基于垂直阻隔的再生铝堆点土壤污染风险管控方法技术

本发明专利技术涉及土壤污染风险管控技术领域，具体公开了一种基于垂直阻隔的再生铝堆点土壤污染风险管控方法；所述风险管控方法为：在填埋阻隔区外围设置垂直阻隔，在填埋阻隔区内部对铝灰铝渣固废污染物进行由电渗析修复、纳米零价铁以及生物修复组成的综合修复；本发明专利技术还公开了风险管控结构，风险管控结构包括：设置在地表水平面下用于容纳铝灰铝渣的填埋阻隔区，设置在填埋阻隔区外部的外围保护系统，设置在填埋阻隔区内部的修复结构，以及用于监测地下水的监测系统；本方案能够对再生铝堆点土壤污染进行阻隔的同时，进行高效的修复，能够大大降低重金属污染物带来的危害。大大降低重金属污染物带来的危害。大大降低重金属污染物带来的危害。

【技术实现步骤摘要】
基于垂直阻隔的再生铝堆点土壤污染风险管控方法


[0001]本专利技术涉及土壤污染风险管控
，具体是涉及基于垂直阻隔的再生铝堆点土壤污染风险管控方法。

技术介绍

[0002]土壤中重金属具有易累积、毒性大等特点，易在农作物可食部位发生蓄积，再通过食物链进入人体，也可通过皮肤、呼吸道等方式直接进入人体，对人体健康造成严重威胁。因此，土壤的重金属污染问题一直是国际上的难点和热点研究课题，特别是有色金属冶炼造成的土壤重金属污染问题，再生铝的生产过程会产生大量的固体废物，比如铝灰渣、除尘系统收集的细颗粒粉尘以及预处理水洗系统沉淀产生的污泥等；这些固体废物中均含有镍、铅、铬、镉、铜、锌等多种重金属元素，再生铝固体废物直接填埋产生的渗滤液中有大量重金属的浸出，重金属浓度超标；因此再生铝废物若不加以妥善处置，会严重威胁周边环境安全。
[0003]现有技术在对再生铝堆点进行风险管控通常采用垂直阻隔技术，虽然垂直阻隔技术可以有效实现对污染物的垂直阻隔防渗，控制污染物的水平迁移与扩散，但是只是以物理的方式将污染物垂直阻隔于污染场地，并不能实现对污染物的修复降解。
[0004]因此急需一种不仅具有良好阻隔功能，还具有较强的修复功能的再生铝堆点土壤污染风险管控技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是：对再生铝堆点土壤进行垂直阻隔的同时完成重金属污染物的修复降解。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种基于垂直阻隔的再生铝堆点土壤污染风险管控方法，同时进行阻隔污染源扩散与综合修复；
[0007]所述阻隔污染源扩散的方法为：将铝灰铝渣固废污染物堆存在填埋阻隔区内后，首先通过阻隔层、垂直阻隔保护系统以及雨水导排系统减少雨水渗入、地表径流、以及地下径流的渗透，阻隔污染源扩散；
[0008]所述综合修复的方法为：在填埋阻隔区内部对铝灰铝渣固废污染物进行由化学修复、纳米零价铁修复以及生物修复组成的综合修复；
[0009]通过阻隔污染源扩散与综合修复同时实施，控制污染源对下游地下水和地表水污染风险。
[0010]进一步地，具体包括以下步骤：
[0011]步骤一：构建填埋阻隔区
[0012]在地表水平面下构建填埋阻隔区，在填埋阻隔区的侧面与底面上覆盖阻隔层；在填埋阻隔区内部布置纳米零价铁修复结构、以及用于电渗析修复的集液抽滤净化结构；
[0013]步骤二：堆存填埋
[0014]将铝灰铝渣固废污染物转运至填埋阻隔区内，堆存压实；
[0015]步骤三：覆盖填埋阻隔区表层
[0016]将填埋阻隔区表层修理平整后覆盖复合土工膜，再在复合土工膜上覆盖天然土层后，绿化覆盖，进行生物修复；
[0017]步骤四：构建外围保护系统
