一种砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置的制作方法

本发明涉及土壤修复治理领域，特别涉及一种砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置。

背景技术：

1、丰富的金属矿山资源对我国的国民经济的发展起到了很大的促进作用，但矿山开采也使我们付出了巨大的环境代价。矿山开采过程中、开采完成后的尾矿、废渣中仍含有较多的伴生重金属，是周围环境重金属的重要来源之一。在降雨冲刷、酸性矿山废水排放等作用下，废渣中的重金属离子被淋溶并随水体汇集于矿区地表径流中，污染矿区场内及周边水体。进一步污染下游水体，容易造成重大环境污染突发事件，不仅对地表水造成了严重的污染，而且使重金属在土壤中大量积累。积累在土壤中的重金属可以通过淋溶作用进入地下水水体，进而对人类造成危害，同时造成不可逆转的地下水重金属污染。重金属污染随地表径流迁移已成为矿山开发过程中矿区污染治理的瓶颈问题。

2、目前，对于地表水重金属污染修复手段主要有修建污水处理站，投加修复药剂，采用水生植物吸附等。但普遍存在造价高投资大、修复不彻底、环境扰动大等问题，对于矿山沟道型地表水修复治理并不理想。且在开采含砷量较高的矿山的过程中，由于砷及其伴生重金属的化学性质相对，砷在废水中以阴离子的形式存在，具有得到电子的趋向，其他伴生重金属在废水中主要以阳离子的形式存在，具有失去电子的趋向，由于这种差异使得它们在治理上存在拮抗效应，难以同时对两者进行有效去除。若采用常规治理手段对砷及其伴生重金属进行治理，地表径流中仍然会存在含量过高的重金属或砷，修复效果不佳。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，旨在解决矿山地表径流中砷及伴生重金属修复效果不佳的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提出一种砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，包括：

3、第一吸附体，包括第一吸附材料，所述第一吸附材料配置为能够吸附伴生重金属，且所述第一吸附材料可替换地设置于所述第一吸附体；

4、第二吸附体，包括第二吸附材料，所述第二吸附材料配置为能够吸附砷，且所述第二吸附材料可替换地设置于所述第二吸附体；

5、其中，所述第一吸附体与所述第二吸附体沿第一方向依次布置，所述第一方向平行于径流流动的方向。

6、在一些实施例中，所述第一吸附体包括第一吸附单元，所述第一吸附单元用于容纳所述第一吸附材料，所述第一吸附单元具有第一阻隔层以及沿所述第一方向相对布置的第一过水面，所述第一阻隔层绕所述第一方向布置于所述第一过水面的周侧，所述径流能够穿过所述第一过水面，所述第一阻隔层配置为能够阻隔所述径流；

7、所述第二吸附体包括第二吸附单元，所述第二吸附单元用于容纳所述第二吸附材料，所述第二吸附单元具有第二阻隔层以及沿所述第一方向相对布置的第二过水面，所述第二阻隔层绕所述第一方向布置于所述第二过水面的周侧，所述径流能够穿过所述第二过水面，所述第二阻隔层配置为能够阻隔所述径流。

8、在一些实施例中，砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置还包括：

9、第一层底以及第二层底，所述第一层底与所述第二层底沿第二方向依次布置，所述第一层底配置为粘土层，所述第二层底配置为混凝土层，所述第一吸附体与所述第二吸附体设置于所述第二层底沿第二方向背离所述第一层底的一侧，所述第二方向平行于重力方向。

10、在一些实施例中，砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置还包括：

11、集水体，设置于所述第一吸附体沿所述第一方向背离所述第二吸附体的一侧，且所述集水体设置于所述第二层底沿所述第二方向背离所述第一层底的一侧，所述集水体配置为能够过滤径流中的颗粒物。

12、在一些实施例中，所述集水体沿所述第一方向背离所述第一吸附体的一侧具有坡面。

13、在一些实施例中，砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置还包括：

14、植物富集区，包括沿所述第二方向依次布置的鹅卵石层以及种植土层，所述鹅卵石层设置于所述第二层底沿所述第二方向背离所述第一层底的一侧，所述种植土层设置于所述鹅卵石层沿所述第二方向背离所述第二层底的一侧，所述种植土层用于种植富集重金属的水生植物；

