CN112919661A - 一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带 - Google Patents

一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，涉及生态修复技术领域，其技术方案要点是：包括U型隔离体隔离盖板，隔离盖板穿设有渗水孔；隔离盖板下方依次设有金属吸附池、土壤沉淀池、蓄水池，土壤沉淀池外侧隔离板，金属吸附池侧面设有排水孔，土壤沉淀池侧面设有进水孔；U型隔离体内设有金属吸附层，土壤沉淀池侧面设有第一溢水孔；隔离盖板设有栽培套筒，栽培套筒顶端突伸出隔离盖板上表面，底端穿过金属吸附池后伸入土壤沉淀池，土壤沉淀池底部设有渗水引线。本发明可完成对矿山径流中的重金属进行多次吸附、过滤，并将矿山径流中土壤成分、水分进行保存，当土壤沉淀池中的沉淀土壤达到一定深度后即可完成植物生态修复。

Description

一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带
技术领域
本发明涉及生态修复技术领域，更具体地说，它涉及一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带。
背景技术
矿产资源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，为人类社会的发展和文明长足的进步作出了巨大贡献。但同时，矿产资源的开发利用也产生了大量的矿山废弃地。矿山开采和冶炼已经形成了40亿吨的尾矿，并且仍在以每年200万吨速度增加。矿山废弃地不仅占用了大量土地资源，造成了生态环境的破坏，甚至威胁到人类的生命安全，急需要进行妥善处理和修复。
金属矿山中硫化物赋存于矿物中的比例很大，尤其是铜、铅、锌等金属矿床，约相当于各类矿物种类总量的75％。我国金属矿贫矿多、富矿少，多金属矿多、单一矿种少，金属品位极低、矿物采剥比大，产生大量的固体废弃物。固体废弃物污染的范围主要以大堆场为中心通过地表径流和渗滤液向下游及周边扩散污染下游水体和土壤，在土壤中的含量和形态分布特征受其废弃物堆场中释放率的影响，且随距离的加大重金属的含量逐渐降低。目前，金属矿固废堆场表层多为碎石、渣土，结构松散，稳定性差，难以蓄存土壤和水分，植物无法生长，生态环境难以自然恢复。此外，受风化和降雨淋溶，固废中的毒害物质极易随降水进入河流和地下水，造成大范围环境污染和生态恶化。
因此，如何研究设计一种能够在对金属矿山中污染水质进行处理的过程中防止水土流失的装置是我们目前继续解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，包括U型隔离体以及与U型隔离体顶端盖合的隔离盖板，隔离盖板穿设有渗水孔；隔离盖板下方依次设有金属吸附池、土壤沉淀池、蓄水池，土壤沉淀池外侧设有与U型隔离体内壁密封接触的隔离板，且隔离板上方形成溢水腔，金属吸附池侧面设有与溢水腔上部连通的排水孔，土壤沉淀池侧面设有与溢水腔下部连通的进水孔；U型隔离体内设有位于隔离板、蓄水池之间的金属吸附层，土壤沉淀池侧面设有位于金属吸附层上方的第一溢水孔；隔离盖板设有栽培套筒，栽培套筒顶端突伸出隔离盖板上表面，底端穿过金属吸附池后伸入土壤沉淀池，土壤沉淀池底部设有伸入蓄水池的渗水引线。
通过采用上述技术方案，将可吸收隔离带以网格分布形式嵌入布置在矿山表层，地表径流经渗水孔进入到金属吸附池中，金属吸附池在对水质中的较大颗粒进行沉淀过程中同时对水质的重金属进行吸附，径流水质陆续进入时，金属吸附池上层水经排水孔进入到溢水腔中，并从进水孔进入到土壤沉淀池，土壤沉淀池对水质中携带的土壤成分进行沉积，并为栽培套筒内种植的生态修复植物提供生长基质；土壤沉淀池上层的水质经第一溢水孔流到金属吸附层上表面，金属吸附层对水质中的残留的金属成分进行物理吸附过滤后将水排至蓄水池中进行水分保持，可通过渗水引线为生态修复植物提供基础的生长水分，整个可吸收隔离带即可完成对矿山径流中的重金属进行多次吸附、过滤，并将矿山径流中土壤成分、水分进行保存，当土壤沉淀池中的沉淀土壤达到一定深度后即可完成植物生态修复。
本发明进一步设置为：所述土壤沉淀池包括升降底池和两个对称设置在金属吸附池底部的固定侧板，进水孔、第一溢水孔均设置在固定侧板上；固定侧板底部呈U型结构形成第一插槽，升降底池的侧壁上端呈U型结构形成第二插槽，固定侧板与升降底池通过第一插槽、第二插槽相互插接；升降底池底部设有弹性支撑件。
