本發(fā)明涉及地下污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)尾礦滲濾液的海綿式可滲透反應(yīng)墻處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，但礦石成分復(fù)雜，單一礦較少。礦石需要經(jīng)過(guò)一系列的選別作業(yè)得到精礦，導(dǎo)致礦產(chǎn)綜合利用率低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，選別剩下的成分以礦漿的形式排出，形成尾礦。尾礦中含有大量金屬礦物和非金屬礦物，在雨水、光照以及微生物的作用下將發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)，產(chǎn)生的尾礦滲濾液中含有的重金屬離子不僅會(huì)危害周?chē)叵滤?、地表水，并且?duì)周邊土壤也會(huì)造成嚴(yán)重的污染。

目前主要有以下方法處理尾礦滲濾液：1、物理屏蔽法，利用封堵的方式把污染水圍起來(lái)，防止其擴(kuò)散出去，該方式使用范圍較窄。2、抽出處理法，將污水抽出地面進(jìn)行處理的方法，該方式投入成本高，難以處理大范圍的污染水。3、原位處理法，利用生物、可滲透反應(yīng)墻（prb）處理地下污染水的方法，兩種方式投入成本相對(duì)較低，其中生物修復(fù)法易受環(huán)境影響，不利于處理。可滲透反應(yīng)墻作為一種很有前景的地下污水處理技術(shù)，逐步受到各界的關(guān)注。但該技術(shù)對(duì)因暴雨產(chǎn)生的高濃度、大流量滲濾液處理效果不佳，尤其是尾礦山，雨水到來(lái)時(shí)滲濾液大量排出，且含有高濃度有害物質(zhì)，滲濾液流量超過(guò)可滲透反應(yīng)墻負(fù)荷而溢出，溢出的滲濾液仍然會(huì)污染地下水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能夠處理突發(fā)性大流量、高濃度尾礦滲濾液、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、處理時(shí)效長(zhǎng)的海綿式可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所述的一種海綿式可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)，包括下沉式綠化帶（7）、海綿水庫(kù)（11）、抽水泵（4）、傳感器i（2）、可滲透反應(yīng)墻（9）、檢測(cè)帶（16）、傳感器ii（15）、控制器（3）。

所述下沉式綠化帶（7）布置在尾礦（1）下游，下沉式綠化帶（7）地表呈凹形設(shè)置，并在入口端設(shè)置傳感器i（2）。

所述海綿水庫(kù)（11）布置在下沉式綠化帶（7）正下方，海綿水庫(kù)（11）內(nèi)部填充空心填料（10），側(cè)面和底部分別設(shè)置防滲層（12）。

所述可滲透反應(yīng)墻（9）布置在海綿水庫(kù)（11）下游，可滲透反應(yīng)墻（9）包括反應(yīng)介質(zhì)（13）、支撐架（14），反應(yīng)介質(zhì)（13）放置在支撐架（14）內(nèi)。

所述檢測(cè)帶（16）布置在可滲透反應(yīng)墻（9）下游，檢測(cè)帶（16）內(nèi)設(shè)置有抽水管（8）和傳感器ii（15）。

所述抽水泵（4）設(shè)置在下沉式綠化帶（7）上方，抽水泵（4）入口通過(guò)抽水管（8）分支分別通往至海綿水庫(kù)（11）底部和檢測(cè)帶（16）底部；通往海綿水庫(kù)（11）的抽水管（8）分支上安裝有閥門(mén)i（6），通往檢測(cè)帶（16）的抽水管（8）分支上安裝有閥門(mén)ii（5）。

所述的傳感器i（2）、傳感器ii（15）、閥門(mén)i（6）、閥門(mén)ii（5）、抽水泵（4）均與控制器（3）連接。

所述的空心填料（10）是雙層球形網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)層球形網(wǎng)（19）由彈性模量大于100gpa的硬質(zhì)材料制成，外層球形網(wǎng)（18）由彈性模量小于10gpa的軟質(zhì)材料制成，內(nèi)層球形網(wǎng)（19）和外層球形網(wǎng)（18）之間用材質(zhì)彈性模量介于10gpa和100gpa的葉片（20）連接。

所述的空心填料（10）的內(nèi)層球形網(wǎng)（19）直徑為10~50mm，外層球形網(wǎng)（18）直徑為內(nèi)層球形網(wǎng)（19）直徑的1.1~1.5倍，葉片寬度為2~10mm。

