CN113863345A - 一种有害物存储场的地下水清污分流处理结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有害物存储场的地下水清污分流处理结构及方法，其特征在于：包括有害物质的储存场库(1)，储存场库(1)周围的透水岩土层(2)中设置竖向防渗帷幕(5)，竖向防渗帷幕(5)沿着储存场库(1)边界将储存场库(1)包围，竖向防渗帷幕(5)外侧设置排水隧洞(9)，排水隧洞(9)中设置斜向上的主排水孔(6)和副排水孔(7)，以及斜向下的下主排水孔(8)。本发明采取“围+引+分+排”的综合处理结构与方法，保证有害废水不外流，地下水清水不内流，清水和污水不混流，控制污染，减少废水处理成本。

Description

一种有害物存储场的地下水清污分流处理结构及方法

技术领域

本发明涉及一种有害物存储场的地下水清污分流处理结构及方法，属于有害物的地下水处理领域。

背景技术

随着国家层面在生态环境保护方面的高度重视，陆续出台一系列的生态环境保护法规条例，其中对有害固体堆场、有害液体储存库(或填埋场)的建设及运行有了严格的要求。比如对第Ⅱ类一般工业固体废物，其填埋场一般采用水平铺盖防渗处理，并将渗滤液收集后，集中处理。由于水平铺盖建设施工工艺和技术的问题，往往导致固废填埋场在运行期间的局部渗漏，导致渗滤液污染周围环境。

有害固体堆场、有害液体储存库的一般建于沟谷、槽谷之中。如果场库位于沟槽源头，一般处于地下水的补给区，地下水位较深，水平铺盖防渗系统的破坏，场库内的有害废水渗漏，会沿地下水裂隙、管道等通道进入地下水体，最终产生清污混流的问题。如果场库位于沟槽中下游，则处于地表水和地下水的汇水排泄区，地下水位浅，地下水位波动对水平铺盖影响大，甚至造成水平铺盖的破坏，水平防渗失效后，有害废水与地下水混合，造成地下水污染，清污混流，污水处理难度极大。如果场库位于岩溶等不利环境区域，地下水清污混流的问题将更为严重。

当前，针对渗漏出来的有害废水，由于防渗膜渗漏区域难以精确定位，难以实现对水平铺盖的定点修复，有害废水进入地下岩土体后，顺地下水流动方向渗漏和扩散，深度大，分布广。已有案例采取常规的抽取方式处理，但对基岩地区，地下水为裂隙水，岩溶地区为岩溶管道水与溶隙水，具有明显的不均匀和各向异性特征，很难以稀疏分布的抽水井联通大部分的地下水裂隙网络，所以采用抽水井抽排拦截地下水的方案很难取得好的效果。也有案例采取收集已污染的地下水出露泉水等的处置方式，但是由于地下水运移过程中，岩体清水多渠道的大量补给，往往造成混流污水收集量巨大，运行处理难度及成本大大增加，环境风险突出。

中国专利《适用于地下厂房中层间错动带的截渗排水结构》(申请CN202011259228.4，申请人为中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，发明人为叶辉辉等)涉及了采用防渗帷幕及廊道进行截渗排水。该结构是一种适用于地下厂房中层间错动带的截渗排水结构，目的是以阻隔层间错动带渗水至厂房的通道，降低渗水可能导致层间错动带错动变形。对于地下洞室，尤其是地下厂房，其内部为空腔，因此可在其中设置集排水系统，而且地下厂房的排水隧洞、排水孔设置在帷幕体系靠地下厂房侧，排除的是防渗帷幕与厂房之间的下泄渗水，同时，地下厂房不需要考虑内水外渗问题。

针对有害固体堆场、有害液体储存库因原防渗体系破坏造成有害废水进入地下岩土体，顺地下水流动方向渗漏和扩散导致地下水环境污染问题，未见场库周边采用竖向防渗帷幕+深部隔水地层或场库周边防渗帷幕+底部水平防渗帷幕组成的防渗体系，将场库污水围合在透水岩土层中，将场库外的清洁地下水挡在防渗体系之外，场库外的清洁地下水通过幕外排水孔与排水隧洞外排，渗入透水岩土体内部的少量污水通过底部排水隧洞中污水管进行收集集中外排处理，实现清水与污水分流处理的专利和文献。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种有害物存储场的地下水清污分流处理结构及方法。通过“围+引+分+排”的处理结构与方法，保证有害废水不外流，地下水清水不向处置有害体内流动，清水和污水不混流，控制污染水规模，减少废水处理成本。

