專利名稱：污染土壤原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綜合了洗濾修復(fù)、植物、微生物和電動(dòng)分離等修復(fù)技術(shù)的污染土壤原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著化學(xué)污染物多途徑進(jìn)入土壌系統(tǒng)，如大量施用化肥、農(nóng)藥，エ業(yè)廢水不斷侵襲農(nóng)田及有毒有害污染物的事故性排放；固體廢棄物，特別是有毒、有害固體廢物的填埋所引起有毒物質(zhì)泄漏，造成土壤嚴(yán)重污染；同時(shí)對(duì)地下水及地表水造成次生污染；污染物可通過(guò)飲用水或通過(guò)土壌-植物系統(tǒng)，經(jīng)由食物鏈進(jìn)入人體，直接危及人類健康。因此，修復(fù)已被污染的土壌及地下水，保障人類健康，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，已引起各國(guó)政府及環(huán)境科學(xué)家的廣泛關(guān)注。我國(guó)土壤及地下水污染嚴(yán)重，多地重金屬檢出率達(dá)到100%，污染情況不容樂(lè)觀。當(dāng)前針對(duì)エ業(yè)污染的土地修復(fù)實(shí)驗(yàn)很多，但是針對(duì)農(nóng)業(yè)土壤污染的包氣帶修復(fù)系統(tǒng)研究較少，而且二次污染嚴(yán)重，修復(fù)效果不佳。從目前污染土壤的修復(fù)的發(fā)展趨勢(shì)看，土壤修復(fù)技術(shù)從異位向原位的土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展，這是因?yàn)楫愇恍迯?fù)不僅處理成本高，而且很難治理深層土壤及地下水均受污染的場(chǎng)地，因而，發(fā)展多種原位修復(fù)技術(shù)以滿足不同污染場(chǎng)地修復(fù)的需求就成為近年來(lái)的ー種趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中土壌及地下水污染嚴(yán)重的問(wèn)題，而提供了一種具有節(jié)能減排，無(wú)二次污染，便于操作，費(fèi)用低，適用于污染小的包氣帶土壤污染修復(fù)的污染土壌原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，為包氣帶土壌的修復(fù)建立較完整的污染土壤模擬修復(fù)模型。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為提供了一種污染土壌原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，至少包括雨水收集部分、淋濾修復(fù)部分和污水處理部分，所述的雨水收集部分設(shè)有引水管、集水池和水渠，有多根引水管與集水池連接，集水池設(shè)在需修復(fù)的污染土體的中上層，有眾多條水渠與集水池聯(lián)通，引水管用于地表水量的采集及為集水池補(bǔ)水，水渠用于在污染土壌中產(chǎn)生壤中流和水力梯度，使水緩慢下滲形成淋濾；所述淋濾修復(fù)部分設(shè)有觀測(cè)井、集水管道和作為土壤植物修復(fù)而種植的植物，在需要修復(fù)的污染土體上層種植能修復(fù)土壤的植物；觀測(cè)井修在污染土體中，位于污染土體的中上層；集水管道設(shè)置在污染土體的中下層，集水管道用于收集含污染物的淋濾液體；所述污水處理部分設(shè)有過(guò)濾池、微生物投放池、電動(dòng)分離池、風(fēng)能發(fā)電裝置和抽水機(jī)及水管，其中過(guò)濾池有兩個(gè)，為碎石過(guò)濾池和亞粘性土過(guò)濾池，碎石過(guò)濾池與集水管道連接，用于匯集淋濾液體及進(jìn)行初歩的過(guò)濾；抽水機(jī)定期用凈水從底部向上進(jìn)行洗濾，并將污水抽向微生物投放池中；微生物投放池為進(jìn)行生物修復(fù)的場(chǎng)所，設(shè)置在亞粘性土過(guò)濾池中；電動(dòng)分離池中設(shè)置有陰極板和陽(yáng)極板，風(fēng)能發(fā)電裝置通過(guò)纜線分別與陰極板和陽(yáng)極板連接，陰極板和陽(yáng)極板用于處理污水中的重金屬污染物，通過(guò)電解陰陽(yáng)離子向兩極板處移動(dòng)，重金屬離子在陰極板富集，定期將電極板抽出將重金屬離子除去，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的處理，通過(guò)檢測(cè)儀器對(duì)電動(dòng)分離池溶液進(jìn)行重金屬離子的檢測(cè)，測(cè)定合格后，通過(guò)抽水機(jī)及水管將凈化過(guò)的水抽離或返灌回集水池或土壤中。所述的集水池的底部和與污染土體相對(duì)的側(cè)壁需要加固防漏。