垃圾填埋场防渗浆材对污染物的阻滞规律

基于自行研制的膨润土-水泥-粉煤灰(BCF)浆材和柔壁渗透仪,采用人工配制的重金属离子溶液和有机溶液,以及取自垃圾填埋场的渗沥液对不同高度浆材结石体进行了渗滤试验,试验证明:由于渗滤沉积作用和吸附滞留作用,浆材结石体对Hg、As、Pb、Cr、Cd等重金属污染物的95%,苯酚、苯胺、萘和邻苯二甲酸二丁酯等有机污染物的96%,以及NH4+-N、TN、TP、COD、BOD5等垃圾渗沥液中污染物的60%阻滞在开始渗滤的30 mm范围内,而且随着试样高度增加,对各种污染物的阻滞率基本呈现增大的趋势,并有一定的规律可循。     

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.      

垃圾填埋场渗滤液穿过垂直防渗帷幕的渗漏分析

为避免垃圾填埋场内的污染物对地下水造成污染,填埋场常采用垂直防渗帷幕.目前,我国南方的垃圾填埋场内渗滤液水位普遍较高,在高水头作用下污染物可能透过灌浆帷幕渗漏从而污染周边环境.分析了对流、扩散和吸附作用对污染物迁移的影响规律,以苏州七子山填埋场为例,分析了高水头作用下渗滤液透过防渗帷幕的渗漏,通过现场测试进行了验证,研究了灌浆帷幕渗透系数和灌浆深度对渗漏的影响.结果表明,在高渗滤液水位下,对流对污染物迁移起主导作用.实际工况下污染物穿过防渗帷幕需 19.5a,污染区域主要集中在场底含碎石粘土层中,目前污染物尚未渗漏至防渗帷幕下游,分析结果与现场实测结果一致;若防渗帷幕渗透系数能达到标准,则穿过防渗帷幕的时间将延长至填埋场稳定化之后,从而大大降低污染周边环境的可能性;但若帷幕灌浆深度不足,这一时间又将缩短至7a.防渗帷幕渗透系数和灌浆深度的控制对防止污染物向下游地区渗漏极为关键.     

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。     

改性膨润土作为反应型材料的双层防渗层性能研究

通过静态实验对粘性土、450℃高温焙烧膨润土和双阳离子有机膨润土吸附垃圾渗滤液中污染物的能力进行对比,并以新鲜垃圾渗滤液为对象,对粘性土/450℃高温焙烧膨润土双层防渗层和黏性土/双阳离子有机膨润土双层防渗层的防渗性能和截污能力进行研究.结果显示,黏性土、450℃高温焙烧膨润土和双阳离子有机膨润土对垃圾渗滤液中污染物的吸附平衡时间均为24 h; 450℃高温焙烧膨润土和双阳离子有机膨润土对垃圾渗滤液中COD和NH+4的吸附作用均大于黏性土.同时, 2种双层防渗层的渗透系数分别能达到1.31×10^-8 cm·s^-1和2.80×10^-8 cm·s^-1;黏性土/450℃高温焙烧膨润土双层防渗层对于NH+4有较强的吸附能力,而黏性土/双阳离子有机膨润土双层防渗层对有机污染物质有很强的吸附能力,对COD的衰减率比前者高出33.82%.故针对垃圾填埋场不同污染物类型的差异可以选择不同改性膨润土作为反应型材料构建双层防渗层模式.     

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。     

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.      

渗透系数级差对污染物在低渗透透镜体中的迁移影响研究

利用二维模拟槽研究非均质含水层中渗透系数级差对低渗透透镜体内污染物迁移的影响,确定不同渗透系数级差下污染物在透镜体中的波及效率和去除效率,建立低渗透透镜体内波及/去除效率、入渗/反冲时间和渗透系数级差三者之间的定量关系.结果表明：在污染过程中,污染物的迁移速度随渗透系数级差的增大而减小;在0.5m/d的地下水流速下,当渗透系数级差从3增大至52时,污染物波及效率达到100%所需要的时间从8h上升至360h;污染物的波及效率Z与入渗时间t成正相关关系与渗透系数级差K_mn呈负相关关系,其函数关系为Z=（109.623/K_mn²+1.035/K_mn+0.447）t.在模拟抽出处理的过程中,污染物的去除速度随渗透系数级差的增大而减小;当渗透系数级差从3增大至52时,污染物的去除效率达到100%所需的时间从13h升高至480h;污染物在透镜体中的去除效率Z'与反冲时间t和渗透系数级差K_mn的函数关系为Z'=（54.999/K_mn²+6.605/K_mn+0.098）t.对比两个过程可发现,污染物在非均质含水层中的污染和修复过程在时间方面呈现出不可逆性.随着渗透系数级差的增大,污染和去除过程中低渗透透镜体内波及/去除效率达100%的时间差值从5h逐渐增大至120h,"拖尾"效应越来越明显.     

