沸石改性天然粘土防渗层性能研究

用不同比例的沸石对天然粘土进行改性,对改性粘土防渗层的渗透性、去除主要污染物的有效性和控制渗滤液渗透的可行性进行研究。实验结果表明改性粘土防渗层的渗透系数随沸石比例的增加而增大,如果沸石的配比适当,其渗透系数可达到低于1×10-7cm/s的现行标准,而且提高了防渗层的污染物去除能力。因此,沸石改性粘土作为垃圾填埋场防渗材料是可行的。     

卫生填埋场伊-灰复合土防渗层抗渗性能现场模拟试验研究

以伊（伊利土）－灰（粉煤灰）复合土和普通粘土作为对比进行了卫生填埋场防渗层抗渗性能现场模拟试验,防渗层密度１．８ｇ／ｃｍ＾３,模拟降水强度１．７－２．１ｍｍ／ｍｉｎ,试验结果表明：伊－灰复合土防渗层在抗渗性能上明显优于普通粘土防渗层;模拟降水发生后,卫生填埋场的渗滤液发生期可长达２５ｄ左右,８０５的渗滤液发生于前２／５时段。     

改性粘土防渗层性能研究及影响因素分析

以十六烷基三甲基溴化铵 (HDTMA)、聚铝阳离子为改性剂 ,对天然粘土分别进行有机、无机和有机 无机混合改性 ,对改性土防渗层去除污染物和控制渗滤液渗透的有效性和可行性进行研究 ,分析影响改性防渗层性能的各种因素。实验结果表明 ,各种改性土的吸附能力和容量均得到了提高 ,渗透系数在经过一定时间后可达到 1× 10 - 7cm s以下。因此 ,改性土作为防渗材料是可行的。pH、改性剂的浓度、Al 土比等对防渗层污染物的去除有重要影响。     

铬(Ⅵ)在粘土衬层中迁移转化的研究

对有毒有害物质在粘土衬层中的自然渗透、迁移及转化加以研究,可为有毒有害废物的安全填埋场的设计、施工和污染预测提供实验依据及关键参数:铬(Ⅵ)是填埋场渗滤液中有代表性的重金属,通过铬(Ⅵ)在击实粘土中的渗透实验与浸提实验,发现铬(Ⅵ)的渗透系数约为水的４倍;铬(Ⅵ)可被粘土中还原性物质转化为毒性较小的铬(Ⅲ):粘土击实到最大干密度可大大提高其防渗效果。      

改性膨润土作为防渗层材料的性能研究及影响因素分析

以十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为改性剂,对天然膨润土进行了有机改性.研究了改性后的有机膨润土防渗层去除污染物和控制渗滤液渗透的有效性及可行性,以及有机膨润土的吸附规律和影响因素.结果表明:改性后有机膨润土的吸附能力和容量均得到了提高,渗透系数在一定时间后可达到1×10-7cm/s以下,对苯酚有极强的衰减能力,对Fe3+的去除率也达到了98%.有机膨润土可显著延缓苯酚穿透防渗材料的速度,与未改性的天然膨润土相比,苯酚穿透防渗材料的时间推迟了近25倍,因此,改性后的有机膨润土可作为防渗材料.pH,改性剂的浓度和吸附时间等对防渗层污染物的去除有重要影响.      

用改性膨润土作垃圾填埋场底部衬里的试验

结合JeanFrank提出的双层矿物基底衬里(DMBL)的新概念设计了新型垃圾填埋场的底部防护系统,通过土柱对比实验,对DMBL中的高度反应层和“惰性”层位置不同时,衬里对渗滤液的渗透和衰减能力进行了研究.结果表明,无论高度反应层在“惰性”层的上方还是下方,DMBL的渗透系数可达到1×10^-7cm/s以下,但有机膨润土层放置在“惰性”层下方时,不但防渗性能较好,而且对渗滤液中有机物、铁离子的去除率分别达到58%、98%,对NH₄⁺、锌离子等也表现出较好的去除效果.     

