铬污染土壤修复的异位反应系统及该系统的布置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土壤修复技术领域，特别涉及一种铬污染土壤修复的异位反应系统及 该系统的布置方法。
【背景技术】
[0002] 六价铬是一种典型的重金属污染物，具有毒性大、迀移性强等特点，给当地环境和 人体健康造成巨大威胁。在相关环境保护规划中，六价铬被列为重点关注重金属污染物之 一，未来将开展大规模六价铬污染修复工作。当前，六价铬污染修复多采用异位修复。以往 修复过程中，大多将土壤清挖出地表后，转运至特定的构筑物或反应器中处理。构筑物一般 为混凝土结构，需要占用较大的场地空间，基础设施建设周期长、成本高，不利于一些中小 型项目使用，设备运行过程中，产生大量能耗，修复完成后，反应器或构筑物需要拆除，费时 费力且成本高；反应器的处理能力有限，延长工期，在中型、大型项目上不便使用。
[0003] 此外，在反应器或构筑物中的反应混合物与空气直接接触，为氧化环境，不适用于 厌氧修复如铬污染土壤修复，还原稳定化效率低，含有铬污染物的尘土直接逸散到大气中， 造成空气质量下降，甚至危害周围敏感受体。因此，为防止发生二次污染，铬污染土壤修复 过程中需要严格避免修复土壤与外界土壤的接触，需要一种专门的异位反应系统及该系统 的布置方法。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种铬污染土壤修复的异位反应系统及该系统的布置方法， 解决现有土壤修复系统所用的混凝土构筑物需要占用较大的场地空间、基础设施建设周期 长、成本高、不利于一些中小型项目使用且设备运行过程中产生大量能耗、修复完成后需要 拆除、费时费力且成本高的技术问题，以及反应器的处理能力有限、工期长、在中型大型项 目上不便使用的问题；还解决构筑物不密封，在进行土壤修复时、含有对人体有害的污染物 的尘土直接逸散到大气中，造成空气质量下降甚至危害周围敏感受体的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 一种铬污染土壤修复的异位反应系统，包括反应池和堆置于反应池内的土壤堆体，其 特征在于：所述反应池包括池体和围在池体周围的挡土墙，所述池体的底面和侧壁铺有膨 润土垫，所述膨润土垫上依次铺设一层防渗膜和一层土工布；所述防渗膜和土工布的边沿 伸出池体并从挡土墙的墙根穿到挡土墙外侧，尾端从外侧埋入挡土墙中固定；所述反应池 内还铺设有用于补给修复药剂和水分的补充管网，土壤堆体的上表面覆盖有苫盖膜，所述 苫盖膜的边沿从内测埋入挡土墙中固定，完整苫盖土壤堆体形成阻止空气与土壤堆体直接 接触的封闭反应系统。
[0006] 优选的，所述防渗膜为高密度聚乙烯膜，所述土工布为非织造土工布或兼具防渗 和保护功能的复合土工材料。
[0007] 进一步的，所述苫盖膜为聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚苯乙烯膜。
[0008] 进一步的，所述补充管网包括两层，一层紧贴土壤堆体的上表面设置，另一层埋在 土壤堆体内部。
[0009] 进一步的，所述池体的侧壁为斜坡。
[0010] 进一步的，所述挡土墙为盖压在土工布之上的墙体，是水泥墙、土墙或用标砖、粉 煤灰砖或煤矸石砖砌筑成的砖墙。
[0011] 进一步的，所述土壤堆体的堆高为1~5 m，堆体边坡坡比为1:1~1:3。
[0012] 本发明还提供一种上述的铬污染土壤修复的异位反应系统的布置方法，其特征在 于，包括如下步骤： 步骤一、确定污染土壤与修复药剂的总方量； 步骤二、计算土壤堆体尺寸：根据计算出的污染土壤实际总方量，确定反应池底长、底 宽、顶长、顶宽尺寸，并按下式计算土壤堆体的堆高：
【主权项】
1. 一种铬污染土壤修复的异位反应系统，包括反应池和堆置于反应池内的土壤堆体 (2)，其特征在于：所述反应池包括池体和围在池体周围的挡土墙（9)，所述池体的底面和 侧壁铺有膨润土垫（5)，所述膨润土垫上依次铺设一层防渗膜（4)和一层土工布（3);所述 防渗膜（4)和土工布（3)的边沿伸出池体并从挡土墙的墙根穿到挡土墙外侧，尾端从挡土 墙外侧埋入挡土墙中固定；所述土壤堆体（2)的上表面覆盖有苫盖膜（1)，所述苫盖膜（1) 的边沿从内测埋入挡土墙（9)中固定，完整苫盖土壤堆体形成阻止空气与土壤堆体（2)直 接接触的封闭反应系统；所述土壤堆体（2)上铺设有用于补给修复药剂和水分的补充管网 (8)〇
