CN110607808A - 防止污染物扩散的原位阻隔卷材、制备方法及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材、制备方法及施工方法，包括：由下至上依次设置第一无纺土工布层、第一铁基生物炭层、第二无纺土工布层、第二铁基生物炭层和第三无纺土工布层；第一无纺土工布层、第二无纺土工布层和第三无纺土工布层通过针刺纤维固定连接。本发明的原位阻隔卷材具有易操作施工，节约建设成本等特点，可以有效的原位修复土壤、底泥及地下水中的重金属污染物，能够适应恶劣的施工和应用环境，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤、底泥及地下水修复工程技术领域，具体涉及防止污染物扩散的原位阻隔卷材、制备方法及施工方法。
背景技术
随着经济社会的快速发展，人类的生产活动和社会行为给自然环境带来了一定程度的影响。矿物开采、金属冶炼、化工生产等领域的生产行为使周边土壤、底泥、河流水体等环境受到威胁，重金属污染就是其中之一，其主要污染源来自矿山开采区、冶炼厂、电镀厂、制革厂和颜料厂排放的废水和废渣等。这些污染物质中所含的重金属会通过地表径流，雨水淋溶等进入地下水，进一步对人类可利用的地下水资源造成污染。
目前常用原位修复或异位修复技术来解决土壤、河道底泥和地下水中重金属污染问题，但异位修复技术成本高，易造成二次污染，有一定局限性。因此，迫切需要探索出省时、高效、廉价、处理效果好、对环境友好等特点的修复材料和方法，解决重金属污染迁移扩散问题。一方面，国内治理污染土壤、河道底泥和地下水污染的方法较多，主要有物理控制、化学修复、电动修复技术等。另一方面，在市政、水利、垃圾填埋场、矿山等领域，钠基膨润土防水毯因其具有防渗性能优异、加工简单、施工方便等被广泛应用，而普通的膨润土防水毯功能较为单一，只能起到较好的防水防渗效果，防重金属污染的能力弱。
发明内容
针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供防止污染物扩散的原位阻隔卷材、制备方法及施工方法，用于原位修复重金属污染土壤、底泥和地下水的迁移扩散。
本发明的第一目的在于提供一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材，包括：
由下至上依次设置第一无纺土工布层、第一铁基生物炭层、第二无纺土工布层、第二铁基生物炭层和第三无纺土工布层；
所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层和第三无纺土工布层通过针刺纤维固定连接。
作为本发明的进一步改进，还包括：六偏磷酸钠改性膨润土层和第四无纺土工布层；
所述六偏磷酸钠改性膨润土层和第四无纺土工布层设置在所述第一无纺土工布层与第一铁基生物炭层之间，所述六偏磷酸钠改性膨润土层设置在所述第一无纺土工布层与第四无纺土工布层之间；
所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层、第三无纺土工布层和第四无纺土工布层通过所述针刺纤维固定连接。
作为本发明的进一步改进，还包括：第三铁基生物炭层和第四无纺土工布层；
所述第三铁基生物炭层和第四无纺土工布层设置在所述第一无纺土工布层与第一铁基生物炭层之间，所述第三铁基生物炭层设置在所述第一无纺土工布层与第四无纺土工布层之间；
所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层、第三无纺土工布层和第四无纺土工布层通过所述针刺纤维固定连接。
作为本发明的进一步改进，所述第一无纺土工布层、第三无纺土工布层为200～230g/m2的聚丙烯长丝无纺土工布。
作为本发明的进一步改进，所述第二无纺土工布层、第四无纺土工布层为100～150g/m2的聚丙烯长丝无纺土工布。
