专利名称：消除或降低地面上排出的污染物有害性的方法
技术领域：
本发明涉及消除或至少是降低地面上排放(贮存)的污染物如红泥有害性的方法。
已知世界范围内各工业部门，生产企业，服务业以及其它行业会排放出日益增长的大量废物，污染物，甚至是有毒物质，这些物质自由贮存在地面上，如作为氧化铝生产副产物沉积出的红泥以及电厂烟灰等。这些物质可按水力方式堆积成所谓的废物场，这对环境意味着大量并广为扩散的污染源。污染物从该污染源进入地下水，其中首先将其溶解，然后随天然地下水流先进入污染源如贮存区下土壤的直接接触区域，之后再从此扩散开去并污染一定范围的地下水源，致使地下水不能用作引用水甚至不能用于灌溉或其它目的，同时使污染源附近的耕地收成受损害或至少是受到限制。
本发明的目的是提出可消除或至少是降低地面上堆积(贮存)污染物有害于环境(污染地下水)的作用的方法。
本发明基于这样一种认识，即只要能在地下给污染源下的土壤设立防水或至少是准防水壁，即可阻止土壤里受污染地下水从中流出，其中通过地面下设底拱构成排水沟并导出其中汇集的受污染地下水即可防止受污染地下水上升到地面。另一种认识是，通常的大面积地下防水壁可使污染(清洁)地下水位上升一定程度，致使污染源附近区域成为沼泽地而不适宜农业耕作，但可这样来加以避免，即将未受污染水经人为保持在一定高度。
依据这些认识，本发明提出的任务可采用这样的一种方法来解决，该法的基本特征在于，给污染源下的土壤完全或部分设立至少是部分防水壁。防水壁以外的土壤内防水壁所阻挡水位通过从该区域向外排水而保持在不超过预先确定的地面下深度;而从防水壁内的土壤中排出来自其中汇集并加以阻挡的受污染水为维持同样是预先确定的地下最低深度处形成的水位所需水量(与防水壁外汇集和排出的水分开)。地上即一般的生长土上就有含大量也可能危险的废物贮料形态的受污染土壤，这样一来冷凝水以及有时的工艺水即可排除污染物(污染物如电厂烟尘或作为氧化铝生产副产物排出的红泥大多数情况下以水力方式进入贮料)。(污染物应形成贮料池中的壁或/和以堆料形式形成往往为危险或不危险废物的大量堆积贮料)。根据本发明，如果给含污染物的贮料设立防水壁(一般为准防水壁)，则防水壁内受污染水位就会上升，其中可因防水壁加给流动地下水的阻挡作用而同时使未受污染的清洁地下水位提高。用我们的方法可通过调节水位而将受污染和未受污染地下水分开，借此可有效地起到环境保护作用，尤其是有效地保护地下水源质量以及农业耕作土壤的质量，其中将其与受污染(污染)土壤分开并建立起具有与此相同(或不同但其结构适于透过地下渗漏污染水)的地质构造区。
按该法的有利实施方式，从防水壁内外的土壤中可通过地面下沿防水壁设立底拱构成的内排水沟以及外排水沟汇集受阻挡水，其中将内排水沟汇集的受污染水送到处理地点或/和应用地点(如作为污染物水力输送系统中的回水)或/和返回污染物表面;而将外排水沟汇集的水送入生活用水池如送入其水流或/和应用地点。
本发明设施的特点是其中具有将污染物下土壤部分或完全围起来并冒出地面以及以其下端连入防水底土层的至少部分防水壁，沿该防水壁内外均设有排水沟，其中排水沟底拱处于地面下并且内外排水沟均与集水池相连。
按优选实施例受污染水集水池为装有泵或泵设备的贮水池，受污染水从中流到处理地点如净化地点或/和应用地点如送入污染物水力输送体系中设置的重力或/和压力管道。此外，有利的是与排水沟相连的集水池为装有泵或泵设备的贮水池或/和其它常规贮水设施，并用重力或/和压力管道与饮用水排水管(排水池)或/和用水地点如工业用水地点相连，以及内外排水沟平行或基本上平行地设置在防水壁两侧。
按本发明另一特点，在防水壁内外两侧都设置地下水位观察井。防水壁可规则地与水平面垂直设置，但也可部分或完全倾斜设置，并且一般是用延迟硬化材料或粘土制成的槽壁或/和用延迟硬化材料制成的密封板或/和板柱壁构成的。达到准防水性的某些板柱壁和槽壁，密封板以及类似壁的建造方式和施工技术一般是已知的。