通过采用上述技术方案，随着土壤沉淀池中的沉淀土壤厚度不断提升，升降底池在重力作用下挤压弹性支撑件后下降，可时刻保持土壤沉淀池中的沉淀效率，并在遇到较大径流时提高沉淀过程中的容纳量，提高了可吸收隔离带的土壤保存最大容量。
本发明进一步设置为：所述弹性支撑件包括弹簧、与升降底池底部固定连接的伸缩内杆以及与U型隔离体内底面固定连接的伸缩套筒，伸缩内杆与伸缩套筒活动插接；弹簧与伸缩内杆、伸缩套筒套接。
通过采用上述技术方案，伸缩内杆与伸缩套筒活动插接后为弹簧的伸缩进行导向，使得升降底池在升降过程中保持相对稳定。
本发明进一步设置为：所述土壤沉淀池外侧壁设有放置凸台，隔离板通过转动轴与放置凸台表面转动连接。
通过采用上述技术方案，将隔离板水平放置后即可于上方形成溢水腔，防止金属吸附池中的水直接进入金属吸附层而将金属吸附层堵塞的情况发生；当隔离板转动90度后竖直放置在放置凸台上，即可对金属吸附层进行更换与维护，整体结构设计有效降低了占用体积。
本发明进一步设置为：所述U型隔离体侧面设有与蓄水池连通的第二溢水孔。
通过采用上述技术方案，第二溢水孔将蓄水池中多余的水排除，防止经处理后的水质逆流造成二次污染或处理无效的情况发生。
本发明进一步设置为：所述U型隔离体内侧壁设有与金属吸附层接触的支撑凸台。
通过采用上述技术方案，使得金属吸附层的安装与拆卸操作方便。
本发明进一步设置为：所述金属吸附池内放置壳聚糖类吸附剂、纤维类吸附剂、树脂类吸附剂中的任意一种。
通过采用上述技术方案，能够对水质中的重金属进行高效吸附处理，且无二次污染。
本发明进一步设置为：所述金属吸附层为由活性炭、沸石、粉煤灰、木炭以3：1：0.5：0.5的比例混合制备而成的多孔过滤层。
通过采用上述技术方案，能够防止金属吸附层内部成分之间相互粘连，在保证其吸附效率的过程中，有效保持其渗水性能。
本发明进一步设置为：所述隔离盖板上表面设有沿渗水孔圆周方向环设的格挡基体。
通过采用上述技术方案，格挡基体可避免地表径流中较大杂物进行可吸收隔离带中。
本发明进一步设置为：所述格挡基体沿自身圆周方向设有多个过水槽。
通过采用上述技术方案，过水槽可有效提高隔离盖板的渗水性能。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的可吸收隔离带可完成对矿山径流中的重金属进行多次吸附、过滤，并将矿山径流中土壤成分、水分进行保存，当土壤沉淀池中的沉淀土壤达到一定深度后即可完成植物生态修复；
2、随着土壤沉淀池中的沉淀土壤厚度不断提升，升降底池在重力作用下挤压弹性支撑件后下降，可时刻保持土壤沉淀池中的沉淀效率，并在遇到较大径流时提高沉淀过程中的容纳量，提高了可吸收隔离带的土壤保存最大容量；
3、本发明提供的金属吸附层能够防止金属吸附层内部成分之间相互粘连，在保证其吸附效率的过程中，有效保持其渗水性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是本发明实施例中的整体结构示意图；
图2是本发明实施例中隔离盖板的结构示意图；
图3是本发明实施例中固定侧板的结构示意图；
图4是本发明实施例中升降底池的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
101、U型隔离体；102、第二溢水孔；103、渗水孔；104、格挡基体；105、过水槽；106、栽培套筒；107、蓄水池；108、隔离盖板；201、金属吸附池；202、排水孔；203、溢水腔；301、固定侧板；302、第一插槽；303、第一溢水孔；304、进水孔；305、隔离板；306、升降底池；307、第二插槽；308、渗水引线；309、放置凸台；401、金属吸附层；402、支撑凸台；501、弹性支撑件；502、伸缩内杆；503、伸缩套筒；504、弹簧。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图1-4，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例：一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，如图1所示，包括U型隔离体101以及与U型隔离体101顶端盖合的隔离盖板108，隔离盖板108穿设有渗水孔103；隔离盖板108下方依次设有金属吸附池201、土壤沉淀池、蓄水池107，土壤沉淀池外侧设有与U型隔离体101内壁密封接触的隔离板305，且隔离板305上方形成溢水腔203，金属吸附池201侧面设有与溢水腔203上部连通的排水孔202，土壤沉淀池侧面设有与溢水腔203下部连通的进水孔304；U型隔离体101内设有位于隔离板305、蓄水池107之间的金属吸附层401，土壤沉淀池侧面设有位于金属吸附层401上方的第一溢水孔303；隔离盖板108设有栽培套筒106，栽培套筒106顶端突伸出隔离盖板108上表面，底端穿过金属吸附池201后伸入土壤沉淀池，土壤沉淀池底部设有伸入蓄水池107的渗水引线308。