CN100339166C - 防止污染地污染扩散的构造 - Google Patents

Abstract

一种防止污染地污染扩散的构造，它不需要大规模的设备，为了用比较简单的构造，廉价且能有效地防止有害物质向非污染土壤侧扩散，是在地下埋设防止污染扩散用的墙体(1)，以划分污染土壤(2)和非污染土壤(3)，上述墙体(1)具有渗透性，并且由载有稀土类化合物的墙体材料构成。

Description

防止污染地污染扩散的构造

技术领域

本发明涉及在地下埋设防止污染扩散用的墙体，划分污染土壤和非污染土壤的防止污染地污染扩散的构造。

背景技术

这种防止污染扩散的构造使用于例如在工厂的布局区域内，在因化学药品等的有害物质而使土壤受到污染时，或者在有被污染的可能性时，在地下埋设防止污染扩散用的墙体，利用该墙体防止有害物质扩散到非污染土壤，所以以前提出了用铁板构成防止污染扩散用的墙体，利用铁板制的墙体划分污染土壤和非污染土壤的方案。

可是，在铁板制的墙体中，由于不透过地下水或雨水等，所以例如在大量降雨时，降落在污染土壤侧的雨水从墙体上方向非污染土壤侧溢出，结果存在有污染土壤所包含的有害物质向非污染土壤侧扩散的危险。

若想要回避该危险，则在污染土壤侧，也有必要搜集被有害物质污染的地下水或雨水后进行无害化处理，再排出处理后的水，需要相当大规模的设备，有设备费用高的缺点。

在铁板制的墙体中，因腐蚀产生孔的可能性也高，若在墙体产生孔，则有害物质能通过地下水等向非污染土壤侧扩散。

本发明是着眼于以前这样的缺点而进行研制的，目的在于提供一种不需要大规模的设备，用比较简单的构造、就可以廉价而且有效地防止有害物质向非污染土壤侧扩散的防止污染地区污染扩散的构造。

发明的内容

本发明第1构成特征在于在地下埋设防止污染扩散用的墙体，以划分污染土壤和非污染土壤的防止污染地污染扩散的构造，上述墙体有渗透性，而且是用载有有稀土类化合物的墙体材料构成。

若根据本发明第1构成特征，由于防止污染扩散用的墙体具有渗透性，所以例如即使有大量降雨，降落在污染土壤侧的雨水渗透过墙体，向非污染土壤侧流动，可以抑制其从墙体的上方向非污染土壤侧溢出。并且，由于有这种渗透性的墙体用载有有稀土类化合物墙体材料的构成，所以透过墙壁的雨水等能与稀土类化合物相接触，而稀土类化合物所具有的对砷、氟、铬、镉、铅等有害物质的吸附性能是以往所用氧化铝的4～6倍，所以透过的雨水等能以被净化、改良的状态向非污染侧土壤流出。

因而，在将作为污染土壤的有害物质的砷、氟、铬、镉、铅等设定为对象时，也不特别需要大规模的设备，使用比较廉价而简单的构造，就能有效防止有害物质向非污染土壤侧的扩散。

本发明第2构成特征在于，上述墙体材料是由混入稀土类化合物粉粒体的陶瓷制砖块构成。

根据本发明第2特征构成，由于构成墙体的墙体材料用陶瓷制砖块构成，通过使多块陶瓷制砖块排列或垒积能比较简单地构筑防止污染扩散用的墙体。

并且，由于对该陶瓷制砖块混入了稀土类化合物粉粒体，即使混入的稀土类化合物量少，也能增大与渗渗透的接触面积，因而，可以有效使用少量稀土类化合物获得好的净化、改良渗渗透的效果。

本发明第3特征构成在于，上述墙体是由对吸水性物质和稀土类化合物进行混合而成型的粒状体构成的。

根据本发明第3构成特征，由于是对吸水性物质和稀土类化合物进行混合而成型的，所以，吸水性物质吸收水分，有害物质吸附剂吸附其所吸收水分中的有害物质，因而，即使是地下水多的土壤，也能可靠地吸附溶出于地下水中的有害物质，对土壤进行净化。

