本實(shí)用新型屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及重金屬污染水體的原位凈化裝置，更具體地說是一種原位修復(fù)重金屬污染水體的滲透反應(yīng)磚。

背景技術(shù)：

隨著城市化進(jìn)程和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大量未加處理的含有重金屬的廢水、廢渣和廢氣排放進(jìn)入農(nóng)田環(huán)境，致使大量農(nóng)田土壤遭受不同程度的污染。農(nóng)田土壤重金屬污染是指具有生物毒性的汞、鉻、鎘、鉛、銅、鎳、銻、鉈、鋅等以及類金屬砷，進(jìn)入農(nóng)田土壤后，這些元素如果長期超量存在，不僅對土壤微生物數(shù)量、種群結(jié)構(gòu)、土壤酶活性有負(fù)面影響，導(dǎo)致土壤肥力下降，而且干擾作物的正常新陳代謝過程，引起農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)下降，最終經(jīng)食物鏈在人體內(nèi)累積，危害人類的健康甚至生命。

重金屬在農(nóng)田土壤系統(tǒng)中的污染過程具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點(diǎn)，并且農(nóng)田中的重金屬將隨著雨水及農(nóng)田灌溉水流失到河流中，將造成大面積的流域重金屬污染。目前重金屬污染農(nóng)田土壤的修復(fù)技術(shù)主要包括熱解吸法、客土法、穩(wěn)定/固定化技術(shù)、水洗法、微生物法、植物修復(fù)法等。這些方法要么存在效率低、要么成本高或修復(fù)周期長等缺點(diǎn)，另外，大多數(shù)情況下會造成土壤原有的生物環(huán)境改變?？蓾B透性反應(yīng)墻（permeable reactive barrier）是目前歐美發(fā)達(dá)國家普遍研究，得到很好的發(fā)展并已開始初步商業(yè)化應(yīng)用的一項污染水體修復(fù)技術(shù)。美國環(huán)保署（USEPA）1998年發(fā)行的《污染物修復(fù)的PRB技術(shù)》手冊將PRB定義為：在地下安置活性材料墻體以便攔截污染羽狀體，使污染羽狀體通過反應(yīng)介質(zhì)后，其污染物能轉(zhuǎn)化為環(huán)境接受的另一種形式，從而實(shí)現(xiàn)使污染物溶度達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。該技術(shù)將反應(yīng)材料垂直于地下水中污染羽狀體的流動方向放置，當(dāng)這種羽狀體流經(jīng)反應(yīng)墻時，與反應(yīng)材料發(fā)生物理、化學(xué)及生物等作用而被降解、吸附、 沉淀或去除，使污染羽狀體得到處理，可滲透反應(yīng)墻技術(shù)早期主要被用于污染地下水的修復(fù)，未來將這一技術(shù)應(yīng)用于地表污染水體的修復(fù)還有待進(jìn)一步研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種原位修復(fù)重金屬污染水體的滲透反應(yīng)磚。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種原位修復(fù)重金屬污染水體的滲透反應(yīng)磚，其特征在于它是由廢礦渣面層1、鐵碳填料中間層2和廢礦渣底層3組成。所述的面層和底層均是由粗鐵尾礦砂、硅酸鹽水泥、粗鋼渣、碎石和水混合而成，鐵碳填料中間層由鐵碳微電解陶粒、硅酸鹽水泥混合而成。反應(yīng)磚的面層、中間反應(yīng)層和底層尺寸一致。

所述的廢礦渣面層和廢礦渣底層均是由15-40份粗鐵尾礦砂、5-10份硅酸鹽水泥、20-30份粗鋼渣、10-30份碎石組成，所述的粗鐵尾礦砂粒徑為 0.2-0.6 毫米，粗鋼渣粒徑為 0.2-0.4 毫米，碎石粒徑為1.0-5.0毫米。

所述的鐵碳填料中間層是由80-90份鐵碳微電解陶粒和10-20份硅酸鹽水泥組成，所述的鐵碳微電解陶粒粒徑為3.0-12.0毫米。

所述滲透反應(yīng)磚采用免燒磚機(jī)加壓振動成型，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)后制成具有抗壓強(qiáng)度高，滲水性好，可以有效去除污染水體中的汞、砷、鉻、鎘、鉛和鉈等重金屬的反應(yīng)磚。