15、其中，所述植物富集区设置于所述第二吸附体沿所述第一方向背离所述第一吸附体的一侧。

16、在一些实施例中，砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置还包括：

17、排水渠，所述排水渠设置于所述第一层底沿所述第一方向背离所述第一吸附体的一侧；

18、其中，沿所述第二方向，所述排水渠的最大尺寸h，所述第一层底的尺寸d以及所述第二层底的尺寸l满足：h＜d+l，且h＞d。

19、在一些实施例中，所述排水渠于所述第二方向的尺寸沿所述第一方向朝着远离所述第一吸附体的方向逐渐减小，以使所述排水渠沿所述第二方向的一侧形成斜面，所述斜面的坡度为0.1％。

20、在一些实施例中，砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置还包括：

21、第一侧墙以及第二侧墙，所述第一侧墙与所述第二侧墙相对布置于所述第一吸附体、所述第二吸附体沿第三方向的两侧，所述第三方向垂直于所述第一方向以及第二方向，所述第二方向平行于重力方向，所述第一侧墙与所述第二侧墙配置为防止径流侧渗，使径流完全通过吸附体。

22、在一些实施例中，所述第一吸附材料、所述第二吸附材料均制成直径为2cm的球形。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、在本发明的技术方案中，砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置包括第一吸附体以及第二吸附体。第一吸附体包括第一吸附材料，第二吸附体包括第二吸附材料，第一吸附材料能够吸附径流中的伴生重金属元素，第二吸附材料能够吸附径流中的砷元素。第一吸附体与第二吸附体沿径流流动的方向依次布置，从而使得本发明的砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置能够对砷元素及伴生重金属元素分开吸附，提高地表径流中砷及重金属的吸附效果，进而提高矿山开采后环境的修复效果。此外，第一吸附材料、第二吸附材料的可替换地设置于第一吸附体、第二吸附体，能够有效保证地表径流中砷及伴生重金属的去除率。本方案中，将砷及伴生重金属分开吸附抵消了矿山径流中砷与伴生重金属治理时产生的拮抗效应，有效提高了矿山径流中砷及伴生重金属的去除效果。同时还有利于对替换出第一吸附体、第二吸附体的第一吸附材料、第二吸附材料分别处理，有效降低了对吸附有砷、伴生重金属的吸附材料的后续处理难度。

技术特征：

1.一种砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，

3.如权利要求1所述的砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，还包括：

4.如权利要求3所述的砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，还包括：

5.如权利要求4所述的砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，

6.如权利要求3所述的砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，还包括：

7.如权利要求3所述的砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，还包括：

8.如权利要求7所述的砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，

9.如权利要求1所述的砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，还包括：

10.如权利要求1所述的砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种砷及伴生重金属污染矿山地表径流的治理装置，该治理装置包括第一吸附体以及第二吸附体。第一吸附体包括第一吸附材料，第二吸附体包括第二吸附材料，第一吸附材料能够吸附径流中的伴生重金属，第二吸附材料能够吸附径流中的砷。第一吸附体与第二吸附体沿径流流动的方向依次布置，此外，第一吸附材料、第二吸附材料的可替换地设置于第一吸附体、第二吸附体。本方案中，采用第一吸附体对砷进行吸附、采用第二吸附体对伴生重金属进行吸附，避免了矿山径流中砷与伴生重金属同时治理时的拮抗效应，提高了径流中砷及伴生重金属的去除效果。同时有利于对替换出的第一吸附材料、第二吸附材料分别处理。

技术研发人员：王月玲,杜林峰,裴福云,张正龙,邓珏锋,麦洁雯,刘圣贤,刘丽娟,黄娟,蒙浪,沈彦会,张秀梅,梁令帅
受保护的技术使用者：中节能铁汉生态环境股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24