一种工业污染区建筑基底污染物隔离净化系统的制作方法

本实用新型涉及环境岩土工程技术领域，特别涉及一种工业污染区建筑基底污染物隔离净化系统。

背景技术：

近年来，随着我国城市化进程加速和产业结构调整，多数企业从城市中心迁出搬入新建工业园区。然而，新建化工产业园依然有不少企业存在“三废”偷排、污染废渣无序堆放、化工生产过程污染泄漏及渗透等环境污染问题。由于新建工业园区在建筑基底、堆存区、以及运输便道等区域底部未设置污染物隔离净化层，导致大量有毒有害污染物，在生产运行、运输传送、堆放渗漏、降雨浸泡等多种复杂条件下，污染物会浸入浅层地基土，并通过运移、渗透、流动等作用污染深层土体并运移到地下水层，随水体向更广范围迁移，造成新建区域范围的再次污染。因此，新建工业污染区建筑基底污染物防护已成为污染土防治管控领域的新兴关注点之一。

污染企业搬迁只是实现污染转移，大多数新建企业仍存在污染隐患。目前，对运营化工企业的三废污染防控多以从监管监督为主，较少企业进行生产工艺和设备升级改革，并且上述措施无法避免三废污染物排放累积，污染物最终仍会通过迁移、渗漏、扩散等途径对园区所在土地及地下水以及周围环境造成污染。

现有技术中还没有应对工业污染区建筑基底污染物的隔离净化系统，无法实现工业污染区污染物的隔离净化。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种工业污染区建筑基底污染物隔离净化系统，解决了或部分解决了现有技术中还没有应对工业污染区建筑基底污染物的隔离净化系统，无法隔离净化工业污染区污染物的技术问题。

本实用新型提供的一种工业污染区建筑基底污染物隔离净化系统，包括：设置在建筑基底下方的隔离净化垫层、设置在建筑基坑侧壁的隔离传输层，其中：

所述隔离净化垫层包括：活性吸附层、气液传输层及水体吸附净化层，所述活性吸附层靠近所述建筑基底，所述气液传输层设置在所述活性吸附层与所述水体吸附净化层之间；所述活性吸附层包括：高吸附型生物碳、活化铁矿尾砂、水及中砂；所述气液传输层包括：粗砂、碎石及多根并排布置的多孔管；所述水体吸附净化层包括：火山泥球及中砂；

所述隔离传输层包括：土工膜、生物炭聚合颗粒及多根导管，所述生物炭聚合颗粒设置在多根所述导管的四周，所述土工膜将所述生物炭聚合颗粒及多根所述导管包裹，所述导管连通对应的所述多孔管。

作为优选，还包括设置在地面的辅助净化装置，

所述辅助净化装置包括气水抽注装置，所述气水抽注装置的输出端连接所述导管的一端。

作为优选，还包括设置在地面的污染物预警收集装置，所述污染物预警收集装置的输入端与所述导管的另一端连接，输出端连接地面应急处置装置。

作为优选，所述气水抽注装置为自吸水泵。

作为优选，所述隔离净化垫层还包括：三层土工布及两层土工滤网，其中：

一层所述土工布设置在所述活性吸附层的顶部，另一层所述土工布设置在所述活性吸附层与所述气液传输层之间，最后一层所述土工布设置在所述气液传输层与所述水体吸附净化层之间；

两层所述土工滤网分别设置在所述活性吸附层的顶部和底部，分别位于对应的所述土工布与所述活性吸附层之间。

作为优选，所述多孔管采用高密度聚乙烯材料；

所述多孔管的管径为5cm；

所述多孔管的孔径为15～20mm，相邻孔间距为50～100mm；

所述多孔管的开孔率为3～8％；

每米的宽度并排间隔布置15～18根所述多孔管。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过采用由设置在建筑基底下方的隔离净化垫层、设置在建筑基坑侧壁的隔离传输层组成的工业污染区建筑基底污染物隔离净化系统，隔离净化垫层包括：活性吸附层、气液传输层及水体吸附净化层，隔离传输层包括：土工膜、生物炭聚合颗粒及多根导管，当上覆建筑基底污染物(多以液态和挥发性气态形式存在)向下部土体入渗，经过活性吸附层，使污染物经吸附固定，去除率可达99％以上，渗出水体满足地下水III类标准；活性吸附层渗出水体继续下渗并经气液传输层自然下渗进入水体吸附净化层，水体经该层净化，渗出水体可达地下水II类标准。这样，有效解决了现有技术中还没有应对工业污染区建筑基底污染物的隔离净化系统，无法隔离净化工业污染区污染物的技术问题，实现了有效完成对于新建工业污染区污染物的隔离净化，以及对新型建筑基础参数优化设计具有重要理论意义和工程应用价值的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。

