CN108160686A - 一种用于土壤治理的开闭式毛细蒸发膜 - Google Patents
一种用于土壤治理的开闭式毛细蒸发膜 Download PDFInfo
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- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
Abstract
本发明公开了一种用于土壤治理的开闭式毛细蒸发膜，它包括铺设于土壤表面的阻断膜层，分布在阻断膜层上的毛细端子，铺设在毛细端子上的毛细膜层，铺设在毛细膜层上且与毛细膜层固定在一起的防雨层；所述毛细端子通过阻断膜层，且一端与毛细膜层（10）连接、另一端接触土壤；所述开闭式毛细蒸发膜还包括当防雨层携带毛细膜层扬起时，用于支撑防雨层和毛细膜层的防雨层开启支撑装置。能够阻断土壤表层的自然蒸发作用并使这种蒸发作用发生在本发明的毛细蒸发膜上，使带有可溶物的土壤中的水分将可溶物带出土壤富集在所说的蒸发膜上，从而清除土壤中存在的污染物。且能在恶劣的天气下正常工作。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种用于土壤治理的开闭式毛细蒸发膜。
背景技术
自从人类开始工业化发展以来，污染就伴随着工业化的进程。从五十年代以来，为了遏制污染，各种防护手段层出不穷。相对于越来越多的污染源得到控制，对于已经产生的污染，特别是对土壤的污染成为环境问题的焦点。各种对污染的土壤修复方法相继出现。一般来说，从大的方面来说，位置上有原位修复和异位修复，采用的方法有物理修复，化学修复与植物修复。所有这些方法的共通点在于用外力的介入去除土壤中的污染物。比如说，SVE是用机械力来除去土壤中的污染物，热脱附是用热力来除去土壤中的污染物，化学除污就是在土壤里引入相应的化学力来除去里面的污染，而植物修复则是利用植物的生命力来除去土壤中的污染物。由于土壤介质的非均质各向异性的特点，外力的引进很难达到预期的位置，因此修复的结果常常达不到预期的效果。同时，由于是引进的外力，各种修复手段的成本也相当昂贵。
在清除污染的过程中，工作于土壤修复领域的人们长期忽略了土壤事实上自动会把存在于土壤中的可溶物带到地表的现象。比如说，业内人士熟知的铬污染的土壤会在地表形成绿色的沉积物就是土壤内部的污染物运移到地表而产生的。再有就是北方大面积的盐碱地也是土壤底部的盐份运移到地表产生的。引起这种运移的自然力是存在于土壤中的毛细力。土壤中毛细力场是和饱和度负相关的。高饱和度的土壤具有较弱的毛细力场，低饱和度的土壤毛细力场较强。在毛细力场的作用下，土壤中的水分会从高饱和度的位置向低饱和度的位置移动。一般情况下，由于地下水的存在，接近地下水表面的深部土壤饱和度较高，在没有降水的情况下，土壤的饱和度随着距离水槽里的水表面越来越远而逐步的降低。水分在毛细力场作用下，会从下向上运动。水中的可溶物质也随着土壤中水分的运动向地表上运移。在堆土表面的蒸发作用下，水分脱离了土壤，水中的可溶物留在堆土表面。同时，在重力和毛细力共同作用下，降水又会从上而下的把可溶物带回土壤内部。如果没有外来的可溶物源，在重力和毛细力的综合作用下，土壤中可溶物会形成一个动态平衡状态。在地下有可溶物补充的时候，地表就容易形成含有可溶物的土壤。比如说在地下有高含盐的地下水的时候，地表常常会有盐碱地出现。在地表有可溶物补充的时候，比如说有污染物存在的情况下，则会形成向下发展的土壤污染。
发明人利用土壤毛细力原理设计过毛细蒸发膜，利用土壤中水的毛细力将土壤中的可溶物带到地表，富集在蒸发膜上，以达到清除土壤中污染物的目的。在最初设计的简单应用下，毛细膜层是直接铺设在阻断膜层上。这种铺设方式的好处是简单易行。应用这种铺设方式的系统在天气晴好的时候可以正常工作，但缺乏应对恶劣天气的能力。对于用蒸发作为主要手段的毛细蒸发膜来说，缺乏这种能力会对实际应用产生某种程度上的障碍。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种用于土壤治理的开闭式毛细蒸发膜。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
