一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng),包括:待修復土壤,在所述待修復土壤的外圍設置有一圈止水帷幕,在所述止水帷幕內開設有若干井字形砂帶將所述待修復土壤均勻劃分成若干區(qū)域,在每個區(qū)域的中部開設有管井,所述管井的底部設置有沉砂管,在所述沉砂管的上方、管井內設置有一水泵,在所管井的外側上方設置有黏土層,在所述管井的外側下方設置有粗砂層,在所述管井的外側、黏土層和粗砂層的內側設置有一層濾芯,本發(fā)明還公開了一種利用該重金屬污染土壤修復系統(tǒng)的施工方法。通過上述方式,本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有污染土染修復處理方法的不足,結合巖土工程領域的管井降水和止水帷幕原理,提高修復效果。
【專利說明】
一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)及其施工方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及重金屬污染土壤修復領域,特別是涉及一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)及其修復方法。
【背景技術】
[0002]重金屬是指比重大于5的金屬(一般指密度大于4.5克每立方厘米的金屬),也是指原子量大于55的金屬。重金屬污染的來源主要是采礦、冶煉等工礦企業(yè)排放的廢氣、廢水和廢渣,煤和石油等礦物燃料的燃燒以及農藥化肥的過量使用,其中主要包括汞、鎘、鉛、鉻、鋅、銅、鎳及類金屬砷等。目前,世界各國土壤存在不同程度的重金屬污染,全世界平均每年排放萊約1.5萬噸、銅為340萬噸、鉛為500萬噸、猛為1500萬噸、鎳為100萬噸。目前,我國區(qū)域農業(yè)環(huán)境惡化與農產品受重金屬污染現(xiàn)象十分嚴重,特別是在一些經濟發(fā)達地區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國受到鎘、砷、鉛、鉻、汞等重金屬污染的耕地近2000萬公頃,約占總耕地面積的I/ 5。不僅如此,近幾年我國發(fā)生了多起重金屬污染事件,對人民群眾的生產生活都產生了非常惡劣的影響。
[0003]目前,受重金屬污染土壤的修復主要有以下幾種方法:
1、物理修復
主要是在污染土壤中加入大量的干凈土壤,或在污染土壤上覆蓋新土、或將污染土壤移走換上未被污染的土壤的方法、或將污染土壤通過深翻到土壤底層,以達到稀釋的目的,有效地減少污染土壤對環(huán)境的影響。
[0004]2、化學修復
化學修復是根據(jù)土壤和重金屬的性質,選擇合適的化學修復劑(改良劑、沉淀劑、增容劑等)通過淋洗的方法加入土壤,通過對重金屬的吸附、氧化還原、沉淀以及萃取,將污染物從固相轉移至液相中去,通過對液相污染物的處理來修復污染土。
[0005]3、生物修復
污染土壤生物修復是利用生物(包括動物、微生物以及植物),通過人為調控,將土壤中重金屬吸收、分解或轉化為無害化物質的過程。按照修復主體來分,生物修復可分為微生物修復、動物修復、植物修復等,目前采用的主要為植物修復方法,即采用植物根系固化吸收污染土中的重金屬,通過收割異地處理植物的方法進行污染土修復。
[0006]目前常規(guī)處理措施存在以下問題:
1、采用常規(guī)物理修復方法較為費時費力,工作量和成本均較大,且僅是對污染土進行稀釋,無法對污染物進行處理,污染依然存在。
[0007]2、由于土體固相和液相的不確定性,化學修復方法無法將污染物完全從污染土中置換,易造成污染擴大的問題。
[0008]3、因植物修復超富集植物處理量小、植物缺乏、對復合重金屬污染去除效果不明顯;微生物修復修復面積小、培育困難等缺點,未能被大面積的推廣使用。
【發(fā)明內容】
[0009]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)及其施工方法,能夠解決現(xiàn)有污染土染修復處理方法的不足,結合巖土工程領域的管井降水和止水帷幕原理,提高修復效果。
[0010]為解決上述技術問題,本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng),包括:待修復土壤,在所述待修復土壤的外圍設置有一圈止水帷幕,在所述止水帷幕內開設有若干井字形砂帶將所述待修復土壤均勻劃分成若干區(qū)域,在每個區(qū)域的中部開設有管井,所述管井的底部設置有沉砂管,在所述沉砂管的上方、管井內設置有一水栗,在所述管井的外側上方設置有黏土層,在所述管井的外側下方設置有粗砂層,在所述管井的外側、黏土層和粗砂層的內側設置有一層濾芯。
[0011 ]優(yōu)選的,在所述砂帶內均勻開設有若干砂井。
