[发明专利]一种用于土壤污染的多层次修复装置

说明书

本发明涉及一种用于土壤污染的多层次修复装置，包括环绕于土壤污染区域外周设置的隔水墙、设置于土壤污染区域内的若干个注水口、与隔水墙连通的储液槽、以及与储液槽连接的水处理设备，注水口位于相对于储液槽所在位置的另一端，储液槽位于地表之下，隔水墙与储液槽的连通区域设置有可渗透反应墙，隔水墙的上端凸出于土壤污染区域的平均地表高度，隔水墙的下端嵌入至土壤污染区域的地下隔水层内。本修复装置能够同时对土壤中的有机污染物以及重金属污染物进行处理，采用多级分层处理，更好的对受污染土壤进行修复。够显著降低土壤重金属含量以及有机污染物含量，保障生态安全。

技术领域

本发明涉及一种用于土壤污染的多层次修复装置。

背景技术

重金属是一类典型的环境污染物，其相对原子质量在63.5～200.6，密度大于5.0，包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的重元素，及锌、铜、钴、镍、锡等具有一定毒性的一般重金属。水中重金属以多种形式存在，主要有离子交换态、金属盐结合态、有机物结合态和残渣态等，其中以结合态、交换态的毒性最大，残存态的活性毒性最小，如甲基汞要比汞的其他形态毒性要强。重金属不易被生物降解，可在生物体内富集，如重金属Cd元素是致癌物质，进入人体后能长时间滞留，在生物体内的半衰期长达20～40a。汞可与生物体内蛋白质中的巯基高度亲和，生成硫醇盐，进而抑制蛋白质的合成。Cd会导致骨矿密度降低，增加骨折发生机率，人体摄入过量会引起各器官一系列病变。

随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用，造成土壤重金属污染日益严重。重金属污染物不能被化学或生物降解、易通过食物链途径在植物，动物和人体内积累、毒性大，对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁。我国土壤中有机污染呈不断恶化的趋势，这类有机污染物主要以氯代烃类污染物最为常见。氯代烃自二十世纪中叶起被大量应用到工业中，用于作为电子元器件的清洗剂以及有机物溶剂。氯代烃一旦进入人体，会加大致癌、致畸、突变的风险，是一种对环境及生物产生严重影响的有机污染物。

综上所示，研制能够同时修复有机污染以及重金属污染的装置是土壤修复领域未来发展的方向。

发明内容

本发明公开了一种用于土壤污染的多层次修复装置，包括环绕于土壤污染区域外周设置的隔水墙、设置于土壤污染区域内的若干个注水口、与隔水墙连通的储液槽、以及与储液槽连接的水处理设备，注水口位于相对于储液槽所在位置的另一端，储液槽位于地表之下，隔水墙与储液槽的连通区域设置有可渗透反应墙，隔水墙的上端凸出于土壤污染区域的平均地表高度，隔水墙的下端嵌入至土壤污染区域的地下隔水层内。

在其中一个实施例中，所述可渗透反应墙为多层复合结构，其由土壤污染区域至储液槽的方向依次包括重金属处理层和有机污染处理层。

在其中一个实施例中，所述有机污染处理层由土壤污染区域至储液槽的方向依次包括砾石填料层、零价铁反应填料层、生物反应填料层和活性炭填料层。

在其中一个实施例中，所述重金属处理层内填充有包括如下重量份的填料：钢渣3~7份、椰子壳活性炭2~5份、纳米二氧化钛0.3~0.8份。单一的材料在去除重金属时存在去除能开不高或者仅限于去除某内重金属成分的缺点，因此采用不同配比的复合的反应填充材料以确保能够对土壤中的多种重金属进行修复。钢渣中含有CaO等碱性物质，易于与重金属和有机物发生沉淀。钢渣具有多孔结构以及良好的过滤性能和吸附性能，能对水体中的镉、铅、砷、汞、磷等元素进行反应和吸附，并且钢渣也是良好的土壤改良剂，能够使土壤pH升高，土壤中活性硅含量增加，有利于提供土壤中硅元素的供应。

活性炭具有多级、大量、有序排列的微孔，因此孔容大、孔径大，比表面积大，吸附性能强。活性炭具有较强的吸附性和催化性能，原料充足且安全性高，耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂、易再生等优点，对水中重金属有较强的吸附能力，可以有效吸附Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺等重金属离子，对水质浑浊有明显的澄清作用，可以除去水中的异臭、异味，对细菌也有极好的过滤作用。