2. 根据权利要求1所述的一种铬污染土壤修复的异位反应系统，其特征在于：所述防 渗膜（4)为高密度聚乙烯膜，所述土工布（3)为非织造土工布或兼具防渗和保护功能的复 合土工材料。
3. 根据权利要求1所述的一种铬污染土壤修复的异位反应系统，其特征在于：所述苫 盖膜（1)为聚氯乙烯膜、低密度聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚苯乙烯膜。
4. 根据权利要求1所述的一种铬污染土壤修复的异位反应系统，其特征在于：所述补 充管网（8)包括两层，一层紧贴土壤堆体（2)的上表面设置，另一层埋在土壤堆体（2)内部。
5. 根据权利要求1所述的一种铬污染土壤修复的异位反应系统，其特征在于：所述反 应池的池体的侧壁带有斜坡。
6. 根据权利要求1所述的一种铬污染土壤修复的异位反应系统，其特征在于：所述挡 土墙（9)为盖压在土工布之上的墙体，是水泥墙、土墙或用标砖、粉煤灰砖或煤矸石砖砌筑 成的砖墙。
7. 根据权利要求1所述的一种铬污染土壤修复的异位反应系统，其特征在于：所述土 壤堆体（2)的堆高为1~5 m，堆体的边坡坡比为1:1~1:3。
8. -种权利要求1~7任意一项所述的铬污染土壤修复的异位反应系统的布置方法， 其特征在于，包括如下步骤： 步骤一、确定污染土壤与修复药剂的总方量； 步骤二、计算土壤堆体尺寸：根据计算出的污染土壤实际总方量，确定反应池底长、底 宽、顶长、顶宽尺寸，并按下式计算土壤堆体的堆高：
式中V代表土壤堆体的体积，H代表土壤堆体的堆高，S1R表土壤堆体的下底面面积， &代表土壤堆体的上底面面积； 步骤三、池体施工：按反应池的长、宽、高尺寸构建池体； 步骤四、设置基础层（6):将池体的底面去除树根、石块等杂物，简单压实，无下陷无坡 度，形成基础层（6); 步骤五、设置膨润土垫（5)、防渗膜（4)和土工布（3):在基础层（6)上铺设膨润土垫 (5)，膨润土垫（5)同时覆盖池体的底面和侧壁，将防渗膜（4)铺设于膨润土垫（5)上方，然 后在防渗膜（4)上铺设土工布（3)，防渗膜和土工布除覆盖池体的底面和侧壁外，应由池体 基坑边界向外延展0. 3~0. 5 m ; 步骤六、堆置土壤堆体（2):按设计堆高和边坡坡度自然堆置土壤，形成土壤堆体； 步骤七、铺设补充管网（8):在土壤堆体的上表面及内部的合适位置铺设药剂及水分的 补充管网，用于后续持续为堆体补充水分及修复药剂，强化修复效果； 步骤八、设置苫盖膜（1) :土壤堆体顶部覆盖苫盖膜（1 )，完整苫盖整个土壤堆体，且膜 外沿应超出开挖基坑边界〇. 3~0. 5 m ; 步骤九、设置挡土墙（9):按设计尺寸在堆体周围构建挡土墙（9); 步骤十、布置监测点位：在苫盖膜（1)上标记监测点位，对土壤修复效果持续监测，配 合药剂及水分的补充管网，调节反应条件，确保达到修复目标要求。
9.根据权利要求8所述的一种铬污染土壤修复的异位反应系统的布置方法，其特征在 于，所述步骤九中，所述挡土墙（9)为砖墙，其压在土工布上，防渗膜和土工布的边沿伸出池 体并从挡土墙的墙根穿到挡土墙（9)外侧，标砖垂直堆体长度方向码放，单层标砖码放完毕 后，将防渗膜和土工布的边沿从外侧埋入，在防渗膜上均匀涂抹水泥，再码放一层标砖，自 然风干。
【专利摘要】本发明涉及一种铬污染土壤修复的异位反应系统及该系统的布置方法，铬污染土壤在反应池内堆置成土壤堆体，反应池包括池体和围在池体周围的挡土墙，池体的底面和侧壁铺有膨润土垫，上铺防渗膜和土工布；防渗膜和土工布的尾端从外侧埋入挡土墙中；反应池内还铺设有用于补给修复药剂和水分的补充管网，土壤堆体的上表面覆盖有苫盖膜，苫盖膜完整苫盖土壤堆体形成阻止空气与土壤堆体直接接触的封闭反应系统，在该系统上进行污染土壤的堆置反应。环境温度高时，水分从堆体底部逐渐向上蒸发，温度低时，水蒸气凝结，从堆体顶部重新向下迁移，从而形成封闭环境内的水汽循环，强化反应效果，且布置方法简单，技术要求低。
【IPC分类】B09C1-00
【公开号】CN104759457
【申请号】CN201510156676
【发明人】郭丽莉, 李书鹏, 许超, 张岳, 范云, 康绍果
【申请人】北京建工环境修复股份有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月3日