污染物在改良黏土衬里中运移分析及ET封顶层特性探讨
发布时间：2022-07-02 17:13
垃圾填埋场对环境的污染是陆地填埋法面临的主要环境岩土工程问题。为控制渗滤液过量排放而引起环境污染,现代卫生填埋场包含有防渗结构与封顶结构。压实黏土衬里（CCL:Compacted Clay Liner）广泛应用于填埋场防渗结构中。黏土可吸附多种污染物,但吸附能力较弱,提高CCL吸附能力对于控制填埋场对环境污染具有重要意义。在黏土中分别添加活性炭（GAC:Granular Activated Carbon）、酸活化膨润土、石灰等对其进行改良,以提高CCL的吸附及承载能力。采用吸附试验、土柱试验等方法,研究改良衬里的吸附特性,并确定了Cr（Ⅵ）在衬里中运移的弥散系数。采用土工试验对改良黏土作为填埋场衬里建造材料的可行性进行了研究。基于温度变化下污染物运移模型,对Cr（Ⅵ）在改良衬里中的运移过程进行数值分析。另外,对压实黏土封顶层与蒸发传输（ET:Evapotranspiration）封顶层的水分平衡进行了数值分析。基于试验与理论分析,取得了以下研究成果。1.吸附动力学研究结果表明,黏土对Cr（Ⅵ）、Zn（Ⅱ）的吸附可以通过伪二阶动力模式来描述;黏土对Cr（Ⅵ）、Zn（Ⅱ）离子吸附的活化能为...
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 城市生活垃圾的危害及处理现状
1.2 现代垃圾填埋场的基本构造
1.3 衬里材料适用性的研究现状
1.4 压实黏土与ET封顶运行特性的研究现状
1.5 温度变化下污染物在衬里中运移的研究现状
1.5.1 污染物运移参数的确定
1.5.2 温度变化对污染物运移的影响
1.6 研究中存在的问题
1.7 论文的主要研究内容与结构安排
1.7.1 论文的主要研究内容
1.7.2 论文的结构安排
2 黏土对重金属离子吸附的动力学及机理研究
2.1 引言
2.2 试验材料与方法
2.2.1 吸附材料与溶液
2.2.2 试验方法
2.3 试验结果与讨论
2.3.1 物理化学参数对吸附量的影响
2.3.2 吸附动力学模式的确定
2.3.3 活化能及热力学参数的确定
2.4 小结
3 改良黏土对重金属离子的吸附特性研究
3.1 引言
3.2 试验材料与方法
3.2.1 试验材料
3.2.2 试验方法
3.3 试验结果与讨论
3.3.1 不同温度条件下的吸附等温线
3.3.2 不同土固体颗粒浓度条件下的吸附等温线
3.3.3 土固体颗粒浓度对吸附参数的影响
3.3.4 温度对吸附参数的影响
3.4 小结
4 改良黏土的土工特性及重金属离子在改良衬里中运移的试验研究
4.1 引言
4.2 试验材料与方法
4.2.1 试验材料
4.2.2 试验方法
4.3 试验结果与讨论
4.3.1 衬里土料的体膨胀率、体缩率、渗透系数与无侧限抗压强度
4.3.2 土柱模型试验结果与弥散系数的确定
4.4 小结
5 考虑温度变化下重金属离子在改良衬里中运移的数值分析
5.1 引言
5.2 温度变化下污染物运移的数学模型
5.2.1 控制方程
5.2.2 定解条件
5.2.3 计算区域、定解条件及计算参数的确定
5.3 模型的数值解法
5.3.1 渗滤液渗流控制方程的有限差分解法
5.3.2 污染物运移控制方程的有限差分解法
5.3.3 能量守恒方程的有限差分解法
5.4 数值计算结果与分析
5.4.1 热量、污染物在衬里中运移的数值计算结果与分析
5.4.2 参数灵敏度分析
5.5 小结
6 ET封顶层水分平衡的数值分析
6.1 引言
6.2 计算区域与材料特性
6.2.1 计算区域
6.2.2 材料与计算参数
6.3 初始条件与边界条件的确定
6.4 数值分析与模型验证
6.4.1 数值计算结果与讨论
6.4.2 参数分析
6.4.3 模型的验证
6.5 小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文及科研情况
创新点摘要
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]砂土EPS颗粒混合轻质土的最优击实含水率[J]. 朱伟,李明东,张春雷,李红. 岩土工程学报. 2009(01)
[2]Study on the adsorption of Cr（ Ⅵ） onto landfill liners containing granular activated carbon or bentonite activated by acid[J]. LU Hai-jun1,2, LUAN Mao-tian1,2, ZHANG Jin-li1,2, YU Yong-xian3 1State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China 2Institute of Geotechnical Engineering, School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China 3Department of Chemistry, School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China. Journal of China University of Mining ＆ Technology. 2008(01)
[3]核废料地质处置近场热—水—应力—迁移耦合二维有限元分析[J]. 张玉军. 岩土工程学报. 2007(10)
[4]聚丙烯酸-聚偏氟乙烯树脂对Cu（Ⅱ）的吸附性能[J]. 宋来洲,董春艳,张尊举,郑秋艳. 中国环境科学. 2007(03)
[5]黄土导热系数和比热容的实验研究[J]. 王铁行,刘自成,卢靖. 岩土力学. 2007(04)
[6]膨润土中离子扩散特征试验研究[J]. 何俊,施建勇,廖智强,朱宁. 岩土力学. 2007(04)
[7]地下水引起的基坑破坏分析[J]. 孙强,李厚恩,秦四清,杨继红,张晓科. 岩土工程学报. 2006(S1)
[8]考虑溶质浓度变化的热—水—应力耦合模型[J]. 张玉军. 焦作大学学报. 2006(03)
