一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统及方法，包括地下水截流改向系统以及河道生态修复系统；所述地下水截流改向系统包括布置在填埋区地下水上游的取水井，与所述取水井连通的缓冲池，与所述缓冲池连通的废水处理系统，所述取水井、缓冲池、废水处理系统通过废水管连通，且所述废水管上依次设置有废水电动阀门以及变频水泵；所述河道生态修复系统包括设置在所述河道底部的防渗层以及设置在所述河道边坡两侧的生态护岸；本发明专利技术的治理系统及方法解决了固废清挖与清挖后的生态修复费用高、施工难的问题，同时有效杜绝了填埋固体废物对河道环境的污染，使得河道治理更加高效。高效。高效。

【技术实现步骤摘要】
一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统及方法


[0001]本专利技术涉及污水处理
，具体是涉及一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统及方法。

技术介绍

[0002]随着工业化和城镇化的快速推进，固体废物产生量与日俱增，固体废物不当堆存、非法倾倒处置等环境污染事件频繁发生，其中包括不少固体废物填埋在沿河、沿湖等区域。固体废物尤其是危险废物中含有大量的有毒有害组分，经非法填埋后，与地下水相接处，有害物质会释放到地下水中，经地下水进入到附近的河道，导致有害物质的扩散，对生态与人体健康均会造成危害。
[0003]通常情况下，对于固废填埋的危害消除采用固体废物清挖异位处置后开展填埋区域的土壤与低下水修复，该做法费用高，施工难度大，部分沿河湖区域地下水位浅，加之遇到透水性高的砂性土，不仅增加了固体废物清除与损害环境修复的难度，更是大大增加了相关费用。
[0004]本专利技术提出了一种砂性土填埋固体废物污染河道的治理方法，通过对填埋区地下水截流改向与河道生态修复相结合的方法，克服砂性土带来的地下水固体废物接触受到污染后进一步污染河道的难题，相较于填埋固废清挖后开展地下水与土壤修复，费用相对较低，施工难度大大下降。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统及方法。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统，包括地下水截流改向系统以及河道生态修复系统；所述地下水截流改向系统包括布置在填埋区地下水上游的取水井，与所述取水井连通的缓冲池，与所述缓冲池连通的废水处理系统，所述取水井、缓冲池、废水处理系统通过废水管连通，且所述废水管上依次设置有废水电动阀门以及变频水泵；所述河道生态修复系统包括设置在所述河道底部的防渗层以及设置在所述河道边坡两侧的生态护岸；所述防渗层自上至下依次包括50~55cm厚的黏土覆盖层、30~35cm厚的膨润土以及1.5~3mm厚的HDPE膜；所述生态护岸包括设置在所述边坡两侧的生态护坡，设置在所述生态护坡上的生态预制砖，以及种植在所述生态预制砖之间的护坡绿植；所述生态预制砖利用生态混凝土制作而成，且预制砖面设有贯穿孔眼；说明：本专利技术通过地下水截流改向系统有效避免地下水流经固废填埋区后再流至河道对河道造成污染，无需对填埋区的固体废物进行清挖与处理，省略了在固废清挖后对填埋区域的生态环境进行修复的过程，极大地改善了填埋区固废对河道的污染；HDPE膜+膨润土+黏土覆盖层的方式有效的保障了河道底泥不受污染影响，边坡采用含有植物种子的
活性生态护岸预制砖构建护岸，实现美观与截污的双重作用；进一步提升河道的治理效率。
[0007]进一步地，所述护坡绿植包括高羊茅、马尼拉、早熟禾、芦苇；说明：上述护坡绿植能够有效阻截、吸附河道水中的颗粒物、杂质，改善河道水质，同时上述护坡绿植对土壤要求不严、根系发达，对于水中的有毒成分以及重金属具有降解分化作用，也能够有效增加根部深入土套内层的效率，从而起到更好的护坡的效果。
