专利名称：用于阻滞、隔离污染物的竖向隔离阻滞墙体的材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及污染物运移阻滞、隔离的污染场地修复技术领域，特别是涉及一种用于阻滞、隔离污染物的竖向隔离阻滞墙体的材料。
背景技术：
我国现代化进程不断加快的同时，城市、工业、农业的“三废”排放量也日渐增加并严重威胁到土壤、水源模拟及大气环境。据统计，2008年我国工业固体废物产生量19. 0亿吨、废水排放总量571. 7亿吨，分别较上年增加8. 3%和2.7%。未经妥善处理的固体废弃物、废水随意堆放、排泄以及固体废弃物污染液渗漏导致污染物质在土壤中逐渐积累或与地下水的直接接触，必将使得受土的受污染范围更加扩大，对人体健康、环境和谐乃至社会的可持续发展带来难以估量的后果。我国近30万个工业企业中约40%分布于城市和市郊，其产生的工业固体废物对城镇居民健康带来威胁。此外，为适应城市化进程的步伐和坚持可持续发展的理念，越来越多的城镇及周边工业企业正在逐步拆迁、转移。2001至2007年间全国已有86000个企业关停或搬迁。但运营期间排污措施不当致使原有厂址及其周边地区从二次开发场地变成高污染风险废弃场地，严重阻碍了地区未来经济发展。目前，控制污染蔓延及污染场地修复，特别是针对工业污染场地，已经提上政府工作日程。例如南京市自2009年7月1日起施行《南京市固体废物污染环境防治条例》，其中规定对于化工、印染、电镀等单位停产、关闭、搬迁后的原址；危险废物的堆放、填埋场地； 其他受污染的土壤的场地开发利用前必须进行环境影响评估，并明确修复和处置的要求。 北京市科学技术委员会将“北京市搬迁企业污染场地再利用管理与典型场地修复技术研究与示范”列为2008年科技计划重大项目。竖向隔离墙是目前阻滞和隔离污染物及保护清洁地下水源最为有效且经济的措施。竖向隔离墙是指在受污染场地或清洁水源外围开挖并施工形成嵌于地层中的低渗透性的连续墙体。传统的隔离措施主要包括止水帷幕和板桩墙。其中止水帷幕主要为沿用基坑开挖止水时所采用的水泥土搅拌桩等。施工材料主要为水泥、原位土等，其中水泥起主要作用， 渗透系数通常可达到10_9m/S。但目前添加水泥的竖向隔离措施具有抗腐蚀性差(例如硫酸盐、氯离子、重金属离子等)的缺陷，因此并不适用于污染场地阻滞、隔离的工程背景。此外，大量的添加水泥有悖于节能、低碳排放的可持续发展战略。土-膨润土竖向隔离墙是目前新型工法之一，具有高效的污染场地隔离修复能力。其主要优势在于(1)施工经济、便利；( 施工过程中不对场地污染源造成扰动；(3) 抗渗性佳(渗透系数一般可达到10_9m/s至I(T1VZs) ； (4)可二次利用开挖土直接拌合回填，特定条件下也可使用受污染废土； (5)适用于阻滞、隔离多种类型的污染液。土-膨润土竖向隔离墙阻滞污染物运移的两个主要机理包括吸附作用和半透膜效应。吸附作用极大地延缓污染物穿过隔离墙屏障，而半透膜效应作用下所形成的化学渗透、超滤和溶质扩散能力降低等因素综合作用下减少污染溶液的溶质通量通过。研究表明， 在酸环境下或是盐溶液中膨润土将(1)出现絮凝结构；(2)存在显著地解吸金属离子的现象；C3)有效化学渗透系数降低，从而造成抗渗性能降低、阻滞能力减弱。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有土 -膨润土竖向隔离墙所存在的耐酸性能不佳、 膨润土吸附重金属离子易解吸以及由于施工中难以大量添加膨润土使得墙体吸附能力无法得到提升的缺点，提供一种添加沸石的用于阻滞、隔离污染物的竖向隔离阻滞墙体的材料。沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。沸石的晶体结构由硅(铝)氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道，具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中，与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小，但使沸石的性质发生变化。晶格中存在的大小不同空腔，可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子。受到重金属污染的土壤通常呈酸性，由此导致重金属离子可大量溶解于土壤。申请人经研究发现而掺入沸石粉的污染土可降其中铅、镉、锌等重金属离子溶解、运移的能力，即起到固化重金属离子的作用。沸石对重金属起到固化作用的原因主要有以下三个方面(1)沸石的PH值较高且自身具有高耐酸性，有利于金属离子吸附于土壤；(2)掺入沸石提高了土整体的阳离子交换容量；(3)添加沸石的土渗透性发生变化。基于上述研究，申请人提出一种添加沸石的用于阻滞、隔离污染物的竖向隔离阻滞墙体的材料，该材料包括粘性土、膨润土和沸石(粒径小于0. 5mm)，其干土(不计水)质量百分比为1 0. 05-0. 1 0.1-0. 4，粘性土、膨润土和沸石的质量比优选为 1 0. 075-0. 1 0. 2-0. 4。本发明在保持渗透系数小于10_9m/s并且压缩性无显著增大的前提下，其在酸环境下对金属离子的吸附能力可提高14% 14%，可以有效提高工业污染场地及尾矿区尾矿废液排泄的长期隔离效果。
图1是不同沸石掺量下本发明吸附铅离子的拟合等温吸附曲线，其中，图1-1为F 型、图1-2为L型。图2是不同沸石掺量下本发明的渗透系数随土体孔隙比变化。
具体实施例方式以下结合室内试验结果对本发明做进一步说明本发明包括粘性土、膨润土和沸石三种原料，各实施例所采用的试验原料选用镇江地区产商用膨润土、沸石及常州地区粘性土(以下简称粘土)，各原料的基本物理参数采用《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999)进行；阳离子交换容量测定采用《土工试验规程》(水利行业标准SL237-1999)，见表1。表1.黏土、膨润土、沸石的基本物理特性
权利要求
1.一种用于阻滞、隔离污染物的竖向隔离阻滞墙体的材料，其特征在于包括粘性土、 膨润土和沸石，其干土质量比为1 0.05-0.1 0.1-0.4。
2.如权利要求1所述的用于阻滞、隔离污染物的竖向隔离阻滞墙体的材料，其特征在于粘性土、膨润土和沸石的质量比为1 0. 075-0. 1 0.2-0.4。
全文摘要
一种用于阻滞、隔离污染物的竖向隔离阻滞墙体的材料，包括粘性土、膨润土和沸石，其质量(干土质量)比为1∶0.05-0.1∶0.1-0.4。本发明在保持渗透系数小于10-9m/s并且压缩性无显著增大的前提下，其在酸环境下对金属离子的吸附能力可提高14％-24％，可以有效提高工业污染场地及尾矿区尾矿废液排泄的长期隔离效果。
文档编号C04B14/10GK102180610SQ201110040738
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日
发明者杜延军, 范日东 申请人:东南大学