一种用于砷污染治理的模块化生态复合反应系统的制作方法

1.本实用新型涉及环境修复技术领域，尤其涉及一种用于矿渣堆存场地中砷污染治理的模块化生态复合反应系统。


背景技术：

2.我国是全球矿业大国，矿产资源的开发推动了我国社会经济的发展。但是各类矿山的开采也带来了严峻的环境问题,主要包括环境污染、生态环境和地质环境问题。相关报道表明在大多数矿区,由于开采之后缺乏科学管理，致使我国矿山地质灾害事件频频发生，生态环境破坏的问题也十分严峻这不仅威胁着人们的生命财产和生态环境安全，对国家经济也造成了严重的损失。尤其是矿山经开采、选冶后产生的矿渣无序排放和堆存，其中还含有多种重金属污染物，如砷、铅、汞、镍、镉、铬等，这些矿渣长期暴露在自然环境下，经过风化、雨水淋滤等，其中的重金属被浸出迁移后对场地及周边的土壤、地表水、底泥以及地下水均会造成不同程度的污染，且由于矿渣的堆存还将对原有地貌和生态系统产生严重破坏。因此，对此类场地进行生态恢复和污染治理迫在眉睫。
3.目前，国内外学者对于开采后矿山，尤其是矿渣堆存场地的生态修复和污染治理措施主要集中在物理、化学、生物等方面。传统的治理方法较多针对的是单一污染介质，如土壤、地下水和地表水等；且应用到的治理技术不能同时兼顾生态恢复和污染治理功能等问题。
4.为解决上述问题，本发明公开了一种用于矿渣堆存场地多介质中砷污染治理的模块化生态复合反应系统，主要对矿渣堆存区位于下游污染区域内的多介质，如土壤、地表水和地下水中的砷污染进行治理。
5.该生态复合反应系统结合场地现状、水文地质等，依据可渗透性反应墙(prb)和生态隔离技术原理，对二者的应用进行组合、改造、升级和优化，对其进行全面统筹、整体规划，实现规模化、集约化和模块化。在有效切断暴露途径和迁移途径同时，还可逐步消除污染风险，从而防止对周边人体健康和生态受体产生影响，同时还实现了场地及周边生态环境逐步改善的目的。该生态复合反应系统具备良好生态恢复功能的同时，还具有施工便捷灵活、安全可靠、系统维护简便且无需驱动力、绿色高效、适用性强、可实现多污染介质协同高效治理且治理效果持续稳定的优点。