所述用于土壤治理的开闭式毛细蒸发膜包括铺设于土壤表面的阻断膜层（15），分布在阻断膜层（15）上的毛细端子（5），铺设在毛细端子（5）上的毛细膜层（10），铺设在毛细膜层（10）上且与毛细膜层（10）固定在一起的防雨层（105）；所述毛细端子（5）通过阻断膜层（15），且一端与毛细膜层（10）连接、另一端接触土壤；所述开闭式毛细蒸发膜还包括当防雨层（105）携带毛细膜层（10）扬起时，用于支撑防雨层（105）和毛细膜层（10）的防雨层开启支撑装置（110）。
优选地，所述防雨层为硬质材料层或软质材料层。
优选地，所述防雨层开启支撑装置（110）由硬质的支撑装置组成或软质的悬挂索具组成。
优选地，所述防雨层（105）上靠近毛细膜层（10）与毛细端子（5）连接端的一端设有集水装置（115）。
更优选地，所述集水装置（115）由一端敞口的硬质管道或软质管道组成，集水装置（115）与外部抽吸装置连接。
优选地，所述毛细端子（5）在阻断膜层（15）上成星状分布。
优选地，所述毛细端子（5）在阻断膜层（15）上成带状分布。
更优选地，当毛细端子（5）呈带状分布时，被隔开的相邻两个阻断膜层（15）之间形成的缝隙上设有隔水封条（20）。
其中，所述阻断膜层（15）设有至少一个开口。
下面对本发明作进一步说明：
本发明中，阻断膜层具有阻止水蒸汽通过的功能，并具有一个或一个以上的开口使毛细端子能够通过并与土壤相接触。毛细膜层具有毛细作用，并具有至少一个接触点与毛细连接物相接触。毛细端子具有毛细作用，并具有至少一个接触点与毛细膜层连接，至少一个接触点与土壤相接触。防雨层具有阻断水分通过的能力并与毛细膜具有至少一个连结点。防雨层开启支撑装置具有使至少防雨层的一部分及与其相连结的毛细膜层脱离铺设在地表的阻断膜层，并使防雨层与毛细膜层与阻断膜层表面形成明显的夹角。集水装置具有从所说的防雨层上收集水分的能力。
设计时，根据土壤的类型确定适用的毛细端子分布形式。在使用星形毛细端子分布的时候，在平整好的土壤表面铺设阻断膜层，然后将毛细端子安装在阻断膜层，最后将毛细膜层铺设在分布有毛细端子的阻断膜层之上。如果使用带状分布的毛细端子，则需要先开挖埋设带状毛细端子的埋设沟。在毛细端子在沟中安置妥当后，将开挖出来的土壤回填压实。然后把阻断膜层尽可能的靠近毛细端子铺设。然后在铺设好的阻断膜层上，铺设毛细膜层。隔水封条会安装在阻断膜层之间形成的缝隙上，用于防止降水或是大气冷凝水携带富集在毛细蒸发膜上的污染物通过阻断膜层的缝隙回流到土壤中。在毛细端子，阻断膜层和毛细膜层铺设完毕以后，原有土壤内部水分和可溶物的闭路循环转化成从土壤内部向外部的运移的开路。
本发明在铺设的毛细膜上再铺设一层防水材料组成的防雨层。防雨层的宽度略大于毛细端子安装的宽度，而下面铺设的毛细膜层的宽度略小于毛细端子安装的宽度。而毛细膜层固定在防雨层下面。在正常天气状态下，防雨层和毛细膜层由防雨层开启支撑装置支持，形成一侧与毛细端子连接、另一侧上扬的状态。防雨层与阻断层表面形成一个将毛细膜层夹在其中的两面锐角。毛细膜层位于防雨层与阻断层之间一方面能够有足够的空间产生有效的蒸发作用，另一方面防雨层也能有效的阻止小量或短期的降水影响毛细膜层的工作状态。在高强度的降水条件下，撤除防雨层开启支撑装置可以使防雨层完全复盖毛细膜层，从而防止过饱和的毛细膜层在毛细力的作用下，驱动污染物反向运移回到土壤中。同时，也可以防止毛细蒸发膜层在强降水的条件下受到机械损伤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
由于本发明简单地利用土壤中自然存在的毛细力，改变了原有土壤中可溶物运移的途径使土壤中的可溶物富集在毛细膜上，从而达到去除土壤中污染物的目的。与现有各种清除土壤中污染物的方法相比，本发明所述的毛细蒸发膜具有应用原理单纯，结构简单，安装容易，运行成本低，为清除土壤中的污染物提供了一种经济可行的治理方式。且毛细蒸发膜具有开闭两种状态，能在恶劣天气下正常工作的装置。
总之，本发明提供了一种用于土壤治理的开闭式毛细蒸发膜，能够阻断土壤表层的自然蒸发作用并使这种蒸发作用发生在本发明的毛细蒸发膜上，使带有可溶物的土壤中的水分将可溶物带出土壤富集在所说的蒸发膜上，从而清除土壤中存在的污染物。且能在恶劣的天气下正常工作。