作为本发明的进一步改进，所述六偏磷酸钠改性膨润土层为4800g/m2的六偏磷酸钠改性膨润土，其作为防渗层；
所述六偏磷酸钠改性膨润土中六偏磷酸钠的掺入量为膨润土质量的3～5％，所述六偏磷酸钠改性膨润土的粒径≤0.15mm、渗透系数≤5×10-9m/s。
作为本发明的进一步改进，所述第一铁基生物炭层、第二铁基生物炭层或第三铁基生物炭层的铁基生物炭的制备方法为：
以木本植物的根、茎和叶的一种或数种生物质为原料，加入零价铁粉、硫酸亚铁或硫酸铁中的一种或数种含铁化合物，使碳与铁的质量百分比为(20～50)：1；
加入占生物质原料和铁化合物总质量百分比1～10％的硼氢化钠还原剂溶液，通过300℃～800℃高温碳化，形成具有比表面积为80～150g/m2的铁基生物炭。
作为本发明的进一步改进，所述阻隔卷材的拉伸强度＞600N/100mm、伸长率＞15％、剥离强度＞40N/100mm。
本发明的第二目的在于提供一种原位阻隔卷材的制备方法，包括：
在所述第一无纺土工布层上铺设第一铁基生物炭层；
在所述第一铁基生物炭层上铺设第二无纺土工布层；
在所述第二无纺土工布层上铺设第二铁基生物炭层；
在所述第二铁基生物炭层上铺设第三无纺土工布层；
通过针刺纤维固定所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层和第三无纺土工布层；
或者，
在所述第一无纺土工布层上铺设六偏磷酸钠改性膨润土层；
在所述六偏磷酸钠改性膨润土层上铺设第四无纺土工布层；
在所述第四无纺土工布层上铺设第一铁基生物炭层；
在所述第一铁基生物炭层上铺设第二无纺土工布层；
在所述第二无纺土工布层上铺设第二铁基生物炭层；
在所述第二铁基生物炭层上铺设第三无纺土工布层；
通过针刺纤维固定所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层、第三无纺土工布层和第四无纺土工布层；
或者，
在所述第一无纺土工布层上铺设第三铁基生物炭层；
在所述第三铁基生物炭层上铺设第四无纺土工布层；
在所述第四无纺土工布层上铺设第一铁基生物炭层；
在所述第一铁基生物炭层上铺设第二无纺土工布层；
在所述第二无纺土工布层上铺设第二铁基生物炭层；
在所述第二铁基生物炭层上铺设第三无纺土工布层；
通过针刺纤维固定所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层、第三无纺土工布层和第四无纺土工布层。
本发明的第三目的在于提供一种原位阻隔卷材的施工方法，包括：
所述原位阻隔卷材垂直铺设在污染场地下水水流下游，阻隔和去除地下水重金属污染物的迁移；
所述原位阻隔卷材水平铺设在污染土壤或污染底泥的上层，阻隔和去除土壤或底泥重金属渗滤液中污染物的迁移。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的原位阻隔卷材，通过化学、物理或生物改性手段，将防重金属污染材料、防渗材料分别紧密地固定在四层无纺土工布之间，不仅起到良好的防重金属污染效果，也具有良好的防渗性能；本发明最重要的特性是可根据污染物种类和防渗需求，来选择对应的防重金属污染材料层，例如，如污染源以六价铬为主，就可选用加有零价铁粉的还原剂材料将六价铬还原成毒性较低的三价铬，并吸附于比表面积较大的生物质炭颗粒表面。也可根据污染土壤、底泥堆存状态选择水平铺设或垂直铺设阻隔卷材，均能起到阻隔重金属污染物迁移扩散的作用；
与普通复合型土工毯采用多次针刺成型相比，本发明阻隔卷材针刺一遍成型，制备和施工方法简便，力学参数优异，其拉伸强度大于600N/100mm、伸长率大于15％、剥离强度大于40N/100mm；
本发明的原位阻隔卷材具有易操作施工，节约建设成本等特点，可以有效的原位修复土壤、底泥及地下水中的重金属污染物，能够适应恶劣的施工和应用环境，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的原位阻隔卷材的结构示意图；