所述的集水池需要保持一定水位，枯水季節(jié)集水池和水渠需要補(bǔ)水，達(dá)到一定的水力梯度，以保證在足夠的水力梯度下產(chǎn)生長(zhǎng)期的壤中流對(duì)污染土壤進(jìn)行淋濾。所述的觀測(cè)井用于監(jiān)測(cè)土壌中污染物的變化情況，以確定進(jìn)行修復(fù)的時(shí)間和修復(fù)效果的評(píng)價(jià)。所述的污水處理部分的碎石過(guò)濾池為采用礫碎石構(gòu)成的過(guò)濾池，用于過(guò)濾污水中的大顆粒物質(zhì)。所述的微生物投放池包含微生物注入池和亞粘性土層，微生物注入池先將土壤中有毒有害有機(jī)污染物降解為無(wú)害的物質(zhì)，同時(shí)利用孔隙很小的亞粘性土層阻止微生物的流失。本發(fā)明的污染土壌原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的污染土壌原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)為包氣帶土壤修復(fù)建立了一個(gè)較完整的污染土壤模擬修復(fù)模型，結(jié)合了淋濾、植物、微生物和電動(dòng)分離等修復(fù)技術(shù)。通過(guò)采用多項(xiàng)修復(fù)技術(shù)的有效組合，能夠彌補(bǔ)各單項(xiàng)技術(shù)的客觀局限，形成ー套完整、獨(dú)立、高效的污染土壤修復(fù)技術(shù)體系。2、本發(fā)明通過(guò)研究認(rèn)知在沒(méi)有降雨入滲情況下，污染物在包氣帶土壤的運(yùn)移速度很慢；本發(fā)明修復(fù)系統(tǒng)不用挖抽水井，而是開(kāi)挖水池收集徑流排泄的雨水，可以有效節(jié)約成本。集水池的作用相當(dāng)于ー個(gè)小型水庫(kù)，通過(guò)抽水給水渠緩慢滲流可以有效防止干早。本發(fā)明的修復(fù)系統(tǒng)可以應(yīng)用于土壤污染防治，或?qū)ν寥栏牧嫉确矫妗?、本發(fā)明的污染土壌原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)具有節(jié)能減排，無(wú)二次污染的特點(diǎn)，便于操作，費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，適用于污染小的大尺度包氣帶土壤污染修復(fù)。此外在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，例如可以在淋濾段中添加井，來(lái)研究垂向上的重金屬離子的遷移凈化
坐寸o


圖1本發(fā)明提供的污染土壌原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明修復(fù)系統(tǒng)的俯視示意圖。上述圖中1_引水管，2-土壤層，3-集水池，4-污染土體，5-觀測(cè)井，6-集水管道，7-碎石過(guò)濾池，8-亞粘性土過(guò)濾池，9-微生物投放池，10-植物，11-風(fēng)能發(fā)電裝置，12-陰極板，13-陽(yáng)極板，14-抽水機(jī)，15-水管，16-電動(dòng)分離池，17-水渠，18-壤中流。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)具體的說(shuō)明。實(shí)施例1 :本發(fā)明提供的一種污染土壌原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，至少包括雨水收集部分、淋濾修復(fù)部分和污水處理部分，所述的雨水收集部分設(shè)有多根引水管1、集水池3和多條水渠17，多根引水管I均與集水池3連接，多條水渠17也與集水池相聯(lián)通，引水管I用于地表水富集地區(qū)水量的采集及為集水池3補(bǔ)水，修水渠17的目的在于保持污染土壤濕潤(rùn)，讓污染土體4中形成壤中流18，并使整個(gè)修復(fù)系統(tǒng)在水流線上產(chǎn)生淋濾水，能長(zhǎng)期進(jìn)行土壤修復(fù)工作。集水池3設(shè)在需修復(fù)的污染土體4的中上層；集水池3在建造時(shí)一定注意防漏，所以要在其底部和與污染土體相対的側(cè)壁進(jìn)行加固，防止污染土體4中的污染水進(jìn)入集水池3，在建造規(guī)格上還要考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境、地質(zhì)等因素。污染土體4的下層為土壤層2。所述淋濾修復(fù)部分設(shè)有觀測(cè)井5、集水管道6和作為土壤生物修復(fù)而種植的植物10，在需要修復(fù)的污染土體4上層種植能修復(fù)土壤的植物10，植物對(duì)于土壤的修復(fù)能力是不容忽視的，根系對(duì)于污染土壤的改善有著很大的作用，在污染土體4上選擇適當(dāng)?shù)闹参锓N植，可以起到改善土壌能力的作用。