煤制气废水污染砂土固化效果研究

发布时间：2020-09-10 21:05

　　内蒙古沙漠地区的煤制气产业在生产过程中排放大量废水,使土壤受到污染,为治理该地区受到煤制气废水污染的砂土,采用固化法对污染砂土进行处理。通过研究固化物的无侧限抗压强度、电阻率特性随污染物含量及龄期的变化规律,结合固化物的物理变化,分析污染物含量和龄期对固化效果的影响及变化机理,建立煤制气废水污染砂土的无侧限抗压强度-电阻率数学模型;考虑北方地区的温度影响因素,引入聚丙烯纤维作为外掺剂,探究其对固化物抗冻融性质的影响。研究结果为固化污染土作为浅层地基的建筑材料提供一定的基础数据,以达到污染土二次利用的目的。本文的主要研究成果如下:1.固化物的无侧限抗压强度和电阻率随着污染物含量的增加而减小,随着龄期的增加而增大,污染物含量为20000mg·kg~(-1)(污染物占干土质量)是固化物的无侧限抗压强度及电阻率的一个阈值,低于阈值的污染物含量不会影响固化污染土早期无侧限抗压强度及电阻率,但随着龄期的增加,低于阈值的污染物含量对固化污染土无侧限抗压强度及电阻率影响越明显。高于阈值的污染物含量会严重阻碍水泥水化反应,强度降低,电阻率降低,且随着龄期增长,强度增长极为缓慢,电阻率增长也缓慢;2.固化物的电阻率随影响因素的变化趋势和无侧限抗压强度的变化趋势相近,根据无侧限抗压强度和电阻率与影响因素的拟合结果,证明电阻率法适用于煤制气废水污染固化土固化效果分析;3.建立无侧限抗压强度-电阻率关系式,为计算水泥土桩承载力的计算提供了电阻率确定方法;4.污染物对聚丙烯纤维固化物的抗冻融性产生劣化影响,随着污染物含量的增加,劣化影响越明显,当污染物含量超过20000mg·kg~(-1)时,固化污染土抗冻融性随着污染物含量的增加不会出现劣化加剧,加入聚丙烯纤维有效抑制污染对固化物抗冻融性的劣化影响,聚丙烯纤维最优掺量在0.4%;5.研究各因素对固化物含水率、体积变化率及密度的影响:固化物的含水率和体积变化率与污染物含量呈正相关,密度与污染物含量呈负相关;固化物的体积变化率和密度与龄期呈正相关,含水率与龄期呈负相关。
【学位单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X784
【部分图文】：

煤制气,废水排放,场地

有机氮/(mg·L-1) 71.2 总酸度/(mg·L-1) <10硝酸盐/(mg·L-1) 0.47 总碱度/(mg·L-1) 2.01×103亚硝酸盐/(mg·L-1) <0.01 悬浮物/(mg·L-1) 20挥发酚/(mg·L-1) 453.20 总油/(mg·L-1) ≤200PH/(mg·L-1) 9.6 可溶性硅/(mg·L-1) 24.2电导率/(mg·L-1) 4.33×103胶体硅/(mg·L-1) 65.1溶解性总固体/(mg·L-1) 3.63×103苯并芘/(mg·L-1) 未检出全盐量/(mg·L-1) 3.57×103二异丙基醚/(mg·L-1)100硫化物/(mg·L-1) 0.042 挥发性脂肪酸/(mg·L-1)618氯化物/(mg·L-1) 56.2 色度/倍 4200硫酸盐/(mg·L-1) 75.3 磷酸盐/(mg·L-1) 1.35氟化物/(mg·L-1) 5.03

风积砂,分布区域

第一章绪论性随之降低，土壤的液、塑限随着土中有机质含量的增加而增大。因此在受到煤废水污染的地区进行工程建设，加固土效果会受到严重影响，对工程质量造成影危害。.2.3 风积砂工程特性概述风积砂在我国主要分布在新疆、甘肃、内蒙古、宁夏及青海等地区，已经达2 平方公里，约占国土面积的 27%。风积砂结构相对松散、属于级配不良级配土隙率相对较大、透水性强、抗剪强度低。自然状态下的风积砂含水量很低，呈碱腐蚀性。其属于颗粒级配不良砂，不均匀系数约为 1.35 左右，曲率系数 Cc 在 0.9围内，粒径主要集中在 0.25-0.074mm。风积砂压缩变形小，压缩量与荷载呈指系；回弹模量较大，在荷载反复作用下其值可大于 100mpa；风积砂粘聚力 c 值，在干燥状态下几乎为 0[10]。

技术路线图,技术路线,固化物

图 1-3 技术路线Fig.1-3 Route of research本篇论文根据前期的查阅文献、收集资料，制定关于煤制气废水污染砂土固化效果的研究内容和方案。根据腐殖酸及煤制气相关文献查阅和有机质含量的测量（COD），选择腐殖酸溶液代替煤制气废水去制备污染土；通过前期试验选取制备试件所用的最优水泥掺量和试件成型最优含水量，制备污染砂土固化物；固化物到规定养护龄期后，分别进行无侧限抗压强度试验、电阻率特性测定试验、冻融循环性能测定试验、物理指标测定试验；从污染砂土固化物的无侧限抗压强度、电阻率、物理变化分析其固化效果，建立污染砂土固化物无侧限抗压强度-电阻率数学模型，为污染土固化工程应用提供无损检测和污染评定的方法；通过对比不同污染土质的固化物，分析污染物对不同土质固化效果的影响；为满足工程需求，引入外掺剂改善冻融条件下的污染砂土固化效果，通过前期试验确定外掺剂，根据含有外掺剂固化物的冻融循环质量损失、抗冻系数确定外掺剂最优掺量。

【参考文献】