将可吸收隔离带以网格分布形式嵌入布置在矿山表层，地表径流的流动过程依次为a、b、c、d，地表径流经渗水孔103进入到金属吸附池201中，金属吸附池201在对水质中的较大颗粒进行沉淀过程中同时对水质的重金属进行吸附，径流水质陆续进入时，金属吸附池201上层水经排水孔202进入到溢水腔203中，并从进水孔304进入到土壤沉淀池，土壤沉淀池对水质中携带的土壤成分进行沉积，并为栽培套筒106内种植的生态修复植物提供生长基质；土壤沉淀池上层的水质经第一溢水孔303流到金属吸附层401上表面，金属吸附层401对水质中的残留的金属成分进行物理吸附过滤后将水排至蓄水池107中进行水分保持，可通过渗水引线308为生态修复植物提供基础的生长水分，整个可吸收隔离带即可完成对矿山径流中的重金属进行多次吸附、过滤，并将矿山径流中土壤成分、水分进行保存，当土壤沉淀池中的沉淀土壤达到一定深度后即可完成植物生态修复。
如图1、图3与图4所示，土壤沉淀池包括升降底池306和两个对称设置在金属吸附池201底部的固定侧板301，进水孔304、第一溢水孔303均设置在固定侧板301上；固定侧板301底部呈U型结构形成第一插槽302，升降底池306的侧壁上端呈U型结构形成第二插槽307，固定侧板301与升降底池306通过第一插槽302、第二插槽307相互插接；升降底池306底部设有弹性支撑件501。随着土壤沉淀池中的沉淀土壤厚度不断提升，升降底池306在重力作用下挤压弹性支撑件501后下降，可时刻保持土壤沉淀池中的沉淀效率，并在遇到较大径流时提高沉淀过程中的容纳量，提高了可吸收隔离带的土壤保存最大容量。
如图4所示，弹性支撑件501包括弹簧504、与升降底池306底部固定连接的伸缩内杆502以及与U型隔离体101内底面固定连接的伸缩套筒503，伸缩内杆502与伸缩套筒503活动插接；弹簧504与伸缩内杆502、伸缩套筒503套接。伸缩内杆502与伸缩套筒503活动插接后为弹簧504的伸缩进行导向，使得升降底池306在升降过程中保持相对稳定。
如图1与图3所示，土壤沉淀池外侧壁设有放置凸台309，隔离板305通过转动轴与放置凸台309表面转动连接。将隔离板305水平放置后即可于上方形成溢水腔203，防止金属吸附池201中的水直接进入金属吸附层401而将金属吸附层401堵塞的情况发生；当隔离板305转动90度后竖直放置在放置凸台309上，即可对金属吸附层401进行更换与维护，整体结构设计有效降低了占用体积。
如图1所示，U型隔离体101侧面设有与蓄水池107连通的第二溢水孔102。第二溢水孔102将蓄水池107中多余的水排除，防止经处理后的水质逆流造成二次污染或处理无效的情况发生。
如图1所示，U型隔离体101内侧壁设有与金属吸附层401接触的支撑凸台402，使得金属吸附层401的安装与拆卸操作方便。
在本实施例中，金属吸附池201内放置有壳聚糖类吸附剂、纤维类吸附剂或树脂类吸附剂，能够对水质中的重金属进行高效吸附处理，且无二次污染。
在本实施例中，金属吸附层401为由活性炭、沸石、粉煤灰、木炭以3：1：0.5：0.5的比例混合制备而成的多孔过滤层，能够防止金属吸附层401内部成分之间相互粘连，在保证其吸附效率的过程中，有效保持其渗水性能。
如图1与图2所示，隔离盖板108上表面设有沿渗水孔103圆周方向环设的格挡基体104。
通过采用上述技术方案，格挡基体104可避免地表径流中较大杂物进行可吸收隔离带中。
如图1与图2所示，格挡基体104沿自身圆周方向设有多个过水槽105，过水槽105可有效提高隔离盖板108的渗水性能。