技术实现要素：

6.(一)实用新型目的
7.为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种用于矿渣堆存场地中砷污染治理的模块化生态复合反应系统，主要由生态反应系统和复合反应系统组成。本发明通过生态反应系统中对砷具有超级累效应的蜈蚣草，以及复合反应系统中对砷具有良好去除效果的以复合零价铁为主的反应材料，对矿渣堆存区及周边土壤、地表水和地下水中的砷污染进行修复治理的同时，还具备生态恢复的功能，满足生态治理的需求。
8.(二)技术方案
9.为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于砷污染治理的模块化生态复合反应系统，包括至少两个模块化填料箱，至少两个所述模块化填料箱首尾串联在一起；
10.所述模块化填料箱的内部填充有prb填料；
11.所述模块化填料箱的顶部设置有用于积累汞金属的生态反应系统。
12.优选的，所述模块化填料箱的顶部固定有用于吊装的提手。
13.优选的，所述生态反应系统包括设置在模块化填料箱顶部的种植土层，所述种植土层中种植有用于积累汞金属的超积累植物。
14.优选的，所述超积累植物为蜈蚣草。
15.优选的，所述模块化填料箱的右侧下部设置有进水口。
16.优选的，所述模块化填料箱的左侧上部设置有出水口，相邻的所述模块化填料箱通过管道将进水口与出水口相连通。
17.优选的，所述模块化填料箱包括两个多孔隙面板、三个密封面板和一个顶层盖板，所述模块化填料箱的左、右两侧为多孔隙面板，所述模块化填料箱的前、后和底面为密封面板，所述模块化填料箱的顶面为顶层盖板。
18.优选的，所述顶层盖板为密封或多孔隙板。
19.本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
20.本实用新型可结合场地现状、水文地质等，在有效切断暴露途径和迁移途径同时，还可逐步消除污染风险，从而防止对周边人体健康和生态受体产生影响，同时还实现了场地及周边生态环境逐步改善的目的。该生态复合反应系统具备生态景观功能的同时，还具有施工便捷灵活、安全可靠、系统维护简便且无需驱动力、绿色高效、适用性强、可实现多污染介质协同高效治理且治理效果持续稳定的优点。
附图说明
21.图1为本发明提供的用于矿渣堆存场地中砷污染治理的模块化生态复合反应系统的结构图；
22.图2为本发明提供的用于矿渣堆存场地中砷污染治理的模块化生态复合反应系统的剖面图；
23.图3为本发明提供的用于矿渣堆存场地中砷污染治理的模块化生态复合反应系统的俯视图；
24.图4为本发明提供的模块化填料箱的内部结构图；
25.图5为本发明提供的模块化填料箱的中心区侧向剖面图；
26.图6为本发明提供的模块化填料箱的俯视图。
27.图中：1、超积累植物；2、种植土层；3、prb填料；4、进水口；5、出水口；6、多孔隙面板；7、提手；8、复密封面板；9、复顶层盖板；10、砷污染土壤/底泥；11、砷污染地表径流；12、砷污染地下水。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式
并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
29.如图1-6所示，本实用新型提出的种用于砷污染治理的模块化生态复合反应系统，
30.生态复合反应系统包括生态反应系统和复合反应系统。生态反应系统位于地表之上，复合反应系统位于地表以下，两者串联组成，且生态反应系统与复合反应系统上下紧密相连。
31.复合反应系统包括至少两个模块化填料箱，至少两个模块化填料箱首尾串联在一起；
32.模块化填料箱的内部填充有prb填料3；prb填料3是以对砷具有良好修复效果的复合零价铁材料为主而组成的，还包括滤料和吸附材料，三者以不同比列混合后填充至模块化的容器内；其中，复合零价铁材料以10～200目经硫化、氧化等活性处理的反应性铁粉材料为主，复配其他类型的零价铁材料组成；滤料以不同级配的石英砂为主，辅以不同粒径的沙石组合而成；吸附材料以改性活性氧化铝、生物质碳为主的相关材料复配而成。水力停留时间约为36～48h。
33.模块化填料箱的顶部设置有用于积累汞金属的生态反应系统。
34.本实施例中，需要说明的是，模块化填料箱的顶部固定有用于吊装的提手7，提手7主要用于施工过程中对模块化系统的吊装安装与更换使用。
35.本实施例中，需要说明的是，生态反应系统包括设置在模块化填料箱顶部的种植土层2，种植土层2的厚为30～50cm，种植土层2中种植有用于积累汞金属的超积累植物1。
36.本实施例中，需要说明的是，超积累植物1为蜈蚣草，蜈蚣草根据结合场地现状选取撒播草籽或移栽幼苗的方式。
37.本实施例中，需要说明的是，模块化填料箱的右侧下部设置有进水口4，模块化填料箱的左侧上部设置有出水口5，相邻的模块化填料箱通过管道将进水口4与出水口5相连通。
38.或者，模块化填料箱包括两个多孔隙面板6、三个密封面板8和一个顶层盖板9，模块化填料箱的左、右两侧为多孔隙面板6，模块化填料箱的前、后和底面为密封面板8，模块化填料箱的顶面为顶层盖板9，多孔隙面板6、密封面板8和顶层盖板9均采用防腐不锈钢；可根据实际需要及生态复合反应系统布设方向和位置其密封和多孔面板可进行互换，即多孔隙面板6也可由密封面板8组成，密封面板也可由多孔隙面板6组成，顶层盖板9为密封或多孔隙板。
39.本实用新型对矿渣堆存场地中的砷污染土壤/底泥10具有修复治理作用，同时由于上层植物的种植，使其还具有生态景观功能。
40.本实用新型对矿渣堆存场地中的砷污染地地表径流11、砷污染地下水12具有修复治理作用。
41.该生态复合反应系统结合场地现状、水文地质等，依据可渗透性反应墙(prb)和生态隔离技术原理，对二者的应用进行组合、改造、升级和优化，对其进行全面统筹、整体规划，实现规模化、集约化和模块化。在有效切断暴露途径和迁移途径同时，还可逐步消除污染风险，从而防止对周边人体健康和生态受体产生影响，同时还实现了场地及周边生态环
境逐步改善的目的。该生态复合反应系统具备良好生态恢复功能的同时，还具有施工便捷灵活、安全可靠、系统维护简便且无需驱动力、绿色高效、适用性强、可实现多污染介质协同高效治理且治理效果持续稳定的优点。
42.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。