[0008]进一步地，所述生态预制砖的制备工艺包括以下步骤：1）将质量比为12~36：2：0.3~0.5：5：8~10的生态混凝土、粘结剂、添加剂、腐殖质以及水分作为原料，混合均匀后倒入矩型模具中，倒入过程中利用100~125Hz振频的振动棒对模具内部夯实，直至混合物形状与矩形模具各边平齐，即得砖坯；2）将砖坯放入干燥室中自然风干30~40min，取出后在砖坯一侧表面布局x*y的尾部剪透的螺蛳壳，其中x取5~7，y取3~4，其中，x、y的单位为个；然后每两个螺蛳壳之间利用钻头进行一次钻孔，形成贯穿孔眼；钻孔后再放入干燥室中，调整温度为25~40℃，继续干燥10~15min；最后取出放入烧制窑中，在1400~1500℃下保温1.5~3h，烧制成型；取出后脱模即得成型砖；3）将含有草本植物种子的淤泥分别填满贯穿孔眼、螺蛳壳空腔，继续放入干燥室中，调整温度为20~30℃，干燥20~40min，取出即得生态预制砖；其中，所述淤泥中含有草本植物种子，播种密度达到10~25kg/亩，所述草本植物种子为高羊茅、狗牙根、天堂草的任意一种；所述生态混凝土为河道砂性土、粉煤灰以及水泥按照10~15：5~7：1~3的重量比混合得到的混合物；所述粘结剂为糊化生淀粉、硼砂、膨润土以及水性环氧树脂胶中的一种或几种组合的混合物；所述添加剂为石灰和/或碳酸钡；所述腐殖质为木屑、果皮、秸秆的发酵腐熟物；说明：上述添加剂、腐殖质的加入能够有效提升砖坯原料的稳定性、强度；腐殖质具备一定的热值和可塑性，能够根据生态混凝土的黏结性起到改善作用，在制砖坯的过程中能够有效缩小砖坯表面生成的空洞，从而改善生态混凝土中混入的无机杂质对砖强度的影响；碳酸钡用于提高砖的耐化学性，分别错位布置贯穿孔眼、螺蛳壳能够有效增加草本植物种子淤泥与河道水流的接触面积，从而实现更优的截污目的。
[0009]进一步地，对所述生态混凝土进行养护处理，所述养护处理的方法为：将按照上述配比制备得到的生态混凝土储存在封闭养护罩内部，取草帘均匀覆盖在生态混凝土表面，在10~15℃的温度下养护2~5h，然后以5~7℃/h调节养护罩内部温度，并向养护罩内以5~10mL/h的通入量通入纯度为99~99.99%的湿氧，直至养护罩内部温度与室外温差介于3~5℃之间，停止升温，并以0.5~1mL/h的频率降低湿氧的通入量，待养护罩内生态混凝土的湿度达70~80%，停止通入湿氧并撤出养护罩，静置冷却，备用；其中，所述湿氧的含水量为20~30%；说明：采用上述养护方法能够有效提升生态混凝土的整体密实度，对混凝土的微裂现象进行有效的控制，进一步提升混凝土的抗渗性能、耐久性，采用梯度升温方式能够使得生态混凝土养护更充分，避免突然升温导致的大面积裂缝；上述通入量的湿氧在掩护前期升温过程中能够有效保持环境中水分含量，从而防止混凝土表面的干裂和龟裂，进一步提升混凝土的强度和耐久性；后期停止升温后继续通入湿氧能够有效对混凝土表面进行降
温，进一步避免热量不均匀的条件下产生表面裂缝，从而减小开裂的可能性。
[0010]进一步地，步骤2）中，所述烧制成型包括以下阶段：初步烧结：以25~50℃/h的速度升温调节烧制窑内的温度，并以30~50mL/h的速率向烧制窑内部通入质量浓度为3~5%的液氧，直至预热至100~150℃，停止通入液氧，得到初步烧结砖；混合烧结：以50~100℃/h的升温速度调节烧制窑内温度达700~800℃，并在原有液氧通入量的基础上继续通入天然气，混合烧结；所述天然气单次通入量的计算公式如下：P=（T2‑
T1）*1/m（V
液1
+V
液2
+
。。。
V
液m
）/M（v1+v2）T2‑
T1=[570，635]P=（T2‑
T1）*1/m（V
液1
+V
液2
+
。。。
V
液m
）/M|v1‑
v2|T2‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统，其特征在于，包括地下水截流改向系统（1）以及河道生态修复系统（2）；所述地下水截流改向系统（1）包括布置在填埋区地下水上游的取水井（1
‑
1），与所述取水井（1
‑
1）连通的缓冲池（1
‑
5），与所述缓冲池（1
‑
5）连通的废水处理系统（1
