铅和镉在粘土衬层中渗透、迁移、转化的研究

对有毒有害的重金属离子在粘土衬层中自然渗透、迁移、转化进行研究。室内模拟实验表明,铅、镉的二价离子在粘土衬层中的迁移过程中,可生成难溶性的沉淀物质,阻碍了液体的渗透,因而导致了渗透系数比纯水还低。此外,实验还研究了浓度、离子半径对渗透系数、迁移速度的影响。      

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。      

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。     

测定土壤饱和渗透系数的试验方法与结果优化

土的渗透系数是一个极其重要的水文地质参数,它反映了土壤和岩层的透水性能,是地下水计算中一个不可缺少的指标,但土的渗透试验受诸多因素的影响,如土的物理性质、试验环境、试验场所、人为操作等。为了较为客观、准确地获取包气带浅层土壤饱和渗透系数,本文概述了Guelph渗透仪法野外渗透试验和室内变水头渗透试验测定土壤饱和渗透系数的原理与方法,并通过统计学中的置信区间对试验数据进行了优化处理。结果表明:野外试验测得的土壤饱和渗透系数较室内试验大,但误差在一个数量级内;室内试验测得的土壤饱和渗透系数与《工程地质手册》(第三版)给出的土壤饱和渗透系数参考值接近;Guelph渗透仪用于野外测定土壤饱和渗透系数的可靠性较高。     

安全填埋场粘土衬层渗透性的试验研究

工业危险废物填埋场为防渗透,要求两层粘土的渗透系数k<1×10-7cm/s。为满足设计要求,沈阳工业危险废物填理场通过实验确定与其相关的施工参数。如铺土厚度,碾压遍数,碾压机具,粘土的最优含水量,干密度。同时按设计要求测试碾压过的场地渗透系数。     

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。     

白泥复合衬层防渗稳定性的研究

为考察白泥复合防渗衬层的防渗稳定性和对污染物的阻滞去除能力,利用自制击实渗透仪对白泥和亚粘土防渗衬层进行了对比研究. 结果表明:白泥/亚粘土“夹层结构"复合衬层能保持低于国家防渗规范(10－7 cm/s)的防渗性,并对渗滤液中的重金属,COD_Cr和NH₄＋-N具有较强的阻滞去除能力,可以与常用的亚粘土防渗衬层相媲美,不过其淋滤出水ρ(Cl－)高,因此其长期防渗稳定性需进一步研究;60%白泥+40%亚粘土“混合式"复合衬层和白泥防渗衬层在渗滤液渗透作用下,其防渗性能不好,渗透系数超过国家防渗规范要求,因此不宜用于填埋场防渗.      

卫生填埋场的伊－灰复合上防渗技术实验研究

卫生填埋场防渗层设置工程通常需要筹集大量的优质粘土，这对于许多地区是十分困难的。本文提出了以廉价复合土取代优质粘土的观点，并以普通粘土、伊利土和粉煤灰为对象进行了复合防渗技术实验研究，结果表明：伊利土与粉煤灰复合后具有良好的抗渗性能，复合土在１．５ｇ／ｃｍ３的密实度下可获得５．４×１０－８ｍ／ｓ的渗透系数，粉煤灰在复合土中的最佳重量百分比范围是２０％～３０％。     

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。     

关于膨润土作为污水防渗材料的试验研究

沈阳污水渠道所接纳的工业废水有时偏酸性,酸性污水沿渠道长年下渗,严重的污染着地下水。特别是最后排入细河,严重的威协着李官堡水源地的水质。因此,寻求防治由于污水下渗而污染地下水的措施便迫在眉捷。为此提出用价格便宜、货源充足的黑山产膨润土作为塑性防渗材料。经研究表明,膨润土对酸性污水有良好防渗性能,通过不同密度和不同pH值的污水渗透试验,确定了在污水与2厘米厚膨润土层直接接触条件下的渗透系数。试验表明,土样经钠化处理后防渗能力可提高五倍。同时表明土层密度是影响防渗能力的主要因素,而当密度近于1,污水PH值在7～4情况下,膨润土的渗透系数为(0.7～1.7)×10~(-8)厘米/秒,比一般粘性土小40×10~(3)倍。远远超过一般粘性土的防渗能力。试验还表明,膨润土也有明显的净化作用,如对COD、油、氰、酚等去除率可达80％以上。因此可以得出利用膨润土作为污水防渗材料是适用的结论。为便于观察渗流现象和稳定性,设计了直径为287毫米的有机玻璃渗透仪。并按达两定律推导出相应的变水头计算公式(?)。为了研究成果的实际应用,尚需作带有保护层(亚粘土)的渗透和冲刷试验,以确定最小保护层厚度和临界水流速度,确定防渗层可能达到的最大密度和施工方法,为此尚需进行渠道渗流模型试验研究。     