在進(jìn)行滲流過(guò)程中，由于水渠17挖在污染土體4上層，集水管道6設(shè)置在污染土體4的中下層，水渠17與集水管道6排泄出的地下淋濾水保持有一定的水位差，由水位差提供一定的水力梯度，產(chǎn)生長(zhǎng)期的壤中流18對(duì)污染土壤進(jìn)行淋濾，其淋濾液在低洼處富集，不斷地從集水管道6排泄出，達(dá)到對(duì)土壌的淋濾修復(fù)。觀測(cè)井5修在污染土體4中，位于污染土體4的中上層，目的在于通過(guò)觀測(cè)井5可以時(shí)刻監(jiān)測(cè)土壤中污染物的變化情況，從而決定修復(fù)的時(shí)間長(zhǎng)短和預(yù)期效果。所述污水處理部分設(shè)有過(guò)濾池、微生物投放池9、電動(dòng)分離池16、風(fēng)能發(fā)電裝置11和抽水機(jī)14及水管15，其中過(guò)濾池有兩個(gè)，包括有碎石過(guò)濾池7和亞粘性土過(guò)濾池8，碎石過(guò)濾池7與集水管道6連接用于對(duì)淋濾液體的匯集，及對(duì)淋濾液體進(jìn)行初歩的過(guò)濾；淋濾污水進(jìn)入碎石過(guò)濾池7中，會(huì)把大的顆粒物質(zhì)留在碎石層中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的修復(fù)后，抽水機(jī)14定期用浄水對(duì)碎石過(guò)濾池7從底部向上進(jìn)行洗濾，將大顆粒物質(zhì)濾除，并將多出的污水抽向微生物投放池9中。微生物投放池9是進(jìn)行生物修復(fù)的場(chǎng)所，設(shè)置在亞粘性土過(guò)濾池8中。電動(dòng)分離池16中設(shè)置有起電解作用的陰極板12和陽(yáng)極板13，采用風(fēng)能發(fā)電裝置11供電，風(fēng)能發(fā)電裝置11通過(guò)纜線分別與陰極板12和陽(yáng)極板13連接，陰極板12和陽(yáng)極板13用于處理污水中的重金屬污染物，通過(guò)電解陰陽(yáng)離子向兩極板處移動(dòng)，重金屬離子在陰極板12處富集，定期將電極板抽出將重金屬離子除去，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的處理，通過(guò)檢測(cè)儀器對(duì)電動(dòng)分離池溶液進(jìn)行重金屬離子的檢測(cè)，測(cè)定合格后，通過(guò)抽水機(jī)14及水管15將凈化過(guò)的水抽離或返灌回集水池3或土壌中，達(dá)到節(jié)能減排的目的。本發(fā)明提供的一種污染土壌原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，其工作原理如下本系統(tǒng)適合在污染程度相對(duì)較小的大面積區(qū)域進(jìn)行修復(fù)，利用開(kāi)挖集水池3收集徑流排泄的雨水，集水池3向眾多條水渠17供水，引水管I用于地表水量的采集及為集水池3補(bǔ)水，水渠17用于在污染土壤中產(chǎn)生壤中流18和水力梯度，水緩慢下滲形成淋濾；淋濾液在低洼處富集經(jīng)集水管道6，再匯集到污水處理部分中進(jìn)行處理，淋濾液先通過(guò)碎石過(guò)濾池7過(guò)濾出大顆粒物質(zhì)，過(guò)濾的液體再進(jìn)入到微生物投放池9進(jìn)行有機(jī)物的處理，利用微生物將土壤中有毒有害有機(jī)污染物降解為無(wú)害的物質(zhì)，最后濾液進(jìn)入電動(dòng)分離池16 ;為了節(jié)能，采用風(fēng)能作為電動(dòng)分離池16的電解能源。電動(dòng)分離池16對(duì)重金屬污染物進(jìn)行電解處理，重金屬離子在陰極板富集，定期將電極板抽出將重金屬離子除去，最終凈化的水可以通過(guò)抽水機(jī)14和水管15排向河流等，也可以通過(guò)循環(huán)裝置回到集水池3或者直接用于灌溉，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
權(quán)利要求
1.污染土壤原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于至少包括雨水收集部分、淋濾修復(fù)部分和污水處理部分，所述的雨水收集部分設(shè)有引水管、集水池和水渠，有多根引水管與集水池連接，集水池設(shè)在需修復(fù)的污染土體的中上層，有眾多條水渠與集水池聯(lián)通，引水管用于地表水量的采集及為集水池補(bǔ)水，水渠用于在污染土壤中產(chǎn)生壤中流和水力梯度，使水緩慢下滲形成淋濾；所述淋濾修復(fù)部分設(shè)有觀測(cè)井、集水管道和作為土壤植物修復(fù)而種植的植物，在需要修復(fù)的污染土體上層種植能修復(fù)土壤的植物；觀測(cè)井修在污染土體中，位于污染土體的中上層；集水管道設(shè)置在污染土體的中下層，集水