‑
6），所述取水井（1
‑
1）、缓冲池（1
‑
5）、废水处理系统（1
‑
6）通过废水管（1
‑
2）连通，且所述废水管（1
‑
2）上依次设置有废水电动阀门（1
‑
3）以及变频水泵（1
‑
4）；所述河道生态修复系统（2）包括设置在所述河道底部的防渗层以及设置在所述河道边坡两侧的生态护岸；所述防渗层自上至下依次包括50~55cm厚的黏土覆盖层（2
‑
1）、30~35cm厚的膨润土（2
‑
2）以及1.5~3mm厚的HDPE膜（2
‑
3）；所述生态护岸包括设置在所述边坡两侧的生态护坡（2
‑
4），设置在所述生态护坡（2
‑
4）两侧的生态预制砖（2
‑
5），以及种植在相邻两个所述生态预制砖（2
‑
5）之间、生态预制砖（2
‑
5）表面的护坡绿植（2
‑
6）；所述生态预制砖（2
‑
5）利用生态混凝土制作而成，且预制砖面设有贯穿孔眼。2.根据权利要求1所述的一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统，其特征在于，所述护坡绿植（2
‑
6）包括高羊茅、马尼拉、早熟禾、芦苇。3.根据权利要求1所述的一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统，其特征在于，所述生态预制砖（2
‑
5）的制备工艺包括以下步骤：1）将质量比为12~36：2：0.3~0.5：5：8~10的生态混凝土、粘结剂、添加剂、腐殖质以及水分作为原料，混合均匀后倒入矩型模具中，倒入过程中利用100~125Hz振频的振动棒对模具内部夯实，直至混合物形状与矩形模具各边平齐，即得砖坯；2）将砖坯放入干燥室中自然风干30~40min，取出后在砖坯一侧表面布局x*y的尾部剪透的螺蛳壳，其中x取5~7，y取3~4，其中，x、y的单位为个；然后每两个螺蛳壳之间利用钻头进行一次钻孔，形成贯穿孔眼；钻孔后再放入干燥室中，调整温度为25~40℃，继续干燥10~15min；最后取出放入烧制窑中，在1400~1500℃下保温1.5~3h，烧制成型；取出后脱模即得成型砖；3）将淤泥分别填满贯穿孔眼、螺蛳壳空腔，继续放入干燥室中，调整温度为20~30℃，干燥20~40min，取出即得生态预制砖（2
‑
5）；其中，所述淤泥中含有草本植物种子，播种密度达到10~25kg/亩，所述草本植物种子为高羊茅、狗牙根、天堂草的任意一种；所述生态混凝土为河道砂性土、粉煤灰以及水泥按照10~15：5~7：1~3的重量比混合得到的混合物；所述粘结剂为糊化生淀粉、硼砂、膨润土以及水性环氧树脂胶中的一种或几种组合的混合物；所述添加剂为石灰和/或碳酸钡；所述腐殖质为木屑、果皮、秸秆的发酵腐熟物。4.根据权利要求3所述的一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统，其特征在于，对所述生态混凝土进行养护处理，所述养护处理的方法为：将制备得到的生态混凝土储存在封闭养护罩内部，取草帘均匀覆盖在生态混凝土表面，在10~15℃的温度下养护2~5h，然后以5~7℃/h调节养护罩内部温度，并向养护罩内以5~10mL/h的通入量通入纯度为99~99.99%的湿氧，直至养护罩内部温度与室外温差介于3~5℃之间，停止升温，并以0.5~1mL/h的频率降低湿氧的通入量，待养护罩内生态混凝土的湿度达70~80%，停止通入湿氧并撤出养护罩，静置冷却，备用；其中，所述湿氧的含水量为20~30%。
5.根据权利要求3所述的一种砂性土填埋固废污染河道的治理系统，其特征在于，步骤2）中，所述烧制成型包括以下阶段：初步烧结：以25~50℃/h的速度升温调节烧制窑内的温度，并以30~50mL/h的速率向烧制窑内部通入质量浓度为3~5%的液氧，直至预热至100~150℃，停止通入液氧，得到初步烧结砖；混合烧结：以...

【专利技术属性】
技术研发人员：严小飞，刘景龙，梁丽琛，张后虎，孙聪聪，陈祥，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：