污泥屏障控制酸性矿山废水污染的可行性研究
发布时间：2024-07-06 07:10
矿山废弃物中以黄铁矿为代表的硫化矿物,在周围环境水和氧气的作用下,会氧化形成强酸性且富含重金属和硫酸盐的酸性矿山废水(Acid Mine Drainage)。酸性矿山废水对矿区环境的污染是全世界采矿业亟待解决的重要问题。采用工程手段,建造屏障,包封处置矿山废弃物,减少乃至隔绝硫化矿物与水和氧气的接触,从源头上减少酸性矿山废水的体量,是酸性矿山废水污染控制的重要手段之一。本文针对酸性矿山废水对环境的严重污染,依托还原屏障基本原理,选择生活污泥为基材,从其基本性质入手,围绕污泥屏障防渗性能、重金属固定效果及工程性质开展室内试验。以试验结果为基础,选取一铜矿进行案例分析,提出污泥屏障用于包封处置矿山废弃物的具体构想,评价污泥屏障控制酸性矿山废水污染的可行性。本文的主要研究内容和研究结果包括：(1)污泥基本性质试验研究通过室内试验测定污泥的天然含水率、风干含水率、界限含水率、有机质含量、比重、总重金属浓度、最优含水率、最大干密度等参数。试验结果表明,有机质的强亲水性及低比重是影响污泥基本性质的重要原因。(2)污泥屏障防渗性能研究以蒸馏水、稀硫酸、模拟酸性矿山废水为渗透液体,利用柔性壁渗透仪,实...
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 酸性矿山废水
1.1.1 酸性矿山废水的生成及危害
1.1.2 酸性矿山废水的处理
1.1.3 酸性矿山废水的源头控制
1.2 还原屏障
1.2.1 固体废弃物处置场还原屏障
1.2.2 污泥作为还原屏障基材的依据
1.2.3 污泥屏障控制酸性矿山废水污染
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 关键问题及创新点
1.4.1 关键问题
1.4.2 创新点
第二章 文献综述
2.1 矿山废弃物
2.1.1 矿山废弃物总量
2.1.2 矿山废弃物的分类
2.2 酸性矿山废水
2.2.1 酸性矿山废水的形成
2.2.2 酸性矿山废水的来源
2.2.3 酸性矿山废水的特性
2.3 酸性矿山废水的污染
2.3.1 酸性矿山废水对地表水的污染
2.3.2 酸性矿山废水对水体生态系统的危害
2.3.3 酸性矿山废水对土壤及沉积物的污染
2.3.4 酸性矿山废水对地下水的污染
2.4 酸性矿山废水的处理
2.4.1 化学法(中和法)
2.4.2 生物法
2.5 酸性矿山废水的源头控制
2.5.1 顶部盖层法
2.5.2 细菌活性抑制法
2.5.3 化学覆膜法(表面钝化)
2.5.4 加碱处置法
2.5.5 浮选脱硫法
2.6 矿山废弃物包封处置
2.6.1 压实粘土衬里
2.6.2 土工合成粘土衬里
2.6.3 土工膜
2.7 城市生活污水处理厂污泥
2.7.1 城市生活污水厂污泥基本性质
2.7.2 污泥的处理与处置
2.7.3 污泥在固体废弃物处置场屏障系统中的应用
2.7.4 污泥岩土工程性质
2.8 本章小结
第三章 雁儿湾污水处理厂污泥基本性质
3.1 污泥取样
3.2 污泥性质测定
3.2.1 污泥基本性质测定
3.2.2 污泥击实性
3.2.3 有机质含量对污泥基本性质的影响
3.3 本章小结
第四章 污泥屏障防渗性能试验研究
4.1 引言
4.2 渗透仪分类
4.3 材料与方法
4.3.1 试样制备
4.3.2 渗透液体
4.3.3 试验过程
4.4 结果与分析
4.4.1 污泥渗透系数随时间的变化
4.4.2 固结压力对污泥渗透系数的影响
4.4.3 微生物活动对污泥渗透系数的影响
4.4.4 渗透液体性质对污泥渗透系数的影响
4.4.5 有机质含量对污泥渗透系数的影响
4.5 本章小结
第五章 污泥屏障重金属固定效果评价
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.3 结果与分析
5.3.1 渗流前后污泥试样中重金属形态分布规律
5.3.2 渗流前后污泥试样中重金属的稳定性分析及风险评价
5.4 本章小结
第六章 污泥屏障岩土工程性质试验研究
6.1 引言
6.2 污泥界限含水率研究
6.2.1 材料与方法
6.2.2 试验结果与分析
6.3 污泥屏障压缩性质研究
6.3.1 材料与方法
6.3.2 试验结果与分析
6.4 污泥屏障剪切性质研究