附图说明
图1为本发明的开闭式毛细蒸发膜以及毛细端子星形分布的平面图与毛细蒸发膜开启及闭合状态的剖面图；
图2为本发明的开闭式毛细蒸发膜以及毛细端子带状分布的平面与毛细蒸发膜开启及闭合状态的剖面图。
图中：5、毛细端子；10、毛细膜层；15、阻断膜层；20、隔水封条；105、防雨层；110、防雨层开启支撑装置；115、集水装置。
具体实施方式
实施例1
参见图1，所述用于土壤治理的开闭式毛细蒸发膜包括铺设于土壤表面的阻断膜层15，分布在阻断膜层15上的毛细端子5，铺设在毛细端子5上的毛细膜层10，铺设在毛细膜层10上且与毛细膜层10固定在一起的防雨层105；所述毛细端子5通过阻断膜层15，且一端与毛细膜层10连接、另一端接触土壤；所述开闭式毛细蒸发膜还包括当防雨层105携带毛细膜层10扬起时，用于支撑防雨层105和毛细膜层10的防雨层开启支撑装置110。
其中，所述防雨层为硬质材料层或软质材料层。所述防雨层开启支撑装置110由硬质的支撑装置组成或软质的悬挂索具组成。所述防雨层105上靠近毛细膜层10与毛细端子5连接端的一端设有集水装置115。所述集水装置115由一端敞口的硬质管道或软质管道组成，集水装置115与外部抽吸装置连接。所述毛细端子5在阻断膜层15上成星状分布。所述阻断膜层15设有至少一个开口。
实施例2
参见图2，所述用于土壤治理的开闭式毛细蒸发膜包括铺设于土壤表面的阻断膜层15，分布在阻断膜层15上的毛细端子5，铺设在毛细端子5上的毛细膜层10，铺设在毛细膜层10上且与毛细膜层10固定在一起的防雨层105；所述毛细端子5通过阻断膜层15，且一端与毛细膜层10连接、另一端接触土壤；所述开闭式毛细蒸发膜还包括当防雨层105携带毛细膜层10扬起时，用于支撑防雨层105和毛细膜层10的防雨层开启支撑装置110。
其中，所述防雨层为硬质材料层或软质材料层。所述防雨层开启支撑装置110由硬质的支撑装置组成或软质的悬挂索具组成。所述防雨层105上靠近毛细膜层10与毛细端子5连接端的一端设有集水装置115。所述集水装置115由一端敞口的硬质管道或软质管道组成，集水装置115与外部抽吸装置连接。所述毛细端子5在阻断膜层15上成带状分布。当毛细端子5呈带状分布时，被隔开的相邻两个阻断膜层15之间形成的缝隙上设有隔水封条20。所述阻断膜层15设有至少一个开口。
Claims (9)
1.一种用于土壤治理的开闭式毛细蒸发膜，其特征在于，所述开闭式毛细蒸发膜包括铺设于土壤表面的阻断膜层（15），分布在阻断膜层（15）上的毛细端子（5），铺设在毛细端子（5）上的毛细膜层（10），铺设在毛细膜层（10）上且与毛细膜层（10）固定在一起的防雨层（105）；所述毛细端子（5）通过阻断膜层（15），且一端与毛细膜层（10）连接、另一端接触土壤；所述开闭式毛细蒸发膜还包括当防雨层（105）携带毛细膜层（10）扬起时，用于支撑防雨层（105）和毛细膜层（10）的防雨层开启支撑装置（110）。
2.如权利要求1所述的开闭式毛细蒸发膜，其特征在于，所述防雨层为硬质材料层或软质材料层。
3.如权利要求1所述的开闭式毛细蒸发膜，其特征在于，所述防雨层开启支撑装置（110）由硬质的支撑装置组成或软质的悬挂索具组成。
4.如权利要求1所述的开闭式毛细蒸发膜，其特征在于，所述防雨层（105）上靠近毛细膜层（10）与毛细端子（5）连接端的一端设有集水装置（115）。
5.如权利要求4所述的开闭式毛细蒸发膜，其特征在于，所述集水装置（115）由一端敞口的硬质管道或软质管道组成，集水装置（115）与外部抽吸装置连接。
6.如权利要求1所述的开闭式毛细蒸发膜，其特征在于，所述毛细端子（5）在阻断膜层（15）上成星状分布。
7.如权利要求1所述的开闭式毛细蒸发膜，其特征在于，所述毛细端子（5）在阻断膜层（15）上成带状分布。
8.如权利要求7所述的开闭式毛细蒸发膜，其特征在于，当毛细端子（5）呈带状分布时，被隔开的相邻两个阻断膜层（15）之间形成的缝隙上设有隔水封条（20）。
9.如权利要求1至8任一项所述的毛细蒸发膜，其特征在于，所述阻断膜层（15）设有至少一个开口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180615 |