土工合成黏土衬垫中煤矸石淋滤液的迁移机制与截污性能研究
发布时间：2021-11-22 21:11
煤炭开采和洗选过程中会产生大量的煤矸石,其排放量约占煤炭年产量的10%15%。据统计,我国煤矸石的累积堆存量已经超过60亿吨。煤矸石,特别是含硫量较高的煤矸石,在露天堆积时,由于受到风化和降水淋溶的作用,会发生一系列的物理、化学和生物反应,进而形成煤矸石酸性淋滤液。在降水的冲刷带动作用下,煤矸石酸性淋滤液不断向处置场外部迁移,不仅污染矿区周围的地表水和土壤,还可以通过各种水力联系进入地下水环境,对矿区周围的地下水造成严重污染。为此,本文提出了基于土工合成黏土衬垫（Geosynthetic Clay Liner,GCL）的煤矸石淋滤液源头控制技术,系统分析了煤矸石淋滤液中典型污染物在土工合成黏土衬垫（GCL）中的迁移机制以及GCL对煤矸石淋滤液的截污性能,并研究了黄土淋滤液作用下GCL的渗透性能变化情况,以此为依据评价GCL作为煤矸石处置场底部衬垫和顶部覆盖层的技术可行性。本文所做具体工作和主要结论如下:（1）使用柔性壁渗透仪,以煤矸石淋滤液作为渗透溶液开展室内渗透试验,研究天然钠基膨润土GCL（GCL-N）和人工钠化膨润土GCL（GCL-S）的渗透性能变化规律。研...
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
美国弗吉尼亚州一处煤矸石山酸性淋滤液（a）
图 2.1 美国弗吉尼亚州一处煤矸石山酸性淋滤液（a）Fig 2.1 Acid waste water from a coal gangue in Virginia, USA (a)
GCL 是一种将膨润土颗粒或粉末夹封在两层土工布中间或粘在土工膜上通过针刺、缝合或粘合工艺制成的新型防渗材料，其夹封层的土工织物可以织物、无纺土工织物或是土工膜，而 GCL 的厚度约为 5 ~ 15mm[86]。GCL 膨润土遇水后发生水化作用，体积迅速膨胀从而形成渗透系数极低的材K<1.0 10-9cm/s），市场出售的 GCL 见图 2.2（a）、（b）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同有效应力下矿山渗滤液对土工合成黏土衬垫渗透特性影响的试验研究[J]. 王宝,董兴玲. 岩土力学. 2017(05)
[2]影响GCL防渗性能因素分析[J]. 谢世平,何顺辉,张健. 岩土工程学报. 2016(S1)
[3]煤矸石酸性水释放对土壤重金属化学行为的影响[J]. 孙亚乔,段磊,王晓娟,李万鹏,姚萌. 水土保持学报. 2016(01)
[4]新化矿区煤矸石中微量元素赋存形态及浸出特征[J]. 杨娅,季宏兵. 地球与环境. 2016(01)
[5]氯离子在黏土-膨润土屏障中迁移的离心试验研究[J]. 张文杰,刘颖,贾文强. 岩土力学. 2015(08)
[6]SRB菌的分离鉴定及其对矸石山酸性废水的处理[J]. 唐婕琳,何环,张文娟,洪芬芬,张淑雅,孙梦,陶秀祥. 煤炭学报. 2014(11)
[7]水溶性有机质原位覆盖对含硫煤矸石的污染控制[J]. 付天岭,吴永贵,姚伦芳,李江. 环境科学与技术. 2014(09)
[8]污泥和粉煤灰覆盖煤矸石山防治污染的模拟试验研究[J]. 马保国,胡振琪. 农业环境科学学报. 2014(08)
[9]煤矸石与铁尾矿制备加气混凝土的试验研究[J]. 王长龙,乔春雨,王爽,倪文,吴辉,仇夏杰. 煤炭学报. 2014(04)
[10]合山市东矿矿区煤矸石淋滤液特征及其环境影响分析[J]. 高海燕,周建伟,柴波. 安全与环境工程. 2014(02)
博士论文
[1]煤矿区闭坑的生态环境效应研究[D]. 张邦花.山东师范大学 2016
[2]淮南煤矸石堆积地重金属元素环境生物地球化学研究[D]. 王兴明.安徽理工大学 2013
[3]煤矸石产酸潜力及粉煤灰与马粪堆肥吸附重金属研究[D]. 张明亮.中国矿业大学（北京） 2010
[4]成层介质污染物的运移机理及衬垫系统防污性能研究[D]. 谢海建.浙江大学 2008
[5]煤矸石淋溶液对地下水系统污染规律的研究[D]. 肖利萍.辽宁工程技术大学 2007
[6]粘土的环境土工特性及垃圾填埋场衬垫性状研究[D]. 罗春泳.浙江大学 2004
硕士论文