管道用于收集含污染物的淋濾液體；所述污水處理部分設(shè)有過(guò)濾池、微生物投放池、電動(dòng)分離池、風(fēng)能發(fā)電裝置和抽水機(jī)及水管，其中過(guò)濾池有兩個(gè)，為碎石過(guò)濾池和亞粘性土過(guò)濾池，碎石過(guò)濾池與集水管道連接，用于匯集淋濾液體及進(jìn)行初步的過(guò)濾；抽水機(jī)定期用凈水從底部向上進(jìn)行洗濾，并將污水抽向微生物投放池中；微生物投放池為進(jìn)行生物修復(fù)的場(chǎng)所，設(shè)置在亞粘性土過(guò)濾池中；電動(dòng)分離池中設(shè)置有陰極板和陽(yáng)極板，風(fēng)能發(fā)電裝置通過(guò)纜線分別與陰極板和陽(yáng)極板連接，陰極板和陽(yáng)極板用于處理污水中的重金屬污染物，通過(guò)電解陰陽(yáng)離子向兩極板處移動(dòng)，重金屬離子在陰極板富集，定期將電極板抽出將重金屬離子除去，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的處理，通過(guò)檢測(cè)儀器對(duì)電動(dòng)分離池溶液進(jìn)行重金屬離子的檢測(cè)，測(cè)定合格后，通過(guò)抽水機(jī)及水管將凈化過(guò)的水抽離或返灌回集水池或土壤中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染土壤原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的集水池的底部和與污染土體相對(duì)的側(cè)壁需要加固防漏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染土壤原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的集水池需要保持一定水位，枯水季節(jié)集水池和水渠需要補(bǔ)水，達(dá)到一定的水力梯度，以保證在足夠的水力梯度下產(chǎn)生長(zhǎng)期的壤中流對(duì)污染土壤進(jìn)行淋濾。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染土壤原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的觀測(cè)井用于監(jiān)測(cè)土壤中污染物的變化情況，以確定進(jìn)行修復(fù)的時(shí)間和修復(fù)效果的評(píng)價(jià)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染土壤原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的污水處理部分的碎石過(guò)濾池為采用礫碎石構(gòu)成的過(guò)濾池，用于過(guò)濾污水中的大顆粒物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染土壤原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的微生物投放池包含微生物注入池和亞粘性土層,微生物注入池先將土壤中有毒有害有機(jī)污染物降解為無(wú)害的物質(zhì)，同時(shí)利用孔隙很小的亞粘性土層阻止微生物的流失。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污染土壤原位雨水淋濾修復(fù)系統(tǒng)，至少包括雨水收集、淋濾修復(fù)和污水處理三部分。雨水收集部分設(shè)有引水管、集水池和水渠，淋濾修復(fù)部分設(shè)有觀測(cè)井、集水管道和作為土壤植物修復(fù)而種的植物，觀測(cè)井修在污染土體中上層，集水管道在中下層；污水處理部分設(shè)有過(guò)濾池、微生物投放池、電動(dòng)分離池和風(fēng)能發(fā)電裝置等，淋濾污水先在過(guò)濾池中過(guò)濾，經(jīng)過(guò)微生物投放池生物修復(fù)，再經(jīng)過(guò)電動(dòng)分離池電解處理重金屬，得到凈化的液體。本系統(tǒng)為包氣帶土壤的修復(fù)建立了較完整的污染土壤模擬修復(fù)系統(tǒng)，結(jié)合了淋洗、植物、微生物和電動(dòng)分離等修復(fù)技術(shù)，具有節(jié)能減排，無(wú)二次污染的特點(diǎn)，適用于污染小的大面積包氣帶土壤污染修復(fù)。
文檔編號(hào)B09C1/00GK103008334SQ20121048354
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者張長(zhǎng)城, 彭浩, 王珺瑜, 蒙冠良, 馬傳明, 潘歡迎 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)