] 為了科學(xué)地認(rèn)識(shí)溢油的環(huán)境歸宿與危害，積極有效地采取污染防備與應(yīng)急處置對(duì) 策措施，世界多國(guó)科學(xué)家持續(xù)開展了溢油風(fēng)化和環(huán)境影響的研究、觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)，以便由此入 手，了解各種風(fēng)化過(guò)程和階段對(duì)不同環(huán)境受體的危害，為防治污染對(duì)策提供有效依據(jù)，并根 據(jù)溢油風(fēng)化整體特征找到適合而系統(tǒng)的模型方法，統(tǒng)一應(yīng)用于溢油應(yīng)急輔助決策，采用多 學(xué)科方法來(lái)研究和預(yù)測(cè)溢油的環(huán)境歸宿，分析和預(yù)警溢油的環(huán)境危害及影響。
[0005] 李志軍等人的《波浪作用下油脂冰內(nèi)溢油行為物理模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)》一文，制作了一 個(gè)長(zhǎng)130cm，寬15cm，深50cm的玻璃水槽，置于控溫精度較高的低溫實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，玻璃水槽上面 敞口，周邊5面均加保溫材料板。依靠由震蕩臺(tái)電機(jī)提供動(dòng)力的契型塊在水槽內(nèi)的垂直運(yùn)動(dòng) 造波，通過(guò)調(diào)節(jié)水深、電機(jī)運(yùn)動(dòng)頻率及傳動(dòng)臂調(diào)節(jié)孔位置，變換波長(zhǎng)和波高。（《大連海事大 學(xué)學(xué)報(bào)》第23卷第4期）
[0006] 趙云英等人的《波浪槽模擬海況檢驗(yàn)消油劑的乳化性能》一文，提到了一個(gè)波浪槽 試驗(yàn)裝置，波浪槽為(0.8X1.0X15)m 3,實(shí)際水深為0.5m，波高大約為0.38m。造波機(jī)由計(jì)算 機(jī)控制，按一定頻率形成波浪并且有破碎波的產(chǎn)生。破碎波的頻率為l〇s。在波浪槽水面上 根據(jù)需要布上一定厚度的油膜。采用波浪槽模擬海浪的運(yùn)動(dòng)狀況，研究波浪對(duì)消油劑清除 海面溢油的作用。（《海洋環(huán)境科學(xué)》第23卷第4期）
[0007] 張秀芝等人在《海上溢油風(fēng)化特性及化學(xué)分散劑效果的影響因素研究》一文中，提 到一個(gè)模擬原油風(fēng)化的裝置，由波浪槽和圍油欄組成，波浪槽系露天混凝土結(jié)構(gòu)，25m(長(zhǎng)） X0.6m(寬）X 1.2m(高），槽頂端安裝造波機(jī)及控制器，首尾設(shè)消能坡，其上鋪碎石及竹掃帚 苗，波浪槽可以模擬30cm波高的波浪。（《海洋環(huán)境科學(xué)》第16卷第3期）
[0008] 楊慶霄等人在《溢油的物理性質(zhì)在模擬風(fēng)化過(guò)程中的變化》一文提到一個(gè)風(fēng)化模 擬裝置，其處于一間蔽光的暗室內(nèi)，風(fēng)化槽中加入自來(lái)水，經(jīng)恒溫槽恒溫的水由循環(huán)栗經(jīng)進(jìn) 水管打入風(fēng)化槽中。多余的水經(jīng)回水管再流入恒溫槽。回水管高度為控制風(fēng)化槽水位的高 度。油樣品放在裝滿海水約5L的生物培養(yǎng)缸中。培養(yǎng)缸放在風(fēng)化槽的中部。用溫度計(jì)可隨時(shí) 觀察到風(fēng)化槽內(nèi)的水溫。電風(fēng)扇和燈光分別模擬自然條件下的風(fēng)和太陽(yáng)光。照明用6 X40w 日光燈，每邊三個(gè)，以保證足夠的照度。（《海洋環(huán)境科學(xué)》第8卷第3期）
