以AMD废水污染的地表水为灌溉水源的土壤重金属污染控制装置制造方法及图纸

以AMD废水污染的地表水为灌溉水源的土壤重金属污染控制装置，属于土壤重金属污染控制技术领域。该方法针对我国目前已经形成的大面积酸性矿山(AMD)废水污染的地表水体是农业灌溉水源的现状，以矿物原料蛭石对重金属离子具有较高的阳离子交换容量和较强的阳离子交换吸附能力为基本原理，通过工艺技术方法的创造，能够有效降低或消除灌溉农田重金属污染继续增加的趋势。

【技术实现步骤摘要】

：本技术涉及水处理技术在土壤重金属污染控制
的应用，特别涉及一种以AMD废水污染的地表水为灌溉水源的土壤重金属污染控制技术方法。
技术介绍
：矿山环境是一种重要原生与次生环境的复合体，特别是金属矿山，既是资源的集中地，又是天然的生态环境污染源。矿业活动对矿山地球化学环境及周围的生态系统带来了巨大的影响。在除采矿引起的地质灾害外，如废矿与尾矿的排放堆积、酸性矿山排水、河流与土壤重金属污染、破坏地表水、地下水源、大气污染及生态环境平衡破坏等灾害种类中，硫化物金属矿山开采及冶炼过程所产生的环境影响最为明显。由于此类矿物在开采、冶炼和尾矿堆积存放过程中，金属硫化物极易氧化从而释放出大量酸性废水，并且这些酸性废水中含有较高浓度的金属离子。这些金属离子、酸性废水和大量堆积的尾矿固体废弃物是硫化物金属采矿和冶炼过程中带来各种环境问题的三大环境公害和重要的环境污染源，所产生的环境灾害就是矿区周围的大面积水源(地表水、地下水)和土壤被高强度污染。酸性废水(AMD)主要指含硫多金属矿开采的尾矿堆、废石堆、裸露富硫矿物、岩石经氧化形成的废水。主要特征是pH＜5.0，水中含有大量金属如Pb、Cu、Zn、Ni、Co、As、Cd等，以及轻金属如Al、Fe、Ca、Mg和大量的SO42-，具体表现为直接污染矿区下游水体、诱发土壤酸化和土壤重金属污染。截至2006年底，全国查明铅矿资源储量4141万吨，其中基础储量1351万吨，占32.6％,居世界第2位；查明锌矿资源储量9711万吨，其中基础储量为4227万吨，占43.5％，居世界第1位。同时我国铅锌矿资源中，硫化矿占绝大多数占总储量的90％，并且为原生硫化矿。铅锌矿区土壤污染常表现为以Pb、Zn、Cd、Cu、Hg、Mn为主的多种金属复合污染，其中尤以Pb、Zn、Cd、Mn的污染为重，主要是由AMD污染地表(河流、湖泊)水灌溉和尾矿砂直接影响所致，其中尾矿砂通过粉尘方式对土壤的直接影响目前已经有较好控制技术，但是其流出的废水对河流的污染还在继续。目前受污染的地表水水体由于过去常年的污染，水体中含有大量的重金属元素，这些重金属元素中，有些是AMD矿山废水正继续污染形成的，有些是由于河床底部长年累月的沉积物中重金属再释放形成的。所以，针对受AMD废水排放污染过的或正在污染的地表水水体，作为灌溉用水都面临着严重的重金属污染问题，有些地区虽然距离AMD废水污染源较远，但是，这些灌溉原水只要属于AMD废水污染水系那么也将面临同样的问题。目前针对土壤重金属污染采用的修复技术主要有，针对污染土壤最彻底的是采用换土技术，该技术对于小场地修复是一劳永逸的，但是对于大面积污染土壤的修复是不现实的。针对大面积污染土壤的修复主要采用三类技术：(1)对于污染土壤采用种植对重金属具有较好吸附或植物体对重金属离子具有吸收功能的植物或农作物，对土壤中的重金属进行去除，然后通过植物体的采收，实现土壤重金属的去除，该处理方法比较彻底，但是从目前情况看，由于这种植物体吸收量相对于污染量还是太小，所以需要多年的不断种植才能够达到一定的修复效果；(2)微生物修复，利用类似硫酸盐还原菌在土壤环境下能够利用土壤中的硫酸盐还原生成S2-，然后S2-能够同土壤中的重金属离子形成难溶金属硫化物，从而有效降低金属离子的生物有效性，实现降低土壤重金属“毒性”的作用。微生物修复涉及到利用微生物改变土壤酸、碱环境，产生难溶物、络合物等方法，该类技术方法在一定程度上缺乏稳定性，如土壤在饱水和缺水、温度变化、其他种类微生物和作物根系分泌物等变化，都会影响治理效果和稳定性；(3)利用化学药剂，尤其是大分子物质，利用其能够同金属离子直接形成难溶物、络合物的作用，降低土壤重金属“毒性”和生物有效性。上述方法都是针对已经污染土壤的修复技术，那么针对AMD废水污染，除上述针对土壤的直接治理，还有，就是切断污染源的AMD矿山废水源头治理，源头治理技术目前有大量的环境工作者也在进行积极的工作。但是，在针对已经污染的地表水水体，尤其是已经受常年污染的河流及湖泊，水体底部已经形成大量沉积物，水体又是水体或水系周围唯一灌溉水源的地区，针对灌溉水重金属污染的控制还缺乏有效措施，该方法的实施对于控制该类污染的继续具有十分重要意义。针对上述本技术创造产生的背景条件：AMD酸性废水具有低pH、重金属含量高、硫酸盐含量高的特点，但是，这些AMD原废水一旦进入水体或河流，它的低pH特性和高硫酸特性就被水体所弱化，同时被稀释的还有重金属离子。但是，重金属离子在水体中可以以沉积物的形式积累存在，并且存在着随沉积物底泥中生态环境的改变还会出现再释放过程。这样受污染的水体重金属的来源就出现两种形式，一种是直接污染时以离子状态直接存在于水体的金属离子，另一种就是底泥沉积物中不断释放出来的重金属离子重新回到水体的水中。用这些水不加处理直接灌溉农田，会导致农田土壤形成重金属污染积累，所以从这一角度上来看，虽然污染水体中重金属能够形成沉积物沉淀，但是从长期看重金属的危害在某种程度上说并未减轻。那么，利用以AMD废水污染的地表水(河水、湖泊水)为灌溉水源的污染控制就基本转化为针对重金属的污染控制。在这里我们的创造依托的核心材料为无机矿物原料蛭石，蛭石的主要化学式为(Mg,Ca)0.3-0.45(H2O)n{(Mg,Fe3,Al)3[(Si,Al)4O12](OH)2本文档来自技高网...