工作过程：将可吸收隔离带以网格分布形式嵌入布置在矿山表层，地表径流经渗水孔103进入到金属吸附池201中，金属吸附池201在对水质中的较大颗粒进行沉淀过程中同时对水质的重金属进行吸附，径流水质陆续进入时，金属吸附池201上层水经排水孔202进入到溢水腔203中，并从进水孔304进入到土壤沉淀池，土壤沉淀池对水质中携带的土壤成分进行沉积，并为栽培套筒106内种植的生态修复植物提供生长基质；土壤沉淀池上层的水质经第一溢水孔303流到金属吸附层401上表面，金属吸附层401对水质中的残留的金属成分进行物理吸附过滤后将水排至蓄水池107中进行水分保持，可通过渗水引线308为生态修复植物提供基础的生长水分，整个可吸收隔离带即可完成对矿山径流中的重金属进行多次吸附、过滤，并将矿山径流中土壤成分、水分进行保存，当土壤沉淀池中的沉淀土壤达到一定深度后即可完成植物生态修复。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、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，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，其特征是，包括U型隔离体(101)以及与U型隔离体(101)顶端盖合的隔离盖板(108)，隔离盖板(108)穿设有渗水孔(103)；隔离盖板(108)下方依次设有金属吸附池(201)、土壤沉淀池、蓄水池(107)，土壤沉淀池外侧设有与U型隔离体(101)内壁密封接触的隔离板(305)，且隔离板(305)上方形成溢水腔(203)，金属吸附池(201)侧面设有与溢水腔(203)上部连通的排水孔(202)，土壤沉淀池侧面设有与溢水腔(203)下部连通的进水孔(304)；U型隔离体(101)内设有位于隔离板(305)、蓄水池(107)之间的金属吸附层(401)，土壤沉淀池侧面设有位于金属吸附层(401)上方的第一溢水孔(303)；隔离盖板(108)设有栽培套筒(106)，栽培套筒(106)顶端突伸出隔离盖板(108)上表面，底端穿过金属吸附池(201)后伸入土壤沉淀池，土壤沉淀池底部设有伸入蓄水池(107)的渗水引线(308)。
2.根据权利要求1所述的一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，其特征是，所述土壤沉淀池包括升降底池(306)和两个对称设置在金属吸附池(201)底部的固定侧板(301)，进水孔(304)、第一溢水孔(303)均设置在固定侧板(301)上；固定侧板(301)底部呈U型结构形成第一插槽(302)，升降底池(306)的侧壁上端呈U型结构形成第二插槽(307)，固定侧板(301)与升降底池(306)通过第一插槽(302)、第二插槽(307)相互插接；升降底池(306)底部设有弹性支撑件(501)。
3.根据权利要求2所述的一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，其特征是，所述弹性支撑件(501)包括弹簧(504)、与升降底池(306)底部固定连接的伸缩内杆(502)以及与U型隔离体(101)内底面固定连接的伸缩套筒(503)，伸缩内杆(502)与伸缩套筒(503)活动插接；弹簧(504)与伸缩内杆(502)、伸缩套筒(503)套接。
4.根据权利要求1所述的一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，其特征是，所述土壤沉淀池外侧壁设有放置凸台(309)，隔离板(305)通过转动轴与放置凸台(309)表面转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，其特征是，所述U型隔离体(101)侧面设有与蓄水池(107)连通的第二溢水孔(102)。
6.根据权利要求1所述的一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，其特征是，所述U型隔离体(101)内侧壁设有与金属吸附层(401)接触的支撑凸台(402)。
7.根据权利要求1所述的一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，其特征是，所述金属吸附池(201)内放置壳聚糖类吸附剂、纤维类吸附剂、树脂类吸附剂中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，其特征是，所述金属吸附层(401)为由活性炭、沸石、粉煤灰、木炭以3：1：0.5：0.5的比例混合制备而成的多孔过滤层。
9.根据权利要求1所述的一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，其特征是，所述隔离盖板(108)上表面设有沿渗水孔(103)圆周方向环设的格挡基体(104)。
10.根据权利要求9所述的一种矿山生态环境修复的可吸收隔离带，其特征是，所述格挡基体(104)沿自身圆周方向设有多个过水槽(105)。
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