【摘要】： 脫水污泥的填埋處理是比較符合中國國情的處置方式。本文從環(huán)境巖土工程的角度,采用試驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬的方法,對(duì)脫水污泥的環(huán)境與工程性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并以粉煤灰、粉質(zhì)粘土和石灰等作為固化材料,對(duì)脫水污泥的填埋特性進(jìn)行了改良,內(nèi)容如下: 對(duì)當(dāng)前國內(nèi)外脫水污泥的處置方法進(jìn)行了比較研究,總結(jié)了各種處置方法的優(yōu)缺點(diǎn),提出污泥填埋是比較適合中國國情的處置途徑。針對(duì)污泥填埋存在的技術(shù)難題,提出用固化材料改良脫水污泥的填埋特性,進(jìn)行單獨(dú)填埋。 石灰、粉質(zhì)粘土和粉煤灰的加入,改良了污泥的填埋特性。經(jīng)過一定時(shí)間的養(yǎng)護(hù),固化污泥強(qiáng)度完全可以達(dá)到填埋處理標(biāo)準(zhǔn)。通過對(duì)體積安定性觀察,發(fā)現(xiàn)石灰的加入對(duì)于提高試樣的體積安定性有利。通過正交試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在本研究中,質(zhì)量相同的粉質(zhì)粘土的固化效果優(yōu)于粉煤灰,原因可能是粉煤灰的活性在污泥這種特殊的環(huán)境下沒有被激發(fā)出來。 微觀結(jié)構(gòu)的研究表明,固化材料的加入提高了污泥密實(shí)度。土顆粒面積和土顆粒周長是兩個(gè)可以有效應(yīng)用與土體微觀結(jié)構(gòu)研究定量研究的參數(shù)。土體的密實(shí)度評(píng)價(jià)可以通過土體微觀結(jié)構(gòu)中的面積參數(shù)來實(shí)現(xiàn),較大的面積參數(shù)對(duì)應(yīng)著土體較大的密實(shí)度,土顆粒周長可以用來對(duì)土顆粒之間的聯(lián)系進(jìn)行定量的描述,周長小的土體聯(lián)結(jié)更緊密。 不同的固化材料對(duì)滲濾液影響的差異較大。添加石灰的填埋柱的滲透性最大,滲濾液的產(chǎn)生量最大,PH值最高,滲濾液的COD值遠(yuǎn)高于其它污泥填埋柱。石灰一方面使固化污泥中的Cu離子趨于不穩(wěn)定;另一方面,對(duì)污泥中的Zn離子具有固化作用。而粉煤灰和粉質(zhì)粘土對(duì)滲濾液的影響則相對(duì)較小。 對(duì)不同地質(zhì)條件下污染物的運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究表明,吸附函數(shù)、滲透系數(shù)和水力梯度對(duì)污染物的運(yùn)移具有顯著的影響。在常見水力梯度條件下,當(dāng)滲透系數(shù)較小時(shí),污染物的運(yùn)移以彌散為主,污染暈接近圓形,污染暈半徑較小。當(dāng)滲透系數(shù)增大達(dá)到1×10~(-4)m/s,流速較大,對(duì)流在運(yùn)移過程中居于主要地位,污染暈顯著擴(kuò)大。 為了使填埋場的納污量最大化,提高填埋場的使用壽命,運(yùn)用多種邊坡穩(wěn)定分析方法,對(duì)特定填埋場的邊坡坡比進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明,在滿足穩(wěn)定性要求的條件下,當(dāng)采用坡比在1:4～1:5左右時(shí),填埋場的容量可以達(dá)到最大。
【圖文】：

圖 2-1：微型十字板 圖 2-2：無側(cè)限抗壓強(qiáng)度觸探儀測量十字板強(qiáng)度時(shí)，首先將刻度調(diào)零，選擇一處表面平整的土樣，板葉片插入土中，深度與葉片高度相等，然后維持豎向壓力不變，緩針扭轉(zhuǎn)手柄，使土樣在 5～10 秒內(nèi)破壞，最后緩慢放松手柄，讀取刻

圖 2-1：微型十字板 圖 2-2：無側(cè)限抗壓強(qiáng)度觸探儀測量十字板強(qiáng)度時(shí)，首先將刻度調(diào)零，選擇一處表面平整的土樣，板葉片插入土中，深度與葉片高度相等，然后維持豎向壓力不變，緩針扭轉(zhuǎn)手柄，使土樣在 5～10 秒內(nèi)破壞，最后緩慢放松手柄，讀取刻
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：X703

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