專利名稱：消除或降低地面上排出的污染物有害性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消除或至少是降低地面上排放(貯存)的污染物如紅泥有害性的方法。
已知世界范圍內(nèi)各工業(yè)部門(mén)，生產(chǎn)企業(yè)，服務(wù)業(yè)以及其它行業(yè)會(huì)排放出日益增長(zhǎng)的大量廢物，污染物，甚至是有毒物質(zhì)，這些物質(zhì)自由貯存在地面上，如作為氧化鋁生產(chǎn)副產(chǎn)物沉積出的紅泥以及電廠煙灰等。這些物質(zhì)可按水力方式堆積成所謂的廢物場(chǎng)，這對(duì)環(huán)境意味著大量并廣為擴(kuò)散的污染源。污染物從該污染源進(jìn)入地下水，其中首先將其溶解，然后隨天然地下水流先進(jìn)入污染源如貯存區(qū)下土壤的直接接觸區(qū)域，之后再?gòu)拇藬U(kuò)散開(kāi)去并污染一定范圍的地下水源，致使地下水不能用作引用水甚至不能用于灌溉或其它目的，同時(shí)使污染源附近的耕地收成受損害或至少是受到限制。
本發(fā)明的目的是提出可消除或至少是降低地面上堆積(貯存)污染物有害于環(huán)境(污染地下水)的作用的方法。
本發(fā)明基于這樣一種認(rèn)識(shí)，即只要能在地下給污染源下的土壤設(shè)立防水或至少是準(zhǔn)防水壁，即可阻止土壤里受污染地下水從中流出，其中通過(guò)地面下設(shè)底拱構(gòu)成排水溝并導(dǎo)出其中匯集的受污染地下水即可防止受污染地下水上升到地面。另一種認(rèn)識(shí)是，通常的大面積地下防水壁可使污染(清潔)地下水位上升一定程度，致使污染源附近區(qū)域成為沼澤地而不適宜農(nóng)業(yè)耕作，但可這樣來(lái)加以避免，即將未受污染水經(jīng)人為保持在一定高度。
依據(jù)這些認(rèn)識(shí)，本發(fā)明提出的任務(wù)可采用這樣的一種方法來(lái)解決，該法的基本特征在于，給污染源下的土壤完全或部分設(shè)立至少是部分防水壁。防水壁以外的土壤內(nèi)防水壁所阻擋水位通過(guò)從該區(qū)域向外排水而保持在不超過(guò)預(yù)先確定的地面下深度;而從防水壁內(nèi)的土壤中排出來(lái)自其中匯集并加以阻擋的受污染水為維持同樣是預(yù)先確定的地下最低深度處形成的水位所需水量(與防水壁外匯集和排出的水分開(kāi))。地上即一般的生長(zhǎng)土上就有含大量也可能危險(xiǎn)的廢物貯料形態(tài)的受污染土壤，這樣一來(lái)冷凝水以及有時(shí)的工藝水即可排除污染物(污染物如電廠煙塵或作為氧化鋁生產(chǎn)副產(chǎn)物排出的紅泥大多數(shù)情況下以水力方式進(jìn)入貯料)。(污染物應(yīng)形成貯料池中的壁或/和以堆料形式形成往往為危險(xiǎn)或不危險(xiǎn)廢物的大量堆積貯料)。根據(jù)本發(fā)明，如果給含污染物的貯料設(shè)立防水壁(一般為準(zhǔn)防水壁)，則防水壁內(nèi)受污染水位就會(huì)上升，其中可因防水壁加給流動(dòng)地下水的阻擋作用而同時(shí)使未受污染的清潔地下水位提高。用我們的方法可通過(guò)調(diào)節(jié)水位而將受污染和未受污染地下水分開(kāi)，借此可有效地起到環(huán)境保護(hù)作用，尤其是有效地保護(hù)地下水源質(zhì)量以及農(nóng)業(yè)耕作土壤的質(zhì)量，其中將其與受污染(污染)土壤分開(kāi)并建立起具有與此相同(或不同但其結(jié)構(gòu)適于透過(guò)地下滲漏污染水)的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)。