[1]AMD持续污染岩溶区旱地土壤的环境及生物效应[D]. 刘桂华.贵州大学 2015
[2]煤矸石中重金属元素的形态及淋溶实验研究[D]. 岳娟.山西大学 2010
[3]喀斯特地区煤矿酸性废水中有毒污染物生物毒性的研究[D]. 严亮.贵州大学 2009
[4]内蒙古乌达矿区煤矸石中有害物质环境地球化学效应研究[D]. 敖卫华.中国地质大学（北京） 2005
[5]淮南矿区环境中多环芳烃分布赋存规律及环境影响[D]. 陈晶.中国地质大学（北京） 2005
本文编号：3512451
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
美国弗吉尼亚州一处煤矸石山酸性淋滤液（a）
图 2.1 美国弗吉尼亚州一处煤矸石山酸性淋滤液（a）Fig 2.1 Acid waste water from a coal gangue in Virginia, USA (a)
GCL 是一种将膨润土颗粒或粉末夹封在两层土工布中间或粘在土工膜上通过针刺、缝合或粘合工艺制成的新型防渗材料，其夹封层的土工织物可以织物、无纺土工织物或是土工膜，而 GCL 的厚度约为 5 ~ 15mm[86]。GCL 膨润土遇水后发生水化作用，体积迅速膨胀从而形成渗透系数极低的材K<1.0 10-9cm/s），市场出售的 GCL 见图 2.2（a）、（b）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同有效应力下矿山渗滤液对土工合成黏土衬垫渗透特性影响的试验研究[J]. 王宝,董兴玲. 岩土力学. 2017(05)
[2]影响GCL防渗性能因素分析[J]. 谢世平,何顺辉,张健. 岩土工程学报. 2016(S1)
[3]煤矸石酸性水释放对土壤重金属化学行为的影响[J]. 孙亚乔,段磊,王晓娟,李万鹏,姚萌. 水土保持学报. 2016(01)
[4]新化矿区煤矸石中微量元素赋存形态及浸出特征[J]. 杨娅,季宏兵. 地球与环境. 2016(01)
[5]氯离子在黏土-膨润土屏障中迁移的离心试验研究[J]. 张文杰,刘颖,贾文强. 岩土力学. 2015(08)
[6]SRB菌的分离鉴定及其对矸石山酸性废水的处理[J]. 唐婕琳,何环,张文娟,洪芬芬,张淑雅,孙梦,陶秀祥. 煤炭学报. 2014(11)
[7]水溶性有机质原位覆盖对含硫煤矸石的污染控制[J]. 付天岭,吴永贵,姚伦芳,李江. 环境科学与技术. 2014(09)
[8]污泥和粉煤灰覆盖煤矸石山防治污染的模拟试验研究[J]. 马保国,胡振琪. 农业环境科学学报. 2014(08)
[9]煤矸石与铁尾矿制备加气混凝土的试验研究[J]. 王长龙,乔春雨,王爽,倪文,吴辉,仇夏杰. 煤炭学报. 2014(04)
[10]合山市东矿矿区煤矸石淋滤液特征及其环境影响分析[J]. 高海燕,周建伟,柴波. 安全与环境工程. 2014(02)
博士论文
[1]煤矿区闭坑的生态环境效应研究[D]. 张邦花.山东师范大学 2016
[2]淮南煤矸石堆积地重金属元素环境生物地球化学研究[D]. 王兴明.安徽理工大学 2013
[3]煤矸石产酸潜力及粉煤灰与马粪堆肥吸附重金属研究[D]. 张明亮.中国矿业大学（北京） 2010
[4]成层介质污染物的运移机理及衬垫系统防污性能研究[D]. 谢海建.浙江大学 2008
[5]煤矸石淋溶液对地下水系统污染规律的研究[D]. 肖利萍.辽宁工程技术大学 2007
[6]粘土的环境土工特性及垃圾填埋场衬垫性状研究[D]. 罗春泳.浙江大学 2004
硕士论文
[1]AMD持续污染岩溶区旱地土壤的环境及生物效应[D]. 刘桂华.贵州大学 2015
[2]煤矸石中重金属元素的形态及淋溶实验研究[D]. 岳娟.山西大学 2010
[3]喀斯特地区煤矿酸性废水中有毒污染物生物毒性的研究[D]. 严亮.贵州大学 2009
[4]内蒙古乌达矿区煤矸石中有害物质环境地球化学效应研究[D]. 敖卫华.中国地质大学（北京） 2005
[5]淮南矿区环境中多环芳烃分布赋存规律及环境影响[D]. 陈晶.中国地质大学（北京） 2005
本文编号：3512451
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