[0009]于順、安偉等人發(fā)明的《一種模擬海上溢油性質(zhì)變化試驗(yàn)裝置》 (CN2008102113352)涉及海洋環(huán)境模擬裝置，包括底部設(shè)有水槽支架、頂部設(shè)有風(fēng)罩的條狀 水槽，水槽與造波機(jī)連通，風(fēng)罩與帶風(fēng)機(jī)箱的通風(fēng)管道連通，水槽的四個(gè)側(cè)壁外表面均設(shè)有 空氣幕圍擋，集造波、生風(fēng)、升降溫、保溫功能于一體，集成的數(shù)控系統(tǒng)，用于近似地模擬海 上溢油的性質(zhì)變化。
[0010] 吳海濤、喬冰等人發(fā)明的《海上溢油風(fēng)化模擬系統(tǒng)》(CN2009101056450)在溢油池 中安裝了由撥水板以及側(cè)面推進(jìn)器組成的水流模擬裝置，通過(guò)控制器調(diào)節(jié)壓縮空氣推進(jìn)氣 缸，帶動(dòng)撥水板在溢油池內(nèi)做周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以及推動(dòng)側(cè)面推進(jìn)器有規(guī)律地從外部拍 打溢油池壁，使水面產(chǎn)生縱向的流動(dòng)和橫向的波浪。
[0011]包木太、沈田田等人發(fā)明的《一種海底溢油行為歸宿的實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置》 (CN2014104881817)包括兩個(gè)圓柱形模擬海水容器、安裝于容器底部的原油、溢油分散劑錐 形噴嘴，原油、溢油分散劑儲(chǔ)罐、恒溫控制循環(huán)水裝置、紫外熒光照相系統(tǒng)，用于模擬海底溢 油的行為歸宿。
[0012 ]李昊、孫寶江等人發(fā)明的《一種模擬深水區(qū)水下溢油的裝置與方法》 (CN2014105595831)包括壓力控制系統(tǒng)、混合注入系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖到y(tǒng)和給排水系統(tǒng)；可模 擬不同壓強(qiáng)、溫度、噴射速度等深水環(huán)境下油氣行為歸宿，實(shí)現(xiàn)較高精度的參數(shù)測(cè)量。
[0013]安偉、錢國(guó)棟等人發(fā)明的《水下溢油模擬試驗(yàn)裝置及其操作方法》 (CN2015100436301)在試驗(yàn)水槽外部一側(cè)設(shè)有試驗(yàn)水配制水槽，另一側(cè)外部設(shè)有水下注油 單元軌道、水下注油單元和電控柜，集試驗(yàn)水配制和多種變化的注油條件等功能于一體，并 配有PLC控制系統(tǒng)，更為近似地模擬水下溢油的實(shí)際狀況。
[0014] 現(xiàn)有的一些其他的海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鏑N200975971Y，CN2252989Y以及 CN2421640Y 所揭示。
[0015] 上述有關(guān)海上溢油風(fēng)化模擬實(shí)驗(yàn)的論文和專利缺乏能夠縮比仿真溢油風(fēng)化對(duì)水 質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn)裝置，而主要聚焦于：
[0016] 1.模擬水流和波浪的試驗(yàn)裝置；
[0017] 2.對(duì)水面和海底溢油行為的物理模擬；
[0018] 3.波浪對(duì)化學(xué)分散劑清油作用及效果的測(cè)試；
[0019] 4.溢油的物理性質(zhì)在模擬風(fēng)化過(guò)程中的變化。
[0020] 盡管李思源等人曾分析了利用上述《海上溢油風(fēng)化模擬系統(tǒng)》(CN2009101056450) 進(jìn)行溢油風(fēng)化模擬時(shí)的海水水質(zhì)變化(《海上污染防治及應(yīng)急技術(shù)研討會(huì)論文集》，中國(guó)環(huán) 境科學(xué)出版社，2009:261-266)，但由于缺乏對(duì)真實(shí)溢油的縮比仿真分析，其結(jié)果難以說(shuō)明 溢油在真實(shí)環(huán)境條件下的水質(zhì)影響，無(wú)法定量預(yù)測(cè)溢油的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與危害。