图2为本发明另一种实施例公开的原位阻隔卷材的结构示意图；
图3为本发明另一种实施例公开的原位阻隔卷材的结构示意图；
图4为本发明一种实施例公开的原位阻隔卷材的垂直铺设结构示意图。
图中：
1、第一无纺土工布层；2、第一铁基生物炭层；3、第二无纺土工布层；4、第二铁基生物炭层；5、第三无纺土工布层；6、针刺纤维；7、六偏磷酸钠改性膨润土层；8、第四无纺土工布层；9、第三铁基生物炭层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
基于背景技术中存在问题的研究，经对比各种修复技术和修复材料的优缺点，本发明通过合适的化学、物理或生物改性手段，将环境矿物材料改造成为粒径小、比表面积大、孔隙率高和具有较好离子交换性能的原位阻隔卷材，并提供阻隔卷材便捷的制备方法和施工方法，用于重金属污染土壤、底泥和地下水的原位水平或垂直阻隔。
具体的：
如图1所示，本发明提供一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材，包括：
由下至上依次设置第一无纺土工布层1、第一铁基生物炭层2、第二无纺土工布层3、第二铁基生物炭层4和第三无纺土工布层5；
第一无纺土工布层1、第二无纺土工布层3和第三无纺土工布层5通过针刺纤维6固定连接，将第一铁基生物炭层2和第二铁基生物炭层4固定在两层无纺土工布层之间，从而使所有层连接固定在一起。
其中，第一铁基生物炭层2和第二铁基生物炭层4作为防重金属污染物扩散层。
如图2所示，本发明提供一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材，包括：
由下至上依次设置第一无纺土工布层1、六偏磷酸钠改性膨润土层7、第四无纺土工布层8、第一铁基生物炭层2、第二无纺土工布层3、第二铁基生物炭层4和第三无纺土工布层5；
第一无纺土工布层1、第二无纺土工布层3、第三无纺土工布层5和第四无纺土工布层8通过针刺纤维6固定连接，将第一铁基生物炭层2、六偏磷酸钠改性膨润土层7和第二铁基生物炭层4固定在两层无纺土工布层之间，从而使所有层连接固定在一起。
其中，第一铁基生物炭层2和第二铁基生物炭层4作为防重金属污染物扩散层，六偏磷酸钠改性膨润土7作为防渗层。
如图3所示，本发明提供一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材，包括：
由下至上依次设置第一无纺土工布层1、第三铁基生物炭层9、第四无纺土工布层8、第一铁基生物炭层2、第二无纺土工布层3、第二铁基生物炭层4和第三无纺土工布层5；
第一无纺土工布层1、第二无纺土工布层3、第三无纺土工布层5和第四无纺土工布层8通过针刺纤维6固定连接，将第一铁基生物炭层2、第三铁基生物炭层9和第二铁基生物炭层4固定在两层无纺土工布层之间，从而使所有层连接固定在一起。
其中，第一铁基生物炭层2、第二铁基生物炭层4、第三铁基生物炭层9作为防重金属污染物扩散层。
进一步，在上述图1、图2、图3所示的三种结构的原位阻隔卷材中：
第一无纺土工布层1、第三无纺土工布层5为200～230g/m2的聚丙烯长丝无纺土工布，第二无纺土工布层3、第四无纺土工布层8为100～150g/m2的聚丙烯长丝无纺土工布。
六偏磷酸钠改性膨润土层7由4800g/m2的六偏磷酸钠改性膨润土制成，六偏磷酸钠改性膨润土中六偏磷酸钠的掺入量为膨润土质量的3～5％，六偏磷酸钠改性膨润土的粒径≤0.15mm、渗透系数≤5×10-9m/s。
第一铁基生物炭层2、第二铁基生物炭层4和第三铁基生物炭层9的铁基生物炭的制备方法为：
以木本植物的根、茎和叶的一种或数种生物质为原料，加入零价铁粉、硫酸亚铁或硫酸铁中的一种或数种含铁化合物，使碳与铁的质量百分比为(20～50)：1；加入占生物质原料和铁化合物总质量百分比1～10％的硼氢化钠还原剂溶液，通过300℃～800℃高温碳化，形成具有比表面积为80～150g/m2的铁基生物炭。