不同改良条件下硫酸铝对滇池污染底泥磷的钝化效果

采用铝酸钠和石灰为pH缓冲剂,并用粘土矿物对硫酸铝进行改良,研究不同硫酸铝剂量下对滇池污染底泥磷钝化的效果.结果表明,钝化剂对底泥磷的钝化效果具有时效性.以质量比Al∶铝酸钠=1∶3加入pH缓冲剂且铝剂量为4.95g·m-2时,只能对底泥中磷起到短期的钝化作用,39d后底泥中磷即大量释放.以质量比Al∶氢氧化钙=1∶4加入pH缓冲剂且铝剂量为19.8g·m-2时,142d内能稳定地保持对DIP、TPT的良好钝化作用,对DIP、TP释放的抑制率分别为88.9%和86 2%.加入适量的粘土矿物改良硫酸铝后可增强其钝化效果,硫酸铝的剂量为4.95g·m-2时,以质量比Al∶粘土矿物=1∶0.5改良硫酸铝,142d内对DIP、TP抑制率分别为61.1%和86.9%所有实验钝化剂方案在30d时Al3 浓度均小于0.05mg·L-1,不会对水生生物造成毒害.     

Solar active fire clay based hetero-Fenton catalyst over a wide pH range for degradation of Acid Violet 7

Fe(Ⅲ) immobilized fire clay (Fe-FC) was prepared using ferric nitrate by solid state dispersion method and this hetero-Fenton catalyst was applied for the degradation of Acid Violet 7 (AV 7) under natural sunlight. The 26% ferric nitrate loaded fire clay was found to be most efficient. The experimental conditions such as solution pH, H₂O₂ concentration for efficient degradation of AV 7 have been determined. Unlike Fenton catalyst, Fe-FC is photoactive over a wide pH range of 3-7. This catalyst was found to be stable and reusable. The GC-MS analysis of experimental solutions during irradiation revealed the formation of 2,8-diaminonaphthalene-1,3,6-triol, 8-aminonaphthalene-1,2,3,6-tetrol, 2-aminonaphthalene-1,3,6,8-tetrol and 2-aminobenzene-1,3-diol/5-aminonbenzene-1,3-diol/ 2-aminobenzene-1,4-diol as intermediates. The 26% ferric nitrate loaded fire clay was characterized by XRD, ICP-AES, BET surface area, FT-IR, SEM-EDS and UV-DRS studies.     

铁改性杭锦土吸附剂对水中砷的去除研究

为提高天然杭锦土对水溶液中砷的吸附性能,采用氯化铁（FeCl₃·6H₂O）浸渍天然黏土矿物杭锦土（HJ）,制备表面负载铁氧化物的铁改性杭锦土除砷吸附剂（FHJ）.通过比表面积（BET）和扫描电镜（SEM）分析技术对材料进行表征以观察其微观形貌特点,通过X射线光电子能谱分析（XPS）和傅里叶红外光谱（FTIR）技术测定材料组成及化学基团,以初步探究材料吸附除砷机理.通过批试验考察FHJ投加量、初始pH、共存离子及腐殖酸浓度对FHJ除砷效能的影响.结果表明:①当铁负载比在0~50wt%范围内时,FHJ对溶液中As（Ⅴ）吸附容量随着铁负载比的增加而增加,最佳铁负载比为33wt%,此时铁与杭锦土的理论质量比为1:3.②BET分析结果表明经铁改性后,杭锦土比表面积显著增加,由71.14 m2/g增至158.50 m2/g;SEM分析显示,经改性后杭锦土表面形貌发生明显变化,结合Mapping图表明铁被有效负载到杭锦土表面.③批试验结果表明,As（Ⅴ）去除率随着FHJ投加量的增加而升高;溶液pH对As（Ⅴ）去除率有较大的影响,pH的降低有利于FHJ对砷酸盐的吸附.④FHJ除砷性能受溶液中共存离子CO₃2-、SiO₃2-影响较大,但受Cl-、SO₄2-、NO₃-及腐殖酸影响程度比较小.⑤吸附动力学过程符合准二级动力学模型,Freundlich等温吸附模型可更好地描述FHJ吸附除砷行为（R2=0.999）.⑥XPS分析结果显示,铁氧化物主要以FeOOH和Fe₂O₃的形态负载于杭锦土表面,FTIR表明FeOOH的羟基基团同As（Ⅴ）发生吸附作用,在FHJ除砷过程中,化学吸附是主要的吸附除砷机理.研究显示,铁改性杭锦土除砷效果良好,具有一定的应用潜力.      

