一種適用于礦山重金屬污染區(qū)地表徑流的攔截箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境工程領(lǐng)域，特別是指適用于礦山重金屬污染區(qū)地表徑流的攔截箱。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾十年來重金屬污染負(fù)荷的與日俱增和危害性引起了世界各國環(huán)境學(xué)者的關(guān)注，重金屬對環(huán)境的危害性突出表現(xiàn)為:不能生物降解，傾向于在活的機體中富集，導(dǎo)致各種疾病和機能紊亂。礦區(qū)周邊土壤常年受到各種重金屬的侵蝕，尤其是在暴雨時節(jié)，嚴(yán)重的水土流失導(dǎo)致污染物的進(jìn)一步擴散，這不僅影響了周邊河流的水質(zhì)質(zhì)量，更加對周邊居民的飲水安全造成了危害。
[0003]目前，含重金屬離子廢水的處理方法主要有化學(xué)沉淀、離子交換、膜分離以及吸附法等。吸附法是利用多孔性固體吸附劑處理重金屬離子，目前使用的吸附劑主要有活性炭、天然有機吸附劑、天然無機吸附劑和合成吸附劑，其中活性炭再生的設(shè)備較少，且再生費用較貴，限制了活性炭的廣泛使用；天然有機吸附劑包括木纖維、玉米桿、稻草、木肩、樹皮、花生皮等；天然無機吸附劑包括黏土、珍珠巖、蛭石、膨脹頁巖和天然沸石等；合成吸附劑包括聚氨酯、聚丙烯和有大量網(wǎng)眼的樹脂等。
[0004]目前污染物攔截系統(tǒng)的構(gòu)建多用于處理工業(yè)廢水，比如應(yīng)用于電鍍印染行業(yè)；對于攔截土壤滲漏液與地表徑流，主要針對的是對農(nóng)田生產(chǎn)區(qū)外排水中的氮磷和有機物超標(biāo)問題，而應(yīng)用于去除重金屬方面的甚少，且目前的攔截系統(tǒng)復(fù)雜、不可移動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于礦山重金屬污染區(qū)地表徑流的可移動式攔截箱，該攔截箱主要通過攔截箱及其內(nèi)部多級填充材料凈化處理礦山重金屬污染區(qū)地表徑流。
[0006]該攔截箱包括正面箱壁、側(cè)面箱壁、箱底和箱蓋，攔截箱內(nèi)部設(shè)置攔截箱第一級、攔截箱第二級和攔截箱第三級；攔截箱第一級、攔截箱第二級和攔截箱第三級的體積比為1:1:1;攔截箱第一級和攔截箱第二級之間通過鐵絲網(wǎng)隔開，攔截箱第二級和攔截箱第三級之間通過鐵絲網(wǎng)隔開。
[0007]攔截箱箱體長度為45?55cm，寬度為30?40cm，高度為45?55cm，箱體部分埋在地下，其中，地下部分的箱子高度為15?25cm，地上部分的箱子高度為20?40cm，使用中多個箱體并列放置形成整個攔截系統(tǒng)。
[0008]正面箱壁為攔截箱的前后兩面，由粉煤灰透水磚制成，厚度為2?3cm，正面箱壁上設(shè)置有多個孔徑為3?5cm的小孔，孔與孔之間的橫向距離為8?10cm，孔與孔之間的縱向距離為8?10cm，在保證箱壁強度的基礎(chǔ)上增強箱壁的地表徑流滲透性。
[0009]側(cè)面箱壁為攔截箱的左右兩面，由粉煤灰透水磚制成，厚度為2?3cm，側(cè)面箱壁上設(shè)置有兩個孔徑為12?16cm的小孔，小孔排成一列，孔與孔之間的縱向距離為I?4cm。此處箱壁上設(shè)置的小孔有利于地表徑流在箱與箱之間交匯流通。
[0010]箱底和箱蓋由防滲磚制成，厚度為2?3cm，防滲磚為混凝土結(jié)構(gòu)，箱蓋活動安裝在箱體上。
[0011]攔截箱第一級中填充第一級填充材料，第一級填充材料為生物質(zhì)材料咖啡渣和稻殼，咖啡渣和稻殼的填充體積比為1:1?3:1，攔截箱第二級中填充第二級填充材料，第二級填充材料為礦物材料天然斜發(fā)沸石和粘土，天然斜發(fā)沸石和粘土的填充體積比為1:1?2:1，攔截箱第三級中填充第三級填充材料，第三級填充材料為甲殼質(zhì)與微生物，甲殼質(zhì)與微生物的填充體積比為1:1?1:4 ;所述生物質(zhì)材料咖啡渣和稻殼、礦物材料天然斜發(fā)沸石和粘土和甲殼質(zhì)與微生物通過紗布網(wǎng)袋包裹后分別放入攔截箱第一級、攔截箱第二級和攔截箱第三級中。這可以多級處理地表徑流中重金屬、實現(xiàn)重金屬的有效消減，同時有助于控制填充材料的投加量，方便取出已飽和的舊料、更換新的填充材料，該方法操作簡單、便捷。