按該法的有利實(shí)施方式，從防水壁內(nèi)外的土壤中可通過(guò)地面下沿防水壁設(shè)立底拱構(gòu)成的內(nèi)排水溝以及外排水溝匯集受阻擋水，其中將內(nèi)排水溝匯集的受污染水送到處理地點(diǎn)或/和應(yīng)用地點(diǎn)(如作為污染物水力輸送系統(tǒng)中的回水)或/和返回污染物表面;而將外排水溝匯集的水送入生活用水池如送入其水流或/和應(yīng)用地點(diǎn)。
本發(fā)明設(shè)施的特點(diǎn)是其中具有將污染物下土壤部分或完全圍起來(lái)并冒出地面以及以其下端連入防水底土層的至少部分防水壁，沿該防水壁內(nèi)外均設(shè)有排水溝，其中排水溝底拱處于地面下并且內(nèi)外排水溝均與集水池相連。
按優(yōu)選實(shí)施例受污染水集水池為裝有泵或泵設(shè)備的貯水池，受污染水從中流到處理地點(diǎn)如凈化地點(diǎn)或/和應(yīng)用地點(diǎn)如送入污染物水力輸送體系中設(shè)置的重力或/和壓力管道。此外，有利的是與排水溝相連的集水池為裝有泵或泵設(shè)備的貯水池或/和其它常規(guī)貯水設(shè)施，并用重力或/和壓力管道與飲用水排水管(排水池)或/和用水地點(diǎn)如工業(yè)用水地點(diǎn)相連，以及內(nèi)外排水溝平行或基本上平行地設(shè)置在防水壁兩側(cè)。
按本發(fā)明另一特點(diǎn)，在防水壁內(nèi)外兩側(cè)都設(shè)置地下水位觀察井。防水壁可規(guī)則地與水平面垂直設(shè)置，但也可部分或完全傾斜設(shè)置，并且一般是用延遲硬化材料或粘土制成的槽壁或/和用延遲硬化材料制成的密封板或/和板柱壁構(gòu)成的。達(dá)到準(zhǔn)防水性的某些板柱壁和槽壁，密封板以及類似壁的建造方式和施工技術(shù)一般是已知的。
現(xiàn)參照表明本發(fā)明設(shè)施優(yōu)選實(shí)施例的附圖詳述本發(fā)明，其中

圖1為設(shè)施俯視圖;
圖2為圖1沿A-A線的縱剖面圖。
圖1和2中用2表明了地面t上存放的污染物，本發(fā)明中對(duì)應(yīng)于箭頭a為以水力方式輸送的紅泥，一般可按已知方法用其堆成廢物堆。貯料2的輪廓在圖1中用點(diǎn)劃線k標(biāo)明。堆放受污染物2的表面周?chē)鷩械孛鎡下連入通常位于1-20m深度(并預(yù)先通過(guò)鉆探而在地下確立的)防水土層11(底層即粘土層)的防水壁3，并且在本實(shí)施例情況下為垂直設(shè)置，而在圖1中用連續(xù)跡線標(biāo)明，這同時(shí)也是假定地下污染傳播界線。防水壁3用可永久或至少是長(zhǎng)期阻止或大幅度降低地下水滲透的材料制成并這樣達(dá)到準(zhǔn)防水。防水壁3可用例如由延遲硬化材料或/和粘土制成的槽壁或密封板構(gòu)成，優(yōu)選是能抵抗污染物2濾出溶液的腐蝕作用。
用防水壁3圍起來(lái)的區(qū)域一方面可接收水力輸送的污染物2，另一方面又可從地面降水中保證基本上連續(xù)供水，借此使圍起來(lái)并且一般為透水的土壤10中的水位上升。另一方面，防水壁3一般是這樣圍起來(lái)的，即使其可大規(guī)模地阻止圍起來(lái)的土壤10周?chē)耐寥?b中的地下按箭頭所示方向流動(dòng)(已知地下水一般按一定方向流動(dòng))，這樣一來(lái)外圍土壤中的水位也會(huì)因地下流道上構(gòu)成障礙的防水壁的阻擋作用而上升。
因此一方面是圍起來(lái)的土壤10中的地下水以及另一方面防水壁3外圍土壤中上升的地下水均不會(huì)到達(dá)地面t，并且相互決不會(huì)混和，不同質(zhì)量的地下水可這樣加以分開(kāi)，即平行于或基本平行于防水壁3的跡線設(shè)置圖1中用點(diǎn)劃線標(biāo)明的內(nèi)排水溝4和用短線標(biāo)明的外排水溝5，這兩條排水溝的輪廓可從圖2中看清。內(nèi)排水溝4在防水壁3和污染物貯料2的邊線k之間并且與防水壁3之間的距離b與外排水溝5與該壁之間的距離c一樣可根據(jù)具體地點(diǎn)來(lái)加以選擇。