图1为本实用新型实施例提供的工业污染区建筑基底污染物隔离净化系统的结构示意图；

图2为图1的N-N向剖面示意图。

(附图中各标号代表的部件依次为：A建筑基底、B建筑基坑、1隔离净化垫层、2隔离传输层、101土工布、102活性吸附层、103气液传输层、104水体吸附净化层、201土工膜、202生物炭聚合颗粒、203导管、204喷浆层、1021土工滤网、1022粗砂、1023碎石)

具体实施方式

本申请实施例提供的工业污染区建筑基底污染物隔离净化系统，解决了或部分解决了现有技术中还没有应对工业污染区建筑基底污染物的隔离净化系统，无法隔离净化工业污染区污染物的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

参见附图1和2，本申请通过采用由设置在建筑基底A下方的隔离净化垫层1、设置在建筑基坑B侧壁的隔离传输层2组成的工业污染区建筑基底污染物隔离净化系统，隔离净化垫层1包括：活性吸附层102、气液传输层103及水体吸附净化层104，隔离传输层2包括：土工膜201、生物炭聚合颗粒202及多根导管203，当上覆建筑基底污染物(多以液态和挥发性气态形式存在)向下部土体入渗，经过活性吸附层102，使污染物经吸附固定，去除率可达99％以上，渗出水体满足地下水III类标准；活性吸附层102渗出水体继续下渗并经气液传输层103自然下渗进入水体吸附净化层104，水体经该层净化，渗出水体可达地下水II类标准，实现了有效完成对于新建工业污染区污染物的隔离净化，以及对新型建筑基础参数优化设计具有重要理论意义和工程应用价值的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本申请提供的一种工业污染区建筑基底污染物隔离净化系统，包括：设置在建筑基底A下方的隔离净化垫层1、设置在建筑基坑B侧壁的隔离传输层2，其中：

隔离净化垫层1包括：活性吸附层102、气液传输层103及水体吸附净化层104，活性吸附层102靠近建筑基底A，气液传输层103设置在活性吸附层102与水体吸附净化层104之间；活性吸附层102包括：高吸附型生物碳、活化铁矿尾砂、水及中砂；气液传输层103包括：粗砂1022、碎石1023(可以选用鹅卵石)及多根并排布置的多孔管；水体吸附净化层104包括：火山泥球及中砂，火山泥球与中砂的质量比为4:1。

隔离传输层2包括：土工膜201、生物炭聚合颗粒202及多根导管203，生物炭聚合颗粒202设置在多根导管203的四周，土工膜201将生物炭聚合颗粒202及多根导管203包裹，导管203连通对应的多孔管。

进一步的，该隔离净化系统还包括设置在地面的辅助净化装置及设置在地面的污染物预警收集装置301，辅助净化装置包括气水抽注装置302，气水抽注装置302的输出端连接导管203的一端。污染物预警收集装置301的输入端与导管203的另一端连接，输出端连接地面应急处置装置。作为一种优选的实施例，气水抽注装置302为自吸水泵。

进一步的，活性吸附层102包括：以重量百分比计，高吸附型生物碳15～25％、活化铁矿尾砂25～50％、水10～20％、中砂25～30％。

其中，高吸附型生物碳的制备过程包括：

取陈腐垃圾烘干并粉碎过100目筛，备用。

将烘干粉碎后的陈腐垃圾与凹凸棒土按质量比8～10:1混合，再按固液质量比5:1加入酸性缓冲液，密封静置24h，获得第一中间产物；

将第一中间产物置于马弗炉中进行密闭热解，待热解反应结束冷却至室温取出，获得第二中间产物。

将第二中间产物取出，按质量比1:3与冷水混合，进行水萃处理，在振荡器中震荡12h取出，用蒸馏水洗净后烘干，获得高吸附型生物碳。

其中，活化铁矿尾砂的制备过程包括：

将不饱和聚酯树脂、丙烯酸、偏高岭土按质量比1:2:4～1:3:6进行搅拌混合后，得到粘稠状改性剂；

将改性剂与铁矿尾砂按质量比1:10进行搅拌混合，风干磨细后，获得活化铁矿尾砂。

进一步的，水体吸附净化层104的火山泥球与中砂的质量比为4:1。

进一步的，隔离净化垫层1还包括：三层土工布101及两层土工滤网1021，其中：一层土工布101设置在活性吸附层102的顶部，另一层土工布101设置在活性吸附层102与气液传输层103之间，最后一层土工布101设置在气液传输层103与水体吸附净化层104之间；两层土工滤网1021分别设置在活性吸附层102的顶部和底部，分别位于对应的土工布101与活性吸附层102之间。

进一步的，多孔管采用高密度聚乙烯材料；多孔管的管径为5cm；多孔管的孔径为15～20mm，相邻孔间距为50～100mm；多孔管的开孔率为3～8％；每米的宽度并排间隔布置15～18根多孔管。

进一步的，隔离传输层2通过喷浆层204与建筑基坑B侧壁黏合；活性吸附层102的厚度为10～15cm；气液传输层103的厚度为10～15cm；水体吸附净化层104的厚度为10～15cm。