[0012]其中，攔截箱第一級對含有重金屬的地表徑流，先用咖啡渣和稻殼進(jìn)行吸附?？Х仍闹饕M成成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，含有羥基、羧基、酚基、磷酸基、氨基等能夠結(jié)合重金屬離子的極性官能團。作為水稻商業(yè)性收割的副產(chǎn)品，稻殼豐富的纖維素和木質(zhì)素有利于吸收重金屬?？Х仍偷練χ亟饘貱d、Cr、Pb具有較強的吸附效果，且咖啡渣和稻殼均為工農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)，來源廣泛、價格低廉。作為攔截箱第一級填充材料具有對重金屬吸附容量高、處理成本低的雙重優(yōu)勢。
[0013]經(jīng)過攔截箱第一級中吸附材料對重金屬的吸附后，進(jìn)入攔截箱第二級的地表徑流中重金屬含量已有所下降，攔截箱第二級中添加天然斜發(fā)沸石和粘土作為填充材料。斜發(fā)沸石是40多種天然沸石中儲量最豐富的一種，這種礦物廉價、易獲得，吸附特性主要源于其離子交換能力。沸石的三維結(jié)構(gòu)使之具有很大的空隙，由于四面體中Al3+取代Si 4+而局部帶負(fù)電荷，Na、Ca、K和其它帶正電荷的可交換的離子占據(jù)了結(jié)構(gòu)中的空隙，并可被重金屬替代。粘土對重金屬的吸附能力歸因于細(xì)粒的硅酸鹽礦物的凈負(fù)電荷結(jié)構(gòu)性能，這種負(fù)電荷由于帶正電荷的物質(zhì)的吸附而被中和，使得粘土具備了吸引并容納陽離子如重金屬離子的能力。粘土的表面積很大，同樣有利于增強其吸附能力。天然沸石對As、Pb、Hg的吸收效果明顯，粘土對Pb、V的吸收效果明顯。
[0014]在攔截箱第三級中添加甲殼質(zhì)和工業(yè)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的廢棄菌絲體的混合物作為填充材料。甲殼質(zhì)不但廉價，數(shù)量豐富，對重金屬的吸附能力也很強，甲殼質(zhì)與樹皮、活性污泥、氨基苯乙烯相比，對重金屬有異常的吸附能力，尤其對Pb、As的吸收效果明顯。工業(yè)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的廢棄菌絲體，其來源豐富、價廉、吸附能力強且便于回收重金屬，廢棄菌絲體對Cd、Cr的吸附效果明顯。
[0015]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0016](I)攔截箱的分級可以對地表徑流中多種重金屬起到多級消減作用，不同材質(zhì)的填充材料可針對重金屬的復(fù)合污染起到有效的削減作用；
[0017](2)正面箱壁所用的粉煤灰透水磚及三級填充吸附材料成本低，且咖啡渣、稻殼、菌絲材料均屬于廢物再利用，達(dá)到了以廢治廢的目的；
[0018](3)攔截箱體積小，便于移動、運輸、安裝和管理，大大增強了其應(yīng)用范圍，而且吸附材料更換方便，可隨時根據(jù)污染情況調(diào)整吸附材料的填充量和填充比例；
[0019](4)攔截箱放置在地下一部分既有利于攔截地表徑流，又有利于延長地表徑流與吸附材料的接觸時間，提高對多種重金屬的削減效果。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明適用于礦山重金屬污染區(qū)地表徑流的攔截箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明適用于