本发明上述图1、图2、图3所示的三种结构的原位阻隔卷材的拉伸强度＞600N/100mm、伸长率＞15％、剥离强度＞40N/100mm。
本发明的提供图1所示的原位阻隔卷材的制备方法，包括：
在第一无纺土工布层1上铺设第一铁基生物炭层2；
在第一铁基生物炭层2上铺设第二无纺土工布层3；
在第二无纺土工布层3上铺设第二铁基生物炭层4；
在第二铁基生物炭层4上铺设第三无纺土工布层5；
通过针刺纤维6固定第一无纺土工布层1、第二无纺土工布层3和第三无纺土工布层5。
本发明的提供图2所示的原位阻隔卷材的制备方法，包括：
在第一无纺土工布层1上铺设六偏磷酸钠改性膨润土层7；
在六偏磷酸钠改性膨润土层7上铺设第四无纺土工布层8；
在第四无纺土工布层8上铺设第一铁基生物炭层2；
在第一铁基生物炭层2上铺设第二无纺土工布层3；
在第二无纺土工布层3上铺设第二铁基生物炭层4；
在第二铁基生物炭层4上铺设第三无纺土工布层5；
通过针刺纤维6固定第一无纺土工布层1、第二无纺土工布层3、第三无纺土工布层5和第四无纺土工布层8。
本发明的提供图3所示的原位阻隔卷材的制备方法，包括：
在第一无纺土工布层1上铺设第三铁基生物炭层9；
在第三铁基生物炭层9上铺设第四无纺土工布层8；
在第四无纺土工布层8上铺设第一铁基生物炭层2；
在第一铁基生物炭层2上铺设第二无纺土工布层3；
在第二无纺土工布层3上铺设第二铁基生物炭层4；
在第二铁基生物炭层4上铺设第三无纺土工布层5；
通过针刺纤维6固定第一无纺土工布层1、第二无纺土工布层3、第三无纺土工布层5和第四无纺土工布层8。
本发明的提供一种原位阻隔卷材的施工方法，包括：
原位阻隔卷材垂直铺设在污染场地下水水流下游，阻隔和去除地下水重金属污染物的迁移；垂直铺设方式如图4所示；
原位阻隔卷材水平铺设在污染土壤或污染底泥的上层，阻隔和去除土壤或底泥重金属渗滤液中污染物的迁移；水平铺设方式如图1、2或3所示。
施工方法包括：污染区域的实地尺寸测量、铺设规划、夯实基层(水平铺设)或沟槽开挖(垂直铺设)、阻隔卷材生产加工、铺设阻隔卷材、阻隔卷材接缝处理、检查验收和覆盖等步骤。
具体为：
A、水平铺设施工前应检査将要铺设的基层，基层应平整、无坑洼积水，无石子树根及其他尖锐物；垂直铺设施工前应通过成槽设备开挖沟槽，铺设的阻隔卷材须整洁无损坏。
B、垂直铺设时应将阻隔卷材安全锚固，然后将卷材顺坡面放下，并保持展开卷材的紧绷状态，调整展开卷材的位置以减少材料表面的皱纹。阻隔卷材的连接采用搭接的方式，在两端均采用机械锚固。水平铺设阻隔卷材时应保持展开时自然松弛，并与支持层贴实，不能折褶、悬空。
C、阻隔卷材的连接采用搭接的方式，搭接宽度为250±50mm，搭接缝应密贴、平整，严禁皱折，在搭接区内均匀洒一层散装铁基生物炭颗粒并且铁基生物炭颗粒的用量不小于1Kg/m或者用膨润土防水浆封闭搭接缝。
D、安装完成后，须对整个铺设面上的阻隔卷材进行检查验收，以确保铺设的防止污染物扩散的阻隔卷材无渗漏。
本发明一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材，通过化学、物理或生物改性手段，将防重金属污染材料、防渗材料分别紧密地固定在四层无纺土工布之间，不仅起到良好的防重金属污染效果，也具有良好的防渗性能。本发明最重要的特性是可根据污染物种类和防渗需求，来选择对应的防重金属污染材料层，例如，如污染源以六价铬为主，就可选用加有零价铁粉的还原剂材料将六价铬还原成毒性较低的三价铬，并吸附于比表面积较大的生物质炭颗粒表面。也可根据污染土壤、底泥堆存状态选择水平铺设或垂直铺设阻隔卷材，均能起到阻隔重金属污染物迁移扩散的作用。与普通复合型土工毯采用多次针刺成型相比，本发明阻隔卷材针刺一遍成型，制备和施工方法简便，力学参数优异，其拉伸强度大于600N/100mm、伸长率大于15％、剥离强度大于40N/100mm。本发明具有工艺流程简单，易操作施工，节约建设成本等特点，可以有效的原位修复土壤、底泥及地下水中的重金属污染物，能够适应恶劣的施工和应用环境，具有良好的应用前景。
