一种铬污染土壤的生态处理床的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种铬污染土壤的生态处理床，利用煤矸石作为填充材料直接充填到待处理的污染土壤下部，生态处理床上选种植物，处理床定期浇灌，维持床上植物的成活，植物吸收土壤中的铬元素，通过植物的收割一部分铬得以去除；浇灌水或雨水对污染土壤进行淋滤，淋滤液渗透到生态处理床下部的矸石层，与酸性的煤矸石发生反应，六价铬被还原成三价铬等低毒低害物质；也解决了煤矸石存放的占地问题，该发明操作简便、投资少、运行成本低。
【专利说明】一种铬污染土壤的生态处理床
【技术领域】
[0001]本发明涉及污染土壤治理【技术领域】，尤其是一种铬污染土壤的生态处理床。
【背景技术】
[0002]铬及其化合物在工业生产的各个领域应用广泛，是冶金、电镀、制革、印染等行业必不可少的原料，这些企业在生产过程中污染了土壤。铬的毒性主要来自六价铬，它对人体和环境危害极大。对铬污染的土壤进行治理是目前环境科学技术研究的热点。
[0003]煤矿等矿山企业在生产过程中产生大量的煤矸石等废弃物，堆放这些煤矸石也需要一定量的土地，煤矿企业的矿灯房、机械厂等会产生一定量的废酸，如何合理又经济地利用这些废弃的煤矸石和废酸成为各大煤矿企业的一个难题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:为了解决污染土壤中铬的去除问题和煤矸石的堆放占用土地与矿灯房产生的废酸的处理利用问题，提供一种操作简单、投资少的铬污染土壤的治理方法和生态处理床，利用酸处理后的煤矸石作为还原材料，对污染土壤进行原位治理，将煤矸石和废酸的处理利用与污染土壤的治理结合起来，走以废治废的道路。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明的一种铬污染土壤的生态处理床是按如下步骤建造实施的:
[0006](I)调查、实验、分析，确定污染土壤的范围、面积和深度。
[0007](2)根据调查结果，规划、确定污染土壤治理的位置、面积，计算充填的厚度、土方量；把治理目标区规划成方格网状结构，规划成边长为5-10米的矩形方块。
[0008](3)剥离污染的土壤层，把部分剥离土堆积在生态处理床的四周，形成生态处理床的围堰。
[0009](4)生态处理床的底部设计有1-3%的水流坡度。
[0010](5)生态处理床的底部防渗处理，采用铺设防渗薄膜，防渗薄膜可采用1.5-2毫米厚的塑料膜，搭接处要处理好，以提高防渗效果；进一步的，为防止防渗薄膜被破坏，需在防渗薄膜下部土层和防渗薄膜上表面铺设细砂，或以土工布加细砂作为保护层。
[0011](6)把煤矸石破碎、过100-300目筛。
[0012](7)将筛分后的煤矸石浸入到废酸溶液中、保持pH值2-5，浸泡2-4小时后自然风干，废酸溶液来自煤矿企业的矿灯房、机械厂等单位。
[0013](8)在防渗薄膜的保护层上充填风干的煤矸石，煤矸石的充填厚度为0.5-0.8米。
[0014](9)再在煤矸石上覆盖剥离的污染土壤，污染土壤的覆盖厚度为1-1.5米。
[0015](10)在生态处理床上选种植物，选种的植物应满足以下几点要求:①对铬的吸收能力强；②采用乡土物种，因土种植，因地制宜；③抗病能力强；④易于收获、便于处置耐涝能力强；⑥根系发达，茎叶茂密。常用的植物有李氏禾、芦苇、狗牙根、灰绿藜、牛筋草
坐寸ο[0016](11)对生态处理床定期浇灌。一方面维持床上植物的成活，植物吸收土壤中的铬元素，通过植物的收割一部分铬得以去除。另一方面浇灌水或自然雨水对污染土壤进行淋滤，淋滤液含有一定量的六价铬，淋滤液渗透到生态处理床下部的矸石层，与酸性的煤矸石发生反应，六价铬被还原成三价铬等低毒低害物质。
[0017](12)在生态处理床的下游设计有淋滤液的收集塘，用来收集处理后的浇灌水或自然雨水，实现达标排放。
[0018](13)保持生态处理床运行6-12个月，无害化后的生态处理床可用于园林绿化、生态种植，或作为建设用地等。
[0019]本发明的有益效果是，本发明利用煤矸石作为填充材料直接充填到待处理的污染土壤下部，利用酸处理后的煤矸石作为还原材料，土壤中的六价铬被还原成三价铬等低毒低害物质，原位治理铬污染的土壤；也解决了煤矸石存放的占地问题；该发明操作方便、投资少、运行成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0021]图1是本发明生态处理床的具体实施例的剖面图，图2是本发明生态处理床的具体实施例的平面图。
[0022]图中:1.防渗层，2.矸石层，3.污染土壤层，4.植物，5.围堰，6.矸石、土壤充填区，7.淋滤液排放口，8.淋滤液收集塘。
【具体实施方式】
[0023]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0024]实施例1
[0025]苏南某企业搬迁后的工业厂地经调查、实验、分析，确定土壤为铬重度污染，根据调查结果，确定污染土壤治理的位置、面积，规划成边长为8米的矩形方块。
