一种对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置及方法制造方法及图纸

本申请提供一种对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置与方法，该装置包括：上层膜与下层膜，在上层膜与下层膜之间填充有基质；在所述上层膜上设置有孔径为1‑2mm的微孔I，在所述下层膜上设置有孔径为0.01‑0.05mm的微孔II；所述基质由吸水性的基质II和吸附钒的基质I按照一定的规则间隔设置而成；所述上层膜由折叠膜和非折叠膜按照相同的规则间隔设置而成；所述基质II的四周通过膜层包覆，其中，基质II的上层膜为所述折叠膜；侧面和底部的膜层为所述下层膜；侧面的膜层上开设有微孔III，微孔III的孔径为0.01‑0.05mm。本申请可以防止金属钒随雨水径流进行迁移扩散，减少其更大范围的污染。

A device and method for collecting and repairing vanadium-polluted rainwater runoff from Tailings

The application provides a device and method for collecting and repairing rainwater runoff polluted by vanadium from tailings. The device comprises an upper layer membrane and a lower layer membrane, and a matrix is filled between the upper layer membrane and the lower layer membrane; a micropore I with a pore diameter of 1_2 mm is arranged on the upper layer membrane, and a micropore II with a pore diameter of 0.01_0.05mm is arranged on the lower layer membrane; the matrix is composed of a water-absorbing matrix II and a vanadium-adsorbing matrix II. Matrix I is set at regular intervals; the upper membrane is set at the same regular intervals by folding film and non-folding film; the surroundings of matrix II are covered by a film layer, in which the upper membrane of matrix II is the folding film; the side and bottom membrane are the lower membrane; the side membrane layer is provided with micropore III, and the pore diameter of micropore III is 0.01 0.05mm. This application can prevent vanadium from migrating and diffusing with rainwater runoff and reduce its wider range of pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置及方法
本专利技术涉及环境治理
，尤其涉及一种对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置及方法。
技术介绍
随着现代工业化生产的迅速发展和新开矿山数量的陆续增加，尾矿的排放、堆积量也越来越大。目前，仅我国在国民经济中运转的矿物原料约50亿t。世界各国每年采出的金属矿、非金属矿、煤、黏土等在100亿t以上，排出的废石及尾矿量约50亿t。以有色金属矿山累计堆存的尾矿为例，美国达到80亿t，前苏联为41亿m3。在我国，全国现有大大小小的尾矿库400多个，全部金属矿山堆有的尾矿则达到50亿t以上，而且以每年产出5亿t的尾矿的速度增加。目前我国铁矿山年排出尾矿量约1.3亿t，有色矿山年排出尾矿量约1.4亿t，黄金矿山每年排出的尾矿量达2450万t。而且随着经济的发展，对矿产品需求大幅度增加，矿业开发规模随之加大，产生的选矿尾矿数量将不断增加；加之许多可利用的金属矿品位日益降低，为了满足矿产品日益增长的需求，选矿规模越来越大，因此产生的选矿尾矿数量也将大量增加，而大量堆存的尾矿，给矿业、环境及经济等造成不少的难题。尾矿中重金属流入耕地后，会破坏农作物生长、使农作物受污染；流入水系则又会使地面水体和地下水源受到污染，毒害水生生物；尾矿流入或排入溪河湖泊，不仅毒害水生生物，而且会造成其他灾害，有时甚至涉及相当长的河流沿线。目前，我国因尾矿造成的直接污染土地面积已达百万亩，间接污染土地面积1000余万亩。因此，有必要对尾矿造成的环境、土地污染进行有效治理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够对尾矿中钒污染雨水径流进行原位收集与修复的装置与方法。一种对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，包括上层膜与下层膜，在上层膜与下层膜之间填充有基质；在所述上层膜上设置有孔径为1-2mm的微孔I，在所述下层膜上设置有孔径为0.01-0.05mm的微孔II；所述基质由吸水性的基质II和吸附钒的基质I按照一定的规则间隔设置而成；所述上层膜由折叠膜和非折叠膜按照相同的规则间隔设置而成；所述基质II的四周通过膜层包覆，其中，基质II的上层膜为所述折叠膜；侧面和底部的膜层为所述下层膜；侧面的膜层上开设有微孔III，微孔III的孔径为0.01-0.05mm。进一步地，如上所述的对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，所述吸附钒的基质I其原料按照质量份计算，包括：颗粒直径为0.01-0.02mm的凹凸棒石5-10份；颗粒直径为1-2mm的硅胶10-15份；颗粒直径为0.05-0.1mm的腐殖酸矿粉10-15份颗粒直径为1-2mm的羧甲基壳聚糖8-10份颗粒直径为0.01-0.02mm的磷酸二氢钙5-10份颗粒直径为0.1-0.2mm的菱锰矿粉3-6份微生物菌渣30-40份；所述微生物菌渣由群氨化细菌、放线菌培养液过滤后混合形成。进一步地，如上所述的对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，所述群氨化细菌与放线菌的比例为1:2。进一步地，如上所述的对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，所述基质I由所述原料均匀混合后，经高压挤压造粒后形成的直径为3-4mm的颗粒。进一步地，如上所述的对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，所述微孔I在上层膜的开孔率为20％-40％；微孔II在下层膜的开孔率40-60％；微孔III在所述侧面的膜层上的开孔率为30-50％。进一步地，如上所述的对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，所述上层膜、下层膜、基质II的侧面膜层均为聚四氟乙烯膜。进一步地，如上所述的对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，所述基质II的布置间距为50cm-100cm；基质II的填料宽度为5-10cm。进一步地，如上所述的对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，所述基质II由基质I与高吸水树脂按1:1混合而成；所述高吸水树脂吸水倍率200-600倍，粒径0.5-1mm。进一步地，如上所述的对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，所述上层膜与下层膜之间的间距为5-15cm；上层膜、下层膜、用于包覆基质II的膜层其厚度均为0.05-0.2mm。一种对尾矿钒污染雨水径流进行原位收集与修复的方法，采用如上所述的装置构成的整体材料覆盖在尾矿斜坡上，用锚杆固定，对尾矿钒污染雨水径流进行原位收集与修复。有益效果：本申请主要针对尾矿场含金属钒的表面雨水径流进行原位收集与修复，防止金属钒随雨水径流进行迁移扩散，减少其更大范围的污染，通过采用本专利技术提供的装置对金属钒进行原位收集与修复，其收集与修复效果优良，成本低廉，适于大量推广使用。附图说明图1为本申请对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置在雨水径流前的结构示意图；图2为本申请对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置在雨水径流后的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本申请提供一种对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，包括上层膜1与下层膜2，在上层膜1与下层膜2之间填充有基质；在所述上层膜1上设置有孔径为1-2mm的微孔I11，在所述下层膜2上设置有孔径为0.01-0.05mm的微孔II21；所述基质由吸水性的基质II4和吸附钒的基质I3按照一定的规则间隔设置而成；所述上层膜1由折叠膜12和非折叠膜13按照相同的规则间隔设置而成；所述基质II4的四周通过膜层包覆，其中，基质II的上层膜为所述折叠膜；侧面和底部的膜层为所述下层膜；侧面的膜层上开设有微孔III，微孔III的孔径为0.01-0.05mm。具体地，所述上层膜1与下层膜2均为聚四氟乙烯薄膜(具有较好的抗老化能力及力学强度，宽度100-150cm)，膜厚度0.05-0.2mm；上层膜1开有孔径1-2mm的微孔(微孔I)，开孔率为20％-40％，用于进行雨水的渗入；下层膜2开有孔径0.01-0.05mm的微孔(微孔II)，开孔率40-60％，用于进行内部经处理后雨水的缓慢渗出，同时又保障两层膜之间的材料不会流失；上下两层膜之间的间距5-15cm。所述基质I均匀填充于两层薄膜之间，组成如下：5-10份的凹凸棒石(颗粒直径0.01-0.02mm)10-15份的硅胶(颗粒直径1-2mm)10-15份的腐殖酸矿粉(颗粒直径0.05-0.1mm)8-10份的羧甲基壳聚糖(颗粒直径1-2mm)5-10份的磷酸二氢钙(颗粒直径0.01-0.02mm)3-6份的菱锰矿粉(颗粒直径0.1-0.2mm)30-40份的微生物菌渣(群氨化细菌、放线菌培养液过滤后混合形成，2种菌渣的比例为1:2)所述凹凸棒石、硅胶对金属钒具有吸附作用，腐殖酸矿粉对钒离子具有螯合、吸附、络合、氧化换换作用，能够改变钒的价态、使钒与其他物质反应生成沉淀而被凹凸棒石、硅胶等物质吸附、能够改变钒的迁移转化和生物活性；所述羧甲基壳聚糖能够与钒发生络合反应，从而络合物吸附在凹凸棒石、硅胶等物质上；所述磷酸二氢钙能有与钒离子发生置换反应而生成带有钒的沉淀而被凹凸棒石、硅胶等物质吸附；所述菱锰矿粉能够与钒发生置换反应，从而生成带有钒的沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，其特征在于，包括上层膜与下层膜，在上层膜与下层膜之间填充有基质；在所述上层膜上设置有孔径为1‑2mm的微孔I，在所述下层膜上设置有孔径为0.01‑0.05mm的微孔II；所述基质由吸水性的基质II和吸附钒的基质I按照一定的规则间隔设置而成；所述上层膜由折叠膜和非折叠膜按照相同的规则间隔设置而成；所述基质II的四周通过膜层包覆，其中，基质II的上层膜为所述折叠膜；侧面和底部的膜层为所述下层膜；侧面的膜层上开设有微孔III，微孔III的孔径为0.01‑0.05mm。

