專利名稱：用于阻滯、隔離污染物的豎向隔離阻滯墻體的材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污染物運(yùn)移阻滯、隔離的污染場地修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于阻滯、隔離污染物的豎向隔離阻滯墻體的材料。
背景技術(shù)：
我國現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快的同時，城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)的“三廢”排放量也日漸增加并嚴(yán)重威脅到土壤、水源模擬及大氣環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計，2008年我國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量19. 0億噸、廢水排放總量571. 7億噸，分別較上年增加8. 3%和2.7%。未經(jīng)妥善處理的固體廢棄物、廢水隨意堆放、排泄以及固體廢棄物污染液滲漏導(dǎo)致污染物質(zhì)在土壤中逐漸積累或與地下水的直接接觸，必將使得受土的受污染范圍更加擴(kuò)大，對人體健康、環(huán)境和諧乃至社會的可持續(xù)發(fā)展帶來難以估量的后果。我國近30萬個工業(yè)企業(yè)中約40%分布于城市和市郊，其產(chǎn)生的工業(yè)固體廢物對城鎮(zhèn)居民健康帶來威脅。此外，為適應(yīng)城市化進(jìn)程的步伐和堅持可持續(xù)發(fā)展的理念，越來越多的城鎮(zhèn)及周邊工業(yè)企業(yè)正在逐步拆遷、轉(zhuǎn)移。2001至2007年間全國已有86000個企業(yè)關(guān)?；虬徇w。但運(yùn)營期間排污措施不當(dāng)致使原有廠址及其周邊地區(qū)從二次開發(fā)場地變成高污染風(fēng)險廢棄場地，嚴(yán)重阻礙了地區(qū)未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前，控制污染蔓延及污染場地修復(fù)，特別是針對工業(yè)污染場地，已經(jīng)提上政府工作日程。例如南京市自2009年7月1日起施行《南京市固體廢物污染環(huán)境防治條例》，其中規(guī)定對于化工、印染、電鍍等單位停產(chǎn)、關(guān)閉、搬遷后的原址；危險廢物的堆放、填埋場地； 其他受污染的土壤的場地開發(fā)利用前必須進(jìn)行環(huán)境影響評估，并明確修復(fù)和處置的要求。 北京市科學(xué)技術(shù)委員會將“北京市搬遷企業(yè)污染場地再利用管理與典型場地修復(fù)技術(shù)研究與示范”列為2008年科技計劃重大項目。豎向隔離墻是目前阻滯和隔離污染物及保護(hù)清潔地下水源最為有效且經(jīng)濟(jì)的措施。豎向隔離墻是指在受污染場地或清潔水源外圍開挖并施工形成嵌于地層中的低滲透性的連續(xù)墻體。傳統(tǒng)的隔離措施主要包括止水帷幕和板樁墻。其中止水帷幕主要為沿用基坑開挖止水時所采用的水泥土攪拌樁等。施工材料主要為水泥、原位土等，其中水泥起主要作用， 滲透系數(shù)通?？蛇_(dá)到10_9m/S。但目前添加水泥的豎向隔離措施具有抗腐蝕性差(例如硫酸鹽、氯離子、重金屬離子等)的缺陷，因此并不適用于污染場地阻滯、隔離的工程背景。此外，大量的添加水泥有悖于節(jié)能、低碳排放的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。土-膨潤土豎向隔離墻是目前新型工法之一，具有高效的污染場地隔離修復(fù)能力。其主要優(yōu)勢在于(1)施工經(jīng)濟(jì)、便利；( 施工過程中不對場地污染源造成擾動；(3) 抗?jié)B性佳(滲透系數(shù)一般可達(dá)到10_9m/s至I(T1VZs) ； (4)可二次利用開挖土直接拌合回填，特定條件下也可使用受污染廢土； (5)適用于阻滯、隔離多種類型的污染液。土-膨潤土豎向隔離墻阻滯污染物運(yùn)移的兩個主要機(jī)理包括吸附作用和半透膜效應(yīng)。吸附作用極大地延緩污染物穿過隔離墻屏障，而半透膜效應(yīng)作用下所形成的化學(xué)滲透、超濾和溶質(zhì)擴(kuò)散能力降低等因素綜合作用下減少污染溶液的溶質(zhì)通量通過。