酸性固废填埋场渗滤液渗漏竖向拦截中和处理结构及方法与流程

1.本发明属于地下工程技术、地质学、垃圾填埋领域，具体涉及一种酸性固废填埋场渗滤液渗漏竖向拦截中和处理结构及方法。


背景技术：

2.随着国家层面在生态环境保护方面的高度重视，陆续出台一系列的生态环境保护法规条例，其中对固废填埋场的建设及运行有了严格的要求。对第ⅱ类一般工业固体废物，其填埋场一般采用水平铺盖防渗处理，并将渗滤液抽取出来后，集中处理。由于水平铺盖建设施工工艺和技术的问题，往往导致固废填埋场在运行期间的局部渗漏，导致渗滤液污染周围环境。
3.当前，针对渗漏出来的渗滤液，由于防渗膜渗漏区域难以精确定位，难以实现对水平铺盖的定点修复，渗滤液进入地下岩土体后，顺地下水流动方向渗漏和扩散，深度大，分布广，较难采用常规的抽取方式处理。针对渗漏，可在渗漏的区域下游方向布置防渗帷幕或防渗墙进行拦截，防渗墙成本较高，深度有限，在基岩地区较难实施，防渗帷幕达不到规范要求的10
‑7cm/s的渗透系数要求，需要对渗透出来的少量渗滤液进行进一步的处理，控制污染，达标排放。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于系统解决酸性一般工业固体废物填埋场渗滤液渗漏的原位拦截和中和处理，通过拦截+中和的处理结构与方法，保证酸性渗滤液不继续扩散，且避免加入处理试剂产生新的地下水污染问题。
5.本发明是这样实现的：
6.一种酸性固废填埋场渗滤液渗漏竖向拦截中和处理结构，包括固废填埋场及在固废填埋场内的渗漏区域，在该渗漏区域的侧向渗漏下游方向设有垂直防渗帷幕，在该垂直防渗帷幕与渗漏区域之间设有若干个第一排幕内监测兼抽排井；在垂直防渗帷幕的下游方向依次设有若干第二排监测兼投料井，在第二排监测兼投料井下游侧分别设有中和料扩散区、酸性地下水中和区和碱性地下水中和区，在中和料扩散区、酸性地下水中和区和碱性地下水中和区的下游方向设有第三排监测井。
7.其中，在监测到超标准的地下水的第二排监测兼投料井中投入中和料改成中和井。所述中和料放置在料袋中，料袋通过牵引绳固定在井口固定件上，井口固定件预埋固定在对应的第二排监测兼投料井的井口。中和料为生石灰。
8.采用该结构的酸性固废填埋场渗滤液渗漏竖向拦截中和处理方法，包括如下步骤：
9.1)查明酸性一般工业固废填埋场渗滤液渗漏的地下水渗流方向和侧向渗漏范围ab，查明污染地下水的影响深度cd，布置垂直防渗帷幕进行拦截；
10.2)在垂直防渗帷幕上游两端布置第一排幕内监测兼抽排井，监测幕内帷幕端头地
下水位及水质，幕内端头渗滤液污染的地下水壅高；
11.3)在地下水渗流方向的垂直防渗帷幕下游一定距离布置第二排监测兼投料井；
12.4)第二排监测兼投料井监测到超标准的地下水后，将异常监测井和临近监测井改成中和井，井中投入中和料袋，袋中中和料为生石灰，生石灰与地下水反应生成ca(oh)2，并溶于地下水体中，顺地下水流向下游扩散构成中和料扩散区，每个孔的扩散晕在下游一定距离形成碱性地下水水幕构成的酸性地下水中和区；碱性地下水水幕中oh
‑
与酸性污染水中的h+发生中和反应，生成的碳酸盐物质在中和幕裂隙中沉淀，减弱岩体渗透性；
13.5)多余的ca(oh)2，与碱性地下水中和区下游地下水广泛存在的hco3‑
反应生成caco3，在碱性地下水中和区裂隙孔隙中沉淀，并减弱岩土体渗透性；通过碱性中和区的地下水水流为达标地下水；
14.6)下游设置第三排监测井，根据水质ph值情况，调整第二排监测兼投料井中和料用量，或补充新的投料井
