技术摘要：
本发明涉及矿山污染修复技术领域，尤其涉及一种矿渣重金属污染源头控制屏障。本发明提供了一种矿渣重金属污染源头控制屏障，包括依次设置的中和层、过滤缓冲层、污泥还原屏障层和污泥控制层；所述中和层包括粉煤灰；所述过滤缓冲层包括石英砂；所述污泥还原屏障层包括  全部
背景技术：
污染源头控制是环境保护的关键一环，对于污染物源头长期存在的污染场地，需 要开发源头控制技术。矿渣堆体难以消除，是污染源长期存在的典型代表。矿渣堆体成分复 杂通常含有硫化矿，空气、水与硫化矿共同作用会产生大量含硫酸根和重金属离子的酸性 废水。因此，需要采取合理的源头控制技术来实现矿渣表面长效封装阻滞，从而阻滞酸性矿 山废水扩散迁移是十分必要的。矿渣废弃物包封技术实质上是固体废弃物的最终处置手 段，也是最为廉价而有效的手段之一。固体废弃物处置场包封设施，最初主要用于城市固体 废弃物的卫生填埋，现已成为世界各国广泛采用的固体废弃物污染控制手段。采用包封技 术，对矿渣废弃物进行处理，是矿山污染控制的重要方向。与城市固体废弃物处置场相似， 矿山废弃物的沉淀系统主要有压实压实粘土衬垫(CCL)、土工合成粘土衬垫(GCL)、土工膜 (GM)，这些系统都是传统的水力屏障。然而，由于处理场附近常缺乏合适的粘土材料，土工 合成衬里的材料成本又比较高。因此，寻找各种替代材料或改性材料成为现在研究的重点。 在现有技术中，还原屏障是针对采矿废弃物处理场开发的一种新型屏障系统。它 不仅具备传统水力屏障所具有的利用极低渗透吸水阻滞酸性矿山废水的渗透，而且还具备 利用自身内部微生物呼吸作用所导致的强烈还原环境实现对重金属污染物的固定。污水处 理场的脱水污泥具有强烈的生物活性和微生物代谢所需要的丰富营养物质，天然条件下厌 氧消化污泥处于强烈还原状态，可以实现对重金属污染物的固定，更为有效地包封和限制 金属污染物的扩散迁移，因此，活性污泥是还原屏障的理想材料。但是污泥还原屏障具有不 耐酸、不均匀沉降、长期稳定性问题和污泥自身污染控制问题。这就限制了污泥还原屏障对 矿渣表面长效封装阻滞技术的实际应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种矿渣重金属污染源头控制屏障，所述矿渣重金属污染 源头控制屏障设置中和层、过滤缓冲层、污泥还原屏障层和污泥控制层，即通过四种不同的 衬垫材料的共同作用来更加长期有效地包封和限制金属污染物的扩散迁移。 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案： 本发明提供了一种矿渣重金属污染源头控制屏障，包括依次层叠设置的中和层、 过滤缓冲层、污泥还原屏障层和污泥控制层； 所述中和层的材料包括粉煤灰；所述过滤缓冲层的材料包括石英砂；所述污泥还 原屏障层的材料包括活性污泥；所述污泥控制层的材料包括膨润土和粉煤灰。 优选的，所述中和层的压实厚度为20～30cm，渗透系数＜10-7cm3/s。 优选的，所述中和层中的粉煤灰和所述污泥控制层中的粉煤灰的粒径独立地为 3 CN 111592186 A 说　明　书 2/4 页 0.002～0.075mm。 优选的，所述过滤缓冲层的压实厚度为20～30cm，渗透系数＜10-7cm3/s。 优选的，所述石英砂的粒径为0.1～0.25mm。 优选的，所述污泥还原屏障层的压实系数为0.8MPa-1，压实厚度为2～8m，渗透系数 ＜10-7cm3/s。 优选的，所述活性污泥的含水率为60～80％。 优选的，所述污泥控制层的压实厚度为0.8～1m，渗透系数＜10-7cm3/s。 优选的，所述污泥控制层中的膨润土和粉煤灰的质量比为1∶(8～12)； 所述膨润土的液限为500％，塑性指数为400％； 所述粉煤灰的粒径为0.002～0.075mm。 本发明还提供了上述技术方案所述的矿渣金属污染源头控制屏障在处理酸性矿 山废水中的应用。 本发明提供了一种矿渣重金属污染源头控制屏障，包括依次层叠设置的中和层、 过滤缓冲层、污泥还原屏障层和污泥控制层；所述中和层的材料包括粉煤灰；所述过滤缓冲 层的材料包括石英砂；所述污泥还原屏障层的材料包括活性污泥；所述污泥控制层的材料 包括膨润土和粉煤灰。本发明基于还原屏障的矿渣表面长效封装阻滞技术，通过中和层、过 滤缓冲层、污泥还原屏障层和污泥控制层的共同作用能够更有效的包封和限制金属污染物 的扩散迁移，达到保护地下水环境的目的。同时，本发明所述矿渣重金属污染源头控制屏障 可以调解矿山酸性废水的酸性以及解决污泥还原屏障的不均匀沉降、长期稳定性差和污泥 自身污染控制的问题。同时，将传统的渗透性极低的水力屏障与微生物导致的氧化还原反 应合二为一，试图通过粘土颗粒对渗流的阻滞作用以及重金属离子在还原条件下的沉淀吸 附反应，更为长期有效地包封和限制金属污染物的扩散迁移，达到保护地下水环境的原位 控制技术的目的。进一步的，本发明选取的材料(粉煤灰、和活性污泥)本身就是一种废弃 物，利用其组织酸性矿山废水的产生有助于实现以废治废，具有成本费用低、可操控性好的 特点。 附图说明 图1为本发明所述矿渣重金属污染源头控制屏障在处理矿山废弃物过程中的结构 示意图； 其中，1-矿山废弃物，2-中和层，3-过滤缓冲层，4-污泥还原屏障层，5-污染控制 层，6-地层。