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粉煤灰、干污泥改性粘土防渗层的可行性研究

粉煤灰、干污泥改性粘土防渗层的可行性研究

作者：彭祥捷吉林大学

学位级别：硕士

城市垃圾的卫生填埋在各种处置方法中始终占有重要的地位，而填埋场中的防渗层是防止渗滤液污染地下水的重要手段。本文根据目前国内外对垃圾填埋场防渗层研究的现状及存在的问题，提出了利用粉煤灰、干污泥改性粘土防渗层。通过土工试... 详细信息

城市垃圾的卫生填埋在各种处置方法中始终占有重要的地位，而填埋场中的防渗层是防止渗滤液污染地下水的重要手段。本文根据目前国内外对垃圾填埋场防渗层研究的现状及存在的问题，提出了利用粉煤灰、干污泥改性粘土防渗层。通过土工试验、吸附实验和一维模拟装柱实验验证了这两种改性材料对粘土衬里改性的可行性。得出以下结论： (1)利用粉煤灰改性后，混合土衬里的渗透系数有所上升，不过仍然在允许的范围之内(＜10cm／s)。而且在实验进行的过程中，其渗透系数有稳定下降的趋势。同时，改性后的混合土衬里对渗滤液中的各种污染质(包括COD、BOD、三氮及Fe等)衰减能力有一定的提高。本实验选择利用粉煤灰改性，就是利用粉煤灰可以争加粘土抗剪强度的特性。同时，粉煤灰改性的混合土也符合防渗层的要求。所以，粉煤灰改性的混合土是一种可以利用的“反应型”防渗衬里。 (2)利用干污泥改性后，混合土衬里的渗透系数同样呈上升趋势，不过其渗透系数仍然在允许的范围之内(＜10cm/s)。同时，改性后的混合土衬里对渗滤液中的各种污染质(包括COD、BOD、三氮及Fe等)有一定的衰减能力，但是其对污染质尤其是有机污染质的衰减能力没有明显的提高，甚至有下降的趋势。由于本实验选择利用干污泥改性是因为干污泥粘粒相对含量高，希望其能降低混合土衬层的渗透系数，同时增强其对有机污染质的衰减能力。所以，干污泥并不适合作为一种“反应型”的防渗衬里。但是，如果该地区粘土资源确实非常匮乏，可以考虑用干污泥代替粘土。

关键词：防渗层渗透系数粘土粉煤灰干污泥抗剪强度吸附能力渗滤液

填埋场固化污泥衬垫防渗层的宏观力学特性及其微观机理

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填埋场固化污泥衬垫防渗层的宏观力学特性及其微观机理

作者：王超峰武汉轻工大学

学位级别：硕士

垃圾填埋场常用的防渗系统材料中,压实黏土易开裂、取土难,高密度聚乙烯膜频繁撕裂、鼓胀,膨润土防水毯则往往与渗滤液离子交换导致渗漏,这些问题严重影响了防渗系统的服役性能,对填埋场长期安全使用及生态环境造成了巨大威胁。本研究... 详细信息

垃圾填埋场常用的防渗系统材料中,压实黏土易开裂、取土难,高密度聚乙烯膜频繁撕裂、鼓胀,膨润土防水毯则往往与渗滤液离子交换导致渗漏,这些问题严重影响了防渗系统的服役性能,对填埋场长期安全使用及生态环境造成了巨大威胁。本研究以解决填埋场衬垫防渗材料问题为出发点,结合当前我国工业固废生产过量的问题和污泥处理处置的难处,常温常压下制备固化污泥材料应用于填埋场衬垫防渗层,通过响应曲面试验设计和单因素控制试验设计方法,在化学腐蚀条件下展开一系列试验研究,包括单轴压缩变形试验、直剪试验、单轴抗压试验和渗透试验等宏观力学试验和ICP-OES、XRD、SEM-EDX、XRF等微观试验,分析了化学腐蚀条件下固化污泥材料的宏观力学和微观结构变化规律,揭示了不同化学腐蚀溶液对固化污泥材料的腐蚀机理,该研究成果可以为污泥及工业固废资源化利用、填埋场衬垫防渗层材料的选用和评价填埋场防渗层长期安全使用提供参考。主要研究如下:(1)设计20组响应曲面试验得出固化污泥原材料之间的相互作用关系,根据响应曲面得出最优固化污泥材料的制备比例,即新鲜市政污泥:脱硫石膏:粉煤灰:矿渣微粉=1:0.6094:0.6228:0.5430。(2)设计单因素控制试验对比筛选5种激发剂,得到最优化激发剂种类及含量为0.2%的Ca(OH),并检测了其抗压强度、变形性能和渗透特性。(3)设计11组固化污泥材料被渗滤液和酸碱溶液腐蚀的试验,测得内摩擦角φ和凝聚力C的范围分别为6.51-37.58°和0.53-3.79 MPa,抗压强度范围为2.69-22.80MPa,渗透系数范围为0.12-3.91×10 cm/s,提供了被腐蚀材料的力学强度指标和渗透系数。(4)基于力学特性的11组试验,选取浸泡T=270 d的被腐蚀材料进行微观试验,ICP-OES试验鉴定出材料无机元素的浸出毒性低于规范标准值;XRD试验获得物相成分主要包括钙矾石、碳硫硅钙石、石膏、方解石和莫来石等;SEM-EDX对腐蚀材料表面的化学腐蚀机理进行了分析,XRF试验分析了腐蚀前后材料内部所含元素的种类和含量,发现Ca O/SiO含量比值范围为0.81-0.89,AlO/SiO范围为0.43-0.45,说明了碱激发过程是材料力学特性的主要来源。

