粉煤灰—膨潤土阻截墻控制地下水鎘污染的研究
發(fā)布時間:2022-02-19 10:15
填埋場滲濾液、尾礦庫淋濾液和工業(yè)場地廢水的泄漏,造成局部場地地下水污染嚴重;地下水污染具有隱蔽性、難修復性的特點,導致現(xiàn)有修復技術(shù)存在修復效果不理想、修復成本高昂等諸多局限性,需要研究一種經(jīng)濟有效的方法控制地下水中污染物的擴散。據(jù)此,研究提出了地下水阻截墻技術(shù),通過在地下水污染源下游修建低滲透性垂直屏障,阻截污染物遷移,防止其進一步擴散,從而達到風險控制的目的。論文選取固體廢棄物粉煤灰和吸附性較強的膨潤土作為阻截材料,通過滲透試驗和吸附試驗篩選出最佳配比的阻截墻;同時,通過掃描電鏡、能譜分析、侵蝕試驗研究阻截墻的微觀表征和穩(wěn)定性能;在鎘污染的地下水介質(zhì)中,通過吸附動力學方程和吸附熱力學方程研究阻截墻的吸附性能;通過穿透試驗和軟件模擬,研究污染物穿過阻截墻的規(guī)律及穿透時間。具體研究結(jié)果如下:(1)阻截墻材料的有效配比為,粉煤灰:膨潤土(質(zhì)量比)=5:1,水泥質(zhì)量占整個體系的5%。在此配比下阻截墻的滲透系數(shù)為1.11×10-8 m/s。(2)通過掃描電鏡(SEM)得到,固化體系中粉煤灰作為主要骨架,膨潤土填充在粉煤灰球體的空隙處和表面,粉煤灰和膨潤土都跟水泥產(chǎn)生了水化...
【文章來源】:成都理工大學四川省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 前言
1.1 研究背景
1.1.1 概述
1.1.2 地下水Cd污染現(xiàn)狀
1.1.3 地下水Cd污染修復控制技術(shù)
1.2 垂直阻截墻技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 垂直阻截墻技術(shù)概況
1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 現(xiàn)有阻截材料的應用
1.3.1 阻截材料分類
1.3.2 粉煤灰材料的資源化應用
1.3.3 膨潤土材料在污染控制上的應用
1.4 研究內(nèi)容與研究方法
1.5 采用的技術(shù)路線
1.6 研究意義及創(chuàng)新點
1.6.1 研究意義
1.6.2 創(chuàng)新點
第2章 粉煤灰-膨潤土阻截墻材料的制備與表征
2.1 試驗目的
2.2 試驗材料與儀器
2.2.1 試驗材料
2.2.2 試驗儀器
2.3 粉煤灰-膨潤土阻截墻的配比研究過程與方法
2.3.1 粉煤灰、膨潤土和水泥的配制
2.3.2 膨潤土的水化
2.3.3 粉煤灰-膨潤土阻截墻的制備過程
2.3.4 粉煤灰-膨潤土阻截墻滲透系數(shù)的測定試驗
2.3.5 粉煤灰-膨潤土阻截墻材料的吸附性試驗
2.3.6 粉煤灰-膨潤土阻截墻的SEM和EDS
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 粉煤灰-膨潤土阻截墻的配比
2.4.2 不同配比的吸附試驗結(jié)果
2.4.3 粉煤灰-膨潤土阻截墻最終配比的確定
2.4.4 SEM掃描
2.4.5 EDS分析
2.5 小結(jié)
第3章 阻截墻材料對Cd~(2+)的吸附性能及機理研究
3.1 試驗目的
3.2 試驗材料與方法
3.2.1 試驗試劑與主要儀器
3.2.2 試驗過程與方法
3.3 試驗結(jié)果與討論
3.3.1 吸附動力學結(jié)果
3.3.2 吸附熱力學結(jié)果
3.4 小結(jié)
第4章 Cd~(2+)在阻截墻內(nèi)的遷移規(guī)律及穿透時間研究
4.1 試驗目的
4.2 試驗材料與方法
4.2.1 試劑與主要儀器
4.2.2 試驗過程與方法
4.3 試驗結(jié)果與討論
4.3.1 滲透系數(shù)變化曲線
4.3.2 Cd~(2+)穿過墻體的穿透曲線
4.3.3 阻截墻中Cd~(2+)的遷移過程
4.4 Cd~(2+)在阻截墻中運移的時間模擬
4.4.1 模型條件概化
4.4.2 模型參數(shù)確定
4.4.3 模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比分析
4.5 小結(jié)
第5章 粉煤灰-膨潤土阻截墻的抗侵蝕能力研究
5.1 試驗目的
5.2 試驗材料與方法
5.2.1 試劑與主要儀器
5.2.2 試驗過程與方法
5.3 試驗結(jié)果與討論
5.3.1 酸堿對粉煤灰-膨潤土阻截墻的侵蝕試驗結(jié)果
5.3.2 離子濃度對粉煤灰-膨潤土阻截墻的侵蝕試驗結(jié)果
5.3.3 污染物類型對粉煤灰-膨潤土阻截墻的侵蝕試驗結(jié)果