并且，由于该土壤改良剂是粒状的，所以在向土壤中混入时，也较少形成象混入微粉末时所产生的结块和结团现象，能均匀混入到全部土壤中，如后面的实验结果明确所示，有效使用少量有害物质吸附剂，即使是地下水多的土壤，也能有效地吸附有害物质，进行净化改良。

作为吸水性物质，主要是以二氧化硅(SiO₂)为主成分的硅藻土，也能使用活性炭、球状氧化硅(シラスバル一ン)、泥煤、浮石等，并且以粉粒体形态使用，这些吸水性物质中，硅藻土比较廉价，吸水性优良，能谋求降低土壤改良剂的成本，而且，由于硅藻土除了吸水性也具有适度的渗透性，所以能通过分布于全部土壤中的有害物质吸附剂比较普遍地吸附有害物质。

本发明第4构成特征在于，上述墙体材料由稀土类化合物的粉粒体和比该稀土类化合物粉粒体直径大的块状粒体的混合物构成。

根据本发明的第4构成特征，由于构成墙体的墙体材料具有稀土类化合物的粉粒体，所以即使稀土类化合物的量少，也能增大与渗渗透的接触面积，有效地进行净化、改良。

这时，若单独使用稀土类化合物的粉粒体，则粉粒体会形成块状和团状，有阻害与渗渗透的良好接触，但由于对于稀土类化合物的粉粒体，混入了直径比该稀土类化合物的粉粒体大的块状粒体，通过混合的该大直径块状粒体能抑制稀土类化合物结块和结团，可以按照要求对水质进行净化、改良。

并且，即使关于墙体的构筑，例如，在地下掘墙体用的孔，只要在该孔内投入稀土类化合物的粉粒体和块状粒体的混合物即可，能够比较简单地进行构筑。

本发明第5特征构成在于，上述块状粒体是废碎玻璃。

根据本发明第5特征构成，由于在稀土类化合物的粉粒体中混入的块状粒体是废碎玻璃，所以能使用比较廉价的废碎玻璃构筑防止污染扩散用的墙体，同时能将玻璃工厂等产生的玻璃碎片作为再利用使用，这时能更廉价构筑防止污染扩散用的墙体。

而且，废碎玻璃呈碱性，如后面详细表示的那样，稀土类金属在碱性环境中吸附性提高，所以能有效吸附有害物质砷，有效地对水质进行净化、改良，此外，即使降酸性雨，通过废碎玻璃作用能抑制酸化，能维持长时间的水质改良作用。

本发明第6构成特征在于，上述稀土类化合物是氧化铈水和物或氢氧化铈。

根据本发明第6特征构成，由于稀土类化合物是氧化铈水和物或氢氧化铈，所以即使在如上所述的有害物质中，对砷、铅的吸附性能特别优良，能有效防止有害物质向非污染土壤侧扩散。由于铈在稀土类中也是能比较廉价地得到，所以在成本方面也具有优越性。

附图的简单说明

图1是表示防止污染地污染扩散构造的斜视略图。

图2是表示污染地的防止污染扩散构造主要部分的断面略图。

图3是表示相对于pH浓度，稀土类化合物对砷的吸附性能图表。

图4是表示用其它实施方案实施的防止污染地污染扩散构造的断面略图。

图5是表示用其它实施方案实施的防止污染地污染扩散构造的断面略图。

实施发明的最佳实施方案

对于本发明的防止污染地污染扩散的构造，根据附图说明其实施方案。

该防止污染扩散构造，如图1所示，使用了防止污染扩散用墙体1，例如，在工厂的布局区域内，通过在地下埋设的墙体1，把被被化学药品等的有害物质污染的土壤和有被污染可能性的污染土壤2与非污染土壤3分隔开。

构筑墙体1，要从接近地表面处开始，穿过松软地基的地下水位，一直构筑到下面由黏土和岩盘形成的不渗透层4，并且要使其环绕在污染土壤2的周围。

该墙体1是以具有渗透性的多孔质陶瓷制砖块5作为墙体材料，把多个陶瓷制砖块5沿水平方向排列，并且沿在垂直方向垒起来构筑的，在各陶瓷制中5砖块混入稀土类金属化合物的稀土类化合物粉粒体。

