一種降解礦區土體重金屬離子污染裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種降解礦區土體重金屬離子污染裝置，其結構包括：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調節池（15）、閘門（16）、進水口（17）。本實用新型根據重金屬離子（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合，固化采礦區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生的重金屬懸浮物。有益效果：本實用新型不僅能高效降解采礦區重金屬離子，而且采用化學固化重金屬離子，不需要額外的動力裝置、經濟環保。
【專利說明】
一種降解礦區土體重金屬離子污染裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及土木工程中的環境工程領域，具體關于一種降解礦區土體重金屬離子污染裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，我國土壤重金屬污染事件頻發，不僅對耕地與農產品質量構成嚴重威脅，還直接損害民眾身體健康，影響社會穩定。重金屬污染源頭較多，礦產開采是導致土壤重金屬污染的源頭之一;其主要原因為礦區開采冶煉過程中，破壞了山體表面的植被導致含重金屬元素土壤暴露在空氣中，受降雨沖刷、坡面徑流等影響進入到農田中污染耕地;此外，由于開采過程中產生的大量工業廢水廢渣，未經過處理就直接排放到農田中，導致土壤嚴重污染。礦區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、化學修復、植物修復。物理性修復是指通過填埋、刮土、復土等措施將退化土地改造成可耕種土地;這是一種以實現礦區土地可進行農業耕種為目標的土壤修復工作，但此法僅適用于小面積的礦區修復，大面積采用此法修復工程量較大，工程造價較高。植物修復是通過植被根系吸收礦區土壤中的重金屬離子達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細菌將再次回到土壤中造成二次污染。化學修復具有成本低，降解重金屬成本低的特點廣泛應用于礦區重金屬修復中；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，可增加土壤表面負電荷對Cd2+吸附，另則是生成CdCO3沉淀，使其活性逐漸降低。
[0009]現有采用化學方法降解礦區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，提高土壤PH值來降解土壤中的重金屬離子；雖然能達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行收集；當土壤PH值改變時，可能造成第二次污染;并且不能從污染源頭解決問題。
【實用新型內容】
[0010]針對化學法在降解重金屬離子方面存在的問題，本實用新型公開了一種降解礦區土體重金屬離子污染裝置;采用以下技術方案，一種降解礦區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調節池、閘門、進水口；所述的閘門布設在矩形水渠的進水口處;所述重金屬懸浮物吸附板布設在矩形水渠上，采用卡槽式連接;所述重金屬離子固化板布設在矩形水渠上，采用卡槽式連接;所述沉淀池布設在矩形水渠的下方;所述的PH調節池布設在重金屬懸浮物吸附板與出水口之間；所述的閘門布設在PH調節池與出水口的連接處。
[0011]所述一種降解礦區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調節池均采用不透水混凝土澆筑而成，混凝土的抗滲壓力大于0.6MPa，矩形水渠的尺寸根據礦區廢水的最大排放量確定。
[0012]所述一種降解礦區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部采用活性炭填充，重金屬懸浮物吸附板沿水流流動方向的兩個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量和間距根據礦區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部采用氧化鈣填充，重金屬離子固化板沿水流流動方向的兩個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量和間距根據礦區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部采用三氯化鐵填充，重金屬離子固化板沿水流流動方向的兩個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量和間距根據礦區廢水的流速以及重金屬離子濃度確定。
[0016]本實用新型有益效果:一方面，本實用新型不僅能高效降解礦區廢水中的重金屬離子，而且能對降低活性的重金屬離子進行回收;另一方面，還能將采礦排放的廢水中的建筑垃圾進行凈化、PH值進行調節，保護耕地。
【附圖說明】
[0017]圖1為降解礦區重金屬離子裝置平面圖。
[0018]圖2為降解礦區重金屬離子裝置的立體圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型結構組合方式和實施步驟做進一步的說明。
[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調節池(15)、閘門(16)、進水口( 17);所述的閘門(2)布設在矩形水渠(I)的進水口(17)處;所述重金屬懸浮物吸附板(3)(6)(7)( 10)布設在矩形水渠(I)上，采用卡槽式連接;所述重金屬離子固化板(4)(5)(8)(9)布設在矩形水渠(I)上，采用卡槽式連接;所述沉淀池(13)(14)布設在矩形水渠(I)的下方;所述PH調節池(15)布設在重金屬懸浮物吸附板(10)與出水口( 12)之間；所述的閘門(11)布設在PH調節池(15)與出水口(12)之間。
[0021]1、含有重金屬離子的采礦區廢水流經進水口(17)由閘門(2)進入矩形水渠(I)。
[0022]2、重金屬懸浮物吸附板(3)吸附采礦區廢水中的砂、石等垃圾。
[0023]3、采礦區廢水流經重金屬離子固化板(4)(5)，固化板中的氧化鈣溶于水，營造一個堿性環境，促進重金屬離子降解。
[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、采礦區廢水流經重金屬離子固化板(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生的懸浮物通過重金屬懸浮物吸附板(10)吸附。
[0027]7、當重金屬懸浮量達到一定時，關閉進水口(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)進入沉淀池(13)( 14)中。
[0028]8、已除去重金屬離子的廢水進入到PH調節池中，檢測廢水的PH值，調節至植物生長所適應的PH值，通過閘門(11)和出水口( 12 )排出。
【主權項】
1.一種降解礦區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調節池(15)、閘門(16)、進水P(17);所述的閘門(2)布設在矩形水渠(I)的進水口(17)處;所述重金屬懸浮物吸附板(3)(6)(7)(10)布設在矩形水渠(I)上，采用卡槽式連接;所述重金屬離子固化板(4)(5)(8)(9)布設在矩形水渠(I)上，采用卡槽式連接;所述沉淀池(13)(14)布設在矩形水渠(I)的下方；所述PH調節池(15)布設于重金屬懸浮物吸附板(10)與出水口(12)之間；所述的閘門(11)布設在PH調節池(15)與出水口(12)之間。2.根據權利要求1所述的一種降解礦區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調節池(15)均由不透水混凝土澆筑而成，混凝土的抗滲壓力大于0.6MPa，矩形水渠的尺寸根據礦區廢水的最大排放量確定。3.根據權利要求1所述的一種降解礦區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.根據權利要求1所述的一種降解礦區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部采用活性炭填充，重金屬懸浮物吸附板沿水流流動方向的兩個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量和間距根據礦區廢水的流速以及重金屬離子濃度確定。5.根據權利要求1所述的一種降解礦區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部采用氧化鈣填充，重金屬離子固化板沿水流流動方向的兩個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量和間距根據礦區廢水的流速以及重金屬離子濃度確定。6.根據權利要求1所述的一種降解礦區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部采用三氯化鐵填充，重金屬離子固化板沿水流流動方向的兩個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量和間距根據礦區廢水的流速以及重金屬離子濃度確定。
【文檔編號】C02F103/10GK205556323SQ201620391966
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】何忠明, 鄧喜, 付宏淵, 曾鈴, 王瓊, 李傳常
【申請人】長沙理工大學