所述的海綿水庫(kù)（11）的上游邊界是以尾礦（1）下游端邊界中點(diǎn)為圓心的弧形，弧長(zhǎng)是尾礦（1）下游邊界中心距海綿水庫(kù)（11）最短距離的0.3π~0.6π倍。

所述的可滲透反應(yīng)墻（9）的上游邊界是以海綿水庫(kù)（11）下游端邊界中點(diǎn)為圓心的弧形，弧長(zhǎng)是可滲透反應(yīng)墻（9）上游邊界中心距海綿水庫(kù)（1）最短距離的0.3π~0.6π倍。

有益效果：1）本發(fā)明提供的海綿式可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)，在可滲透反應(yīng)墻上游設(shè)置下沉式綠化帶和海綿水庫(kù)，對(duì)暴雨來(lái)臨時(shí)的大流量滲濾液進(jìn)行儲(chǔ)存，緩沖大流量對(duì)可滲透反應(yīng)墻的負(fù)荷，且海綿水庫(kù)上游設(shè)計(jì)為弧形結(jié)構(gòu)，對(duì)尾礦進(jìn)行半包圍，可以充分接納下滲的尾礦滲濾液。2）在海綿水庫(kù)內(nèi)布置抽水管，當(dāng)傳感器i檢測(cè)到尾礦滲濾液濃度較高時(shí)，控制器將打開(kāi)閥門(mén)i同時(shí)啟動(dòng)抽水泵，從底部將海綿水庫(kù)中的滲濾液抽至下沉式綠化帶后再重新流入海綿水庫(kù)中，使其循環(huán)流動(dòng)達(dá)到充分混合的效果。3）在檢測(cè)帶內(nèi)布置抽水管，當(dāng)傳感器ii檢測(cè)到處理水質(zhì)沒(méi)達(dá)標(biāo)時(shí)，控制器將打開(kāi)閥門(mén)ii同時(shí)啟動(dòng)抽水泵，將檢測(cè)帶中的水抽至海綿水庫(kù)進(jìn)行再處理。4）在下沉式綠化帶內(nèi)種植相應(yīng)植物，可對(duì)流入的雨水、尾礦滲濾液進(jìn)行簡(jiǎn)單的預(yù)處理，從而降低混合液污染物的濃度，提高可滲透反應(yīng)墻的修復(fù)效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的主體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1主要構(gòu)筑物的俯視圖。

圖3為空心填料的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明控制器連接示意圖。

其中，1為尾礦；2為傳感器i；3為控制器4為抽水泵；5為閥門(mén)ii；6為閥門(mén)i；7為下沉式綠化帶；8為抽水管；9為可滲透反應(yīng)墻；10為空心填料；11為海綿水庫(kù)；12為防滲層；13為反應(yīng)介質(zhì)；14為支撐架；15為傳感器ii；16為檢測(cè)帶；17為隔水層；18為外層球形網(wǎng)；19為內(nèi)層球形網(wǎng)；20為葉片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明提供的一種海綿式可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)，包括下沉式綠化帶7、海綿水庫(kù)11、抽水泵4、傳感器i2、可滲透反應(yīng)墻9、檢測(cè)帶16、傳感器ii15、控制器3。

下沉式綠化帶7布置在尾礦1下游，下沉式綠化帶7地表呈凹形設(shè)置，并在入口端設(shè)置傳感器i2。

海綿水庫(kù)11布置在下沉式綠化帶7正下方，海綿水庫(kù)11內(nèi)部填充空心填料10，側(cè)面和底部分別設(shè)置防滲層12。

可滲透反應(yīng)墻9布置在海綿水庫(kù)11下游，可滲透反應(yīng)墻9包括反應(yīng)介質(zhì)13、支撐架14，反應(yīng)介質(zhì)13放置在支撐架14內(nèi)。

檢測(cè)帶16布置在可滲透反應(yīng)墻9下游，檢測(cè)帶16內(nèi)設(shè)置有抽水管8和傳感器ii15。

抽水泵4設(shè)置在下沉式綠化帶7上方，抽水泵4入口通過(guò)抽水管8分支分別通往至海綿水庫(kù)11底部和檢測(cè)帶16底部；通往海綿水庫(kù)11的抽水管8分支上安裝有閥門(mén)i6，通往檢測(cè)帶16的抽水管8分支上安裝有閥門(mén)ii5。