平板型纳滤膜处理洁霉素废水的膜性能比较

采用4种平板型纳滤膜对洁霉素废水进行了实验研究.以膜通量(J)、COD_Cr截留率(R₁)、洁霉素截留率(R₂)以及R₂J作为膜性能评价指标.实验结果表明,4种膜的适宜操作压力为2.0～3.0MPa,适宜操作流量为8～12L/min.DLNF-1膜和NTR-7250膜的通量较高,达到50L/(m²h);MPF-44膜抗冲击负荷的能力较高;DLNF-1膜和MPF-44膜对废水中SO₄^2-的截留效果最好,达到98%以上;4种膜对洁霉素的截留率均能达到80%以上.     

不同固结因素对废弃泥浆含水率及渗透性的影响

为研究化学固结处理废弃泥浆过程中固结体含水率和渗透性的影响因素,选择高吸水性树脂(SAP)和水泥作为固结材料,采用由中压滤失仪改装而成的渗透仪器对废弃泥浆开展室内固结试验,研究不同固结材料、材料配比、固结时间对固结体含水率、渗透性的影响。结果表明:24 h内配比>5%的SAP对固结体含水率降低表现优于水泥,168 h后,同配比水泥表现优于SAP。SAP组固结体渗透性优于水泥组,配比提至7%,固结时间达到72 h后,SAP组渗透性不减反增,水泥配比<7%时,提高配比对渗透性阻断作用提升效果显著。经分析,固结体渗透性和含水率存在正相关,含水率通过改变渗流通道数量而影响渗透性。配比为5%的SAP和7%水泥能够使废弃泥浆达到较好的固结效果。     

人工湿地系统处理鸡粪污水的技术经济可行性

介绍了人工湿地系统的组合方式和工艺流程,污染物去除率的测定,生化反应动力学参数,投资和运行费用的分析等内容。经该系统处理后,污染物总的去除率,COD_(cr)为93.0％—98.2％,BOD_5为93.5％—99.6％,NH_3—N约为94％。其中,厌氧沟的设置,是系统的独创之处,经运行结果证明,它在整个系统中对有机污染物的去除起很大作用。     

蔗糖改性纳米铁原位反应带对硝基苯污染的模拟修复研究

在一维模拟装置中创建改性纳米铁原位反应带,研究反应带对硝基苯污染的修复情况,并通过反应带渗透性变化对其可持续修复能力进行评估.模拟试验结果表明:不同条件下硝基苯的去除率为45%~80%;反应带渗透性变化过程按时间分为3个阶段,分别是0~10d的快速下降期、10~30d的缓慢下降期和30~60d的稳定期,平均下降了53.2%,堵塞现象未发生,反应带可持续修复能力较好.较大的介质粒径和浆液浓度使污染物降解效率增加,硝基苯去除率可分别提高23.7%和13.7%;较高的地下水流速和污染物浓度不利于污染物的去除,硝基苯去除率均下降约46.8%.各反应带中实际参与反应的铁与硝基苯的物质的量比值分别为11.2、17.9、12.6、3.3和25.7,改性纳米铁颗粒的实际利用率较低,实际应用中浆液需要过量注入.     

光合微生物燃料电池处理餐厨沼液的性能研究

采用小球藻作为双室光合藻微生物燃料电池（PAMFC）的阴极以提供电子受体,实现污水处理和能量回收的双重目的.研究生物阴极接种方式和光照条件对生物产电性能和餐厨沼液废水处理效果的影响,并通过循环伏安法（CV）研究PAMFC电极极化和产电机制.结果表明：微藻生物膜阴极PAMFC污染物去除和产电性能表现优于对照组,COD,TN和TP去除率最高可达82.4%,54.5%和82.3%,开路电压和最大功率密度分别达603.0mV和41.5mW/m².污染物去除主要在阳极发生,但阴极能够还原去除来自阳极的铵根离子,且阴极反应产生氧气作为阳极的电子受体,增大系统电流,提高了阳极处理效率.持续光照下,PAMFC产电性能和污染物去除率略高于间歇光照,但是间歇光照可以避免阳极基质不足时阴极光饱和和氧饱和情况,更符合连续运行要求.PAMFC阴极的CV曲线显示,具有微藻阴极的实验组输出电压更大,还原峰更高,功率密度更强,但需注意长期运行时微藻生物膜增厚影响氧传质效率的问题.     