本實(shí)用新型進(jìn)一步公開了滲透反應(yīng)磚的使用方法，其特征在于，實(shí)施時將滲透反應(yīng)磚壘砌作為重金屬污染農(nóng)田、尾礦壩、湖泊和河流等的護(hù)岸，其中當(dāng)污染水體滲過反應(yīng)磚墻時，反應(yīng)層中的鐵碳微電解陶粒將有效去除污水中的重金屬，保證出水中的重金屬濃度達(dá)標(biāo)。監(jiān)測結(jié)果表明：該系統(tǒng)對水體中汞去除率為85～95%，砷去除率維持在80-90%，鉻去除率為80-95%，鎘去除率為85-90%，鉛去除率為85-95%，鉈去除率為70-85%。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

（1）本實(shí)用新型的一種原位修復(fù)重金屬污染水體的滲透反應(yīng)磚，能經(jīng)濟(jì)、有效地去除農(nóng)田徑流中重金屬，也可以作為應(yīng)急裝置應(yīng)用于尾礦壩泄洪水凈化、尾礦渣護(hù)坡等工程中，控制水體中重金屬流失，防止大面積的重金屬面源污染。

（2）采用本實(shí)用新型的滲透反應(yīng)磚，可以直接應(yīng)用于重金屬污染河道或者湖泊，通過在水體中砌筑滲透反應(yīng)磚構(gòu)建的墻體，當(dāng)水體流過反應(yīng)磚墻體時，可以有效凈化水體中的重金屬，該系統(tǒng)的應(yīng)用改善了河、湖水體水質(zhì)、保障區(qū)域水利安全、營造出了人與自然和諧的水環(huán)境。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的一種原位修復(fù)重金屬污染水體的滲透反應(yīng)磚示意圖;

圖中標(biāo)號： 1為廢礦渣面層，2為鐵碳填料中間層，3為廢礦渣底層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型一種原位修復(fù)重金屬污染水體的滲透反應(yīng)磚的結(jié)構(gòu)。但本實(shí)施例并不用于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種原位修復(fù)重金屬污染水體的滲透反應(yīng)磚的制作及使用方法

一種原位修復(fù)重金屬污染水體的滲透反應(yīng)磚，其特征在于它是由廢礦渣面層1、鐵碳填料中間層2和廢礦渣底層3組成。所述的廢礦渣面層和廢礦渣底層均是由35份粗鐵尾礦砂、5份硅酸鹽水泥、30份粗鋼渣、30份碎石組成，所述的鐵碳填料中間層是由90份鐵碳微電解陶粒和10份硅酸鹽水泥組成，將上述配比好的物料，采用振動型制磚機(jī)加壓振動成型，規(guī)格為240×115×90毫米，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)后制成具有抗壓強(qiáng)度高、滲水性好反應(yīng)磚。

實(shí)施時將滲透反應(yīng)磚作為汞污染農(nóng)田的護(hù)岸，農(nóng)田中汞污染水體滲過反應(yīng)磚砌筑而成的護(hù)岸時，將與反應(yīng)磚中間的鐵碳微電解陶粒發(fā)生吸附和離子交換反應(yīng)，有效降低水體中汞濃度，去除率達(dá)85%以上。

實(shí)施例2

在天津某鉻污染溝渠末端，通過構(gòu)建滲透反應(yīng)磚墻，對該系統(tǒng)進(jìn)出水進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果表明該系統(tǒng)對水體中Cr（Ⅵ）去除率為90%，機(jī)理為氧化還原和共沉淀反應(yīng)，產(chǎn)物主要為Fe(OH) ₃、Cr(OH)₃，說明該系統(tǒng)能夠快速有效地去除污染水體中的Cr（Ⅵ），有效地防止鉻污染水體造成面源污染。

實(shí)施例3

在貴州某鉛尾礦污染溪流中，通過分段構(gòu)建滲透反應(yīng)磚墻，對溪流上下游水體鉛濃度進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果表明該系統(tǒng)對水體中鉛去除率為90%，去除機(jī)理為氧化還原和混凝吸附，產(chǎn)物為Pb(0)，Pb(OH)₂，采用鐵碳微電解陶粒反應(yīng)磚，可以有效地防止水體流域鉛污染。

綜上所述，本實(shí)用新型的內(nèi)容并不局限在的實(shí)施例中，相同領(lǐng)域內(nèi)的有識之士可以在本實(shí)用新型的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)可以輕易提出其他的實(shí)施例，但這種實(shí)施例都包括在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。