一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置，其結(jié)構(gòu)包括：矩形水渠（1）、閘門（2）、重金屬離子固化板（4）（5）（8）（9）、重金屬懸浮物吸附板（3）（6）（7）（10）、閘門（11）、出水口（12）、沉淀池（13）（14）、PH調(diào)節(jié)池（15）、閘門（16）、進(jìn)水口（17）。本實(shí)用新型根據(jù)重金屬離子（As、Pb、Cd、Cu、Zn）在堿性以及三氯化鐵條件下極易固化的原理，重金屬離子固化板中的氧化鈣、三氯化鐵與廢水中的重金屬離子結(jié)合，固化采礦區(qū)廢水中的重金屬離子，并用重金屬懸浮物吸附板吸附固化產(chǎn)生的重金屬懸浮物。有益效果：本實(shí)用新型不僅能高效降解采礦區(qū)重金屬離子，而且采用化學(xué)固化重金屬離子，不需要額外的動(dòng)力裝置、經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
【專利說明】
一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及土木工程中的環(huán)境工程領(lǐng)域，具體關(guān)于一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國土壤重金屬污染事件頻發(fā)，不僅對耕地與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量構(gòu)成嚴(yán)重威脅，還直接損害民眾身體健康，影響社會(huì)穩(wěn)定。重金屬污染源頭較多，礦產(chǎn)開采是導(dǎo)致土壤重金屬污染的源頭之一;其主要原因?yàn)榈V區(qū)開采冶煉過程中，破壞了山體表面的植被導(dǎo)致含重金屬元素土壤暴露在空氣中，受降雨沖刷、坡面徑流等影響進(jìn)入到農(nóng)田中污染耕地;此外，由于開采過程中產(chǎn)生的大量工業(yè)廢水廢渣，未經(jīng)過處理就直接排放到農(nóng)田中，導(dǎo)致土壤嚴(yán)重污染。礦區(qū)重金屬污染的類型較多，主要以鎘(Cd)、鉛(Pb)、砷(As)、鋅(Zn)、銅(Cu)等污染為主。
[0003]目前針對礦區(qū)重金屬對土壤污染問題提出了多種降解重金屬方法包括:物理性修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、植物修復(fù)。物理性修復(fù)是指通過填埋、刮土、復(fù)土等措施將退化土地改造成可耕種土地;這是一種以實(shí)現(xiàn)礦區(qū)土地可進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕種為目標(biāo)的土壤修復(fù)工作，但此法僅適用于小面積的礦區(qū)修復(fù)，大面積采用此法修復(fù)工程量較大，工程造價(jià)較高。植物修復(fù)是通過植被根系吸收礦區(qū)土壤中的重金屬離子達(dá)到降解土壤中重金屬含量，但此法降解重金屬的效率較低，而且富積有重金屬的植被經(jīng)細(xì)菌將再次回到土壤中造成二次污染?；瘜W(xué)修復(fù)具有成本低，降解重金屬成本低的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于礦區(qū)重金屬修復(fù)中；其原理為通過提高土壤的PH值，降低重金屬的溶解性，從而有效地降低植物體的重金屬濃度。降解重金屬的原理如下圖所示:
[0004]Pb2++2(0H)— -^Pb(OH)2I
[0005]Cu2++2(0H)— -^Cu(OH) 2丄
[0006]Fe3++H2 AsO4^FeAsO4I+ 2^
[0007]Fe3++HAs042— -^FeAsO4I
[0008]Cd的活性通常受土壤酸堿性的影響很大，隨著PH升高，可增加土壤表面負(fù)電荷對Cd2+吸附，另則是生成CdCO3沉淀，使其活性逐漸降低。
[0009]現(xiàn)有采用化學(xué)方法降解礦區(qū)重金屬離子的方法基本都是通過向土壤中噴灑一定量的生石灰、高爐灰、礦渣、粉煤灰等堿性物質(zhì)，提高土壤PH值來降解土壤中的重金屬離子；雖然能達(dá)到降解重金屬離子的目的，但是不能對較好地對降低活性的重金屬進(jìn)行收集；當(dāng)土壤PH值改變時(shí)，可能造成第二次污染;并且不能從污染源頭解決問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]針對化學(xué)法在降解重金屬離子方面存在的問題，本實(shí)用新型公開了一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置;采用以下技術(shù)方案，一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置包括:矩形水渠、閘門、重金屬離子固化板、重金屬懸浮物吸附板、閘門、出水口、沉淀池、PH調(diào)節(jié)池、閘門、進(jìn)水口；所述的閘門布設(shè)在矩形水渠的進(jìn)水口處;所述重金屬懸浮物吸附板布設(shè)在矩形水渠上，采用卡槽式連接;所述重金屬離子固化板布設(shè)在矩形水渠上，采用卡槽式連接;所述沉淀池布設(shè)在矩形水渠的下方;所述的PH調(diào)節(jié)池布設(shè)在重金屬懸浮物吸附板與出水口之間；所述的閘門布設(shè)在PH調(diào)節(jié)池與出水口的連接處。