6.4.1 材料与方法
6.4.2 试验结果与分析
6.5 本章小结
第七章 污泥屏障控制酸性矿山废水污染应用构想
7.1 引言
7.2 矿区概况
7.3 矿区废弃物堆存概况及主要地质环境问题
7.4 矿区酸性矿山废水的产量及污染
7.5 污泥屏障应用及其可行性分析
7.5.1 露天矿坑回填
7.5.2 地下采空区回填
7.6 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
在学期间研究成果
致谢
本文编号：4002241
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 酸性矿山废水
1.1.1 酸性矿山废水的生成及危害
1.1.2 酸性矿山废水的处理
1.1.3 酸性矿山废水的源头控制
1.2 还原屏障
1.2.1 固体废弃物处置场还原屏障
1.2.2 污泥作为还原屏障基材的依据
1.2.3 污泥屏障控制酸性矿山废水污染
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 关键问题及创新点
1.4.1 关键问题
1.4.2 创新点
第二章 文献综述
2.1 矿山废弃物
2.1.1 矿山废弃物总量
2.1.2 矿山废弃物的分类
2.2 酸性矿山废水
2.2.1 酸性矿山废水的形成
2.2.2 酸性矿山废水的来源
2.2.3 酸性矿山废水的特性
2.3 酸性矿山废水的污染
2.3.1 酸性矿山废水对地表水的污染
2.3.2 酸性矿山废水对水体生态系统的危害
2.3.3 酸性矿山废水对土壤及沉积物的污染
2.3.4 酸性矿山废水对地下水的污染
2.4 酸性矿山废水的处理
2.4.1 化学法(中和法)
2.4.2 生物法
2.5 酸性矿山废水的源头控制
2.5.1 顶部盖层法
2.5.2 细菌活性抑制法
2.5.3 化学覆膜法(表面钝化)
2.5.4 加碱处置法
2.5.5 浮选脱硫法
2.6 矿山废弃物包封处置
2.6.1 压实粘土衬里
2.6.2 土工合成粘土衬里
2.6.3 土工膜
2.7 城市生活污水处理厂污泥
2.7.1 城市生活污水厂污泥基本性质
2.7.2 污泥的处理与处置
2.7.3 污泥在固体废弃物处置场屏障系统中的应用
2.7.4 污泥岩土工程性质
2.8 本章小结
第三章 雁儿湾污水处理厂污泥基本性质
3.1 污泥取样
3.2 污泥性质测定
3.2.1 污泥基本性质测定
3.2.2 污泥击实性
3.2.3 有机质含量对污泥基本性质的影响
3.3 本章小结
第四章 污泥屏障防渗性能试验研究
4.1 引言
4.2 渗透仪分类
4.3 材料与方法
4.3.1 试样制备
4.3.2 渗透液体
4.3.3 试验过程
4.4 结果与分析
4.4.1 污泥渗透系数随时间的变化
4.4.2 固结压力对污泥渗透系数的影响
4.4.3 微生物活动对污泥渗透系数的影响
4.4.4 渗透液体性质对污泥渗透系数的影响
4.4.5 有机质含量对污泥渗透系数的影响
4.5 本章小结
第五章 污泥屏障重金属固定效果评价
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.3 结果与分析
5.3.1 渗流前后污泥试样中重金属形态分布规律
5.3.2 渗流前后污泥试样中重金属的稳定性分析及风险评价
5.4 本章小结
第六章 污泥屏障岩土工程性质试验研究
6.1 引言
6.2 污泥界限含水率研究
6.2.1 材料与方法
6.2.2 试验结果与分析
6.3 污泥屏障压缩性质研究
6.3.1 材料与方法
6.3.2 试验结果与分析
6.4 污泥屏障剪切性质研究
6.4.1 材料与方法
6.4.2 试验结果与分析
6.5 本章小结
第七章 污泥屏障控制酸性矿山废水污染应用构想
7.1 引言
7.2 矿区概况
7.3 矿区废弃物堆存概况及主要地质环境问题
7.4 矿区酸性矿山废水的产量及污染
7.5 污泥屏障应用及其可行性分析
7.5.1 露天矿坑回填
7.5.2 地下采空区回填
7.6 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
在学期间研究成果
致谢
本文编号：4002241
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