2,2′-二硝基联苄生产废水的处理研究

对十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒土、凹凸棒土负载TiO2采用XRD、FTIR以及TG等手段进行了分析和表征,对比了改性凹凸棒土、活性炭、大孔树脂等不同吸附剂和凹凸棒土负载TiO2对二硝基联苄生产废水的处理效果。结果表明:十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒土的废水中污染物的去除率比凹凸棒土提高了2.5倍;凹凸棒土负载TiO2在波长λ=254 nm下光照0.5 h,对废水中污染物的去除率是凹凸棒土的2.0倍;投加量为3%活性炭在pH为2.0⁵.0时,对该类废水中污染物的去除率可达80%以上。     

西南某地粘土对U吸附的动态模拟实验研究

选择西南某地正电荷发育的弱酸性粘土TY4作为吸附介质,加5%Ca(OH)2作为添加剂制作模拟屏障,用模拟核废液对介质做动态淋滤实验,得出了铀浓度随流量、pH值的变化曲线。实验结果表明,随高度增加屏障的吸附性能增大,渗透系数减小。屏障在pH为11和9附近时吸附效果较强。     

用炼油厂废白土制备有机膨润土的研究(I)──废白土的提纯

对炼油厂废白土的脱蜡脱油工艺及脱蜡脱油后度白土的湿法提纯工艺进行了实验研究,并用阳离子交换容量（CEC）和吸蓝量（M．B．）来表征提纯废白土的活性和蒙脱石含量,找到了废白土提纯的最佳工艺条件,为进一步利用提纯废白土合成有机膨润土提供了合格的原料     

不同降雨条件下侵蚀泥沙黏粒含量的变化规律

以2种典型黄土为研究对象,在模拟降雨条件下,研究了不同雨强和坡度条件下侵蚀过程中黏粒含量的变化规律,比较了泥沙侵蚀颗粒(未分散)和泥沙原始颗粒(分散后)大小分布特征,分析了团聚率和富集率.结果表明,泥沙侵蚀黏粒含量随着坡长和雨强的增大而增加,黄绵土变化明显,增加了8.77%和2.43%;而塿土只增加了2.76%和0.4%.随坡度的增大而减小,分别减少了4.91%和3.93%.黏粒团聚率<1,富集率>1,在侵蚀搬运过程中作为黏粒团被搬运,导致黏粒的富集.研究结果有助于深入了解泥沙颗粒在坡面侵蚀过程中的变化规律,深入理解土壤侵蚀机制,也能为面源污染模型的建立提供重要基础.     

调理剂对多环芳烃污染黏性土壤热脱附的影响

黏性土壤具有颗粒细小和通透性弱等特点,会影响受多环芳烃(PAHs)污染的黏性土壤的热脱附效率,因此本研究选择6种调理剂(CaO、MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂CO₃和沸石)来改良黏性土壤,考察调理剂对PAHs污染黏性土壤热脱附的影响,分析了调理剂对黏性土壤塑性指数、pH、阳离子交换量、粒径的影响,探讨了调理剂对PAHs污染黏性土壤热脱附的影响机制.结果表明：(1)添加6种调理剂均提高了PAHs污染黏性土壤的热脱附效率,可有效去除总PAHs,并显著降低超标物质苯并[a]蒽(Baa)和苯并[a]芘(Bap)的残留浓度,其中在添加10%CaO条件下,总PAHs去除率最高,达97.48%.(2)分别添加6%的CaO、MgO、K₂CO₃调理剂后,黏性土壤塑性指数由18.55%分别降至14.38%、13.58%和15.25%,但添加Al₂O₃、Fe₂O<...     

沉水植物床-固定化微生物技术在水源地修复中的应用研究

研究了沉水植物床-固定化微生物技术在水源地中的修复效果.从太湖水体中筛选分离出土著氨化、亚硝化、硝化和反硝化细菌,通过增殖进入多孔载体内部使之固定,结合自主设计的沉水植物床,在太湖贡湖湾内进行了原位修复实验,该装置抗风浪性能良好,将反硝化细菌数量由5.4×102～2.7×103提高至3.9×105～9.1×105,实验区氧化亚氮排放通量介于3～24μg.(m2.h)-1之间,显著高于对照组,该技术对总氮去除率为19%～74%,硝氮去除率为24%～81%;120 d的连续监测数据表明,该技术可用于湖泊水源地修复,有效减轻水体富营养化状况.     

黄棕壤不同粒级组分对镉的吸附动力学与热力学研究

采用一次平衡法研究了黄棕壤不同粒级组分(粘粒≤2 μm、粉粒2～20 μm、细砂粒20～200 μm、粗砂粒200～2000 μm)对镉的吸附动力学与热力学,并采用拉格朗日假一级动力学方程、假二级动力学方程、颗粒内扩散模型对试验数据进行拟合.结果表明,2种温度下各粒级组分对镉的吸附均可分为快反应和慢反应2个阶段,0～15 min内为快反应阶段,吸附量达到饱和吸附量的95%以上,此后为慢反应阶段;随着温度由25℃升高到45℃,各组分对镉的饱和吸附量增加了4.86%～25.3%;各组分对镉的吸附动力学符合拉格朗日假二级动力学方程,吸附过程以化学吸附为主;二级动力学吸附速率常数表明,随着各组分粒级增大,吸附速率降低;在试验温度范围内随着温度升高,吸附速率加快;吸附过程的限速步骤为颗粒间扩散;各粒级组分对镉的吸附为吸热反应,反应能自发进行.