[0011]所述一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置其特征在于，所述的矩形水渠、沉淀池、PH調(diào)節(jié)池均采用不透水混凝土澆筑而成，混凝土的抗?jié)B壓力大于0.6MPa，矩形水渠的尺寸根據(jù)礦區(qū)廢水的最大排放量確定。
[0012]所述一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置其特征在于，所述的閘門由鋼筋混凝土制成。
[0013]所述一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置其特征在于，所述的重金屬懸浮物吸附板為頂部開口，底部密封，四周采用鋼板焊接而成，重金屬懸浮物吸附板內(nèi)部采用活性炭填充，重金屬懸浮物吸附板沿水流流動(dòng)方向的兩個(gè)面采用不銹鋼多孔板，小孔的孔徑為1_，重金屬懸浮物吸附板的數(shù)量和間距根據(jù)礦區(qū)廢水的流速以及重金屬離子濃度確定。
[0014]所述一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置其特征在于，所述的重金屬離子固化板為頂部開口，底部密封，四周采用鋼板焊接而成，重金屬離子固化板內(nèi)部采用氧化鈣填充，重金屬離子固化板沿水流流動(dòng)方向的兩個(gè)面采用不銹鋼多孔板，小孔的孔徑為1mm，重金屬離子固化板的數(shù)量和間距根據(jù)礦區(qū)廢水的流速以及重金屬離子濃度確定。
[0015]所述一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置其特征在于，所述的重金屬離子固化板為頂部開口，底部密封，四周采用鋼板焊接而成，重金屬離子固化板內(nèi)部采用三氯化鐵填充，重金屬離子固化板沿水流流動(dòng)方向的兩個(gè)面采用不銹鋼多孔板，小孔的孔徑為1mm，重金屬離子固化板的數(shù)量和間距根據(jù)礦區(qū)廢水的流速以及重金屬離子濃度確定。
[0016]本實(shí)用新型有益效果:一方面，本實(shí)用新型不僅能高效降解礦區(qū)廢水中的重金屬離子，而且能對降低活性的重金屬離子進(jìn)行回收;另一方面，還能將采礦排放的廢水中的建筑垃圾進(jìn)行凈化、PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，保護(hù)耕地。
【附圖說明】
[0017]圖1為降解礦區(qū)重金屬離子裝置平面圖。
[0018]圖2為降解礦區(qū)重金屬離子裝置的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)組合方式和實(shí)施步驟做進(jìn)一步的說明。
[0020]如圖1、圖2所示，分別為矩形水渠(I)、閘門(2)、重金屬離子固化板(4)、重金屬離子固化板(5)、重金屬離子固化板(8)、重金屬離子固化板(9)、重金屬懸浮物吸附板(3)、重金屬懸浮物吸附板(6)、重金屬懸浮物吸附板(7)、重金屬懸浮物吸附板(10)、閘門(11)、出水口( 12)、沉淀池(13)、沉淀池(14)、PH調(diào)節(jié)池(15)、閘門(16)、進(jìn)水口( 17);所述的閘門(2)布設(shè)在矩形水渠(I)的進(jìn)水口(17)處;所述重金屬懸浮物吸附板(3)(6)(7)( 10)布設(shè)在矩形水渠(I)上，采用卡槽式連接;所述重金屬離子固化板(4)(5)(8)(9)布設(shè)在矩形水渠(I)上，采用卡槽式連接;所述沉淀池(13)(14)布設(shè)在矩形水渠(I)的下方;所述PH調(diào)節(jié)池(15)布設(shè)在重金屬懸浮物吸附板(10)與出水口( 12)之間；所述的閘門(11)布設(shè)在PH調(diào)節(jié)池(15)與出水口(12)之間。
[0021]1、含有重金屬離子的采礦區(qū)廢水流經(jīng)進(jìn)水口(17)由閘門(2)進(jìn)入矩形水渠(I)。
[0022]2、重金屬懸浮物吸附板(3)吸附采礦區(qū)廢水中的砂、石等垃圾。
