一种地基排水去污装置的制作方法

本发明涉及地基排水去污处理领域，尤其是涉及一种地基排水去污装置。

背景技术：

我国近三十多年的快速发展导致了大量的场地受到不同程度的污染，污染场地用于工程建设可能会导致工程建成后的运营功效降低，甚至作废。今年，我国政府及民众的环保意识也日渐高涨，随着大量的水土污染修复相关的法规如《土十条》、《水十条》的颁布实施，场地修复研究在我国正得到空前的关注与发展机遇。

中国专利CN104912126A公开了一种适用于软土地基的污染土修复系统及修复方法,该系统包括负压形成装置、设置在污染土地基中的可循环过滤井和砂井；可循环过滤井中设置有井壁套筒，井壁套筒中有修复桩芯；可循环过滤井的井口处自下而上依次设置有砂垫层、密封膜和封土；砂垫层中埋设有滤水管；污染土地基的上设置有排水沟槽；负压形成装置分别与滤水管和排水沟槽相贯通；污染土地基中的液体通过可循环过滤井以及负压形成装置流入砂井中；砂井中的液体在可循环过滤井中所形成的负压环境下渗入可循环过滤井中。该发明可够快速有效的降低软弱土地基中的污染物浓度,达到修复土壤的目的。不过，该装置的去污设备在运行过程中，其去污组件难以更新，长期(一年以上)连续使用的费用也不低。

中国专利CN203741815U公开了一种土工排水装置，其包括排水板，套在排水板外围的排水板围套，若干砂粒，装砂粒的砂体内袋，砂体外袋，连接排水板与排水板膜套的排水板连接头，排水板设置在砂体内袋中心位置，砂体内袋设置在砂体外袋内，若干砂粒填充与排水板膜套与砂体内袋之间。该发明可对软土、淤泥排水固结效能好，且可多次回收重复利用。但是在处理污染场地时，其不能去除排水中的污染物，即排出水体可对地表环境造成二次污染。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种地基排水去污装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种地基排水去污装置，包括上部去污组件和下部排水组件，其中，

所述的上部去污组件包括去污袋，该去污袋由隔膜分成上层的缓冲段和下层的去污段，其中，缓冲段内填充有缓冲材料，去污段内填充有去污材料，在去污段内还设有连通底部的去污接口，去污接口的孔壁上粘接有透水套膜，

所述的下部排水组件包括内置排水通道的排水板芯和滤膜，所述的排水板芯包括上部的连接段，以及其余部分的排水段，所述的连接段从去污接口插入并穿出缓冲段，使得上部去污组件和下部排水组件连接成整体；

工作时，地基内的污水经排水板芯从去污接口处进入去污段进行去污处理，再经缓冲段过滤后排出。

进一步的，所述的缓冲段的上方还盖设有一层表面膜。

进一步的，所述的缓冲材料为细砂。

进一步的，所述的去污接口的顶部开口处还安装有由两橡皮块构成的挡水闸；排水板芯未插入时，挡水闸封住去污接口，排水板芯插入时，挡水闸挤压排水板芯的两侧面并封堵排水板芯中的排水通道。