5.4 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間取得學術(shù)成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]改良鈣基膨潤土在豎向隔離墻中的應用[J]. 楊玉玲,杜延軍,范日東. 東南大學學報(自然科學版). 2016(S1)
[2]對工業(yè)污染場地治理修復創(chuàng)新機制的思考[J]. 蘇燕,陳輝,王堅,李述賢,陳剛,邵春巖. 環(huán)境保護科學. 2016(04)
[3]土-膨潤土系豎向隔離墻材料施工和易性試驗研究[J]. 梅丹兵,杜延軍,劉松玉,范日東,楊玉玲. 東南大學學報(自然科學版). 2016(02)
[4]加油站地下水污染現(xiàn)狀及預防對策建議[J]. 文一,陳堅,康陽,白福高,劉偉江. 環(huán)境保護科學. 2015(06)
[5]土壤—膨潤土對金屬離子的阻滯性能及機理研究[J]. 呂淑清,趙勇勝,楊光. 地下空間與工程學報. 2015(03)
[6]小店污灌區(qū)淺層地下水Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)分布特征及健康風險評價[J]. 周長松,鄒勝章,李錄娟,夏日元. 灌溉排水學報. 2015(04)
[7]淺議地下水的污染特點及防治措施[J]. 于志剛. 科技與企業(yè). 2014(14)
[8]天然礦物組合材料滲透反應墻修復地下水鎘污染[J]. 曾婧瀅,秦迪嵐,畢軍平,羅岳平,朱潤良,廖希谷,張建新,呂煥哲. 環(huán)境工程學報. 2014(06)
[9]污染場地工程控制技術(shù)應用研究[J]. 陳素云,王峰,王文峰,王建飛,張學平. 環(huán)境工程. 2014(05)
[10]分散劑改良土-膨潤土豎向隔離墻材料黏度試驗研究[J]. 楊玉玲,杜延軍,范日東,陳左波. 東南大學學報(自然科學版). 2014(03)
博士論文
[1]復雜體系下有機膨潤土吸附性能及垃圾填埋防滲性能基礎(chǔ)研究[D]. 何士沖.浙江大學 2017
[2]土壤—膨潤土泥漿墻對污染物的阻截性能及機理研究[D]. 呂淑清.吉林大學 2015
[3]納米材料吸附熱力學和動力學的粒度效應[D]. 溫艷珍.太原理工大學 2015
[4]污染場地環(huán)境管理法律制度研究[D]. 張輝.安徽大學 2015
[5]納米SiO2對水泥粉煤灰體系水化硬化作用研究[D]. 侯鵬坤.重慶大學 2012
[6]膨潤土基吸附材料的制備、表征及其吸附性能研究[D]. 于海琴.中國海洋大學 2012
碩士論文
[1]可滲透反應墻對模擬鉛鎘復合污染地下水的修復效能研究[D]. 高雅琳.陜西科技大學 2017
[2]硫化亞鐵納米粒子對土壤和地下水中鎘的修復研究[D]. 李佳.太原科技大學 2015
[3]改性水泥—膨潤土垂直阻截墻防滲性能和抗侵蝕能力的研究[D]. 周冰.吉林大學 2013
[4]黏土礦物對重金屬Pb(Ⅱ)吸附特性研究[D]. 張林林.大連理工大學 2012
本文編號:3632715
【文章來源】:成都理工大學四川省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 前言
1.1 研究背景
1.1.1 概述
1.1.2 地下水Cd污染現(xiàn)狀
1.1.3 地下水Cd污染修復控制技術(shù)
1.2 垂直阻截墻技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 垂直阻截墻技術(shù)概況
1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 現(xiàn)有阻截材料的應用
1.3.1 阻截材料分類
1.3.2 粉煤灰材料的資源化應用
1.3.3 膨潤土材料在污染控制上的應用
1.4 研究內(nèi)容與研究方法
1.5 采用的技術(shù)路線
1.6 研究意義及創(chuàng)新點
1.6.1 研究意義
1.6.2 創(chuàng)新點
第2章 粉煤灰-膨潤土阻截墻材料的制備與表征
2.1 試驗目的
2.2 試驗材料與儀器
2.2.1 試驗材料
2.2.2 試驗儀器
2.3 粉煤灰-膨潤土阻截墻的配比研究過程與方法
2.3.1 粉煤灰、膨潤土和水泥的配制
2.3.2 膨潤土的水化
2.3.3 粉煤灰-膨潤土阻截墻的制備過程
2.3.4 粉煤灰-膨潤土阻截墻滲透系數(shù)的測定試驗
2.3.5 粉煤灰-膨潤土阻截墻材料的吸附性試驗
2.3.6 粉煤灰-膨潤土阻截墻的SEM和EDS
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 粉煤灰-膨潤土阻截墻的配比
2.4.2 不同配比的吸附試驗結(jié)果
2.4.3 粉煤灰-膨潤土阻截墻最終配比的確定