光合微生物燃料电池处理餐厨沼液的性能研究

采用小球藻作为双室光合藻微生物燃料电池（PAMFC）的阴极以提供电子受体,实现污水处理和能量回收的双重目的.研究生物阴极接种方式和光照条件对生物产电性能和餐厨沼液废水处理效果的影响,并通过循环伏安法（CV）研究PAMFC电极极化和产电机制.结果表明：微藻生物膜阴极PAMFC污染物去除和产电性能表现优于对照组,COD,TN和TP去除率最高可达82.4%,54.5%和82.3%,开路电压和最大功率密度分别达603.0mV和41.5mW/m².污染物去除主要在阳极发生,但阴极能够还原去除来自阳极的铵根离子,且阴极反应产生氧气作为阳极的电子受体,增大系统电流,提高了阳极处理效率.持续光照下,PAMFC产电性能和污染物去除率略高于间歇光照,但是间歇光照可以避免阳极基质不足时阴极光饱和和氧饱和情况,更符合连续运行要求.PAMFC阴极的CV曲线显示,具有微藻阴极的实验组输出电压更大,还原峰更高,功率密度更强,但需注意长期运行时微藻生物膜增厚影响氧传质效率的问题.     

混凝-SBR法对污泥沼液脱氮回用的实验研究

采用混凝-SBR法处理污泥发酵产生的沼液,研究了混凝-SBR法对污泥沼液的脱氮效果和影响因素。结果表明:SBR在进水C/N为1.5,曝气时间8 h,反硝化补充C/N(COD与总氮的比值)为0.25时,其总氮去除率可达78.8%。沼液经过混凝-SBR法处理后,总氮去除率大于80%,其出水ρ(TN)小于100 mg/L,可用于发酵料液的配制,实现污泥沼液脱氮回用的目的。     

沉沙池内拦沙帘拦沙特性试验研究

本文针对沉沙池内拦沙帘拦沙特性,以原型拦沙帘为研究对象,通过二维水槽物理模型试验研究了拦沙帘的渗透系数和不同潮位时的截沙率,分析了不同因素（流速、潮位、泥沙粒径）对拦沙帘截沙率的影响。研究结果表明,拦沙帘的渗透系数不仅与自身孔隙值大小、形状和连通性有关,也取决于所在含沙水体的运动变化情况,当水流流速越快时,拦沙帘横向渗透系数越小;拦沙帘对粒径较大泥沙的截沙率更高,且其他条件不变时,水流流速越快,拦沙帘下方逸沙空隙越大即潮位越高时,截沙率明显降低。     

二氧化碳驱油工艺中油酸咪唑啉对碳钢的缓蚀行为研究

目的 研究CO2驱油工艺中咪唑啉缓蚀剂对油套管P110钢腐蚀的缓蚀机制与规律。方法 模拟长庆油田CO2驱工艺环境为实验条件,采用失重挂片、电化学测试、微观表征等手段,研究油酸咪唑啉缓蚀剂对P110碳钢的腐蚀抑制行为。结果 P110钢的腐蚀速度随着CO2分压的升高而增大,但是增大幅度不明显。当CO2分压为2、6 MPa时,油酸咪唑啉对P110钢腐蚀具有显著的抑制效果,缓蚀效率均超过98%,试片表面基本完整;当CO2分压升高到8 MPa时,油酸咪唑啉的缓蚀性能明显下降,缓蚀效率仅为64.33%,试片表面存在明显的腐蚀特征。结论 CO2分压升高到8 MPa时,P110钢表面携带过剩的正电荷,不利于油酸咪唑啉缓蚀剂的吸附。     

间歇曝气SBR与传统SBR处理养猪沼液的比较研究

采用间歇曝气序批式反应器(intermittently aerated sequencing batch reactor,IASBR)和传统序批式反应器(SBR)处理养猪沼液,研究进水中化学需氧量(COD)与总氮(TN)比值(COD/TN)和运行负荷对污染物去除效果的影响.结果表明,在进水COD/TN约为2.2、氨氮负荷为(0.12±0.04)kg·(m3·d)-1时,IASBR中的氨氮、TN和有机物去除率分别为97.2%±4.4%、81.5%±7.5%、88.5%±2.4%,优于SBR的78.3%±19.6%、79.8%±4.9%、86.6%±3.2%;当氨氮负荷提高至(0.18±0.02)kg·(m3·d)-1时,IASBR中的氨氮、TN和有机物去除率略有降低,分别为92.4%±7.3%、77.5%±5.3%、86.4%±2.2%,但仍然优于SBR中的相应去除率78.1%±15.4%、61.8%±11.2%、81.8%±5.6%.在氨氮负荷为(0.20±0.01)kg·(m3·d)-1下,提高进水COD/TN至约3.0,则IASBR和SBR的污染物去除能力较进水COD/TN为2.2时有显著提升,IASBR中氨氮、TN和有机物去除率分别达到99.6%±0.2%、91.5%±2.9%和92.0%±0.9%,仍然高于SBR的90.2%±1.4%、83.0%±1.9%、90.2%±0.5%.总体而言,相较SBR,IASBR对TN和氨氮的去除更高效、耐冲击负荷能力更强,因此对养猪沼液等低碳氮比的废水更为适用.