CN207061960U

CN207061960U - 一种海绵式可渗透反应墙系统

Info

Publication number: CN207061960U
Application number: CN201720823836.0U
Authority: CN
Inventors: 吴代赦; 况琴; 李建龙; 黄庭; 黄珊
Original assignee: Nanchang University
Current assignee: Nanchang University
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2018-03-02
Anticipated expiration: 2027-07-10

Abstract

一种海绵式可渗透反应墙系统，用于处理尾矿渗滤液污染，包括海绵水库、下沉式绿化带、可渗透反应墙、检测带、抽水泵；下沉式绿化带布置在尾矿下游，海绵水库布置在下沉式绿化带正下方，可渗透反应墙布置在海绵水库下游。通过在可渗透反应墙上游设置海绵水库存储缓冲大流量渗滤液，缓冲其对可渗透反应墙的负荷；通过抽水泵对海绵水库内水体进行强制循环实现对突发性高浓度有害物质渗滤液的稀释；通过将检测带内浓度超标水体的回流增强污水处理能力。本实用新型可有效处理尾矿渗滤液等水体污染，运行维护费用低、处理时效长。

Description

一种海绵式可渗透反应墙系统

技术领域

本实用新型涉及地下污水处理技术领域，具体涉及一种针对尾矿渗滤液的海绵式可渗透反应墙处理系统。

背景技术

我国矿产资源丰富，但矿石成分复杂，单一矿较少。矿石需要经过一系列的选别作业得到精矿，导致矿产综合利用率低，资源浪费严重，选别剩下的成分以矿浆的形式排出，形成尾矿。尾矿中含有大量金属矿物和非金属矿物，在雨水、光照以及微生物的作用下将发生复杂的反应，产生的尾矿渗滤液中含有的重金属离子不仅会危害周围地下水、地表水，并且对周边土壤也会造成严重的污染。

目前主要有以下方法处理尾矿渗滤液：1、物理屏蔽法，利用封堵的方式把污染水围起来，防止其扩散出去，该方式使用范围较窄。2、抽出处理法，将污水抽出地面进行处理的方法，该方式投入成本高，难以处理大范围的污染水。3、原位处理法，利用生物、可渗透反应墙（PRB）处理地下污染水的方法，两种方式投入成本相对较低，其中生物修复法易受环境影响，不利于处理。可渗透反应墙作为一种很有前景的地下污水处理技术，逐步受到各界的关注。但该技术对因暴雨产生的高浓度、大流量渗滤液处理效果不佳，尤其是尾矿山，雨水到来时渗滤液大量排出，且含有高浓度有害物质，渗滤液流量超过可渗透反应墙负荷而溢出，溢出的渗滤液仍然会污染地下水。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种能够处理突发性大流量、高浓度尾矿渗滤液、运行维护费用低、处理时效长的海绵式可渗透反应墙系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

本实用新型所述的一种海绵式可渗透反应墙系统，包括下沉式绿化带（7）、海绵水库（11）、抽水泵（4）、传感器I（2）、可渗透反应墙（9）、检测带（16）、传感器II（15）、控制器（3）。

所述下沉式绿化带（7）布置在尾矿（1）下游，下沉式绿化带（7）地表呈凹形设置，并在入口端设置传感器I（2）。

所述海绵水库（11）布置在下沉式绿化带（7）正下方，海绵水库（11）内部填充空心填料（10），侧面和底部分别设置防渗层（12）。

所述可渗透反应墙（9）布置在海绵水库（11）下游，可渗透反应墙（9）包括反应介质（13）、支撑架（14），反应介质（13）放置在支撑架（14）内。

所述检测带（16）布置在可渗透反应墙（9）下游，检测带（16）内设置有抽水管（8）和传感器II（15）。

所述抽水泵（4）设置在下沉式绿化带（7）上方，抽水泵（4）入口通过抽水管（8）分支分别通往至海绵水库（11）底部和检测带（16）底部；通往海绵水库（11）的抽水管（8）分支上安装有阀门I（6），通往检测带（16）的抽水管（8）分支上安装有阀门II（5）。

所述的传感器I（2）、传感器II（15）、阀门I（6）、阀门II（5）、抽水泵（4）均与控制器（3）连接。

所述的空心填料（10）是双层球形网结构，其中内层球形网（19）由弹性模量大于100GPa的硬质材料制成，外层球形网（18）由弹性模量小于10GPa的软质材料制成，内层球形网（19）和外层球形网（18）之间用材质弹性模量介于10GPa和100GPa的叶片（20）连接。