下面通过实施例来介绍该隔离净化系统的结构特征及工作原理：

建筑基底A隔离净化垫层1包括土工布101、活性吸附层102、气液传输层103、水体吸附净化层104组成；建筑基坑B侧壁隔离传输层2由HDPE(高密度聚乙烯)土工膜201夹持生物碳聚合颗粒材料202以及HDPE导管203，并采用针刺编织方式制备而成，经喷浆层204与基坑侧壁黏合，隔离传输层2与隔离净化垫层1中的气液传输层103联通，以实现污染气液净化抽提，并提供隔离净化垫层1自净调节，隔离传输层2中的HDPE土工膜201可阻止污染物扩散；地面辅助净化设备包括污染物预警收集装置301、气水抽注装置302。

隔离净化垫层1包括：土工布101厚度约5cm，采用针刺无纺土工布；活性吸附层102的上下表面设置土工滤网1021，按照重量百分比，该活性吸附层102由以下组分组成：高吸附型生物碳15～25％、活化铁矿尾砂25～50％、水10～20％、中砂25～30％、厚度约10～15cm，该活性吸附层102用于场地使用中产生的渗漏污染物的吸附及捕捉、下渗水体弱酸性恢复、氟、氯和硫离子等交换固定。

气液传输层103的厚度约10～15cm，该层填充粒径较大的粗砂1022和碎石1023，并布设多孔管(直径5cm)，每米约布设15～18根，多孔管采用高密度聚乙烯材料，预先制孔，孔径通常为15～20mm，孔距50～100mm，开孔率3～8％左右。

水体吸附净化层104，按照重量百分比，该层由火山泥球与中砂按质量比4:1混合，厚度约10～15cm，该层用于上层结构下渗水的净化和残存污染物吸附。

其中，高吸附型生物碳以陈腐垃圾为主要原料按下列方法制得：(1)取陈腐垃圾烘干并粉碎过100目筛，备用；(2)将上述烘干粉碎后的陈腐垃圾与凹凸棒土按质量比8～10:1混合，再按固液比5:1加入酸性缓冲液(邻苯二甲酸-盐酸缓冲液(0.05M))，密封静置24h，酸性缓冲液配制方法为5ml 0.2M邻苯二甲酸氢钾与2.032ml 0.2M盐酸混合，再加水稀释至200ml；(3)将上述(2)样品置于马弗炉中，通入氮气使管式马弗炉气压达到0～3MPa，密闭热解，待反应结束冷却至室温取出；热解分为低温热解和高温热解两个过程，低温热解过程是先将温度升高至100～200℃，热解10～90min，高温热解过程是继续升温至400～500℃，热解60～120min，升温速度为5～15℃/min；(4)将(3)样品取出，并按质量比1:3与冷水混合，进行水萃处理，在振荡器中震荡12h取出，用蒸馏水洗净后烘干，即获得高吸附性能生物碳。

活化铁矿尾砂的制备方法为：(1)将不饱和聚酯树脂、丙烯酸、偏高岭土按质量比1:2:4～1:3:6进行搅拌混合后，得到粘稠状改性剂A；(2)将改性剂A与铁矿尾砂按质量比1:10进行搅拌混合，风干磨细后得到活化铁矿尾砂。

该隔离净化系统的工作原理：

正常工作情况：下渗污染物为化工生产过程正常产生，当上覆建筑基底污染物(多以液态和挥发性气态形式存在)向下部土体入渗，经过活性吸附层102(渗透系数在10-5～10-7cm/s之间)，污染物经吸附固定，去除率可达99％以上，渗出水体满足地下水III类标准；活性吸附层102渗出水体继续下渗并进入气液传输层103，此时水体如果需要回用，可定时开启气水抽注装置302(一般为含气水分离装置的自吸水泵)，对水体进行抽提，如不需要，气液传输层103中水体自然下渗进入水体吸附净化层104，该层渗透系数设置在10-3～10-4cm/s之间，透水效果好，水体经该层净化，渗出水体可达地下水II类标准。正常工作情况需定期进行自清洗工作情况。

应急工作情况：如厂区遇有化学药品或污染物泄漏，以及非法偷排的突发事件。下渗污染物具有浓度高、毒性大、渗透迅速等特点。此时，开启气水抽注装置302，不间断抽取，实现快速排出基底污染物，通过污染物预警收集装置301接入地面应急处置装置，进行快速处置，当污染物浓度降低到较低稳定水平时，进行自清洗流程，并重复该步骤，知道外排水达到国家相关标准。

自清洗工作情况：该系统可实现建筑基底隔离净化垫层整体清洗，通过气水抽注装置302注入一定压力(0.2～0.5MPa)的可降解的表面活性剂溶液(可根据具体污染类型和浓度确定)，并循环抽注，溶液在活性吸附层102和水体吸附净化层104反复冲洗，进而将吸附在该层的污染物，洗出，并回收到染物预警收集装置301进行处置。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。