粘土固化注浆防渗帷幕在固体废物填埋场中的阻滞性能研究

摘要

我国垃圾卫生填埋场有70﹪为山谷型填埋场,这对于采用注浆防渗帷幕建立填埋场垂直防渗系统具有很大的发展空间.粘土固化注浆已经在垃圾卫生填埋场和尾矿库坝防渗工程中得到成功应用,进一步研究其防渗帷幕在渗滤液长期作用下的特性,对粘土固化注浆在废物填埋场防渗工程中的推广应用具有重要的意义.本文主要通过在室内以典型的有害物质(As<'5+>、Mn<'2+>、苯酚等溶液)对粘土(高岭土)固化注浆结石体进行浸泡试验和土柱试验,确定帷幕在渗滤液长期作用下的化学相容性,并借助原子吸收分光度法、紫外可见吸收光谱法等分析手段,测定有害物质在帷幕厚度方向上的弥散深度及其浓度的空间分布,从而定性地确定帷幕对有害物质的阻滞性能,估算出帷幕的有效寿命.为粘土固化注浆的推广应用提供理论支持.试验研究结果表明:粘土固化注浆帷幕结石体具有非常好的化学相容性;结石体对有害物质的阻滞效率一般都在90﹪以上;重金属离子在结石体中的迁移深度一般在0-3cm的范围内;帷幕的有效运营期达到140年以上.说明粘土固化注浆是能够满足废物填埋场防渗要求的.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明和关于学位论文使用授权说明

第一章绪论

1.1固体废物填埋场现状及存在问题

1.2填埋场防渗技术研究现状

1.2.1填埋场的防渗处理

1.2.2填埋场防渗技术与材料

1.3填埋场衬垫与渗滤液之间作用研究现状

1.3.1填埋场衬垫

1.3.2填埋场渗滤液

1.3.3机理

1.4污染物迁移简述

1.5本课题研究的目的和意义

第二章粘土固化浆液性能及在固体废物填埋场中的应用

2.1粘土固化浆液性能

2.2粘土固化浆液在垃圾卫生填埋场中的应用

2.3粘土固化浆液在尾矿库防渗工程中的应用

第三章粘土固化注浆帷幕对有害物质的阻滞机理试验研究

3.1结石体特性

3.2渗滤液特性

3.3主要试验方法简介

3.4试验内容及过程

3.4.1土柱试验

3.4.2浸泡试验

3.5结果与讨论

3.5.1结石体可见现象评价

3.5.2结石体对有害物质的阻滞效果

3.5.3重金属离子在结石体中的迁移剖面

3.5.4滞留估算及相关系数计算

3.6结石体对有害物质阻滞机理的探讨

第四章通过粘土固化注浆帷幕的污染物迁移量的近似计算

4.1污染物迁移的基本理论

4.1.1物理作用效应

4.1.2化学作用效应

4.1.3生物作用效应

4.2概念模型及公式

4.2.1模型发展

4.2.2模型及公式

4.3无量纲方程

4.4稳态条件下的精确解

4.5稳定状态下的近似解

4.5.1帷幕佩克立数非常小的情形(Pe＜＜1)

4.5.2帷幕小配克立数(Pe≈1)

4.5.3帷幕大佩立克数(Pe＞＞1)

4.6非稳定状态下的近似解

4.6.1非常小的配克立数(Pe＜＜1)

4.6.2居中的帷幕配克立数(Pe≈1)

4.6.3大帷幕配克立数(Pe＞＞1)

4.7 讨论

第五章粘土固化注浆帷幕寿命预测及评价

5.1帷幕运转时间分析

5.2帷幕寿命预测及评价

5.2.1基于污染物迁移方程的寿命模型

5.2.2预测结果

5.2.3预测精度的评价

第六章结论和建议

参考文献

致谢