石灰在填埋场防渗层中的改性研究

渗滤液是城市固体废物填埋场污染环境的主要来源之一。防渗层可以减少其对环境的污染。鉴于天然防渗层中存在防渗性能差等问题,提出将石灰作为配比填料加入到填埋场底部防渗层中。实验表明,在天然防渗层中分别加入配比为0%、5%和10%的石灰后,配比为10%的防渗层防渗性能良好,对COD和锌离子去除能力较强,效果最佳。     

三种无机改性粘性土防渗衬里性能研究

利用三种无机材料沸石、粉煤灰、石灰对目前常用的粉质粘土+膨润土进行改性,以新鲜垃圾渗滤液作为渗透液,从防渗衬里的渗透系数以及对污染物的衰减能力方面进行了对比实验,对三种无机改性防渗衬里的性能进行了研究。实验结果表明:(1)石灰改性的防渗衬里防渗效果最好,其渗透系数能保持在10-8～10-9cm/s;沸石和粉煤灰改性的防渗衬里渗透系数也能达到10-8cm/s,并且随着实验的进行,渗透系数有所下降;(2)改性后的粘性土防渗衬里对污染质的衰减能力强于改性前:其COD的平均衰减百分比由改性前的68.25%分别升高到72.47%、86.94%和89.64%;对三氮的衰减百分比均有提高;对总铁平均衰减百分比为90%以上,对镉、锌也都表现出良好的去除效果。     

垃圾填埋场渗滤液控制技术研究

以如何截流、收集、导排填埋场外来水分为主线,从雨污分流系统、防渗系统、"三维"空间渗滤液导排系统和地下水导排系统几方面进行了分析研究.提出了填埋阶段雨水和渗滤液分别收集的方法,封场阶段如何将进入覆盖系统的降水引至堆体坡脚后排放,衬层的铺设方式和渗滤液收集沟的做法,防渗系统中上下人工合成衬层在填埋区边界处的3种不同的连接形式,以及"三维"空间渗滤波导排系统中水平导流层的设置方法.     

粉煤灰对垃圾填埋场黄土垫层的改性试验

通过击实、渗透试验得到粉煤灰改性-黄土的最佳配比为10%。对压实黄土和压实粉煤灰改性-黄土,分别用清水和渗滤液进行室内渗透试验,结果表明:渗滤液在压实粉煤灰改性黄土中的渗透系数≤1.0×10-7cm/s,在压实黄土中的渗透系数≤1.0×10-5cm/s,前者可作为填埋场防渗垫层,后者可作为填埋场防渗保护垫层。对COD、NH3-N的去除效果前者优于后者。     

垃圾渗沥液腐蚀下污泥灰改性黏土压缩特性及孔隙结构

采用市政污泥为原材料烧制污泥灰,并将污泥灰作为改良添加剂对传统填埋场压实黏土衬垫系统进行改性,以达到实现污泥资源化利用以及减少黏土作为衬垫防渗材料的用量.为评价污泥灰改性黏土作为填埋场衬垫材料的工程特性以及微观结构,通过固结压缩试验、低温氮气吸附试验、颗粒分析试验分别检测改性黏土的压缩特性、微观孔隙结构、颗粒组成.压缩试验结果表明,受垃圾渗沥液腐蚀后的改性黏土,随污泥灰含量的增加,孔隙比增大、压缩量减小;经垃圾渗沥液腐蚀后,改性黏土的压缩系数(α1-2)为0.310~0.391MPa-1,固结系数(Cv)为2.446~2.768cm2/s.低温氮气吸附试验结果表明,改性黏土的吸附-脱附等温线属于Ⅴ型等温线;对于垃圾渗沥液腐蚀的改性黏土,孔径分布呈双肩峰形式,孔径为3~7nm的孔隙占比较大,累计孔容为0.509~0.530cm3/g.颗粒分析试验结果显示,受渗沥液腐蚀后改性黏土颗粒组成差异性明显,粒径>11.5 μm的颗粒为35.09%~49.42%;粒径为2.3~1.5 μm的颗粒为2.35%~7.28%;粒径<2.3 μm的颗粒为46.57%~57.63%.污泥灰改性黏土具有较好的抗垃圾渗滤液腐蚀效果,可将其作为填埋场衬垫材料使用.     