傳感器i2、傳感器ii15、閥門(mén)i6、閥門(mén)ii5、抽水泵4均與控制器3連接。

結(jié)合附圖3，空心填料10是雙層球形網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)層球形網(wǎng)19由彈性模量大于100gpa的硬質(zhì)材料制成，如采用彈性模量為113的灰鑄鐵制成。外層球形網(wǎng)18由彈性模量小于10gpa的軟質(zhì)材料制成，如采用彈性模量為0.08gpa的橡膠制成。內(nèi)層球形網(wǎng)19和外層球形網(wǎng)18之間用材質(zhì)彈性模量介于10gpa和100gpa的葉片20連接，如采用彈性模量為20gpa的尼龍制成。

空心填料10的內(nèi)層球形網(wǎng)19直徑為10~50mm，如選用25cm，外層球形網(wǎng)18直徑為內(nèi)層球形網(wǎng)19直徑的1.1~1.5倍，如為1.2倍，葉片寬度為2~10mm，如取5mm。

大量空心填料10放入海綿水庫(kù)11后，每個(gè)空心填料10將受到上方空心填料10和下沉式綠化帶7的重力，空心填料10被擠壓。由于空心填料10由外柔內(nèi)剛的雙層空心網(wǎng)制成，外層柔性受擠壓作用變形，用于緩沖空心填料10之間的局部應(yīng)力，防止擠壓破碎，內(nèi)層較硬的空心網(wǎng)用于保持空心填料10儲(chǔ)水功能。由于空心填料10孔隙率高，可大量收納污水。

海綿水庫(kù)11的上游邊界是以尾礦1下游端邊界中點(diǎn)為圓心的弧形，弧長(zhǎng)是尾礦1下游邊界中心距海綿水庫(kù)11最短距離的0.3π~0.6π倍，如取0.3π倍，有利于海綿水庫(kù)11充分接納尾礦1的滲濾液。

可滲透反應(yīng)墻9的上游邊界是以海綿水庫(kù)11下游端邊界中點(diǎn)為圓心的弧形，弧長(zhǎng)是可滲透反應(yīng)墻9上游邊界中心距海綿水庫(kù)1最短距離的0.3π~0.6π倍，如取0.6π倍，有利于可滲透反應(yīng)墻9充分接納海綿水庫(kù)11流出的污水。

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，尾礦1的部分滲濾液通過(guò)地表徑流先流入下沉式綠化帶7內(nèi)，再下滲至海綿水庫(kù)11中，另一部分尾礦1滲濾液直接下滲至地下水中，隨地下水流一起流入海綿水庫(kù)11中。

滲濾液經(jīng)過(guò)可滲透反應(yīng)墻9時(shí)，由反應(yīng)介質(zhì)13對(duì)滲濾液進(jìn)行處理，處理后的滲濾液流入檢測(cè)帶16內(nèi)，設(shè)置在監(jiān)測(cè)井16內(nèi)的傳感器ii15檢測(cè)水質(zhì)，若水質(zhì)達(dá)標(biāo)則繼續(xù)隨地下水流動(dòng)。

當(dāng)暴雨來(lái)臨時(shí)，由于雨水對(duì)尾礦1的沖洗將產(chǎn)生流量較大、含以重金屬為主的有害物質(zhì)濃度較高的滲濾液，海綿水庫(kù)11對(duì)大流量滲濾液進(jìn)行存儲(chǔ)，以緩沖超流量的滲濾液對(duì)可滲透反應(yīng)墻9的負(fù)荷。同時(shí)在下沉式綠化帶7內(nèi)設(shè)置傳感器i2，當(dāng)傳感器i2檢測(cè)到流入的滲濾液濃度較高時(shí)，與傳感器i2信號(hào)相連的控制器3將發(fā)出信號(hào)打開(kāi)閥門(mén)i6同時(shí)啟動(dòng)抽水泵4，將海綿水庫(kù)11底部的滲濾液抽至下沉式綠化帶7內(nèi)，在重力作用下，被抽上來(lái)的滲濾液再重新流入海綿水庫(kù)11中，海綿水庫(kù)11內(nèi)的水體得到循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到充分混合的效果，防止混合不均勻的滲濾液局部濃度過(guò)高、而對(duì)部分反應(yīng)介質(zhì)13造成超負(fù)荷而擊穿可滲透反應(yīng)墻9。

若監(jiān)測(cè)井16內(nèi)的傳感器ii15檢測(cè)水質(zhì)沒(méi)有達(dá)標(biāo)，與傳感器i2信號(hào)相連的控制器3將發(fā)出信號(hào)打開(kāi)閥門(mén)ii5同時(shí)啟動(dòng)抽水泵4，將檢測(cè)帶16內(nèi)的水抽至海綿水庫(kù)11內(nèi)，并得到可滲透反應(yīng)墻9的再處理。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。