[发明专利]地下水重金属修复反应介质材料及渗透墙体施工方法

说明书

本发明公开了地下水重金属修复反应介质材料及渗透墙体施工方法，属于污染地下水修复领域，该反应介质材料包括石英砂、铁粉和沸石粉，按30‑40％、40‑55％、10‑20％的比例进行混合，作为PRB可渗透反应墙填料，用于去除弱酸性污染水体中的多种重金属离子。施工方法具体施工过程包括：首先利用植桩机将钢板桩原位压入污染羽下游迁移途径指定深度的土体中，形成墙体；然后开挖钢板桩内土体，根据开挖深度施作圈梁及钢支撑；最后填入混合均匀的反应介质材料，填埋过程逐步拆除圈梁及支撑，填埋至原地面高度后拔出钢板桩，在介质材料表面覆膜后覆土压实。本发明处理弱酸性条件下多种重金属污染地下水，应用前景广，为目前可渗透反应墙的工程应用提供可行性施工方法。

技术领域

本发明涉及污染地下水修复领域，尤其涉及地下水重金属修复反应介质材料及渗透墙体施工方法。

背景技术

随着工业的迅猛发展和人类活动的急剧增加，特别是采矿、选矿、冶炼、制革、电镀、化工和电子等行业生产，产生的含铜、铅、镉、铬等离子废水的排放以及重大环境污染突发事件的出现，不仅对地表水造成了污染，而且对土壤和地下水的污染也日益严重。由于地下水的隐蔽性及流通性，导致地下水重金属治理难度非常大，对人类健康和生态环境构成了威胁。因此，对地下水中多种重金属污染治理成为当前我国亟待解决的环境生态问题。

近几年地下水修复技术包括异位修复技术和原位修复技术，异位修复技术耗时长、效率低、投资成本高，限制其广泛应用，原位修复技术经济有效、节约土地资源，且能实现地下水的原位修复，因此有着良好的应用前景。原位修复技术中PRB可渗透反应墙技术作为阻隔+净化的管控技术，由于其成本低、效果好，得到了较快的发展。PRB(PermeableReactive Barrier)技术是根据特征污染物选择各种反应介质材料所组成的一个构筑物，它垂直立于地下水水流的方向，形成一个反应屏障区，受污水流靠自然水力经过反应栅栏时，通过物理、化学及生物反应，溶解的有机物、金属、核素等污染物被降解、吸附、沉淀或去除，以达到修复净化受污染的地下水的目标。

目前PRB可渗透反应墙技术不够成熟，一方面介质材料由于长期埋在地下，需要确保其长期有效性并不产生二次污染；另一方面，对于地下水位较深的情况，常规的开挖筑墙方式难度很大，且施工速度较慢。因此，目前PRB处理地下水的技术在我国的实际工程应用还比较少。

发明内容

本发明的目的在于提供地下水重金属修复反应介质材料及渗透墙体施工方法，解决现有目前PRB可渗透反应墙技术不够成熟的技术问题。该发明提供一种地下水重金属处理效率高、有效期长、成本低、来源广泛的可渗透反应墙活性材料复配方法，及提供一种施工快速，易于现场操作的可渗透墙体快速施工方法，该施工方法避免了开挖施做墙体预留透水管等繁琐操作，大大缩短施工周期，且适用于高水位地段施工。

地下水重金属修复反应介质材料，该反应介质材料包括石英砂、铁粉、和沸石粉按30-40％、40-55％、10-20％的比例投入预混合设备内搅拌混合。

所述石英砂粒径40-80目，石英砂中二氧化硅含量≥99wt％；

所述铁粉为零价还原铁粉，铁粉中铁的含量≥98wt％；

所述沸石粉为斜发沸石破碎研磨，粒径80-100目，沸石粉中铝硅含量≥99wt％。

所述预混合设备为翻转摇床，转速50-120rad/min，预混合时间为20-40min。

所述修复的重金属包括地下水中的Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)中的任意一种或任意几种。

本发明还提供一种用于地下水重金属修复的可渗透墙体快速施工方法。该快速施工方法采用钢板桩快速施工法，实现PRB可渗透墙体反应介质材料的快速填充，大大缩短PRB可渗透墙体的施工周期，达到地下水重金属修复目标。包括如下步骤：