2.4.4 SEM掃描
2.4.5 EDS分析
2.5 小結(jié)
第3章 阻截墻材料對Cd~(2+)的吸附性能及機理研究
3.1 試驗目的
3.2 試驗材料與方法
3.2.1 試驗試劑與主要儀器
3.2.2 試驗過程與方法
3.3 試驗結(jié)果與討論
3.3.1 吸附動力學結(jié)果
3.3.2 吸附熱力學結(jié)果
3.4 小結(jié)
第4章 Cd~(2+)在阻截墻內(nèi)的遷移規(guī)律及穿透時間研究
4.1 試驗目的
4.2 試驗材料與方法
4.2.1 試劑與主要儀器
4.2.2 試驗過程與方法
4.3 試驗結(jié)果與討論
4.3.1 滲透系數(shù)變化曲線
4.3.2 Cd~(2+)穿過墻體的穿透曲線
4.3.3 阻截墻中Cd~(2+)的遷移過程
4.4 Cd~(2+)在阻截墻中運移的時間模擬
4.4.1 模型條件概化
4.4.2 模型參數(shù)確定
4.4.3 模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比分析
4.5 小結(jié)
第5章 粉煤灰-膨潤土阻截墻的抗侵蝕能力研究
5.1 試驗目的
5.2 試驗材料與方法
5.2.1 試劑與主要儀器
5.2.2 試驗過程與方法
5.3 試驗結(jié)果與討論
5.3.1 酸堿對粉煤灰-膨潤土阻截墻的侵蝕試驗結(jié)果
5.3.2 離子濃度對粉煤灰-膨潤土阻截墻的侵蝕試驗結(jié)果
5.3.3 污染物類型對粉煤灰-膨潤土阻截墻的侵蝕試驗結(jié)果
5.4 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間取得學術(shù)成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]改良鈣基膨潤土在豎向隔離墻中的應用[J]. 楊玉玲,杜延軍,范日東. 東南大學學報(自然科學版). 2016(S1)
[2]對工業(yè)污染場地治理修復創(chuàng)新機制的思考[J]. 蘇燕,陳輝,王堅,李述賢,陳剛,邵春巖. 環(huán)境保護科學. 2016(04)
[3]土-膨潤土系豎向隔離墻材料施工和易性試驗研究[J]. 梅丹兵,杜延軍,劉松玉,范日東,楊玉玲. 東南大學學報(自然科學版). 2016(02)
[4]加油站地下水污染現(xiàn)狀及預防對策建議[J]. 文一,陳堅,康陽,白福高,劉偉江. 環(huán)境保護科學. 2015(06)
[5]土壤—膨潤土對金屬離子的阻滯性能及機理研究[J]. 呂淑清,趙勇勝,楊光. 地下空間與工程學報. 2015(03)
[6]小店污灌區(qū)淺層地下水Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)分布特征及健康風險評價[J]. 周長松,鄒勝章,李錄娟,夏日元. 灌溉排水學報. 2015(04)
[7]淺議地下水的污染特點及防治措施[J]. 于志剛. 科技與企業(yè). 2014(14)
[8]天然礦物組合材料滲透反應墻修復地下水鎘污染[J]. 曾婧瀅,秦迪嵐,畢軍平,羅岳平,朱潤良,廖希谷,張建新,呂煥哲. 環(huán)境工程學報. 2014(06)
[9]污染場地工程控制技術(shù)應用研究[J]. 陳素云,王峰,王文峰,王建飛,張學平. 環(huán)境工程. 2014(05)
[10]分散劑改良土-膨潤土豎向隔離墻材料黏度試驗研究[J]. 楊玉玲,杜延軍,范日東,陳左波. 東南大學學報(自然科學版). 2014(03)
博士論文
[1]復雜體系下有機膨潤土吸附性能及垃圾填埋防滲性能基礎(chǔ)研究[D]. 何士沖.浙江大學 2017
[2]土壤—膨潤土泥漿墻對污染物的阻截性能及機理研究[D]. 呂淑清.吉林大學 2015
[3]納米材料吸附熱力學和動力學的粒度效應[D]. 溫艷珍.太原理工大學 2015
[4]污染場地環(huán)境管理法律制度研究[D]. 張輝.安徽大學 2015
[5]納米SiO2對水泥粉煤灰體系水化硬化作用研究[D]. 侯鵬坤.重慶大學 2012
[6]膨潤土基吸附材料的制備、表征及其吸附性能研究[D]. 于海琴.中國海洋大學 2012
碩士論文
[1]可滲透反應墻對模擬鉛鎘復合污染地下水的修復效能研究[D]. 高雅琳.陜西科技大學 2017
[2]硫化亞鐵納米粒子對土壤和地下水中鎘的修復研究[D]. 李佳.太原科技大學 2015
[3]改性水泥—膨潤土垂直阻截墻防滲性能和抗侵蝕能力的研究[D]. 周冰.吉林大學 2013
[4]黏土礦物對重金屬Pb(Ⅱ)吸附特性研究[D]. 張林林.大連理工大學 2012
本文編號:3632715
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