现参照表明本发明设施优选实施例的附图详述本发明，其中
图1为设施俯视图;
图2为图1沿A-A线的纵剖面图。
图1和2中用2表明了地面t上存放的污染物，本发明中对应于箭头a为以水力方式输送的红泥，一般可按已知方法用其堆成废物堆。贮料2的轮廓在图1中用点划线k标明。堆放受污染物2的表面周围围有地面t下连入通常位于1-20m深度(并预先通过钻探而在地下确立的)防水土层11(底层即粘土层)的防水壁3，并且在本实施例情况下为垂直设置，而在图1中用连续迹线标明，这同时也是假定地下污染传播界线。防水壁3用可永久或至少是长期阻止或大幅度降低地下水渗透的材料制成并这样达到准防水。防水壁3可用例如由延迟硬化材料或/和粘土制成的槽壁或密封板构成，优选是能抵抗污染物2滤出溶液的腐蚀作用。
用防水壁3围起来的区域一方面可接收水力输送的污染物2，另一方面又可从地面降水中保证基本上连续供水，借此使围起来并且一般为透水的土壤10中的水位上升。另一方面，防水壁3一般是这样围起来的，即使其可大规模地阻止围起来的土壤10周围的土壤1b中的地下按箭头所示方向流动(已知地下水一般按一定方向流动)，这样一来外围土壤中的水位也会因地下流道上构成障碍的防水壁的阻挡作用而上升。
因此一方面是围起来的土壤10中的地下水以及另一方面防水壁3外围土壤中上升的地下水均不会到达地面t，并且相互决不会混和，不同质量的地下水可这样加以分开，即平行于或基本平行于防水壁3的迹线设置图1中用点划线标明的内排水沟4和用短线标明的外排水沟5，这两条排水沟的轮廓可从图2中看清。内排水沟4在防水壁3和污染物贮料2的边线k之间并且与防水壁3之间的距离b与外排水沟5与该壁之间的距离c一样可根据具体地点来加以选择。
内排水沟4在集水池如贮水池6方向上有一定落差，这在图1中已用其点划线上标出的箭头表示出来。泵送设备也属于集水池6。外排水沟则汇入集水池7，其方向上也设置了一定落差，如图1短线标出的箭头所示。而且该贮水池7也可为例如贮水池或其它常规贮水设施。
属于该设施的还有地下水观察井12，设于防水壁3两侧以及外排水沟5外侧。
图1和2所示设施按下述方式进行工作。
箭头1方向上流动的地下水平均水位在图2中用参考号9标出。这一平均水位的地下水在防水壁上直线上升，但不可能到达地面t，因为这种水会进入排水沟5，并在其中于地面t下m深度处以上升水位9流入集水池7，然后从中按重力方式或/和其它人工方法如用泵通过压力管道(只要符合环境保护规定)将纯水排入生活用水池15或/和输送到纯水应用地点如工业用水设备(未示出)。换句话说，排水沟5以所谓的重力方式对具有水位9的地下水的浸出(这一过程在图1中用箭头1/A标明)产生影响并还可将按箭头1/B方向流动的表面水(降水)汇集起来。m值(图2)可这样来选择，即让地下水保持在地面t下足够的深度处，从而保证表面层土壤免遭损害如变为沼泽地。
在防水壁3围起来的土壤10中地下水根据降水量并且相反的是首先是由于以水力方式按箭头a输入的贮料中所含水量而从已有的水位8上升到水位9，但不会超过在稍为高于防水壁3的高度设置的堤17，并且按此就不会使外面的纯水受到污染。内排水沟4同样以重力方式如前述外排水沟5影响外围地下水的浸出一样影响内部地下水的浸出，但汇集起来的污染水从内排水沟4汇入与集水池7完全分开的集水池6中，然后从中或以重力方式或/和以人工方式如用泵和压力管道按短线箭头14方向送到污水净化或处理地13(有时也送到应用地点)或/和按箭头上标明的方式作为“回水”送回水力输送系统。当然也还有可能将至少一部分汇集起来的受污染水从集水池6回送到污染物贮料如红泥堆2的表面，然后从中部分蒸发掉，部分作循环水源从该体系沉降后进一步汇入水力输送过程。