实施例1：
以某重金属污染河流底泥修复工程为例，该河流曾为名符其实的纳污河，河流上游存在6家上规模的硫酸厂和磷酸一铵化工厂生产企业，因环保设施不健全，外排大量工业废水进入河流中，经过长期累积，造成河流底泥重金属污染严重。底泥中砷超标率为91％，最高含量达3800mg/kg，超标126倍；底泥中镉超标率为66％，最高含量达56.2mg/kg，超标56倍；底泥中锌超标率为60％，最高含量达2650mg/kg，超标5.3倍；底泥中铜超标率为25％，最高含量达2300mg/kg，超标5.7倍。
具体实施步骤如下：
本实施例所提供的一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材水平铺设于清淤后的阻隔填埋区。通过围堰截流对河道内污染底泥进行清淤，将清淤后的底泥通过转运到阻隔卷材上进行重力脱水并封存。阻隔卷材的长度580m、宽度60m，厚度11.5cm，使脱水后的底泥渗滤液与阻隔卷材内的防止重金属污染物扩散层反应后排放。
本实施例所提供的一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材及施工方法，其中：
该实施例的原位阻隔卷材选用如图3所示的原位阻隔卷材结构。
该实施例的原位阻隔卷材的制备方法选用如图3所示的原位阻隔卷材的制备方法。
进一步，该实施例的第一无纺土工布层1、第三无纺土工布层5为200g/m2的聚丙烯长丝无纺土工布，第二无纺土工布层3、第四无纺土工布层8为130g/m2的聚丙烯长丝无纺土工布。
进一步，该实施例的第一铁基生物炭层2、第二铁基生物炭层4和第三铁基生物炭层9中所使用的铁基生物炭的制备方法为：铁基生物炭以芦苇为原料，加入硫酸亚铁和硫酸铁中，使碳与铁的质量百分比为38：1，并加入质量百分比为6％的硼氢化钠还原剂溶液，通过700℃高温碳化，形成具有比表面积为90g/m2的铁基生物炭材料。
进一步，在本实施例的具体实施过程中，阻隔卷材的拉伸强度大于600N/100mm、伸长率大于15％、剥离强度大于40N/100mm。
该实施例的原位阻隔卷材的施工方法为：
A、水平铺设施工前应检査将要铺设的基层，基层应平整、无坑洼积水，无石子树根及其他尖锐物，阻隔卷材在工厂加工完成后运至施工现场铺设，阻隔卷材须整洁无损坏。
B、在阻隔填埋区四周边坡铺设时应将阻隔卷材安全锚固，然后将卷材顺坡面放下，并保持展开卷材的紧绷状态，调整展开卷材的位置以减少材料表面的皱纹。阻隔卷材的连接采用搭接的方式，在两端均采用机械锚固。水平铺设阻隔卷材时应保持展开时自然松弛，并与支持层贴实，不能折褶、悬空。
C、阻隔卷材的连接采用搭接的方式，搭接宽度为250±50mm，搭接缝应密贴、平整，严禁皱折，在搭接区内均匀洒一层散装铁基生物炭颗粒封闭搭接缝并且铁基生物炭颗粒的用量不小于1Kg/m。
D、安装完成后，须对整个铺设面上的阻隔卷材进行检查验收，以确保铺设的防止污染物扩散的阻隔卷材无渗漏。
E、待所有污染底泥完成填埋后，在表层利用阻隔卷材进行封存及，封存后覆盖营养土并进行草皮绿化。
定期对通过阻隔卷材后的底泥渗滤液跟踪监测结果显示pH、化学需氧量(CODCr)、五日生化需氧量、氨氮、砷、镉、锌和铜均满足本工程《污水综合排放标准》(GB8978-1996)最高允许排放浓度，达标后的渗滤液定期纳管排放。
实施例2：
以某废弃矿山场地土壤污染修复工程为例，该废弃矿山遗留了大量重金属尾矿渣露天堆放，水土严重流失，大量尾矿被雨水冲刷而堵塞河道，污染周边农田，废弃矿山矿渣中镍、钒、铬和铜含量与《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的三级标准值相比，超标率分别为81.8％、27.3％、18.2％和9.1％，最大超标倍数分别为4.6、5.4、0.93和0.03，重金属污染矿渣对当地的饮用水源和农业生产构成严重影响，威胁人体健康。