作为稀土类化合物，可以使用如铈(Ce)、钐(Sm)、钕(Nd)、钆(Gd)、镧(La)、钇(Y)的化合物，这些稀土类化合物，对于有害物质的砷(As)、氟(F)、铬(Cr)、镉(Cd)、铅Pb)等具有高的吸附性能。

这些稀土类化合物，可以以稀土类氧化物的水和物或氢氧化物的形态，例如，以氧化铈水和物(CeO₂·1.6H₂O)、氧化钐水和物(Sm₂O₃·4.1H₂O)、氧化钕水和物(Nd₂o₃.·4.7H₂O)、氧化钆水和物(Gd₂O₃·5.0H₂O)、氧化镧水和物(La₂O₃·3.0H₂O)、氧化钇水和物(Y₂O₃·2.1H₂O)、氢氧化铈(Ce(OH)₃或Ce(OH)₄)的形态，并且，以0.1～2.0μm直径的细粉粒体形态使用。

下面，表示陶瓷制砖块5的具体实施例。

在硅藻土混合中空玻璃珠和树脂珠、或者锯末等的珠材，混合10重量％作为稀土类化合物的氧化铈，再混合10重量％的碱性废碎玻璃，将其成型为砖块形状后，在约1300℃下进行烧成。

通过烧成使珠材氧化，形成有渗透性的多孔质陶瓷制砖块，再用盐酸对该砖块进行煮沸后，用氢氧化钠中和，使其水合后形成最终制品的陶瓷制砖块。

陶瓷制砖块中的多孔质的孔径，若超过10mm，则渗透的水表面张力影响变小，渗透的流速过快，稀土类化合物的吸附有害物质效果降低，所以优选在10mm以下。

对这样制作孔径在10mm以下的多孔质陶瓷制砖块并进行实验时，可以确认从砷污染土壤溶出含有砷0.11mg/l(升)的水经过陶瓷制砖块渗透，砷浓度能降低到0.001mg/l(升)以下。

碱性废碎玻璃是为了提高稀土类化合物砷吸附性能的材料，如图3，相对pH浓度的稀土类化合物的砷吸附性能图所示，稀土类化合物的砷吸附性能在碱性环境中优异，特别对于三价砷，吸附性能显著提高。

另外，可使用氧化铝毫微晶须，代替上述实施例中的硅藻土，把中空的玻璃珠和树脂珠、或者锯末等的珠材混合，混合10重量％的氧化铈、10重量％的碱性废碎玻璃，将其成形为砖块形，并且，烧成形成陶瓷制砖块。

在这种情况下，陶瓷制砖块形成具有1微米以下毫微细孔的非常微细的多孔质(结构)，对有害物质的吸附效果飞跃性地提高。

防止污染扩散用墙体1也能使用多孔质陶瓷制砖块5以外的墙体材料构筑，图2表示该例，划分污染土壤2和非污染土壤3的墙体1，用稀土类化合物的粉粒体和直径比该粉粒体大的块状粒体的混合物6构筑。

稀土类化合物与前面陶瓷制砖块5的情形相同，以氧化铈水和物(CeO₂·1.6H₂O)、氧化钐水和物(Sm₂O₃·4.1H₂O)、氧化钕水和物(Nd₂o₃·4.7H₂O)、氧化钆水和物(Gd₂O₃·5.0H₂O、氧化镧水和物(La₂O₃·3.0H₂O)、氧化钇水和物(Y₂O₃·2.1H₂O)、氢氧化铈(Ce(OH)₃或Ce(OH)₄的形态，而且以有0.1～2.0μm直径的细粉粒体的形态使用。

和稀土类化合物的粉粒体混合的块状粒体，优选平板玻璃等的废碎玻璃和石灰石、电石、混凝土废材等的碱性物质，以有约1.0～5.0mm直径的粒体形态使用。

该块状粒体和有害物质吸附粉粒体，对70重量％的块状粒体混合30重量％有害物质吸附粉粒体，对50重量％的块状粒体混合50重量％有害物质吸附粉粒体的比率，用旋转式混合机等充分混合，将这样生成的具有渗透性的混合物6投入到在地下掘的墙体用孔内，构筑墙体1。