內(nèi)排水溝4在集水池如貯水池6方向上有一定落差，這在圖1中已用其點(diǎn)劃線上標(biāo)出的箭頭表示出來(lái)。泵送設(shè)備也屬于集水池6。外排水溝則匯入集水池7，其方向上也設(shè)置了一定落差，如圖1短線標(biāo)出的箭頭所示。而且該貯水池7也可為例如貯水池或其它常規(guī)貯水設(shè)施。
屬于該設(shè)施的還有地下水觀察井12，設(shè)于防水壁3兩側(cè)以及外排水溝5外側(cè)。
圖1和2所示設(shè)施按下述方式進(jìn)行工作。
箭頭1方向上流動(dòng)的地下水平均水位在圖2中用參考號(hào)9標(biāo)出。這一平均水位的地下水在防水壁上直線上升，但不可能到達(dá)地面t，因?yàn)檫@種水會(huì)進(jìn)入排水溝5，并在其中于地面t下m深度處以上升水位9流入集水池7，然后從中按重力方式或/和其它人工方法如用泵通過(guò)壓力管道(只要符合環(huán)境保護(hù)規(guī)定)將純水排入生活用水池15或/和輸送到純水應(yīng)用地點(diǎn)如工業(yè)用水設(shè)備(未示出)。換句話說(shuō)，排水溝5以所謂的重力方式對(duì)具有水位9的地下水的浸出(這一過(guò)程在圖1中用箭頭1/A標(biāo)明)產(chǎn)生影響并還可將按箭頭1/B方向流動(dòng)的表面水(降水)匯集起來(lái)。m值(圖2)可這樣來(lái)選擇，即讓地下水保持在地面t下足夠的深度處，從而保證表面層土壤免遭損害如變?yōu)檎訚傻亍?br> 在防水壁3圍起來(lái)的土壤10中地下水根據(jù)降水量并且相反的是首先是由于以水力方式按箭頭a輸入的貯料中所含水量而從已有的水位8上升到水位9，但不會(huì)超過(guò)在稍為高于防水壁3的高度設(shè)置的堤17，并且按此就不會(huì)使外面的純水受到污染。內(nèi)排水溝4同樣以重力方式如前述外排水溝5影響外圍地下水的浸出一樣影響內(nèi)部地下水的浸出，但匯集起來(lái)的污染水從內(nèi)排水溝4匯入與集水池7完全分開(kāi)的集水池6中，然后從中或以重力方式或/和以人工方式如用泵和壓力管道按短線箭頭14方向送到污水凈化或處理地13(有時(shí)也送到應(yīng)用地點(diǎn))或/和按箭頭上標(biāo)明的方式作為“回水”送回水力輸送系統(tǒng)。當(dāng)然也還有可能將至少一部分匯集起來(lái)的受污染水從集水池6回送到污染物貯料如紅泥堆2的表面，然后從中部分蒸發(fā)掉，部分作循環(huán)水源從該體系沉降后進(jìn)一步匯入水力輸送過(guò)程。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)可總結(jié)如下本發(fā)明重要的基本優(yōu)點(diǎn)是在污染源(受污染土壤)內(nèi)外的阻擋范圍內(nèi)可通過(guò)防水或至少是透水性最低(準(zhǔn)防水性)防水壁對(duì)地下水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，并因此而消除或至少是大大降低對(duì)地下水的污染。由此而得以消除防水壁外側(cè)在其它情況下因阻擋使地下水上升而出現(xiàn)或產(chǎn)生的有害現(xiàn)象(如因不斷浸出地下水導(dǎo)致形成沼澤地并因而毀壞了農(nóng)業(yè)耕作土壤以及一般還會(huì)出現(xiàn)的降低收成等)。因此本發(fā)明可消除或至少是降低地區(qū)性污染或大大縮小污染范圍并且同時(shí)還可保證圍繞污染源的農(nóng)業(yè)耕作土壤得到利用。
當(dāng)然本發(fā)明決不應(yīng)限于上述實(shí)施例，而是可在權(quán)利要求書(shū)定義的保護(hù)范圍內(nèi)以任何方式得以實(shí)施。
權(quán)利要求