关键词：垃圾填埋场固化污泥防渗层抗剪强度渗透系数微观机理

污染物在大变形固结粘土防渗层中运移和转化规律的研究

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污染物在大变形固结粘土防渗层中运移和转化规律的研究

作者：刘利北京交通大学

学位级别：硕士

湖泊疏浚污染底泥堆场及城市简易垃圾填埋场一般以较厚的粘土层作为主要的防渗层,在上覆垃圾及盖层的作用下,粘土层会发生较大的固结变形,因此在研究污染物在粘土防渗层中的运移和转化规律时,必须要考虑土体的固结变形。本文通过考虑土... 详细信息

湖泊疏浚污染底泥堆场及城市简易垃圾填埋场一般以较厚的粘土层作为主要的防渗层,在上覆垃圾及盖层的作用下,粘土层会发生较大的固结变形,因此在研究污染物在粘土防渗层中的运移和转化规律时,必须要考虑土体的固结变形。本文通过考虑土体大变形固结与污染物运移和转化的耦合作用,首先建立了大变形固结方程与污染物运移转化方程相耦合的可变形多孔介质一维污染物运移转化模型,其中考虑了土体自重及生物降解项的耦合作用,然后求出了该模型的数值解,并据此研究了污染物在可变形粘土防渗层中的运移和转化规律及模型各个参数的影响,取得的主要结论如下：1、土壤对污染物的吸附作用对土体阻隔污染物的能力影响很大,在考虑吸附作用时污染物穿透土体的时间是不考虑吸附作用时的数倍之多。在不考虑吸附作用时,土体的固结可以减小污染物的穿透时间,而在考虑吸附作用时,土体的固结则会延迟污染物的穿透时间,对污染物的运移有一定的阻滞作用,这对粘土衬垫层的设计有重要影响。2、随着土体厚度的增加污染物的穿透时间不断变大,可见,随着污染物在土体中穿透路径的增长,土层若增加67%,则穿透时间可以增加一倍以上,当然穿透时间不会以这种比例增长,但是可以证明稍厚的土层对污染物的阻滞作用明显。3、随着孔隙比的减小,污染物的穿透时间相应的增长。孔隙比是渗透系数、压缩系数、预固结压力这些参数中的基本参数,其他的参数对穿透时间的影响都是通过影响孔隙比的变化或者由于孔隙比的变化而引起的,但是孔隙比和压缩系数并不是越小越好,经过计算,一定大小的孔隙比与相应的压缩系数,初始渗透系数组合才能达到最好的阻滞效果。4、扩散系数对运移规律的影响很大,当扩散系数以级数比例减小的时候,穿透时间以级数的比例增长,可见,扩散项在污染物运移和转化方程中发挥着主要的作用。有效控制扩散系数对研究污染物的运移和转化规律及粘土层的穿透时间有重要意义。5、生物降解作用在初期的影响几乎不可见,但是在以后的较长时间内,降解作用会大大降低土体中污染物浓度的增长速度,这对评价粘土沉淀层对污染物的长期阻隔效应有重要的意义。本文的研究结果表明,大变形土体的几何非线性对粘土防渗层中污染物运移时间的影响很大,土体的变形作用不可以忽略,以上结论对分析天然粘土防渗层对污染物的阻隔作用有重要意义。

关键词：污染物大变形固结运移粘土防渗层生物降解耦合作用

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防渗层水工沥青混凝土级配设计与过程控制

建材世界 2023年第6期44卷 18-23,31页

作者：杨看迪李绅许林蔡荣生林振华磨炼同山东潍坊抽水蓄能有限公司潍坊262699 浙江华东工程咨询有限公司杭州310014 中国水利水电第六工程局有限公司沈阳110013 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉430070