应用生物炭改善填埋场渗滤液的厌氧消化性能

为了评估填埋场新鲜渗滤液的厌氧消化性能以及探索强化其厌氧消化性能的措施,采用了低、中、高三种食微比（分别为0.49,1.02,1.92g渗滤液COD/g污泥VS）,并在高食微比时,比较了分别添加<5μm、75~150μm、2~5mm的木炭以及75~150μm的竹炭对渗滤液厌氧消化过程的影响.结果表明,高食微比时渗滤液的甲烷化启动严重滞后,且运行不稳定.在高食微比时,与未添加生物炭的对照组相比,添加<5μm、75~150μm、2~5mm的木炭组以及75~150μm的竹炭组,最大产甲烷速率分别提高了179%、93%、83%和64%,最终出水溶解性氮分别下降了21%、16%、16%和12%,NH₄⁺-N分别下降了17%、12%、10%和8%;并且<5μm的木炭组的有机物和有机酸降解,尤其是正丁酸和乙酸的降解,显著快于其他粒径的木炭组.这些结果说明生物炭可以提高渗滤液的厌氧消化效率和工艺稳定性,对于木炭,粒径越小,效果越显著.     

城市固体废物填埋场防护层天然材料研究

提出用石灰和粉煤灰对常用的粘土 +蒙脱土的衬里进行改性。对石灰配比为 0 %、0 4 %、1%、2 %、6 %、10 %的6种复合衬里、“三明治”结构的复合衬里 ,以及粉煤灰比例为 15 % ,2 5 % ,35 % ,5 0 %的 4种复合衬里 ,从渗透系数、衰减能力的角度进行了系列测试 ,得出了石灰配比为 10 %的复合土Ⅰ衬里和“三明治”结构复合土衬里性能良好、成本低、值得推广     

Effect of amendments on the leaching behavior of alkaline anions and metal ions in bauxite residue

A column leaching experiment was used to investigate the efficacy of amendments on their ability to remove alkaline anions and metal ions from bauxite residue leachates. Treatments included, simulated acid rain(AR), phosphogypsum + vermicompost(PVC), phosphogypsum +vermicompost + simulated acid rain(PVA), and biosolids + microorganisms(BSM) together with controls(CK). Results indicated that amendment could effectively reduce the leachate pH and EC values, neutralize OH~-, CO_3~(2-), HCO_3~-, and water soluble alkali, and suppress arsenic(As)content. Correlation analysis revealed significant linear correlations with pH and concentrations of OH~-, CO_3~(2-), HCO_3~-, water-soluble alkali, and metal ions. BSM treatment showed optimum results with neutralizing anions(OH~-, CO_3~(2-), and HCO_3~-), water soluble alkali, and removal of metal ions(Al, As, B, Mo, V, and Na), which was attributed to neutralization from the generation of small molecular organic acids and organic matter during microbial metabolism. BSM treatment reduced alkaline anions and metal ions based on neutralization reactions in bauxite residue leachate, which reduced the potential pollution effects from leachates on the soil surrounding bauxite residue disposal areas.     

包气带砂层中垃圾渗滤液自然衰减作用研究

通过实验定量分析了包气带砂层中影响垃圾渗滤液污染物自然衰减的吸附作用和生物降解作用。通过静态吸附实验计算得到砂层对COD和NH4+的理论最大吸附量为52.36和35.34 mg/kg。在生物降解作用研究中,确定HgCl2为生物作用抑制剂,最佳抑制浓度为10 mg/L。通过模拟柱对比得出包气带砂层中,生物降解是垃圾渗滤液污染物自然衰减的主要机制。生物作用和自然衰减条件下,垃圾渗滤液中COD在包气带砂层中的一级衰减动力学方程分别为:ρ(COD)=642221e-0.0017t和ρ(COD)=642221e-0.0021t。     

