酸性礦井水(Acid mine drainage,AMD)是由圍巖和煤層中含有的硫化物(主要是黃鐵礦FeS2),在化學(xué)氧化劑(Fe3+,O2)和氧化亞鐵硫桿菌(Thiobacillus ferrooxidans,簡(jiǎn)稱T.f菌)作用下,發(fā)生氧化反應(yīng)而形成的。AMD的特點(diǎn)是pH通常很低(嚴(yán)重的地方pH可達(dá)2),富含8042-離子和Fe3+離子,易浸出有毒元素(如鉛、鉻、砷、銅等[1-5]),造成重金屬污染,給地下水資源、采礦業(yè)以及礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅。本文利用活性炭、竹炭、陶粒、粉煤灰、煤渣等吸附性材料作為可滲透反應(yīng)床(Permeable reactive barrier,PRB)的反應(yīng)介質(zhì)(同時(shí)對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性,對(duì)活性炭進(jìn)行再生探討),結(jié)合可滲透反應(yīng)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),研究原位修復(fù)酸性礦井水重金屬離子及各種污染,為實(shí)現(xiàn)井下酸性礦井水的原位治理提供一種新的途徑,這對(duì)高硫煤礦井安全綠色生產(chǎn)、保護(hù)地下水資源及礦區(qū)生態(tài)環(huán)境有重要意義。 首先,結(jié)合可滲透反應(yīng)床的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出適合實(shí)驗(yàn)室操作的PRB,并建立實(shí)驗(yàn)室小系統(tǒng)。 其次,比較了陶粒(兩種粒徑)、煤渣、竹炭(兩種粒徑)和粉煤灰對(duì)COD、硫酸根及重金屬的...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 PRB技術(shù)的研究進(jìn)展
    1.3 PRB反應(yīng)填料
        1.3.1 PRB反應(yīng)填料的分類和與選擇要求
        1.3.2 陶粒
        1.3.3 竹炭
        1.3.4 煤渣
        1.3.5 活性炭
        1.3.6 粉煤灰
    1.4 本課題研究要解決的主要問(wèn)題及主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 本課題研究要解決的主要問(wèn)題
        1.4.2 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 分析方法
        2.2.1 pH及溫度
        2.2.2 化學(xué)需氧量(COD)
        2.2.3 SO4
2-

        2.2.4 重金屬離子
第三章 PRB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與填料的選取
    3.1 PRB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.1 PRB的結(jié)構(gòu)
        3.1.2 PRB結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    3.2 PRB反應(yīng)器填料的選取
        3.2.1 反應(yīng)填料選取要考慮的因素
        3.2.2 PRB反應(yīng)介質(zhì)的選擇
第四章 填料吸附性能的測(cè)試
    4.1 實(shí)驗(yàn)裝置和器具
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料和儀器
    4.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    4.4 單種填料初步測(cè)試(8h)結(jié)果及分析
    4.5 單種填料反應(yīng)48h
    4.6 填料的耐久性測(cè)試
        4.6.1 粉煤灰和大粒徑竹炭的處理效果
        4.6.2 陶粒和小粒徑竹炭的處理效果
    4.7 本章小結(jié)
第五章 各種填料對(duì)礦井水中重金屬的處理效果
    5.1 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器
        5.1.1 改善的模擬酸性礦井水質(zhì)
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        5.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟
        5.1.4 實(shí)驗(yàn)分析方法
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.2.1 粉煤灰對(duì)重金屬離子的去除效果
        5.2.2 陶粒對(duì)重金屬離子的去除效果
        5.2.3 陶粒-粉煤灰兩級(jí)PRB反應(yīng)器對(duì)重金屬的去除效果
        5.2.4 陶粒-活性炭?jī)杉?jí)PRB反應(yīng)器對(duì)重金屬的去除效果
        5.2.5 活性炭對(duì)重金屬離子的去除效果
        5.2.6 介質(zhì)配比對(duì)重金屬離子的去除效果
    5.3 本章小結(jié)
第六章 粉煤灰的改性研究
    6.1 模擬酸性礦井水
        6.1.1 粉煤灰(CFA)
        6.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    6.2 實(shí)驗(yàn)方法及步驟
        6.2.1 粉煤灰改性方法
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        6.2.3 分析方法
    6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        6.3.1 粉煤灰和改性粉煤灰對(duì)pH的調(diào)整效果
        6.3.2 粉煤灰和改性粉煤灰對(duì)COD的去除效果
        6.3.3 粉煤灰和改性粉煤灰對(duì)SO4
2-的去除效果
        6.3.4 粉煤灰和改性粉煤灰對(duì)重金屬離子(Cd²⁺、Cu²⁺和Zn²⁺)的去除效果
    6.4 本章小結(jié)
第七章 活性炭的再生研究
    7.1 實(shí)驗(yàn)部分
        7.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        7.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        7.1.3 實(shí)驗(yàn)方法及步驟
    7.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        7.2.1 對(duì)pH的調(diào)整效果
        7.2.2 對(duì)COD的處理效果
        7.2.3 對(duì)SO4
2-的處理效果
        7.2.4 對(duì)(Cd²⁺、Cu²⁺和Zn²⁺)的處理效果
    7.3 結(jié)果與結(jié)論
第八章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明



本文編號(hào)：3959701

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