[9]南京地区土体热物理性质测试与分析[J]. 苏天明,刘彤,李晓昭,俞缙,肖琳. 岩石力学与工程学报. 2006(06)
[10]非热平衡多孔介质内反应与传热传质耦合过程[J]. 李明春,田彦文,翟玉春. 化工学报. 2006(05)
博士论文
[1]利用热脉冲-TDR技术确定饱和土壤中水流通量及其与热弥散和溶质弥散的关系[D]. 郜建英.中国农业大学 2005
[2]填埋场污染物运移数值分析及安全防渗系统设计方法探讨[D]. 张金利.大连理工大学 2006
本文编号：3654755
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 城市生活垃圾的危害及处理现状
1.2 现代垃圾填埋场的基本构造
1.3 衬里材料适用性的研究现状
1.4 压实黏土与ET封顶运行特性的研究现状
1.5 温度变化下污染物在衬里中运移的研究现状
1.5.1 污染物运移参数的确定
1.5.2 温度变化对污染物运移的影响
1.6 研究中存在的问题
1.7 论文的主要研究内容与结构安排
1.7.1 论文的主要研究内容
1.7.2 论文的结构安排
2 黏土对重金属离子吸附的动力学及机理研究
2.1 引言
2.2 试验材料与方法
2.2.1 吸附材料与溶液
2.2.2 试验方法
2.3 试验结果与讨论
2.3.1 物理化学参数对吸附量的影响
2.3.2 吸附动力学模式的确定
2.3.3 活化能及热力学参数的确定
2.4 小结
3 改良黏土对重金属离子的吸附特性研究
3.1 引言
3.2 试验材料与方法
3.2.1 试验材料
3.2.2 试验方法
3.3 试验结果与讨论
3.3.1 不同温度条件下的吸附等温线
3.3.2 不同土固体颗粒浓度条件下的吸附等温线
3.3.3 土固体颗粒浓度对吸附参数的影响
3.3.4 温度对吸附参数的影响
3.4 小结
4 改良黏土的土工特性及重金属离子在改良衬里中运移的试验研究
4.1 引言
4.2 试验材料与方法
4.2.1 试验材料
4.2.2 试验方法
4.3 试验结果与讨论
4.3.1 衬里土料的体膨胀率、体缩率、渗透系数与无侧限抗压强度
4.3.2 土柱模型试验结果与弥散系数的确定
4.4 小结
5 考虑温度变化下重金属离子在改良衬里中运移的数值分析
5.1 引言
5.2 温度变化下污染物运移的数学模型
5.2.1 控制方程
5.2.2 定解条件
5.2.3 计算区域、定解条件及计算参数的确定
5.3 模型的数值解法
5.3.1 渗滤液渗流控制方程的有限差分解法
5.3.2 污染物运移控制方程的有限差分解法
5.3.3 能量守恒方程的有限差分解法
5.4 数值计算结果与分析
5.4.1 热量、污染物在衬里中运移的数值计算结果与分析
5.4.2 参数灵敏度分析
5.5 小结
6 ET封顶层水分平衡的数值分析
6.1 引言
6.2 计算区域与材料特性
6.2.1 计算区域
6.2.2 材料与计算参数
6.3 初始条件与边界条件的确定
6.4 数值分析与模型验证
6.4.1 数值计算结果与讨论
6.4.2 参数分析
6.4.3 模型的验证
6.5 小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文及科研情况
创新点摘要
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]砂土EPS颗粒混合轻质土的最优击实含水率[J]. 朱伟,李明东,张春雷,李红. 岩土工程学报. 2009(01)
[2]Study on the adsorption of Cr（ Ⅵ） onto landfill liners containing granular activated carbon or bentonite activated by acid[J]. LU Hai-jun1,2, LUAN Mao-tian1,2, ZHANG Jin-li1,2, YU Yong-xian3 1State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China 2Institute of Geotechnical Engineering, School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China 3Department of Chemistry, School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China. Journal of China University of Mining ＆ Technology. 2008(01)
[3]核废料地质处置近场热—水—应力—迁移耦合二维有限元分析[J]. 张玉军. 岩土工程学报. 2007(10)
[4]聚丙烯酸-聚偏氟乙烯树脂对Cu（Ⅱ）的吸附性能[J]. 宋来洲,董春艳,张尊举,郑秋艳. 中国环境科学. 2007(03)
[5]黄土导热系数和比热容的实验研究[J]. 王铁行,刘自成,卢靖. 岩土力学. 2007(04)
[6]膨润土中离子扩散特征试验研究[J]. 何俊,施建勇,廖智强,朱宁. 岩土力学. 2007(04)
[7]地下水引起的基坑破坏分析[J]. 孙强,李厚恩,秦四清,杨继红,张晓科. 岩土工程学报. 2006(S1)
[8]考虑溶质浓度变化的热—水—应力耦合模型[J]. 张玉军. 焦作大学学报. 2006(03)
[9]南京地区土体热物理性质测试与分析[J]. 苏天明,刘彤,李晓昭,俞缙,肖琳. 岩石力学与工程学报. 2006(06)
[10]非热平衡多孔介质内反应与传热传质耦合过程[J]. 李明春,田彦文,翟玉春. 化工学报. 2006(05)
博士论文
[1]利用热脉冲-TDR技术确定饱和土壤中水流通量及其与热弥散和溶质弥散的关系[D]. 郜建英.中国农业大学 2005
[2]填埋场污染物运移数值分析及安全防渗系统设计方法探讨[D]. 张金利.大连理工大学 2006
本文编号：3654755
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3654755.html