不同填埋年龄期垃圾渗滤液对HDPE管材结垢影响

垃圾渗滤液含有大量复杂且有害成分,在其收集和输运过程中极易引起管道系统的腐蚀和结垢.HDPE管材已广泛应用于填埋场设计,以其作为研究对象,制备成HDPE样片分别浸置于幼龄期渗滤液（1#渗滤液）和老龄期渗滤液（2#渗滤液）中,研究结垢特点.通过监测渗滤液中ρ（Ca2+）、ρ（Mg2+）、ρ（Cl-）、ORP（氧化还原电位）、pH等水质参数指标的变化,结合HDPE样片的SEM分析及其质量变化,推断了引起管道结垢的主要原因.结果表明:①渗滤液中ρ（Ca2+）、ρ（Mg2+）随试验周期推进显著下降,且ρ（Ca2+）降低较快,试验50 d内1#渗滤液ρ（Ca2+）降低了85%,2#渗滤液降低了75%.② HDPE样片对渗滤液的水质产生了一定的介入影响,试验初期对ρ（Ca2+）、ρ（Cl-）及ORP影响较大,中后期则对pH影响显著.③1#渗滤液和2#渗滤液中HDPE样片结垢量分别为1.10和0.682 mg/cm2,管材在1#渗滤液中结垢更严重.④渗滤液中ρ（Ca2+）和ρ（Mg2+）与结垢量均呈显著负相关（P < 0.05）,其中ρ（Ca2+）是引起结垢的关键因素（P < 0.01）;温度、pH和ORP与结垢量均呈正相关,ρ（Cl-）与结垢量呈负相关.⑤通过材料表面形貌表征,试验初期主要是规则的结晶垢,试验后期则为多孔隙沉积垢.研究显示,1#渗滤液对管材结垢影响更明显,Mg2+、Ca2+沉淀是管材结垢的主导因素,控制二者浓度是减缓管材结垢的关键.      

秸秆还田条件下氮肥用量对稻田氮素淋失的影响

通过田间小区试验,研究了秸秆还田条件下不同氮肥用量对稻田田面水、渗漏水中氮素动态变化和淋失量的影响.结果表明,稻季秸秆还田量为6t/hm2,氮肥用量分别为0,120,180,240,300kg/hm2时,稻季田面水、渗漏水中无机氮(NH4+-N与NO3--N)浓度随氮肥用量的增加而显著增加,秸秆还田显著降低田面水和渗漏水中NH4+-N和NO3--N浓度;田面水中NH4+-N浓度在每次施肥后的第2d、NO3--N在第2~4d达到峰值,渗漏水中NH4+-N在每次施肥后的第2~4d, NO3--N在施基肥后的第20d左右达到峰值;不同处理田面水中NH4+-N、NO3--N的平均浓度及变幅分别为1.23±0.88(0.01~9.89)、1.14±0.18(0.14~2.86)mg/L,渗漏水中分别为1.78±1.60(0.03~22.66)、1.42±0.24(0.22~2.66)mg/L.稻田渗漏量与水稻移栽后天数呈极显著负相关,整个水稻生育期内的总渗漏量为298mm.不同施氮处理稻季NH4+-N、NO3--N的平均净淋失量分别为4.77±4.37 (0.45~12.33)、1.76±1.08(0.49~3.31)kg/hm2,占施氮量的2.57%~4.11%、0.41%~0.56%,氮素损失以NH4+-N为主.     

Fe/C微电解-Fenton氧化联合处理垃圾渗滤液

采用Fe/C微电解-Fenton氧化联合工艺处理某固体废弃物处理企业填埋区的垃圾渗滤液,以降低其COD与浊度值,并去除渗滤液中的重金属离子。结果表明:当pH=4~5,铁炭复合材料投加量为30~40 g/L,曝气量为40 L/min,水力停留时间(HRT)为1 h时,微电解方法对垃圾渗滤液中的Ni2+、Cr(Ⅵ)、Pb2+的去除效果较好,其去除率分别达到 96%、97%和96%,垃圾渗滤液色度去除率为92.41%,COD去除率为62.33%,浊度由40.73NTU降至3.09 NTU,COD由579.2 mg/L降至218.16 mg/L。对微电解工艺出水进一步采用Fenton氧化工艺处理,结果表明:当Fe2+浓度为0.007 mol/L,氧化时间为90 min,n(H₂O₂):n(Fe2+)=1.2:1条件下,COD去除率为67.50%,浊度为53.20%,处理后的出水浊度为1.47 NTU、COD为69.49 mg/L,达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的二级排放标准。