具体实施步骤如下：
本实施例所提供的另一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材垂直铺设于废弃矿渣的下游，设置挡渣坝用于固定河床、阻滞矿渣和支撑作用。阻隔卷材设置在挡渣坝的内侧垂直于矿渣迁移途径的位置，与地下水流相垂直。阻隔卷材的长度736m、宽度11.5cm及高度5.5m，保证整个矿渣污染羽状体都能通过，使矿渣堆体内的少量渗滤液与阻隔卷材内的防止重金属污染物扩散层反应后经过泄水孔排放。
本实施例所提供的一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材及其施工方法，其中：
该实施例的原位阻隔卷材选用如图2所示的原位阻隔卷材结构。
该实施例的原位阻隔卷材的制备方法选用如图2所示的原位阻隔卷材的制备方法。
进一步，该实施例的第一无纺土工布层1、第三无纺土工布层5为230g/m2的聚丙烯长丝无纺土工布，第二无纺土工布层3、第四无纺土工布层8为150g/m2的聚丙烯长丝无纺土工布。
进一步，该实施例的第一铁基生物炭层2、第二铁基生物炭层4中所使用的铁基生物炭的制备方法为：铁基生物炭以棕榈为原料，加入零价铁粉和硫酸亚铁，使碳与铁的质量百分比为40：1，并加入质量百分比为70％的硼氢化钠还原剂溶液，通过600℃高温碳化，形成具有比表面积为130g/m2的铁基生物炭材料。
进一步，该实施例的六偏磷酸钠改性膨润土层7由4800g/m2的六偏磷酸钠改性膨润土制成，六偏磷酸钠改性膨润土中六偏磷酸钠的掺入量为膨润土质量的4％，六偏磷酸钠改性膨润土的粒径≤0.15mm、渗透系数≤5×10-9m/s。
进一步，在本实施例的具体实施过程中，阻隔卷材的拉伸强度大于600N/100mm、伸长率大于15％、剥离强度大于40N/100mm。
该实施例的原位阻隔卷材的施工方法为：
A、垂直铺设施工前应通过成槽设备开挖沟槽，阻隔卷材在工厂加工完成后运至施工现场铺设，阻隔卷材须整洁无损坏。
B、垂直铺设时，将阻隔卷材安全锚固在浆砌石挡渣坝坡面上，然后将卷材顺挡渣坝面放下，并保持展开卷材的紧绷状态，调整展开卷材的位置以减少材料表面的皱纹。阻隔卷材的连接采用搭接的方式，在两端均采用机械锚固。
C、阻隔卷材的连接采用搭接的方式，搭接宽度为250±50mm，搭接缝应密贴、平整，严禁皱折，在搭接区内均匀洒一层散装铁基生物炭颗粒并且铁基生物炭颗粒的用量不小于1Kg/m或者用膨润土防水浆封闭搭接缝。
D、安装完成后，须对整个铺设面上的阻隔卷材进行检查验收，以确保铺设的防止污染物扩散的阻隔卷材无渗漏。
经过后期对阻隔卷材挡渣坝泄水孔的跟踪取样，所检测水样的pH值、化学需氧量(CODCr)、五日生化需氧量、氨氮、镍、钒、铜和铬均满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)(Ⅲ类)的标准，同时满足《地下水质量标准》(GB14848-93)(Ⅲ类)的标准。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防止污染物扩散的原位阻隔卷材，其特征在于，包括：
由下至上依次设置第一无纺土工布层、第一铁基生物炭层、第二无纺土工布层、第二铁基生物炭层和第三无纺土工布层；
所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层和第三无纺土工布层通过针刺纤维固定连接。
2.如权利要求1所述的原位阻隔卷材，其特征在于，还包括：六偏磷酸钠改性膨润土层和第四无纺土工布层；
所述六偏磷酸钠改性膨润土层和第四无纺土工布层设置在所述第一无纺土工布层与第一铁基生物炭层之间，所述六偏磷酸钠改性膨润土层设置在所述第一无纺土工布层与第四无纺土工布层之间；
所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层、第三无纺土工布层和第四无纺土工布层通过所述针刺纤维固定连接。