[0012]優(yōu)選的,所述砂井的深度超過待修復土壤10cm以上。
[0013]優(yōu)選的,所述濾芯采用可拆卸結構。
[0014]優(yōu)選的,所述止水帷幕采用攪拌粧或高壓旋噴粧的粧體制成。
[0015]優(yōu)選的,所述砂帶的寬度為50?100cm,砂帶的深度為40?50cm。
[0016]優(yōu)選的,所述管井的深度超過待修復土壤10cm以上。
[0017]為解決上述技術問題,本發(fā)明采用的另一個技術方案是:提供一種利用該重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)的施工方法,包括如下步驟:
一、在待修復土壤的外圍打一圈止水帷幕用于封閉止水;
二、在止水帷幕內、待修復土壤上挖掘若干井字形的砂帶將所述待修復土壤均勻劃分成若干區(qū)域,其中砂帶的寬度為50?100cm,深度為40?50cm;
三、在每個區(qū)域的中部開挖一口管井,在每個管井的下方設置沉砂管,其中管井和沉砂管的累積深度超過待修復土壤10cm;
四、在步驟三的管井外側包裹一層可拆卸的濾芯;
五、在濾芯的外側由下往上依次填充粗砂和黏土;
六、在步驟二的井字形砂帶上覆蓋有砂層;
七、在步驟二的砂帶上均勻開設有若干砂井,其中砂井的深度超過待修復土壤100cm;
八、在步驟三的管井內底部設置有水栗,并通過出水管伸出管井。
[0018]優(yōu)選的,所述濾芯的材質采用多孔陶瓷。
[0019]優(yōu)選的,所述管井采用常規(guī)降水管井,根據(jù)土壤滲透性的不同,可換成真空管井或電滲管井。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:1、利用止水帷幕將待修復的土壤與外部土壤隔開,避免了修復過程中的二次污染;2、在止水帷幕內的待修復土壤處均勻開設了若干管井,并在管井的外側設置有可拆卸的濾芯,在修復過程中,可以一邊抽水一邊吸附重金屬,管井抽出的水體可重復循環(huán)利用,無浪費,也無需再次進行處理;3、在止水帷幕內、待修復土壤上挖掘若干井字形的砂帶將所述待修復土壤均勻劃分成若干區(qū)域,并在砂帶均勻打設有砂井,在砂帶上覆蓋有砂層,提高了污染土的滲透性,增強淋洗處理效果。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)一較佳實施例的平面結構示意圖;
圖2是所示圖1的截面示意圖;
圖3是所述管井的結構示意圖;
圖4是圖3中A部分局部放大示意圖;
附圖中各部件的標記如下:1、待修復土壤,2、止水帷幕,3、砂帶,4、砂井,5、管井,51、沉砂管,52、黏土層,53、粗砂層,6、濾芯,7、未污染土壤,8、水栗,81、出水管。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述,以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解,從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0023]請參閱圖1至圖4,本發(fā)明實施例包括:
一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng),包括:待修復土壤I,在所述待修復土壤I的外圍設置有一圈止水帷幕2,在所述止水帷幕2內開設有若干井字形砂帶3將所述待修復土壤I均勻劃分成若干區(qū)域,在每個區(qū)域的中部開設有管井5,所述管井5的底部設置有沉砂管51,在所述沉砂管51的上方、管井5內設置有一水栗8,在所管井5的外側上方設置有黏土層52,在所述管井5的外側下方設置有粗砂層53,在所述管井5的外側、黏土層52和粗砂層53的內側設置有一層濾芯6。
[0024]進一步的,在所述砂帶3內均勻開設有若干砂井4,所述砂井4的深度超過待修復土壤10cm以上,所述砂帶4的寬度為100cm,砂帶4的深度為50cm,在砂帶4上覆蓋有一層砂層,增加了水體在污染土壤中的滲流路徑,提高了污染土的滲透性,增強淋洗處理效果。
[0025]進一步的,對于透水性好的土壤,采用普通管井即可;而對于透水性不好的土壤,可以采用真空將水管或者電滲管井來增強透水能力。在管井5的外側套設一層可拆卸的重金屬吸附濾芯6,該濾芯6的材質采用多孔陶瓷,在濾芯6吸附滿重金屬后可進行更換。
[0026]本發(fā)明還公開了一種利用該重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)的施工方法,包括如下步驟:
一、在待修復土壤I的外圍打一圈止水帷幕2用于封閉止水;
二、在止水帷幕2內、待修復土壤I上挖掘若干井字形的砂帶3將所述待修復土壤I均勻劃分成若干區(qū)域,其中砂帶3的寬度為50?100cm,深度為40?50cm;