更进一步的，所述的挡水闸由两块两块水平宽度弹性可变的橡皮块构成，所述的两块橡皮块分别安装在去污接口的顶部开口处的两个侧边上。

进一步的，在去污段内还均匀分布有至少一块接通去污接口的导水板，所述的导水板的底部与去污袋底面粘接。

进一步的，所述的去污材料可以为活性炭、零价铁、沸石类矿物或赤泥。

本发明的地基排水去污工具，主要用于促进遭受污染的富水软弱地基排水固结，同时去除排出水体中的污染物，这里所谓的污染物包括有机污染物、无及污染物及水土过酸过碱物质。该工具主要包含上部去污组件与下部排水组件两部分。上部去污组件主要包含去污袋、表面膜、缓冲材料、隔膜、套膜、橡皮块、导水板及去污材料，下部排水组件主要包含滤膜与板芯。下部组件中的滤膜与板芯即构成地基处理工程中常见的塑料排水板，为了降低装置制造成本，并扩大其应用面，这里的下部排水组件通过目前常用的由滤膜与板芯构成的塑料排水板改造而成，即将塑料排水板上部需要插入到去污组件中的区段滤膜去掉，仅留下板芯。由于目前常用的塑料排水板宽度多为100mm，厚度不超过4mm，国产塑料排水板厚度多为4mm。故本装置下部排水组件利用常见的100mm宽、4mm厚的塑料排水板改造而成。与之对应，上部去污组件中，去污袋采用透水性良好，具有足够强度，能承受袋内充填材料的自重及弯曲所产生的拉力，且需具有一定的抗老化性能和耐腐蚀性能，同时应便于制作，价格低廉土工膜材料，如聚丙烯膜；去污袋充填材料密实后，形态表现为约200mm外径的圆柱状；去污袋底部设置有一长约100.5mm、宽约4mm的方孔，方孔边沿粘结有等规格截面的套膜，套膜由滤膜材料制成，这样下部排水组件上部可通过去污袋底部方孔插入套膜中，从而将排出污染水体导入去污袋中进行处理。去污袋内主体分为两层：下层的去污材料与上层的缓冲材料，两者之间通过隔膜隔开，缓冲材料采用常见的渗透性良好、同时有利于下部排入水体带入的去污材料的沉淀的环保材料，如细砂。为防止其他外部杂物随意混入缓冲材料中，该设备工作时其表面会盖上一层表面膜。隔膜、表面膜在对应于去污袋方位设置有相同截面的方孔，以便于板芯穿过，且该两膜可采用去污袋相同材料制成。去污材料的选取，需要根据地基排出水体中的污染物类型及浓度确定，如常见的颗粒状活性炭对苯酚、二甲苯、四氯乙烯、DDT等有机污染物即一些重金属污染物具有较好的吸附作用；零价铁对氯化烃，Cr、Cd、Pb、Cu、U、As等重金属、类金属、放射性核素等污染物具有良好的消除作用；沸石类矿物对Pb、Cu和Cd等重金属，铵根离子、硝酸根离子、磷酸根等无机离子，四氯乙烯、苯系物等有机污染物具有显著的吸附及消除作用，对水体的PH值也可具有较好的调节作用；转换的赤泥对酸性硫酸盐具有较好的消除效果。而缓冲材料与去污材料的填充厚度则需要根据场地排水中污染物类型及浓度确定。对于本装置，理想的去污材料为可制成透水性良好的颗粒状材料，如颗粒状活性炭、颗粒状零价铁等，对于这类去污材料，地基中的污染水体由板芯与套膜导入去污材料中后，即可较好地在其中扩散去污。为了使去污材料可较为充分全面地接触到污染水体，在垂直于套膜且经去污袋底部圆形直径方向上套膜两侧分别黏连有一约5cm长的导水板，该两导水板可采用前述常见塑料排水板制成，其底部与去污袋底面黏连，对套膜起到支撑作用。当所需填充的去污材料渗透性较低，如前述转换赤泥，则在去污材料层安置多层导水板，以便于将板芯导入的污染水体透过套膜，再经各导水板导入去污材料层的各部位进行去污反应，为尽量增大去污材料对填充空间的利用率，这里的导水板采用现有的约2mm厚的塑料排水板材料制成。为了防止污染水体通过板芯直接导入到缓冲材料乃至地表，该装置在套膜顶端开口设置有由两弹性环保橡皮块构成的挡水闸，两块橡皮块分别黏连于套膜上端开口两长边内侧，长约100.5mm，竖向厚度约4mm，水平宽度弹性可变。未插入板芯时，两橡皮块相互无缝挤压；插入板芯后，两者分别挤压在板芯两侧面，以阻挡下部水体沿着板芯直接导入缓冲材料中。导水板、套膜的竖向高度与去污材料的充填厚度保持一致。

所述地基环保性排水装置去污材料为粒状时，为保证污染水体可以去污材料充分接触，增加材料的有效利用率，其颗粒级配不应总体比中砂粗；当颗粒级配总体小于细砂时，即上述的透水性较差，应采用多导水板结构的上部去污组件。

所述地基环保性排水装置去污袋充填去污材料与缓冲材料时，应保证去污袋平整无明显褶皱，材料充填密实。且去污袋竖向长度除用于容纳充填材料之外，应预留部分长度于地表之上，以便于后期更换去污袋及对其中材料的掩护。

所述地基环保性排水装置的隔膜应对上下充填材料起到充分区隔作用，需要需用透水良好、具有较大强度、耐腐蚀、但颗粒状去污材料难以大量穿过的环保材料；表面膜也需要选用透水性良好、具有较大强度、耐腐蚀的环保材料。

所述地基环保性排水装置在将板芯插入至土工膜套时候，应谨防将套膜刺破。

所述地基环保性排水装置下部排水部件中板芯外露与滤膜的长度需要综合考虑去污袋的填充长度及塑料排水板施工要求的地表预留长度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、功能综合性强，该装置在促进软弱地基的排水固结的同时，可对排出水体中的污染物进行有效去除，使之达到场地排水环保标准。

二、可针对排除水体中污染物的不同，采用不同的去污材料，尤其是对渗透性较低的去污材料也能应用。

三、去污材料可及时更新回收处理。

四、施工综合难度较小，综合平均成本较低，可快速大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明的强透水性的上部去污组件的结构示意图，其中，(a)为去污组件内部立体结构透视图，(b)为去污组件外表结构示意图；

