活性渗滤墙技术修复某垃圾填埋场地下水污染的研究

摘要

针对某市垃圾填埋场地下水的污染，拟采用活性渗滤墙(PRB)修复技术对场区地下水环境实行修复治理，首先通过前期水文地质调查、地下水环境质量调查、数值模拟详细刻画垃圾填埋场环境水文地质条件;其次，通过实验室模拟PRB工艺技术筛选确定PRB填充介质;最后，针对该垃圾填埋场地下水污染进行PRB初步设计，制定后期监测方案。研究结果可为我国PRB技术具体投入工程应用提供一定理论支撑，对原位处理垃圾渗滤液污染地下水的有效方法进行探索和研究。
　　取得如下认识:
　　(1)该垃圾填埋场位于构造剥蚀浅切脊状低山的山谷里，根据场区位置和大小所确定的模拟研究区地下水水流大体流向为南北走向，东西两侧水流沿地势高低向谷底汇流，最终沿南北走向流动，流向下游平原区域。
　　(2)该垃圾填埋场地下水主要超标污染物为氨氮，主要污染源为垃圾坝渗滤液，通过模拟预测，最大污染浓度为5mg/L，已经超过地下水质量Ⅲ类标准，超标倍数为24倍。
　　(3)在PRB工艺技术的试验中，针对目标污染物氨氮选用沸石、铁粉、石英砂进行了筛选实验，确定PRB填充介质为沸石。同时，沸石对氨氮的吸附符合二级动力学曲线，其相关系数为0.98998，降解常数为3.94646h-1。
　　(4) Feflow软件模拟确定PRB渗透系数中，得到增加渗透系数比(PRB填充介质渗透系数与场地含水层渗透系数比值)，可以增加捕获区宽度(PRB对污染水流的捕获宽度)和日处理量，但是同时降低了平均停留时间。随着渗透系数比的增加，捕获区宽度和日处理量的增加幅度逐渐降低。
　　(5)针对某市垃圾填埋场，对PRB进行设计:确定PRB结构类型为连续墙式，两侧山脊可以等效为天然隔水墙，填充介质为沸石，渗透系数为周围含水层渗透系数的10倍，墙体厚度为3m，宽度150m，墙体高度为9.2m，埋深为5.4m，安装位置在沿地下水水流方向与垃圾坝直线距离330m处，走向32°。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题依据及研究意义

1．2 PRB技术研究现状

1．2．1 PRB工程应用现状

1．2．2 PRB修复氨氮污染的研究现状

1．2．3 PRB设计方法研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容及方法

1．3．2 技术路线

1．3．3 创新点

第2章 PRB设计理论基础

2．1 PRB修复地下水技术简介

2．2 PRB设计步骤

2．3 PRB填充介质类型选择

2．4 PRB规模设计

第3章 垃圾填埋场场地特征调查

3．1 自然环境概况

3．1．1 气象水文条件

3．1．2 地形地貌

3．1．3 地层岩性

3．2 水文地质条件概况

3．2．1 地下水系统划分

3．2．1 含水层特征

3．2．2 地下水类型及分布

3．2．3 地下水富水性特征

3．2．4 地下水补径排特征

3．3 场区地下水质量调查

3．3．1 地下水污染现状评价结果

3．3．2 地下水污染趋势评估结果

3．4 场区地下水流场模拟

第4章 PRB填充介质筛选实验

4．1 目标污染物确定

4．1．1 目标污染物种类确定

4．1．2 目标污染物浓度确定

4．2 填充介质种类确定实验

4．2．1 实验介质概况

4．2．2 实验用水

4．2．3 实验装置

4．2．4 实验方法

4．2．5 实验结果及分析

4．3 降解常数确定实验

4．3．1 实验方法

4．3．2 实验结果及分析

4．4 填充介质对氨氮的去除机理

4．5 本章小结

第5章PRB设计

5．1 PRB结构类型确定

5．2 PRB安装位量及走向

5．3 PRB规模设计

5．3．1 宽度确定

5．3．2 高度和埋深

5．3．3 厚度确定

5．4 PRB渗透系数确定

5．4．1 渗透系数对捕获区宽度的影响

5．4．2 渗透系数对日处理水量的影响

5．4．3 渗透系数对停留时间的影响

5．5 建议

5．5．1 对个别井点出现硝酸盐氮类污染的治理建议

5．5．2 对处理沸石饱和问题的建议

5．6 本章小结

第6章 PRB运行期监测与管理

6．1 监测井布置

6．2 监测指标

6．2．1 合规性监测

6．2．2 性能监测

6．3 监测频率

6．4 PRB管理中注意事项

6．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果