[0018]在填埋阻隔区外围构建深层水泥搅拌桩围成的垂直阻隔保护系统，再在深层水泥搅拌桩外围构建雨水导排系统；
[0019]步骤五：构建监测系统
[0020]分别在雨水导排系统外围、以及填埋阻隔区与垂直阻隔保护系统夹设地带布置地下水监测井，进行长期监测与维护，以确定渣堆阻隔技术风险管控措施的有效性。
[0021]上述方法所使用的风险管控结构包括：设置在地表水平面下用于容纳铝灰铝渣的填埋阻隔区，设置在所述填埋阻隔区外部的外围保护系统，设置在所述填埋阻隔区内部的修复结构，以及用于监测地下水的监测系统；
[0022]所述填埋阻隔区深度为1.5～2.5m，侧面与垂直方向夹角10～40
°
；填埋阻隔区的底面水平；填埋阻隔区的侧面与底面由外向内依次包括用于加强结构强度的保护层、用于阻挡污染物渗漏扩散的阻隔层；
[0023]所述填埋阻隔区的顶层包括复合土工膜、以及覆盖在复合土工膜上厚度为20～35cm的天然土层；所述复合土工膜上均匀设置有直径3～5cm的圆孔；
[0024]所述修复结构包括覆盖在所述防渗膜表面的第一修复层，多组垂直设置在填埋阻隔区内部且间隔均匀的第二修复层，多组分别夹设在所述第二修复层之间的集液抽滤器，以及设置在填埋阻隔区外与所述集液抽滤器连通的净化处理器；
[0025]所述第二修复层包括与填埋阻隔区固定连接且垂直设置的支撑边框，设置在所述支撑边框上的挂载网格，均匀设置在所述挂载网格上的可降解塑料包，以及填充在所述可降解塑料包内部的纳米零价铁粉；
[0026]所述集液抽滤器包括设置在填埋阻隔区底面的集水槽，设置在所述集水槽上阻挡铝灰铝渣的拦截滤网，下端连接集水槽、上端贯穿依次复合土工膜、天然土层的取水管道，以及设置在所述取水管道上端的负压泵；
[0027]所述净化处理器包括与所述负压泵连通的蓄水箱，设置在所述蓄水箱内部两侧的直流电场，设置在所述蓄水箱内部的离子交换膜组件，以及与蓄水箱连通的排液管。
[0028]进一步地，所述保护层厚度为15～30cm且采用烧结砖块堆砌形成；所述阻隔层包括在保护层表层涂覆厚度为5～7mm的聚丙烯酸酯聚合物水泥基防水涂层，以及覆盖在聚丙烯酸酯聚合物水泥基防水涂层上厚度为2～4mm的防渗膜。
[0029]通过烧结砖块的覆盖能够大大提高填埋阻隔区内壁的支撑强度；通过提高支撑强度有利于阻隔层的覆盖，以及能够大大提高覆盖后阻隔层的完整性，避免其破碎、开裂，使聚丙烯酸酯聚合物水泥基防水涂层的阻隔功能能够充分发挥。
[0030]进一步地，所述第一修复层包括两层无纺布、以及夹设在两层无纺布之间的混合物；所述混合物由钠基膨润土、纳米零价铁粉末按照重量比1：2～3组成。在无纺布之间填充钠基膨润土能够提供较强的阻隔功能，通过纳米零价铁粉的设置能够对重金属污染物在阻隔的同时实现物理修复。
[0031]进一步地，第二修复层间隔距离是0.8～1.2m；通过第二修复层均匀间隔设置，使负载纳米零价铁粉的挂载网格均匀的对填埋阻隔区内的重金属污染物进行修复，能够充分利用纳米零价铁粉对重金属污染的修复能力，提高修复效率。
[0032]进一步地，所述外围保护系统包括设置在填埋阻隔区外围3～5m内的垂直阻隔保护系统，以及围设在垂直阻隔保护系统外围60～100cm范围内的雨水导排系统；
[0033]所述垂直阻隔保护系统由预埋深度3.5～4.5m的深层水泥搅拌桩围设形成；所述雨水导排系统具体为环绕设置在地表的U型排水槽；所述U型排水槽内部表面覆盖有复合土工膜。
[0034]深层水泥搅拌桩围设形成的垂直阻隔能够在填埋阻隔区外围形成止水帷幕，有效防止在侧面受污染地下水的扩散，由于深层水泥搅拌桩的预埋深度到达地下粘土，地下粘土能够形成天然连续的防渗层，实现对填埋阻隔区下方的良好阻隔，有效防止污染源在地下的扩散；通过U型排水槽的设置对地表径流导流排放，能够将地表径流带来的扩散风险降低。