矿料合成级配的选择是防渗层水工沥青混凝土配合比设计的一个重要问题。当前防渗层水工沥青混凝土矿料级配设计复杂,现有室内试验推荐的级配并非最优级配,生产过程中级配调整和控制缺乏统一认识。为此,开展防渗层水工沥青混凝土设计级... 详细信息

矿料合成级配的选择是防渗层水工沥青混凝土配合比设计的一个重要问题。当前防渗层水工沥青混凝土矿料级配设计复杂,现有室内试验推荐的级配并非最优级配,生产过程中级配调整和控制缺乏统一认识。为此,开展防渗层水工沥青混凝土设计级配与矿料合成级配偏差产生原因及控制要求分析,探讨生产过程中级配调整与控制方法,评价级配偏差对沥青混凝土性能的影响并提出优化级配设计的新思路。

关键词：抽水蓄能水库防渗层水工沥青混凝土矿料级配过程控制

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防渗层水工沥青混凝土配合比优化

石油沥青 2023年第4期37卷 43-46,64页

作者：仝配配中石油燃料油有限责任公司研究院北京100195

为提升防渗层水工沥青混凝土的综合性能,采用马歇尔配合比设计方法,研究了配合比参数对混凝土性能的影响。试验结果表明,相较于混合料的级配指数,油石比对水工沥青混凝土性能的影响比较显著;随着油石比增加,水工沥青混凝土的防渗性能提高。

关键词：防渗层水工沥青混凝土配合比优化

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沥青混凝土面板防渗层配合比设计探讨

石油沥青 1996年第1期10卷 18-25,17页

作者：王为标西安理工大学

沥青混凝土配合比试验研究，以胶骨体积比和矿粉体积浓度为参数较为合理。沥青混凝上的各种性能主要由沥青用量控制。矿粉对沥青混凝土性能的影响较小，其主要作用是调整沥青混凝土的粘度，以便使配合比在工程中实现。在实际工程中应严... 详细信息

沥青混凝土配合比试验研究，以胶骨体积比和矿粉体积浓度为参数较为合理。沥青混凝上的各种性能主要由沥青用量控制。矿粉对沥青混凝土性能的影响较小，其主要作用是调整沥青混凝土的粘度，以便使配合比在工程中实现。在实际工程中应严格控制沥青用量，性能调整以沥青为主。施工配合比调整以矿粉为主。

关键词：配合比沥青混凝土面板防渗层土石坝

寒冷地区沥青混凝土面板防渗层配合比试验研究

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石油沥青 1996年第2期10卷 1-7页

作者：王为标余梁蜀吴利言西安理工大学

分析了配合比参数对防渗层沥青混凝土性能影响的程度，并以峡口工程为例系统地探讨了寒冷地区防渗层配合比试验研究的方法，提出应根据具体工程情况确定关键指标和试验研究路径。

关键词：配合比沥青混凝土面板防渗层土石坝

丰满大坝上游面沥青混凝土防渗层的设计和施工

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东北水利水电 1991年第4期9卷 2-8页

作者：赵玉纯俞介刚东北勘测设计院

丰满大坝至今已有50多年的历史。由于施工质量较差,多处发生漏水,虽然进行过防渗处理,但未能彻底解决问题,为此,在1989～1990年枯水期的寒冷季节,采用浇筑式沥青混凝土作防渗层,对大坝进行了防渗处理。本文介绍了沥青混凝土防渗层设计... 详细信息

丰满大坝至今已有50多年的历史。由于施工质量较差,多处发生漏水,虽然进行过防渗处理,但未能彻底解决问题,为此,在1989～1990年枯水期的寒冷季节,采用浇筑式沥青混凝土作防渗层,对大坝进行了防渗处理。本文介绍了沥青混凝土防渗层设计和施工中遇到的问題及解决的办法。

关键词：沥青混凝土防渗层坝设计施工

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油罐防渗层处理

电力技术简讯 1974年第8期 14-18页

一、前言在伟大领袖毛主席无产阶级革命路线指引下,随着石油工业迅猛发展,石油产品的普遍使用,储油容器的建设也提到日程上来了。当前,我国建设油罐的材料,大致有钢材、混凝土、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土以及采用地方材料的砖石砌... 详细信息

一、前言在伟大领袖毛主席无产阶级革命路线指引下,随着石油工业迅猛发展,石油产品的普遍使用,储油容器的建设也提到日程上来了。当前,我国建设油罐的材料,大致有钢材、混凝土、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土以及采用地方材料的砖石砌体油罐等,而其中尤以采用砖石砌体方式更为符合多快好省的建设方针,所以各地均在大力推广,但由于石油产品分子易于渗透,因此在对于油罐罐壁防渗层方面都做了大量试验和研究,

关键词：石油产品防渗层罐壁石砌体地方材料罐顶胶浆罐底水泥砂浆蜂窝麻面