三、在每個區(qū)域的中部開挖一口管井5,在每個管井5的下方設置沉砂管51,其中管井5和沉砂管51的累積深度超過待修復土壤10cm;
四、在步驟三的管井5外側包裹一層可拆卸的濾芯6;
五、在濾芯6的外側由下往上依次填充粗砂53和黏土53;
六、在步驟二的井字形砂帶3上覆蓋有砂層;
七、在步驟二的砂帶上均勻開設有若干砂井4,其中砂井4的深度超過待修復土壤10cm;
八、在步驟三的管井5內底部設置有水栗8,并通過出水管81伸出管井5。
[0027]本發(fā)明還公開了一種利用該重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)的修復方法,包括如下步驟:
一、利用噴淋設備對待修復土壤I表面進行噴淋;
二、管井5內的水栗8工作,進行抽水,并通過出水管81排出,送入噴淋設備循環(huán)使用;
三、在抽水的同時,對抽出的水體進行重金屬檢測,若檢測出重金屬,則更換管井5外側的濾芯6。
[0028]四、每隔一段時間對待修復土壤I進行土體檢測,待土體質量合格后,完成修復,拆除相應的管井5和砂帶3。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的實施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng),其特征在于,包括:待修復土壤,在所述待修復土壤的外圍設置有一圈止水帷幕,在所述止水帷幕內開設有若干井字形砂帶將所述待修復土壤均勻劃分成若干區(qū)域,在每個區(qū)域的中部開設有管井,所述管井的底部設置有沉砂管,在所述沉砂管的上方、管井內設置有一水栗,在所述管井的外側上方設置有黏土層,在所述管井的外側下方設置有粗砂層,在所述管井的外側、黏土層和粗砂層的內側設置有一層濾芯。2.根據(jù)權利要求1所述的一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng),其特征在于,在所述砂帶內均勻開設有若干砂井。3.根據(jù)權利要求2所述的一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng),其特征在于,所述砂井的深度超過待修復土壤10cm以上。4.根據(jù)權利要求1所述的一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng),其特征在于,所述濾芯采用可拆卸結構。5.根據(jù)權利要求1所述的一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng),其特征在于,所述止水帷幕采用攪拌粧或高壓旋噴粧的粧體制成。6.根據(jù)權利要求1所述的一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng),其特征在于,所述砂帶的寬度為50?100cm,砂帶的深度為40?50cmo7.根據(jù)權利要求1所述的一種重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng),其特征在于,所述管井的深度超過待修復土壤10cm以上。8.—種利用如權利要求1所述的重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)的施工方法,其特征在于,包括如下步驟: 一、在待修復土壤的外圍打一圈止水帷幕用于封閉止水; 二、在止水帷幕內、待修復土壤上挖掘若干井字形的砂帶將所述待修復土壤均勻劃分成若干區(qū)域,其中砂帶的寬度為50?100cm,深度為40?50cm; 三、在每個區(qū)域的中部開挖一口管井,在每個管井的下方設置沉砂管,其中管井和沉砂管的累積深度超過待修復土壤10cm; 四、在步驟三的管井外側包裹一層可拆卸的濾芯; 五、在濾芯的外側由下往上依次填充粗砂和黏土; 六、在步驟二的井字形砂帶上覆蓋有砂層; 七、在步驟二的砂帶上均勻開設有若干砂井,其中砂井的深度超過待修復土壤100cm; 八、在步驟三的管井內底部設置有水栗,并通過出水管伸出管井。9.根據(jù)權利要求8所述的一種利用重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)的施工方法,其特征在于,所述濾芯的材質采用多孔陶瓷。10.根據(jù)權利要求8所述的一種利用重金屬污染土壤的原位修復系統(tǒng)的施工方法,其特征在于,所述管井采用常規(guī)降水管井,根據(jù)土壤滲透性的不同,可換成真空管井或電滲管井。
【文檔編號】B09C1/00GK105921501SQ201610335387
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】高強, 方咸美, 費黃根
【申請人】江蘇建院營造有限公司