【技术保护点】
以AMD废水污染的地表水为灌溉水源的土壤重金属污染控制装置，其特征在于，主要包括过滤吸附交换装置，过滤吸附交换装置的池体结构由混凝土结构或钢制结构制成(10)；整个过滤吸附交换装置内部自下而上依次包括：进水配水系统部分、卵石承托层(5)、蛭石交换层(6)、出水部分；底部的进水配水系统采用大阻力配水系统、滤板、滤头或者滤砖形式；卵石承托层(5)，蛭石交换层(6)，蛭石粒径控制在0.5‑0.8mm；出水部分，蛭石交换层(6)上层为出水部分，包括蛭石交换层(6)上层中配置的出水渠(7)和过滤吸附交换装置池体结构外部的出水总渠(8)，出水渠(7)位于蛭石交换层(6)上层一段距离高度，出水渠(7)和出水总渠(8)连接。

【技术特征摘要】
1.以AMD废水污染的地表水为灌溉水源的土壤重金属污染控制装置，其特征在于，主要包括过滤吸附交换装置，过滤吸附交换装置的池体结构由混凝土结构或钢制结构制成(10)；整个过滤吸附交换装置内部自下而上依次包括：进水配水系统部分、卵石承托层(5)、蛭石交换层(6)、出水部分；底部的进水配水系统采用大阻力配水系统、滤板、滤头或者滤砖形式；卵石承托层(5)，蛭石交换层(6)，蛭石粒径控制在0.5-0.8mm；出水部分，蛭石交换层(6)上层为出水部分，包括蛭石交换层(6)上层中配置的出水渠(7)和过滤吸附交换装置池体结构外部的出水总渠(8)，出水渠(7)位于蛭石交换层(6)上层一段距离高度，出水渠(7)和出水总...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭科艳，杨宏，
申请(专利权)人：国家地质实验测试中心，北京工业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11