所述的空心填料（10）的内层球形网（19）直径为10~50mm，外层球形网（18）直径为内层球形网（19）直径的1.1~1.5倍，叶片宽度为2~10mm。

所述的海绵水库（11）的上游边界是以尾矿（1）下游端边界中点为圆心的弧形，弧长是尾矿（1）下游边界中心距海绵水库（11）最短距离的0.3π~0.6π倍。

所述的可渗透反应墙（9）的上游边界是以海绵水库（11）下游端边界中点为圆心的弧形，弧长是可渗透反应墙（9）上游边界中心距海绵水库（11）最短距离的0.3π~0.6π倍。

有益效果：1）本实用新型提供的海绵式可渗透反应墙系统，在可渗透反应墙上游设置下沉式绿化带和海绵水库，对暴雨来临时的大流量渗滤液进行储存，缓冲大流量对可渗透反应墙的负荷，且海绵水库上游设计为弧形结构，对尾矿进行半包围，可以充分接纳下渗的尾矿渗滤液。2）在海绵水库内布置抽水管，当传感器I检测到尾矿渗滤液浓度较高时，控制器将打开阀门I同时启动抽水泵，从底部将海绵水库中的渗滤液抽至下沉式绿化带后再重新流入海绵水库中，使其循环流动达到充分混合的效果。3）在检测带内布置抽水管，当传感器II检测到处理水质没达标时，控制器将打开阀门II同时启动抽水泵，将检测带中的水抽至海绵水库进行再处理。4）在下沉式绿化带内种植相应植物，可对流入的雨水、尾矿渗滤液进行简单的预处理，从而降低混合液污染物的浓度，提高可渗透反应墙的修复效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的主体结构示意图。

图2为图1主要构筑物的俯视图。

图3为空心填料的结构示意图。

图4为本实用新型控制器连接示意图。

其中，1为尾矿；2为传感器I；3为控制器4为抽水泵；5为阀门II；6为阀门I；7为下沉式绿化带；8为抽水管；9为可渗透反应墙；10为空心填料；11为海绵水库；12为防渗层；13为反应介质；14为支撑架；15为传感器II；16为检测带；17为隔水层；18为外层球形网；19为内层球形网；20为叶片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

结合图1和图2，本实用新型提供的一种海绵式可渗透反应墙系统，包括下沉式绿化带7、海绵水库11、抽水泵4、传感器I2、可渗透反应墙9、检测带16、传感器II15、控制器3。

下沉式绿化带7布置在尾矿1下游，下沉式绿化带7地表呈凹形设置，并在入口端设置传感器I2。

海绵水库11布置在下沉式绿化带7正下方，海绵水库11内部填充空心填料10，侧面和底部分别设置防渗层12。

可渗透反应墙9布置在海绵水库11下游，可渗透反应墙9包括反应介质13、支撑架14，反应介质13放置在支撑架14内。

检测带16布置在可渗透反应墙9下游，检测带16内设置有抽水管8和传感器II15。

抽水泵4设置在下沉式绿化带7上方，抽水泵4入口通过抽水管8分支分别通往至海绵水库11底部和检测带16底部；通往海绵水库11的抽水管8分支上安装有阀门I6，通往检测带16的抽水管8分支上安装有阀门II5。

传感器I2、传感器II15、阀门I6、阀门II5、抽水泵4均与控制器3连接。

结合附图3，空心填料10是双层球形网结构，其中内层球形网19由弹性模量大于100GPa的硬质材料制成，如采用弹性模量为113的灰铸铁制成。外层球形网18由弹性模量小于10GPa的软质材料制成，如采用弹性模量为0.08GPa的橡胶制成。内层球形网19和外层球形网18之间用材质弹性模量介于10GPa和100GPa的叶片20连接，如采用弹性模量为20GPa的尼龙制成。

空心填料10的内层球形网19直径为10~50mm，如选用25cm，外层球形网18直径为内层球形网19直径的1.1~1.5倍，如为1.2倍，叶片宽度为2~10mm，如取5mm。

大量空心填料10放入海绵水库11后，每个空心填料10将受到上方空心填料10和下沉式绿化带7的重力，空心填料10被挤压。由于空心填料10由外柔内刚的双层空心网制成，外层柔性受挤压作用变形，用于缓冲空心填料10之间的局部应力，防止挤压破碎，内层较硬的空心网用于保持空心填料10储水功能。由于空心填料10孔隙率高，可大量收纳污水。