3.如权利要求1所述的原位阻隔卷材，其特征在于，还包括：第三铁基生物炭层和第四无纺土工布层；
所述第三铁基生物炭层和第四无纺土工布层设置在所述第一无纺土工布层与第一铁基生物炭层之间，所述第三铁基生物炭层设置在所述第一无纺土工布层与第四无纺土工布层之间；
所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层、第三无纺土工布层和第四无纺土工布层通过所述针刺纤维固定连接。
4.如权利要求1～3中任一项所述的原位阻隔卷材，其特征在于，所述第一无纺土工布层、第三无纺土工布层为200～230g/m2的聚丙烯长丝无纺土工布。
5.如权利要求2～3中任一项所述的原位阻隔卷材，其特征在于，所述第二无纺土工布层、第四无纺土工布层为100～150g/m2的聚丙烯长丝无纺土工布。
6.如权利要求2所述的原位阻隔卷材，其特征在于，所述六偏磷酸钠改性膨润土层为4800g/m2的六偏磷酸钠改性膨润土，其作为防渗层；
所述六偏磷酸钠改性膨润土中六偏磷酸钠的掺入量为膨润土质量的3～5％，所述六偏磷酸钠改性膨润土的粒径≤0.15mm、渗透系数≤5×10-9m/s。
7.如权利要求3所述的原位阻隔卷材，其特征在于，所述第一铁基生物炭层、第二铁基生物炭层或第三铁基生物炭层的铁基生物炭的制备方法为：
以木本植物的根、茎和叶的一种或数种生物质为原料，加入零价铁粉、硫酸亚铁或硫酸铁中的一种或数种含铁化合物，使碳与铁的质量百分比为(20～50)：1；
加入占生物质原料和铁化合物总质量百分比1～10％的硼氢化钠还原剂溶液，通过300℃～800℃高温碳化，形成具有比表面积为80～150g/m2的铁基生物炭。
8.如权利要求1～3中任一项所述的原位阻隔卷材，其特征在于，所述阻隔卷材的拉伸强度＞600N/100mm、伸长率＞15％、剥离强度＞40N/100mm。
9.一种如权利要求1～3中任一项所述的原位阻隔卷材的制备方法，其特征在于，包括：
在所述第一无纺土工布层上铺设第一铁基生物炭层；
在所述第一铁基生物炭层上铺设第二无纺土工布层；
在所述第二无纺土工布层上铺设第二铁基生物炭层；
在所述第二铁基生物炭层上铺设第三无纺土工布层；
通过针刺纤维固定所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层和第三无纺土工布层；
或者，
在所述第一无纺土工布层上铺设六偏磷酸钠改性膨润土层；
在所述六偏磷酸钠改性膨润土层上铺设第四无纺土工布层；
在所述第四无纺土工布层上铺设第一铁基生物炭层；
在所述第一铁基生物炭层上铺设第二无纺土工布层；
在所述第二无纺土工布层上铺设第二铁基生物炭层；
在所述第二铁基生物炭层上铺设第三无纺土工布层；
通过针刺纤维固定所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层、第三无纺土工布层和第四无纺土工布层；
或者，
在所述第一无纺土工布层上铺设第三铁基生物炭层；
在所述第三铁基生物炭层上铺设第四无纺土工布层；
在所述第四无纺土工布层上铺设第一铁基生物炭层；
在所述第一铁基生物炭层上铺设第二无纺土工布层；
在所述第二无纺土工布层上铺设第二铁基生物炭层；
在所述第二铁基生物炭层上铺设第三无纺土工布层；
通过针刺纤维固定所述第一无纺土工布层、第二无纺土工布层、第三无纺土工布层和第四无纺土工布层。
10.一种如权利要求1～3中任一项所述的原位阻隔卷材的施工方法，其特征在于，包括：
所述原位阻隔卷材垂直铺设在污染场地下水水流下游，阻隔和去除地下水重金属污染物的迁移；
所述原位阻隔卷材水平铺设在污染土壤或污染底泥的上层，阻隔和去除土壤或底泥重金属渗滤液中污染物的迁移。
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2019
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