【技术特征摘要】
1.一种对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，其特征在于，包括上层膜与下层膜，在上层膜与下层膜之间填充有基质；在所述上层膜上设置有孔径为1-2mm的微孔I，在所述下层膜上设置有孔径为0.01-0.05mm的微孔II；所述基质由吸水性的基质II和吸附钒的基质I按照一定的规则间隔设置而成；所述上层膜由折叠膜和非折叠膜按照相同的规则间隔设置而成；所述基质II的四周通过膜层包覆，其中，基质II的上层膜为所述折叠膜；侧面和底部的膜层为所述下层膜；侧面的膜层上开设有微孔III，微孔III的孔径为0.01-0.05mm。2.根据权利要求1所述的对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，其特征在于，所述吸附钒的基质I其原料按照质量份计算，包括：颗粒直径为0.01-0.02mm的凹凸棒石5-10份；颗粒直径为1-2mm的硅胶10-15份；颗粒直径为0.05-0.1mm的腐殖酸矿粉10-15份颗粒直径为1-2mm的羧甲基壳聚糖8-10份颗粒直径为0.01-0.02mm的磷酸二氢钙5-10份颗粒直径为0.1-0.2mm的菱锰矿粉3-6份微生物菌渣30-40份；所述微生物菌渣由群氨化细菌、放线菌培养液过滤后混合形成。3.根据权利要求2所述的对尾矿钒污染雨水径流收集修复的装置，其特征在于，所述群氨化细菌与放线菌的比例为1:2。4.根据权利要求2所述的对尾矿钒污染雨水...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海龙，苟敏，刘志斌，李乃稳，李绍才，王丽，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51