本发明的技术方案：一种有害物存储场的地下水清污分流处理结构，包括有害物质的储存场库，储存场库周围的透水岩土层中设置竖向防渗帷幕，竖向防渗帷幕沿着储存场库边界将储存场库包围，竖向防渗帷幕外设置排水隧洞，排水隧洞中设置斜向上的主排水孔和副排水孔，以及斜向下的下主排水孔。

前述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，所述储存场库下方有隔水地层或底部水平防渗帷幕。

前述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，所述底部水平防渗帷幕布置灌浆隧洞，灌浆隧洞中向隧洞两侧斜向下布置底部排水孔。

前述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，所述灌浆隧洞中设置污水管。

前述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，所述排水隧洞上下层帷幕采用搭接帷幕衔接。

前述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，所述储存场库的底部设置水平防渗铺盖，表面设置有表面防水铺盖。

前述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，所述透水岩土层中设置混合液排水卧管。

前述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，竖向防渗帷幕为防渗墙。

有害物存储场的地下水清污分流处理方法，储存场库周边设置竖向防渗帷幕以及下方隔水地层或底部水平防渗帷幕组成的防渗体系，将储存场库中的污水或因水平防渗铺盖破损渗漏的污水围合在透水岩土层中，将储存场库外的清洁地下水挡在防渗体系之外，实现清水与污水的分离。

上述的有害物存储场的地下水清污分流处理方法，所述防渗体系中通过排水隧洞的排水孔将幕外清洁地下水引入清水排水隧洞中，通过排水隧洞外排，降低防渗体系内外的水头差；在防渗体系内通过污水管收集透水岩土层中外渗的污水，外排集中处理，进一步减少污水的微弱外渗。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过场库周边防渗帷幕+ 深部隔水地层或场库周边防渗帷幕+底部水平防渗帷幕组成的防渗体系，将场库污水围合在透水岩土层中，将场库外的清洁地下水挡在防渗体系之外，实现清水与污水的分离。在隧洞中向幕外设置密集排水孔将幕外清洁地下水引入清水排水隧洞中外排，降低防渗体系内外的水头差，进一步减少清水的微弱内渗。在防渗体系底部排水隧洞中设置污水排水管，对渗入透水岩土体内部的少量污水进行收集，集中外排处理，进一步减少污水的微弱外渗，确保外部清洁地下水不受污染。本发明采取“围+引+分+排”的综合处理结构与方法，保证有害废水不外流，地下水清水不内流，清水和污水不混流，控制污染，减少废水处理成本。

附图说明

图1为本发明底部有隔水层的结构示意图；

图2为图1中A-A’面剖视图；

图3为本发明底部无隔水层，采取底部水平防渗帷幕兜底的结构示意图；

图4为图3中B-B面剖视图；

图5为灌浆隧洞中污水管的结构示意图。

附图标记：1-储存场库；2-透水岩土层；3-隔水地层；4-搭接帷幕；5- 竖直防渗帷幕；6-主排水孔；7-副排水孔；8-下主排水孔；9-排水隧洞；10- 地下水流动方向；11-表面防水铺盖；12-水平防渗铺盖；13-混合液排水卧管；14-水平防渗帷幕；15-灌浆隧洞；16-底部排水孔；17-污水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例：一种有害物存储场的地下水清污分流处理结构，包括有害物质的储存场库1，储存场库1周围的透水岩土层2中设置竖向防渗帷幕5，竖向防渗帷幕5沿着储存场库1边界将储存场库1包围，竖向防渗帷幕5外设置排水隧洞9，排水隧洞9中设置斜向上的主排水孔6和副排水孔 7，以及斜向下的下主排水孔8。

在排水隧洞9中向外侧布置斜向上的主排水孔6，高度超过透水岩土层2中可能的地下水位，引排透水岩土层2中高处的清洁地下水。在排水隧洞 9中向外侧布置斜向上的副排水孔7，引排透水岩土层2中部的清洁地下水。在排水隧洞9中向外侧布置斜向下的下主排水孔8，深度接近隔水地层3或超过底部水平防渗帷幕14深度，引排透水岩土层2中低处的清洁地下水。主排水孔6、副排水孔7和下主排水孔8沿排水隧洞轴线方向排列，间距足够小，一般2～3m。主排水孔6、副排水孔7和下主排水孔8引排出的清洁地下水沿排水隧洞排向洞外，资源化利用。