其他实施方案

下面，说明其他实施方案，为了避免重复说明，对于在前面的实施方案中说明的结构，使用相同的符号，因此省略了对符号的说明，主要只说明与以前的实施方案不同的结构。

(1)在前面的实施方案中，表示了用防止污染扩散用墙体1环绕在污染土壤2的周围，防止污染土壤2中含有的有害物质扩散到周围的非污染土壤3的例子，但如图4所示，用墙体1环绕在非污染土壤3的周围，也能形成防止污染土壤2中含有的有害物质向非污染土壤3扩散的结构。

在该图4所示的其他实施方案中，用陶瓷制砖块5，或者用稀土类化合物的粉粒体和块状粒体的混合物6构筑的墙体1，环绕于非污染土壤3的周围，在该非污染土壤3上建造例如，有地下室7的大楼8。

地下室7由外墙9和内墙10构成，形成在两墙9、10间具有渗透用的间隙11的双层墙构造，从外墙9渗透的水沿间隙11流下，汇集在下方的槽12内，经图中没有示出的泵排出。

根据该其他实施方案，建造有大楼8的非污染土壤3，是通过墙体1防止来自污染土壤2的有害物质扩散，使流入非污染土壤3侧的地下水和雨水等实现无害。

因而，汇集在槽12内的水也不需要进行无害化处理，能直接排出到下水道中。

(2)在以前的实施方案，表示了只用陶瓷制砖块5构筑、和只用稀土类化合物的粉粒体和块状粒体混合物6构筑防止污染扩散用墙体1的的例子，也可配合使用陶瓷制砖块5和混合物6构筑墙体1。

在这种情况下可以交替设制陶瓷制砖块5和混合物6来构筑墙体1，同时还可以在有地下水流过的地方为了避免流失而使用陶瓷制砖块5，在其他位置使用混合物6来构筑墙体1。优选根据污染地的具体情况进行实施。

(3)作为构筑墙体1的砖块5，不限于前面实施方案中所示的用陶瓷制备的，例如，也可使用有渗透性的多孔质的混凝土和合成树脂制的砖块来构筑墙体1。

在用混合物6来构筑墙体1时，作为该块状粒体，不限于前面实施方案中所示的废碎玻璃那样的碱性物质，例如，也可以使用砂、砂石、小石等作为块状粒体。

也可以使用混合硅藻土等吸水性物质和稀土类化合物后，经成型的粒状体A。

并且，也可以将块状粒体和粒状体A埋设在地下并形成墙壁状，形成墙体1(参照图5)。该粉粒状吸水性物质和稀土类化合物用旋转式混合机等充分混合，用造粒机造粒形成直径约为2mm的粒状后，经干燥成形，充填在设置于必须形成墙体1的场所中的凹槽中，形成墙壁状。

产业上的实用性

这种防止污染扩散构造使用于，例如，在工厂的布局区域内，在因化学药品等有害物质而使土壤受到污染时，或者在有被污染的可能性时，在地下埋设防止污染扩散用的墙体，利用该墙体防止有害物质扩散到非污染土壤侧。

Claims (6)

1.一种防止污染地污染扩散的构造，它是在地下埋设防止污染扩散用的墙体(1)，以便划分污染土壤(2)和非污染土壤(3)的防止污染地污染扩散的构造，其特征是，上述墙体(1)由具有渗透性，而且用载有稀土类化合物的墙体材料构成。

2.根据权利要求1中所述的防止污染地污染扩散的构造，其特征是，上述墙体材料由混入了稀土类化合物粉粒体的陶瓷砖块(5)构成。

3.根据权利要求1中所述的防止污染地污染扩散的构造，其特征是，上述墙体由对吸水性物质和稀土类化合物进行混合、成型所得的粒状体构成。

4.根据权利要求1中所述的防止污染地污染扩散的构造，其特征是，上述墙体材料由稀土类化合物的粉粒体和直径比该稀土类化合物的粉粒体大的块状粒体的混合物构成。

5.根据权利要求3中所述的防止污染地污染扩散的构造，其特征是，上述块状粒体是废碎玻璃。

6.根据权利要求1～4任一项中所述的防止污染地污染扩散的构造，其特征是，上述稀土类化合物是氧化铈水和物或氢氧化铈。

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