1.消除或降低地面上堆積污染物有害于環(huán)境的作用的方法，其特征在于，給污染物(2)下的土壤(10)完全或部分設(shè)立至少是部分防水壁(3)；防水壁(3)以外的土壤(16)內(nèi)防水壁(3)所阻擋地下水位(9)通過(guò)從該區(qū)域向外排水而保持在不超過(guò)預(yù)先確定的地面(t)下的深度(m2)；而從防水壁(3)內(nèi)的土壤(10)中排出來(lái)自其中匯集并加以阻擋的受污染水為維持同樣是預(yù)先確定的地面(t)下最低深度(m1)處形成的水位(m1)所需水量[與防水壁(3)外匯集和排出的水分開(kāi)]。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，從防水壁(3)內(nèi)外的土壤(10，16)中可通過(guò)地面(t)下沿防水壁(3)設(shè)立底拱構(gòu)成的內(nèi)排水溝(4)和外排水溝(5)匯集受阻擋水，其中將內(nèi)排水溝(4)匯集的受污染水送到處理地點(diǎn)(13)或/和應(yīng)用地點(diǎn)(如作為污染物水力輸送系統(tǒng)中的回水)或/和返回污染物表面;而將外排水溝(5)匯集的水送入生活用水排水管(排水池)如送入其水流或/和應(yīng)用地點(diǎn)。
3.消除或降低地面上堆積污染物有害于環(huán)境的作用的設(shè)施，其特征在于，其中具有將污染物(2)下土壤(10)部分或完全圍起來(lái)并冒出地面(t)以及其下端連入防水底土層(11)的至少部分防水壁(3)，沿該防水壁(3)內(nèi)外均設(shè)有排水溝(4，5)，其中排水溝底拱處于地面(t)下并且內(nèi)外排水溝(4，5)均與集水池(6，7)相連。
4.權(quán)利要求(3)的設(shè)施，其特征在于，受污染水集水池(16)為裝有泵或泵設(shè)備的貯水池，受污染水從中流到處理地點(diǎn)如凈化地點(diǎn)(13)或/和應(yīng)用地點(diǎn)如送入污染物水力輸送體系中設(shè)置的重力或/和壓力管道(14)。
5.權(quán)利要求3或4的設(shè)施，其特征在于，與外排水溝相連的集水池(7)為裝有泵或泵設(shè)備的貯水池或/和其它常規(guī)貯水設(shè)施，并用重力或/和壓力管道與飲用水排水管(15)(排水池)或/和用水地點(diǎn)如工業(yè)用水地點(diǎn)相連。
6.權(quán)利要求3-5之一的設(shè)施，其特征在于，內(nèi)外排水溝(4，5)以間距(a，b)平行或基本上平行地設(shè)置在防水壁(3)兩側(cè)。
7.權(quán)利要求3-6之一的設(shè)施，其特征在于，防水壁(3)兩側(cè)設(shè)有內(nèi)外觀察升(12)。
8.權(quán)利要求3-7之一的設(shè)施，其特征在于，防水壁(3)垂直或/和傾斜設(shè)置。
9.權(quán)利要求3-8之一的設(shè)施，其特征在于，防水壁(3)用延遲硬化材料或粘土制成的槽壁或/和用延遲硬化材料制成的密封板或/和板柱壁構(gòu)成。
全文摘要
一般以水力方法輸送到某一表面并且一般是大量存在的污染物如氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的紅泥下的土壤(10)可用準(zhǔn)防水壁(3)圍起來(lái)。該土壤(10)內(nèi)的受阻擋水可用內(nèi)排水溝(4)匯集并排出。防水壁(3)外土壤(16)內(nèi)的受阻擋水可用外排水溝(5)匯集并排入生活用水管(15)或應(yīng)用地點(diǎn)。這樣可將污染水和未污染水分開(kāi)，防止清潔地下水受污染并消除防水壁(3)外因受阻擋而上升的水危害外圍區(qū)域如變?yōu)檎訚傻氐奈ｋU(xiǎn)(圖1)。
文檔編號(hào)E03B3/32GK1037004SQ8810364
公開(kāi)日1989年11月8日 申請(qǐng)日期1988年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月17日
發(fā)明者佳諾斯·阿斯波斯, 艾麗斯·克斯柯斯, 卡羅里·埃姆伯, 阿姆布魯斯·吉阿馬, 阿迪拉·馬丁, 加伯·邁爾, 拉約斯·莫爾納, 克薩巴·內(nèi)米斯, 加伯·雷多, 拉茲羅·扎雷迪, 約茲色夫·佐勒 申請(qǐng)人:建筑工程公司