所述储存场库1下方有隔水地层3或底部水平防渗帷幕14。储存场库1 周围透水岩土层2中设置竖向防渗帷幕5，竖向防渗帷幕5沿着储存场库1 表面防水铺盖11边界将储存场库1包围，如果储存场库1底部存在可靠的隔水地层3，竖向防渗帷幕5可以接该隔水地层3，以减少竖向防渗帷幕5 的工程量。隔水地层3也可以是透水率小于1Lu的微透水层。如果深部不存在隔水层，则考虑设置底部水平防渗帷幕14。竖向防渗帷幕5与水平防渗帷幕14围合形成可靠的围合防渗结构。

所述底部水平防渗帷幕14布置有灌浆隧洞15以便水平防渗帷幕14施工，灌浆隧洞15中向隧洞两侧斜向下布置底部排水孔16。灌浆隧洞15两侧斜向下布置底部排水孔16，引排水平防渗帷幕14之下的清洁地下水。底部排水孔16沿灌浆隧洞轴线方向排列，间距足够小，一般2～3m。

所述灌浆隧洞15中设置污水管17。灌浆隧洞15中可能存在上部的污水入渗，在灌浆隧洞15内设置污水管17，将污水引入其中，顺灌浆隧洞15 排向洞外，集中处理。

所述排水隧洞9上下层帷幕采用搭接帷幕4衔接。竖向防渗帷幕5可从地面向下钻孔灌浆，深度较大时，可利用排水隧洞9分层钻孔灌浆，排水隧洞9上下层帷幕采用搭接帷幕4衔接，保证防渗帷幕的整体及防渗效果。

所述储存场库1的底部设置水平防渗铺盖12，表面设置有表面防水铺盖 11。

所述透水岩土层2中设置混合液排水卧管13。将透水岩土层2中防渗帷幕围合区域内污水排向洞外，集中处理。

竖向防渗帷幕5可根据需要改为防渗墙。

有害物存储场的地下水清污分流处理方法，储存场库1周边设置竖向防渗帷幕5以及下方隔水地层3或底部水平防渗帷幕14组成的防渗体系，将储存场库1污水围合在透水岩土层2中，将储存场库1外的清洁地下水挡在防渗体系之外，实现清水与污水的分离。

所述防渗体系中通过排水隧洞9的排水孔将幕外清洁地下水引入清水排水隧洞9中，降低防渗体系内外的水头差，在防渗体系内通过污水管17搜集处理污水，外排集中处理，进一步减少污水的微弱外渗。

Claims (10)

1.一种有害物存储场的地下水清污分流处理结构，其特征在于：包括有害物质的储存场库(1)，储存场库(1)周围的透水岩土层(2)中设置竖向防渗帷幕(5)，竖向防渗帷幕(5)沿着储存场库(1)边界将储存场库(1)包围，竖向防渗帷幕(5)外侧设置排水隧洞(9)，排水隧洞(9)中设置斜向上的主排水孔(6)和副排水孔(7)，以及斜向下的下主排水孔(8)。

2.根据权利要求1所述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，其特征在于：所述储存场库(1)下方有隔水地层(3)或底部水平防渗帷幕(14)。

3.根据权利要求2所述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，其特征在于：所述底部水平防渗帷幕(14)布置灌浆隧洞(15)，灌浆隧洞(15)中向隧洞两侧斜向下布置底部排水孔(16)。

4.根据权利要求3述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，其特征在于：所述灌浆隧洞(15)中设置污水管(17)。

5.根据权利要求3述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，其特征在于：所述排水隧洞(9)上下层帷幕采用搭接帷幕(4)衔接。

6.根据权利要求1所述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，其特征在于：所述储存场库(1)的底部设置水平防渗铺盖(12)，表面设置有表面防水铺盖(11)。

7.根据权利要求1所述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，其特征在于：所述透水岩土层(2)中设置混合液排水卧管(13)。

8.根据权利要求1所述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构，其特征在于：竖向防渗帷幕(5)为防渗墙。

9.如权利要求1-8任一项所述的有害物存储场的地下水清污分流处理结构的处理方法，其特征在于：储存场库(1)周边设置竖向防渗帷幕(5)以及下方隔水地层(3)或底部水平防渗帷幕(14)组成的防渗体系，将储存场库(1)中的污水或因水平防渗铺盖(12)破损渗漏的污水围合在透水岩土层(2)中，将储存场库(1)外的清洁地下水挡在防渗体系之外，实现清水与污水的分离。

10.根据权利要求9所述的有害物存储场的地下水清污分流处理方法，其特征在于：所述防渗体系中通过排水隧洞(9)的排水孔将幕外清洁地下水引入清水排水隧洞(9)中，通过排水隧洞(9)外排，降低防渗体系内外的水头差；在防渗体系内通过污水管(17)收集透水岩土层(2)中外渗的污水，外排集中处理，进一步减少污水的微弱外渗。

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