粉煤灰是火電廠的必然產(chǎn)物,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,粉煤灰的排放量與日俱增。目前,粉煤灰的綜合利用率還比較低,每年都有數(shù)量驚人的粉煤灰需要進(jìn)行選址貯存,已經(jīng)成為限制火電廠的發(fā)展的主要因素。粉煤灰在其長(zhǎng)期貯存過程中會(huì)受到雨水的淋溶作用,其淋濾液中含有的污染物可能會(huì)造成區(qū)域土壤和地下水的污染。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于粉煤灰的相關(guān)研究已有很多,對(duì)粉煤灰的理化性質(zhì)以及淋溶特性已經(jīng)有了較為全面的了解。然而,關(guān)于灰場(chǎng)防滲措施的可行性研究還比較少,其次,在粉煤灰的填埋過程中大多要進(jìn)行壓實(shí)處理,大部分研究均沒有考慮到這一實(shí)際情況。本文以山西省汾陽(yáng)市某電廠為研究背景,通過浸出實(shí)驗(yàn)研究粉煤灰的浸出特性;在淋溶實(shí)驗(yàn)中改變粉煤灰及灰場(chǎng)下部土壤的壓實(shí)性,分析其污染物的遷移規(guī)律;建立粉煤灰污染物在黃土層中運(yùn)移的hydrus-1d模型,分析在不同深度下污染物濃度隨時(shí)間變化情況。浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:粉煤灰浸出液中有6種離子濃度超地下水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),分別是Cd、Pb、Cr、Ni、F~-、SO_4~(2-)。其中Pb的超標(biāo)現(xiàn)象最為嚴(yán)重,超標(biāo)倍數(shù)為26.67倍。飛灰浸出液中大部分離子濃度均比底渣中相應(yīng)離子的濃度高。出灰口浸出液中大部分離子的濃度較灰場(chǎng)相對(duì)要高一些,出渣口與渣場(chǎng)浸出液的離子濃度也有類似現(xiàn)象發(fā)生。浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)隨著馬蘭黃土壓實(shí)度的增長(zhǎng),淋濾液開始出流的時(shí)間越長(zhǎng),出流量越小。(2)至實(shí)驗(yàn)結(jié)束,淋濾液中仍能檢測(cè)到較高濃度的SO_4~(2-)和F~-。兩種離子的釋放量都在馬蘭黃土壓實(shí)系數(shù)為0.754時(shí)達(dá)到最大,在壓實(shí)系數(shù)為0.943時(shí)為最小。且壓實(shí)系數(shù)為0.943時(shí),SO_4~(2-)在淋濾液中的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其余土柱。(3)粉煤灰中的Ni、Cr~(6+)、Cd、Pb這四種重金屬離子在土柱淋濾液中的濃度在經(jīng)歷一段時(shí)間后均降為0 mg/L,對(duì)比粉煤灰淋溶前后的離子成分可以發(fā)現(xiàn)這四種離子的釋放量在馬蘭黃土壓實(shí)系數(shù)為0.943時(shí)最大。灰柱實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)隨著粉煤灰壓實(shí)度的增長(zhǎng),灰柱的出流時(shí)間越長(zhǎng),出流量越小。(2)粉煤灰中SO_4~(2-)和F~-這兩種陰離子的釋放會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間,且SO_4~(2-)和F~-的釋放量隨著粉煤灰壓實(shí)度的增加而減小。(3)粉煤灰中Ni、Cr~(6+)、Cd、Pb這四種重金屬離子的釋放時(shí)間較為短暫。除Cd外其余三種離子的釋放量隨著粉煤灰壓實(shí)度的增長(zhǎng)而減小,Cd的釋放量在5個(gè)灰柱中相差不大。Hydrus-1d模擬結(jié)果表明:SO_4~(2-)、F-、Ni、Cr~(6+)、Cd、Pb這6種離子經(jīng)過21天的連續(xù)淋溶后,在壓實(shí)黃土層中的最大遷移深度在130cm到200cm之間。這些離子在遷移一段距離后,濃度開始達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),最大遷移深度和超標(biāo)深度最大的是Pb,可遷移至198cm,在166cm以下深度才開始達(dá)標(biāo)。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X773
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 粉煤灰物理化學(xué)性質(zhì)的研究
        1.2.2 粉煤灰對(duì)環(huán)境影響的研究
    1.3 研究?jī)?nèi)容
    1.4 研究方法與技術(shù)路線
第二章 粉煤灰浸出實(shí)驗(yàn)研究
    2.1 樣品的采集與分析
        2.1.1 樣品的采集
        2.1.2 粉煤灰、渣離子成分的測(cè)定
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法與步驟
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
第三章 粉煤灰污染物在不同壓實(shí)條件黃土中的遷移規(guī)律
    3.1 研究目的
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料的理化性質(zhì)
        3.2.1 馬蘭黃土的基本性質(zhì)
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)材料的化學(xué)成分
    3.3 馬蘭黃土的壓實(shí)性
        3.3.1 馬蘭黃土擊實(shí)實(shí)驗(yàn)
        3.3.2 馬蘭黃土壓實(shí)厚度與干密度關(guān)系
        3.3.3 淋溶實(shí)驗(yàn)各土柱中馬蘭黃土的壓實(shí)系數(shù)
    3.4 黃土的濕陷性與滲透性
        3.4.1 室內(nèi)濕陷實(shí)驗(yàn)
        3.4.2 室內(nèi)滲透實(shí)驗(yàn)
    3.5 粉煤灰中污染物在黃土中的淋溶實(shí)驗(yàn)研究
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.5.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        3.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
第四章 污染物在粉煤灰不同壓實(shí)條件下的淋溶釋放規(guī)律
    4.1 研究目的
    4.2 粉煤灰的壓實(shí)性
        4.2.1 粉煤灰擊實(shí)實(shí)驗(yàn)
        4.2.2 粉煤灰壓實(shí)厚度與干密度關(guān)系
        4.2.3 淋溶實(shí)驗(yàn)各灰柱中粉煤灰的壓實(shí)系數(shù)
    4.3 粉煤灰的滲透性
    4.4 粉煤灰不同壓實(shí)條件下的淋溶實(shí)驗(yàn)研究
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)方法
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
第五章 粉煤灰污染物在黃土層中運(yùn)移的hydrus-1d模型
    5.1 模型的建立
        5.1.1 水分運(yùn)移模型的建立
        5.1.2 溶質(zhì)運(yùn)移模型的建立
    5.2 模型參數(shù)的獲取與驗(yàn)證
        5.2.1 土壤水力特征參數(shù)
        5.2.2 溶質(zhì)模型參數(shù)
        5.2.3 參數(shù)的驗(yàn)證
    5.3 模擬結(jié)果與分析
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
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