研究表明， 在酸環(huán)境下或是鹽溶液中膨潤土將(1)出現(xiàn)絮凝結(jié)構(gòu)；(2)存在顯著地解吸金屬離子的現(xiàn)象；C3)有效化學(xué)滲透系數(shù)降低，從而造成抗?jié)B性能降低、阻滯能力減弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有土 -膨潤土豎向隔離墻所存在的耐酸性能不佳、 膨潤土吸附重金屬離子易解吸以及由于施工中難以大量添加膨潤土使得墻體吸附能力無法得到提升的缺點，提供一種添加沸石的用于阻滯、隔離污染物的豎向隔離阻滯墻體的材料。沸石是沸石族礦物的總稱，是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸礦物。沸石的晶體結(jié)構(gòu)由硅(鋁)氧四面體連成三維的格架，格架中有各種大小不同的空穴和通道，具有很大的開放性。堿金屬或堿土金屬離子和水分子均分布在空穴和通道中，與格架的聯(lián)系較弱。不同的離子交換對沸石結(jié)構(gòu)影響很小，但使沸石的性質(zhì)發(fā)生變化。晶格中存在的大小不同空腔，可以吸取或過濾大小不同的其他物質(zhì)的分子。受到重金屬污染的土壤通常呈酸性，由此導(dǎo)致重金屬離子可大量溶解于土壤。申請人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)而摻入沸石粉的污染土可降其中鉛、鎘、鋅等重金屬離子溶解、運(yùn)移的能力，即起到固化重金屬離子的作用。沸石對重金屬起到固化作用的原因主要有以下三個方面(1)沸石的PH值較高且自身具有高耐酸性，有利于金屬離子吸附于土壤；(2)摻入沸石提高了土整體的陽離子交換容量；(3)添加沸石的土滲透性發(fā)生變化?；谏鲜鲅芯?，申請人提出一種添加沸石的用于阻滯、隔離污染物的豎向隔離阻滯墻體的材料，該材料包括粘性土、膨潤土和沸石(粒徑小于0. 5mm)，其干土(不計水)質(zhì)量百分比為1 0. 05-0. 1 0.1-0. 4，粘性土、膨潤土和沸石的質(zhì)量比優(yōu)選為 1 0. 075-0. 1 0. 2-0. 4。本發(fā)明在保持滲透系數(shù)小于10_9m/s并且壓縮性無顯著增大的前提下，其在酸環(huán)境下對金屬離子的吸附能力可提高14% 14%，可以有效提高工業(yè)污染場地及尾礦區(qū)尾礦廢液排泄的長期隔離效果。


圖1是不同沸石摻量下本發(fā)明吸附鉛離子的擬合等溫吸附曲線，其中，圖1-1為F 型、圖1-2為L型。圖2是不同沸石摻量下本發(fā)明的滲透系數(shù)隨土體孔隙比變化。
具體實施例方式以下結(jié)合室內(nèi)試驗結(jié)果對本發(fā)明做進(jìn)一步說明本發(fā)明包括粘性土、膨潤土和沸石三種原料，各實施例所采用的試驗原料選用鎮(zhèn)江地區(qū)產(chǎn)商用膨潤土、沸石及常州地區(qū)粘性土(以下簡稱粘土)，各原料的基本物理參數(shù)采用《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123-1999)進(jìn)行；陽離子交換容量測定采用《土工試驗規(guī)程》(水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL237-1999)，見表1。表1.黏土、膨潤土、沸石的基本物理特性
權(quán)利要求
1.一種用于阻滯、隔離污染物的豎向隔離阻滯墻體的材料，其特征在于包括粘性土、 膨潤土和沸石，其干土質(zhì)量比為1 0.05-0.1 0.1-0.4。
2.如權(quán)利要求1所述的用于阻滯、隔離污染物的豎向隔離阻滯墻體的材料，其特征在于粘性土、膨潤土和沸石的質(zhì)量比為1 0. 075-0. 1 0.2-0.4。
全文摘要
一種用于阻滯、隔離污染物的豎向隔離阻滯墻體的材料，包括粘性土、膨潤土和沸石，其質(zhì)量(干土質(zhì)量)比為1∶0.05-0.1∶0.1-0.4。本發(fā)明在保持滲透系數(shù)小于10-9m/s并且壓縮性無顯著增大的前提下，其在酸環(huán)境下對金屬離子的吸附能力可提高14％-24％，可以有效提高工業(yè)污染場地及尾礦區(qū)尾礦廢液排泄的長期隔離效果。
文檔編號C04B14/10GK102180610SQ201110040738
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者杜延軍, 范日東 申請人:東南大學(xué)