[0023]3、采礦區(qū)廢水流經(jīng)重金屬離子固化板(4)(5)，固化板中的氧化鈣溶于水，營造一個(gè)堿性環(huán)境，促進(jìn)重金屬離子降解。
[0024]4、重金屬離子(Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+)以懸浮物的形式降解后，通過重金屬懸浮物吸附板(6)(7)吸附并收集。
[0025]5、采礦區(qū)廢水流經(jīng)重金屬離子固化板(8)(9)，固化板中的三氯化鐵溶于水，在重金屬固化板(4)(5)形成的堿性條件下，將重金屬離子(As)固化。
[0026]6、重金屬離子固化后產(chǎn)生的懸浮物通過重金屬懸浮物吸附板(10)吸附。
[0027]7、當(dāng)重金屬懸浮量達(dá)到一定時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水口(17)處的閘門(2)，重金屬吸附板吸附的重金屬懸浮物通過閘門(16)進(jìn)入沉淀池(13)( 14)中。
[0028]8、已除去重金屬離子的廢水進(jìn)入到PH調(diào)節(jié)池中，檢測廢水的PH值，調(diào)節(jié)至植物生長所適應(yīng)的PH值，通過閘門(11)和出水口( 12 )排出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置，包括:矩形水渠(1)、閘門(2)、重金屬離子固化板(4)、重金屬離子固化板(5)、重金屬離子固化板(8)、重金屬離子固化板(9)、重金屬懸浮物吸附板(3)、重金屬懸浮物吸附板(6)、重金屬懸浮物吸附板(7)、重金屬懸浮物吸附板(10)、閘門(11)、出水口 (12)、沉淀池(13)、沉淀池(14)、PH調(diào)節(jié)池(15)、閘門(16)、進(jìn)水P(17);所述的閘門(2)布設(shè)在矩形水渠(I)的進(jìn)水口(17)處;所述重金屬懸浮物吸附板(3)(6)(7)(10)布設(shè)在矩形水渠(I)上，采用卡槽式連接;所述重金屬離子固化板(4)(5)(8)(9)布設(shè)在矩形水渠(I)上，采用卡槽式連接;所述沉淀池(13)(14)布設(shè)在矩形水渠(I)的下方；所述PH調(diào)節(jié)池(15)布設(shè)于重金屬懸浮物吸附板(10)與出水口(12)之間；所述的閘門(11)布設(shè)在PH調(diào)節(jié)池(15)與出水口(12)之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置，其特征在于，所述的矩形水渠(I)、沉淀池(13) (14)、PH調(diào)節(jié)池(15)均由不透水混凝土澆筑而成，混凝土的抗?jié)B壓力大于0.6MPa，矩形水渠的尺寸根據(jù)礦區(qū)廢水的最大排放量確定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置，其特征在于，所述的閘門(2) (11) (16)由鋼筋混凝土澆筑而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置，其特征在于，所述的重金屬懸浮物吸附板(3)(6)(7)(10)為頂部開口，底部密封，四周采用鋼板焊接而成，重金屬懸浮物吸附板內(nèi)部采用活性炭填充，重金屬懸浮物吸附板沿水流流動(dòng)方向的兩個(gè)面采用不銹鋼多孔板，小孔的孔徑為1_，重金屬懸浮物吸附板的數(shù)量和間距根據(jù)礦區(qū)廢水的流速以及重金屬離子濃度確定。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置，其特征在于，所述的重金屬離子固化板(4)(5)為頂部開口，底部密封，四周采用鋼板焊接而成，重金屬離子固化板內(nèi)部采用氧化鈣填充，重金屬離子固化板沿水流流動(dòng)方向的兩個(gè)面采用不銹鋼多孔板，小孔的孔徑為1mm，重金屬離子固化板的數(shù)量和間距根據(jù)礦區(qū)廢水的流速以及重金屬離子濃度確定。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降解礦區(qū)土體重金屬離子污染裝置，其特征在于，所述的重金屬離子固化板(8)(9)為頂部開口，底部密封，四周采用鋼板焊接而成，重金屬離子固化板內(nèi)部采用三氯化鐵填充，重金屬離子固化板沿水流流動(dòng)方向的兩個(gè)面采用不銹鋼多孔板，小孔的孔徑為1_，重金屬離子固化板的數(shù)量和間距根據(jù)礦區(qū)廢水的流速以及重金屬離子濃度確定。
【文檔編號(hào)】C02F103/10GK205556323SQ201620391966
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】何忠明, 鄧喜, 付宏淵, 曾鈴, 王瓊, 李傳常
【申請人】長沙理工大學(xué)