[0021] 有關(guān)模擬海洋環(huán)境進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)的專利還存在下述一些不足：
[0022] 1.均是室內(nèi)模擬，對(duì)光照、降雨等自然條件考慮不足；
[0023] 2.都是用造波機(jī)造浪，不能模擬海洋中海水的環(huán)流、湍流等；
[0024] 3.未能較真實(shí)地模擬海洋環(huán)境中不同深度海水運(yùn)動(dòng)的變化等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025] (1)發(fā)明目的
[0026] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種縮比仿真溢油風(fēng)化對(duì)水質(zhì)影響的 實(shí)驗(yàn)裝置，能在縮比仿真環(huán)境中再現(xiàn)溢油風(fēng)化(包括溢油分散)對(duì)水質(zhì)的影響。本發(fā)明為科 學(xué)地認(rèn)識(shí)溢油及其分散后的環(huán)境歸宿與危害，開展溢油環(huán)境影響評(píng)價(jià)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，積 極有效地采取污染防備、應(yīng)急處置、環(huán)境修復(fù)對(duì)策措施提供實(shí)驗(yàn)裝置支持。
[0027] (2)技術(shù)方案
[0028] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種縮比仿真溢油風(fēng)化對(duì)水質(zhì) 影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其包括溢油風(fēng)化模擬裝置、油品及分散劑計(jì)量添加模塊、水質(zhì)取樣分析模 塊；
[0029] 所述溢油風(fēng)化模擬裝置包括拼接式圓柱形水池框架、多契型推水板、水池圓心軸 固定桿、圓柱形整體外包橡膠水池、水池頂部滑軌及配有拖帶固定器的電動(dòng)滑輪、電動(dòng)滑輪 速度頻率控制器，所述溢油風(fēng)化模擬裝置架設(shè)在室外，所述圓柱形整體外包橡膠水池盛放 具有一定表面積和水深的實(shí)驗(yàn)用水，實(shí)驗(yàn)用水為海水、河水或配水，所述多契型推水板帶動(dòng) 水體接近于實(shí)際狀況地流動(dòng)及形成一定的波浪；
[0030] 所述油品及分散劑計(jì)量添加模塊配有第一組輸送計(jì)量栗和計(jì)量添加計(jì)算模塊，根 據(jù)溢油風(fēng)化模擬裝置的水體表面積及水深、實(shí)驗(yàn)油品的粘度、密度及其常見(jiàn)油膜厚度，所述 計(jì)量添加模塊計(jì)算溢油風(fēng)化模擬實(shí)驗(yàn)需要添加的油品體積和重量，并自動(dòng)計(jì)量和向所述圓 柱形整體外包橡膠水池添加實(shí)驗(yàn)油品及溢油分散劑；
[0031] 所述水質(zhì)取樣分析模塊配有第二組輸送計(jì)量栗和縮比仿真效果判別模塊，在溢油 風(fēng)化過(guò)程中按照一定的時(shí)間間隔自實(shí)驗(yàn)水池自動(dòng)計(jì)量抽取一定體積的水樣并輸送至儲(chǔ)樣 瓶，采用標(biāo)準(zhǔn)方法分析水樣的C0D、B0D#P含油量，采用一體化多功能水質(zhì)測(cè)試儀在現(xiàn)場(chǎng)測(cè) 試水樣的水溫、鹽度、PH、溶解氧、濁度和電導(dǎo)率，縮比仿真效果判別模塊