海绵水库11的上游边界是以尾矿1下游端边界中点为圆心的弧形，弧长是尾矿1下游边界中心距海绵水库11最短距离的0.3π~0.6π倍，如取0.3π倍，有利于海绵水库11充分接纳尾矿1的渗滤液。

可渗透反应墙9的上游边界是以海绵水库11下游端边界中点为圆心的弧形，弧长是可渗透反应墙9上游边界中心距海绵水库11最短距离的0.3π~0.6π倍，如取0.6π倍，有利于可渗透反应墙9充分接纳海绵水库11流出的污水。

系统运行时，尾矿1的部分渗滤液通过地表径流先流入下沉式绿化带7内，再下渗至海绵水库11中，另一部分尾矿1渗滤液直接下渗至地下水中，随地下水流一起流入海绵水库11中。

渗滤液经过可渗透反应墙9时，由反应介质13对渗滤液进行处理，处理后的渗滤液流入检测带16内，设置在监测井16内的传感器II15检测水质，若水质达标则继续随地下水流动。

当暴雨来临时，由于雨水对尾矿1的冲洗将产生流量较大、含以重金属为主的有害物质浓度较高的渗滤液，海绵水库11对大流量渗滤液进行存储，以缓冲超流量的渗滤液对可渗透反应墙9的负荷。同时在下沉式绿化带7内设置传感器I2，当传感器I2检测到流入的渗滤液浓度较高时，与传感器I2信号相连的控制器3将发出信号打开阀门I6同时启动抽水泵4，将海绵水库11底部的渗滤液抽至下沉式绿化带7内，在重力作用下，被抽上来的渗滤液再重新流入海绵水库11中，海绵水库11内的水体得到循环流动，达到充分混合的效果，防止混合不均匀的渗滤液局部浓度过高、而对部分反应介质13造成超负荷而击穿可渗透反应墙9。

若监测井16内的传感器II15检测水质没有达标，与传感器I2信号相连的控制器3将发出信号打开阀门II5同时启动抽水泵4，将检测带16内的水抽至海绵水库11内，并得到可渗透反应墙9的再处理。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种海绵式可渗透反应墙系统，其特征是包括下沉式绿化带（7）、海绵水库（11）、抽水泵（4）、传感器I（2）、可渗透反应墙（9）、检测带（16）、传感器II（15）、控制器（3）；

所述下沉式绿化带（7）布置在尾矿（1）下游，下沉式绿化带（7）地表呈凹形设置，并在入口端设置传感器I（2）；

所述海绵水库（11）布置在下沉式绿化带（7）正下方，海绵水库（11）内部填充空心填料（10），侧面和底部分别设置防渗层（12）；

所述可渗透反应墙（9）布置在海绵水库（11）下游，可渗透反应墙（9）包括反应介质（13）、支撑架（14），反应介质（13）放置在支撑架（14）内；

所述检测带（16）布置在可渗透反应墙（9）下游，检测带（16）内设置有抽水管（8）和传感器II（15）；

所述抽水泵（4）设置在下沉式绿化带（7）上方，抽水泵（4）入口通过抽水管（8）分支分别通往至海绵水库（11）底部和检测带（16）底部；通往海绵水库（11）的抽水管（8）分支上安装有阀门I（6），通往检测带（16）的抽水管（8）分支上安装有阀门II（5）；

2.根据权利要求1所述的一种海绵式可渗透反应墙系统，其特征是所述的空心填料（10）是双层球形网结构，其中内层球形网（19）由弹性模量大于100GPa的硬质材料制成，外层球形网（18）由弹性模量小于10GPa的软质材料制成，内层球形网（19）和外层球形网（18）之间用材质弹性模量介于10GPa和100GPa的叶片（20）连接。

3.根据权利要求2所述的一种海绵式可渗透反应墙系统，其特征是所述的空心填料（10）的内层球形网（19）直径为10~50mm，外层球形网（18）直径为内层球形网（19）直径的1.1~1.5倍，叶片宽度为2~10mm。

4.根据权利要求1所述的一种海绵式可渗透反应墙系统，其特征是所述的海绵水库（11）的上游边界是以尾矿（1）下游端边界中点为圆心的弧形，弧长是尾矿（1）下游边界中心距海绵水库（11）最短距离的0.3π~0.6π倍。

5.根据权利要求1所述的一种海绵式可渗透反应墙系统，其特征是所述的可渗透反应墙（9）的上游边界是以海绵水库（11）下游端边界中点为圆心的弧形，弧长是可渗透反应墙（9）上游边界中心距海绵水库（11 ）最短距离的0.3π~0.6π倍。