图2为本发明的弱透水性的上部去污组件的结构示意图，其中，(a)为去污组件内部立体结构透视图，(b)为去污组件外表结构示意图；

图3为本发明的下部排水组件的结构示意图；

图4为本发明的组合结构示意图，(a)带强透水性去污组件的组装结构示意图；(b)带弱透水性去污组件的组装结构示意图；

图中，1-去污袋，2-表面膜，3-缓冲材料，4-隔膜，5-套膜，6-橡皮块，7-导水板，8-去污材料，9-滤膜，10-排水板芯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1-4，一种富水软弱地基排水去污工具，包含上部去污组件与下部排水组件两大部分。上部去污组件主要包含去污袋1、表面膜2、缓冲材料3、隔膜4、套膜5、橡皮块6、导水板7及去污材料8，下部排水组件包含滤膜9与排水板芯10。下部排水组件由滤膜9与排水板芯10组成，可通过目前常用的由滤膜9与排水板芯10构成的塑料排水板改造而成，即将塑料排水板上部需要插入到去污组件中的区段滤膜9去掉，仅保留排水板芯10。本工具下部排水组件利用常见的100mm宽、4mm厚的塑料排水板改造而成。与之对应，上部去污组件中，去污袋1采用透水性良好，具有足够强度，能承受袋内充填材料的自重及弯曲所产生的拉力，且需具有一定的抗老化性能和耐腐蚀性能，同时应便于制作，价格低廉土工膜材料，如聚丙烯膜；去污袋1充填材料密实后，形态表现为约200mm外径的圆柱状；去污袋1底部设置有一长约100.5mm、宽约4mm的方孔，方孔边沿粘结有等规格截面的套膜5，套膜5由滤膜9材料制成。去污袋1内主体分为两层：下层的去污材料8与上层的缓冲材料3，两者之间通过隔膜4隔开，缓冲材料3采用常见的渗透性良好、同时有利于下部排入水体带入的去污材料的沉淀的环保材料，如细砂。为防止其他外部杂物随意混入缓冲材料中，该设备工作时其表面会盖上一层表面膜2。隔膜4、表面膜1在对应于去污袋1方位设置有相同截面的方孔，以便于排水板芯10穿过，且该两膜可采用去污袋1相同材料制成。去污材料8的选取，需要根据地基排出水体中的污染物类型及浓度确定。而缓冲材料3与去污材料8的填充厚度则需要根据场地排水中污染物类型及浓度确定。对于透水性良好的去污材料，地基中的污染水体由排水板芯10与套膜5导入去污材料8中后，即可较好地在其中扩散去污。为了使去污材料8可较为充分全面地接触到污染水体，在垂直于套膜5且经去污袋1底部圆形直径方向上套膜5两侧分别黏连有一约5cm长的导水板7，该两导水板7可采用前述常见塑料排水板制成，其底部与去污袋1底面黏连，对套膜5起到支撑作用。当所需填充的去污材料8渗透性较低，则在去污材料层安置多层导水板7，以便于将排水板芯10导入的污染水体透过套膜5，再经各导水板7导入去污材料8层的各部位进行去污反应，为尽量增大去污材料8对填充空间的利用率，这里的导水板7采用现有的约2mm厚的塑料排水板材料制成。为了防止污染水体通过排水板芯10直接导入到缓冲材料3乃至地表，该装置在套膜5顶端开口设置有由两弹性环保橡皮块6构成的挡水闸，两块橡皮块6分别黏连于套膜5上端开口两长边内侧，长约100.5mm，竖向厚度约4mm，水平宽度弹性可变。未插入排水板芯10时，两橡皮块6相互无缝挤压；插入排水板芯10后，两者分别挤压在排水板芯10两侧面，以阻挡下部水体沿着排水板芯10直接导入缓冲材料3中。导水板7、套膜5的竖向高度与去污材料8的充填厚度保持一致。

在实际施工时，先根据场地的工程地质、环境工程勘察资料了解场地需要排水的深度、污染物类型及浓度，同时了解场地需要达到的排水环境标准。据此信息，预制排水部件与去污部件。将排水部件按照现行塑料排水板施工要求，布置到场地中，再在各排水板处按照去污袋1尺寸开挖安置孔，同时需要将外露的排水板芯10上的杂物清理干净。当所需填充的去污材料8透水性良好时，采用双导水板7结构的去污袋1(如图4a所示)；当所需填充去污材料8透水性较差时，采用多导水板7结构的去污袋1。将排水板芯10上端从去污袋底1部方孔向上插入并穿过去污袋1上部，并使两者轴线基本重叠，将去污袋1向下移动至安置孔底部。向去污袋1中密实充填去污材料8至套膜5顶端高度，穿过排水板芯10覆盖隔膜4于去污材料8上表。再向去污袋1填充缓冲材料3，之后将表面膜2穿过排水板芯10覆盖于缓冲材料3表面。在此过程中，须保证土上部去污袋1、隔膜4、表面膜2总体平整。

设备开始工作若干时间后，通过检测去污袋1顶部排水及去污袋1底部排水板芯10处排水中的污染物浓度，获得去污材料8的去污能力降低程度及场地渗流污染物剩余浓度。当结果显示场地渗流污染物剩余浓度仍然较高，但是去污材料8去污能力却不足时，对上部去污袋1中的填充物进行回收处理，并回填以新的去污材料8、隔膜4、缓冲材料3及表面膜2；当结果显示场地渗流污染物剩余浓度已达到场地环保标准，则对上部去污袋1进行回收处理，向安置孔内回填中粗砂，并使之密实。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。