[0026]剥离污染的土壤层，把部分剥离土堆积在生态处理床的四周，形成生态处理床的围堰，生态处理床的底部设计有2%的水流坡度，生态处理床的底部铺设1.5毫米厚的塑料膜，在防渗薄膜下部土层和防渗薄膜上表面铺设细砂作为保护层。
[0027]把煤矸石破碎、过200目筛，将筛分后的煤矸石浸入到废酸溶液中、保持pH值3，浸泡2小时后自然风干，废酸溶液来自煤矿企业的矿灯房、机械厂等单位。
[0028]在防渗薄膜的保护层上充填风干的煤矸石，煤矸石的充填厚度为0.6米，再在煤矸石上覆盖剥离的污染土壤，污染土壤的覆盖厚度为1.2米，在生态处理床上选种植物李氏禾。
[0029]对生态处理床定期浇灌，维持床上植物李氏禾的正常生长，植物吸收土壤中的铬元素，通过李氏禾的收割一部分铬得以去除；另一方面浇灌水或自然雨水对污染土壤进行淋滤，淋滤液含有一定量的六价铬，淋滤液渗透到生态处理床下部的矸石层，与酸性的煤矸石发生反应，六价铬被还原成三价铬等低毒低害物质。
[0030]在生态处理床的下游设计有淋滤液的收集塘，用来收集处理后的浇灌水或自然雨水，实现达标排放。
[0031]保持生态处理床运行8个月，无害化后的生态处理床用于园林绿化。
[0032]实施例2
[0033]苏北某企业搬迁后的工业厂地经调查、实验、分析，确定为土壤铬重度污染，根据调查结果，确定污染土壤治理的位置、面积，规划成边长为10米的矩形方块。
[0034]剥离污染的土壤层，把部分剥离土堆积在生态处理床的四周，形成生态处理床的围堰，生态处理床的底部设计有3%的水流坡度，生态处理床的底部铺设2毫米厚的塑料膜，在防渗薄膜下部土层和防渗薄膜上表面铺设细砂作为保护层。
[0035]把煤矸石破碎、过300目筛，将筛分后的煤矸石浸入到废酸溶液中、保持pH值4，浸泡4小时后自然风干，废酸溶液来自煤矿企业的矿灯房、机械厂等单位。
[0036]在防渗薄膜的保护层上充填风干的煤矸石，煤矸石的充填厚度为0.8米，再在煤矸石上覆盖剥离的污染土壤，污染土壤的覆盖厚度为1.5米，在生态处理床上选种植物芦苇。
[0037]对生态处理床定期浇灌，维持床上芦苇的正常生长，芦苇吸收土壤中的铬元素，通过芦苇的收割铬得以去除；另一方面浇灌水或自然雨水对污染土壤进行淋滤，淋滤液含有一定量的六价铬，淋滤液渗透到生态处理床下部的矸石层，与酸性的煤矸石发生反应，六价铬被还原成三价铬等低毒低害物质。
[0038]在生态处理床的下游设计有淋滤液的收集塘，用来收集处理后的浇灌水或自然雨水，实现达标排放。
[0039]保持生态处理床运行12个月，无害化后的生态处理床用于建设用地。
[0040]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种铬污染土壤的生态处理床，其特征在于，它按照如下步骤建造实施: (1)调查、实验、分析，确定污染土壤的范围、面积和深度。 (2)根据调查结果，规划、确定污染土壤治理的位置、面积，计算充填的厚度、土方量；把治理目标区规划成方格网状结构，规划成边长为5-10米的矩形方块。 (3)剥离污染的土壤层，把部分剥离土堆积在生态处理床的四周，形成生态处理床的围堰。 (4)生态处理床的底部设计有1-3%的水流坡度。 (5)生态处理床的底部防渗处理，采用铺设防渗薄膜，防渗薄膜可采用1.5-2毫米厚的塑料膜，搭接处要处理好，以提高防渗效果；进一步的，为防止防渗薄膜被破坏，需在防渗薄膜下部土层和防渗薄膜上表面铺设细砂，或以土工布加细砂作为保护层。 (6)把煤矸石破碎、过100-300目筛。 (7)将筛分后的煤矸石浸入到废酸溶液中、保持pH值2-5，浸泡2-4小时后自然风干，废酸溶液来自煤矿企业的矿灯房、机械厂等单位。 (8)在防渗薄膜的保护层上充填风干的煤矸石，煤矸石的充填厚度为0.5-0.8米。 (9)再在煤矸石上覆盖剥离的污染土壤，污染土壤的覆盖厚度为1-1.5米。 (10)在生态处理床上选种植物。 (11)对生态处理床定期浇灌。一方面维持床上植物的成活，植物吸收土壤中的铬元素，通过植物的收割一部分铬得以去除。另一方面浇灌水或自然雨水对污染土壤进行淋滤，淋滤液含有一定量的六价铬，淋滤液渗透到生态处理床下部的矸石层，与酸性的煤矸石发生反应，六价铬被还原成三价铬等低毒低害物质。 (12)在生态处理床的下游设计有淋滤液的收集塘，用来收集处理后的浇灌水或自然雨水，实现达标排放。 (13)保持生态处理床运行6-12个月，无害化后的生态处理床可用于园林绿化、生态种植，或作为建设用地等。
2.如权利要求1所述的一种铬污染土壤的生态处理床，其特征在于:所述废酸溶液来自煤矿企业的矿灯房、机械厂等单位。
3.如权利要求1所述的一种铬污染土壤的生态处理床，其特征在于:选种的植物应满足以下几点要求:①对铬的吸收能力强；②采用乡土物种，因土种植，因地制宜抗病能力强；④易于收获、便于处置；⑤耐涝能力强；⑥根系发达，茎叶茂密。常用的植物有李氏禾、芦苇、狗牙根、灰绿藜、牛筋草等。
【文档编号】B09C1/08GK103878171SQ201410119490
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】万玉山, 黄利, 李定龙, 杨彦 申请人:常州大学