15.与现有技术相比，酸性固废填埋场渗滤液通过本发明的方法进行拦截与中和处理，控制污染，保证地下水水质达标。首先利用防渗帷幕拦截主要的渗漏通道，对帷幕上游的污水壅高进行监测，必要时进行抽排处理。帷幕下游通过监测井对地下水进行监测，如果存在酸性污染，监测井改中和井，投入碱性料与酸性地下水发生中和反应，并在下游继续进行监测，通过监测调整中和料的使用量，多余的中和料可实现自净，中和和自净生成的沉淀物质充填岩土体裂隙和孔隙中，进一步减弱岩土体的渗透性。通过上下游抽排+拦截+中和的三层监测和三层控制的立体的防护，可控制酸性固废填埋场的渗漏，确保填埋场周边地下水环境不受污染。
附图说明
16.图1为本发明的酸性固废填埋场渗滤液渗漏的竖向拦截中和处理结构(平面图)；
17.图2为本发明的酸性固废填埋场渗滤液渗漏的竖向拦截中和处理结构(剖视图)；
18.图3为投料井结构示意图；
19.图4为处理流程图。
20.附图标记说明：1
‑
固废填埋场，2
‑
渗漏区域，3
‑
侧向渗漏，4
‑
第一排幕内监测兼抽排井，5
‑
垂直防渗帷幕，6
‑
少量渗漏液，7
‑
第二排监测兼投料井，8
‑
中和料扩散区，9
‑
酸性地下水中和区，10
‑
碱性地下水中和区，11
‑
达标地下水，12
‑
第三排监测井，13
‑
投料牵引绳，14
‑
中和料，15
‑
料袋，16
‑
固定件。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.如图1
‑
2所示，本发明是这样实施的：
23.首先，查明酸性一般工业固废填埋场1渗滤液渗漏的地下水渗流方向和侧向渗漏3的范围ab，查明污染地下水的影响深度cd，布置垂直防渗帷幕5进行拦截，垂直防渗帷幕5的
透水率小于1lu，采用抗酸性浆材(抗酸性浆材等试验结果)，垂直防渗帷幕5能够拦截主要的渗滤液渗漏。
24.再在垂直防渗帷幕5上游两端布置第一排幕内监测兼抽排井4，监测幕内帷幕端头地下水位及水质，幕内端头渗滤液污染的地下水壅高，并可能产生绕过帷幕端头的侧向渗漏时，可加长帷幕，将检测井改抽排井内，抽排污水集中处理。
25.然后在地下水渗流方向的防渗帷幕下游一定距离布置第二排监测兼投料井7。
26.第二排监测兼投料井7监测到超标准的地下水6后，将异常监测井和临近监测井改成中和井。中和井结构见图3，井中投入中和料袋15，料袋15具备较好的渗透性和耐久性，料袋15通过牵引绳13固定在井口固定件16上，可方便拆卸和加料，袋中中和料14为生石灰(cao)。生石灰与地下水反应生成ca(oh)2，并溶于地下水体中，顺地下水流向下游扩散，每个孔的扩散晕在下游一定距离形成酸性地下水中和区9，也是酸碱中和反应区。
27.酸性地下水中和区9中oh
‑
与酸性污染水中的h+在酸碱中和反应区发生中和反应，生成的碳酸盐物质在中和幕裂隙中沉淀，减弱岩体渗透性。
28.ca2++2oh－+2h++2x－＝cax2↓
+2h2o
29.然后，多余的ca(oh)2，与碱性地下水中和区下游地下水广泛存在的hco3‑
反应生成caco3，在碱性地下水中和区10裂隙孔隙中沉淀，并减弱岩土体渗透性。通过碱性地下水中和区10的地下水水流为达标地下水11。
30.ca2++oh－+hco3－＝caco3↓
+h2o
31.最后，在下游设置第三排监测井12，根据水质ph值情况，调整第二排监测兼投料井7中和料用量，或补充新的投料井。
32.本发明的方法的流程图，见附图4。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。