[0035]进一步地，所述监测系统包括位于外围保护系统外围3～5米内均匀设置的第一监测井，设置在所述外围保护系统与填埋阻隔区之间的第二监测井，以及设置在所述第一监测井、第二监测井内监测组件。通过第一监测井、第二监测井本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于垂直阻隔的再生铝堆点土壤污染风险管控方法，其特征在于，同时进行阻隔污染源扩散与综合修复；所述阻隔污染源扩散的方法为：将铝灰铝渣固废污染物堆存在填埋阻隔区内后，首先通过阻隔层、垂直阻隔保护系统以及雨水导排系统减少雨水渗入、地表径流、以及地下径流的渗透，阻隔污染源扩散；所述综合修复的方法为：在填埋阻隔区内部对铝灰铝渣固废污染物进行由电渗析修复、纳米零价铁修复以及生物修复组成的综合修复。2.根据权利要求1所述的一种基于垂直阻隔的再生铝堆点土壤污染风险管控方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：构建填埋阻隔区在地表水平面下构建填埋阻隔区，在填埋阻隔区的侧面与底面上覆盖阻隔层；在填埋阻隔区内部布置纳米零价铁修复结构、以及用于电渗析修复的集液抽滤净化结构；步骤二：堆存填埋将铝灰铝渣固废污染物转运至填埋阻隔区内，堆存压实；步骤三：覆盖填埋阻隔区表层将填埋阻隔区表层修理平整后覆盖复合土工膜，再在复合土工膜上覆盖天然土层后，绿化覆盖，进行生物修复；步骤四：构建外围保护系统在填埋阻隔区外围构建深层水泥搅拌桩围成的垂直阻隔保护系统，再在深层水泥搅拌桩外围构建雨水导排系统；步骤五：构建监测系统分别在雨水导排系统外围、以及填埋阻隔区与垂直阻隔保护系统夹设地带布置地下水监测井，进行长期监测与维护，以确定渣堆阻隔技术风险管控措施的有效性。3.根据权利要求1～2任意一项所述的一种基于垂直阻隔的再生铝堆点土壤污染风险管控方法，其特征在于，所述方法所使用的风险管控结构包括：设置在地表水平面下用于容纳铝灰铝渣的填埋阻隔区(1)，设置在所述填埋阻隔区(1)外部的外围保护系统(2)，设置在所述填埋阻隔区(1)内部的修复结构(3)，以及用于监测地下水的监测系统(4)；所述填埋阻隔区深度为1.5～2.5m，侧面与垂直方向夹角10～40
°
；填埋阻隔区(1)的底面水平；填埋阻隔区(1)的侧面与底面由外向内依次包括用于加强结构强度的保护层(10)、用于阻挡污染物渗漏扩散的阻隔层(11)；所述填埋阻隔区(1)的顶层包括复合土工膜(12)、以及覆盖在复合土工膜(12)上厚度为20～35cm的天然土层(13)；所述复合土工膜(12)上均匀设置有直径3～5cm的圆孔；所述修复结构(3)包括覆盖在所述防渗膜表面的第一修复层(30)，多组垂直设置在填埋阻隔区(1)内部且间隔均匀的第二修复层(31)，多组分别夹设在所述第二修复层(31)之间的集液抽滤器(33)，以及设置在填埋阻隔区(1)外与所述集液抽滤器(33)连通的净化处理器(32)；所述第二修复层(31)包括与填埋阻隔区(1)固定连接且垂直设置的支撑边框(310)，设置在所述支撑边框(310)上的挂载网格(311)，均匀设置在所述挂载网格(311)上的可降解塑料包(312)，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岩贽，张钦凯，马骏，王炜，苏宁，于琪，陶诗阳，陈禧，曲丹，黄隆成，
申请(专利权)人：宝航环境修复有限公司，
类型：发明
国别省市：