本发明优点可总结如下本发明重要的基本优点是在污染源(受污染土壤)内外的阻挡范围内可通过防水或至少是透水性最低(准防水性)防水壁对地下水位进行调节，并因此而消除或至少是大大降低对地下水的污染。由此而得以消除防水壁外侧在其它情况下因阻挡使地下水上升而出现或产生的有害现象(如因不断浸出地下水导致形成沼泽地并因而毁坏了农业耕作土壤以及一般还会出现的降低收成等)。因此本发明可消除或至少是降低地区性污染或大大缩小污染范围并且同时还可保证围绕污染源的农业耕作土壤得到利用。
当然本发明决不应限于上述实施例，而是可在权利要求书定义的保护范围内以任何方式得以实施。
权利要求
1.消除或降低地面上堆积污染物有害于环境的作用的方法，其特征在于，给污染物(2)下的土壤(10)完全或部分设立至少是部分防水壁(3)；防水壁(3)以外的土壤(16)内防水壁(3)所阻挡地下水位(9)通过从该区域向外排水而保持在不超过预先确定的地面(t)下的深度(m2)；而从防水壁(3)内的土壤(10)中排出来自其中汇集并加以阻挡的受污染水为维持同样是预先确定的地面(t)下最低深度(m1)处形成的水位(m1)所需水量[与防水壁(3)外汇集和排出的水分开]。
2.权利要求1的方法，其特征在于，从防水壁(3)内外的土壤(10，16)中可通过地面(t)下沿防水壁(3)设立底拱构成的内排水沟(4)和外排水沟(5)汇集受阻挡水，其中将内排水沟(4)汇集的受污染水送到处理地点(13)或/和应用地点(如作为污染物水力输送系统中的回水)或/和返回污染物表面;而将外排水沟(5)汇集的水送入生活用水排水管(排水池)如送入其水流或/和应用地点。
3.消除或降低地面上堆积污染物有害于环境的作用的设施，其特征在于，其中具有将污染物(2)下土壤(10)部分或完全围起来并冒出地面(t)以及其下端连入防水底土层(11)的至少部分防水壁(3)，沿该防水壁(3)内外均设有排水沟(4，5)，其中排水沟底拱处于地面(t)下并且内外排水沟(4，5)均与集水池(6，7)相连。
4.权利要求(3)的设施，其特征在于，受污染水集水池(16)为装有泵或泵设备的贮水池，受污染水从中流到处理地点如净化地点(13)或/和应用地点如送入污染物水力输送体系中设置的重力或/和压力管道(14)。
5.权利要求3或4的设施，其特征在于，与外排水沟相连的集水池(7)为装有泵或泵设备的贮水池或/和其它常规贮水设施，并用重力或/和压力管道与饮用水排水管(15)(排水池)或/和用水地点如工业用水地点相连。
6.权利要求3-5之一的设施，其特征在于，内外排水沟(4，5)以间距(a，b)平行或基本上平行地设置在防水壁(3)两侧。
7.权利要求3-6之一的设施，其特征在于，防水壁(3)两侧设有内外观察升(12)。
8.权利要求3-7之一的设施，其特征在于，防水壁(3)垂直或/和倾斜设置。
9.权利要求3-8之一的设施，其特征在于，防水壁(3)用延迟硬化材料或粘土制成的槽壁或/和用延迟硬化材料制成的密封板或/和板柱壁构成。
全文摘要
一般以水力方法输送到某一表面并且一般是大量存在的污染物如氧化铝生产过程中作为副产物产生的红泥下的土壤(10)可用准防水壁(3)围起来。该土壤(10)内的受阻挡水可用内排水沟(4)汇集并排出。防水壁(3)外土壤(16)内的受阻挡水可用外排水沟(5)汇集并排入生活用水管(15)或应用地点。这样可将污染水和未污染水分开，防止清洁地下水受污染并消除防水壁(3)外因受阻挡而上升的水危害外围区域如变为沼泽地的危险(图1)。
文档编号E03B3/32GK1037004SQ8810364
公开日1989年11月8日 申请日期1988年6月16日 优先权日1987年6月17日
发明者佳诺斯·阿斯波斯, 艾丽斯·克斯柯斯, 卡罗里·埃姆伯, 阿姆布鲁斯·吉阿马, 阿迪拉·马丁, 加伯·迈尔, 拉约斯·莫尔纳, 克萨巴·内米斯, 加伯·雷多, 拉兹罗·扎雷迪, 约兹色夫·佐勒 申请人:建筑工程公司