复杂体系下有机膨润土吸附性能及垃圾填埋防渗性能基础研究

摘要

填埋仍是目前应用最广泛的垃圾处置方式之一。常见填埋场防渗衬垫不能有效阻止渗滤液中有机污染物的扩散，亟需发展一种新型自洁净防渗衬垫。本文在评述有机膨润土吸附有机污染物性能的基础上，研究了复杂条件下有机污染物在衬垫中的迁移行为，进一步考察了其原位去除效果，试图为开发一种新型自洁净垃圾填埋场防渗衬垫提供科学依据。论文取得了一些有价值的结果:
　　(1)发现渗滤液中共存有机污染物能增强有机膨润土基防渗衬垫阻控污染物的能力，而共存重金属、胶体和盐则降低衬垫阻控污染物的能力。共存的多种有机污染物增大了有机膨润土对有机污染物的吸附，6种有机污染物的去除率增大了3.99-11800倍，增大程度与污染物分子尺寸呈负相关;共存的重金属将占据膨润土表面吸附点位，限制有机污染物在膨润土上的吸附;溶液中共存的胶体对有机膨润土吸附污染物产生竞争作用，降低有机污染物在有机膨润土上的吸附;溶液中的盐将占据膨润土表面吸附位点，同时限制膨润土溶胀，0.5mol/L盐将使有机膨润土吸附有机污染物性能降低50％以上。
　　(2)发现提高压力能增强衬垫阻控污染物的性能，而温度升高将限制衬垫阻控污染物性能。压力提高衬垫材料压实状态，当压力增大到17.4kPa，15g衬垫渗透系数降低25％，提高衬垫阻控污染物能力。高温将增大衬垫的渗透系数，降低有机膨润土吸附污染物能力，导致衬垫阻滞污染物迁移性能降低。运用一维传质模型能准确模拟污染物在衬垫中的迁移。
　　(3)发明一种高效阻滞迁移并原位降解渗滤液中有机污染物的方法，去除衬垫中污染物的同时保持衬垫材料的结构和吸附能力，实现衬垫自洁净。联合使用零价铁和CTMAB膨润土能协同高效去除溶液中多种有机污染物，对5种污染物去除率均大于97％，释放CTMAB-膨润土吸附能力的同时保持CTMAB-膨润土的结构。共存的盐及腐殖质将限制衬垫衬垫自洁净能力。

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论文说明

致谢

摘要

第一章 垃圾填埋场防渗衬垫研究进展

1 生活垃圾及处理处置方式

1．1 生活垃圾产生

1．2 处理处置方式

2 生活垃圾填埋

2．1 渗滤液

2．2 防渗衬垫

2．3 膨润土防渗衬垫

3 有机膨润土防渗衬垫

3．1 有机膨润土基防渗衬垫

3．2 防渗衬垫中有机污染物迁移机制

3．3 潜在风险

4 垃圾填埋场防渗衬垫自洁净

4．1 污染物原位降解

4．2 风险评估

5 本论文研究目标及思路

第二章 复杂体系中有机膨润土吸附有机污染物性能

1 实验部分

1．1 实验仪器与材料

1．2 实验方法

1．3 分析方法

2 结果与讨论

2．1 不同因素下有机膨润土吸附有机污染物性能

2．2 各因素影响有机膨润土吸附去除有机污染物机制

2．3 CTMAB膨润土吸附有机污染物预测模型

3 小结

第三章 复杂条件下膨润土衬垫防渗及阻控性能

1 实验部分

1．1 实验仪器与材料

1．2 实验方法

2 结果与讨论

2．1 不同条件下膨润土衬垫防渗性能

2．2 各条件影响阻控污染物迁移性能

2．3 防渗与阻控之间的关系

2．4 有机污染物穿透模拟

3 小结

第四章 自洁净防渗衬垫性能初探

1 实验部分

1．1 实验仪器与材料

1．2 实验方法

1．3 分析方法

2 结果与讨论

2．1 零价铁降解去除氯乙烯类

2．2 氯乙烯降解模拟及生态风险

2．3 零价铁降解去除其他有机污染物

3 小结

1 研究结论

1．1 复杂体系中有机膨润土吸附有机污染物性能

1．2 复杂条件下膨润土衬垫防渗及阻控性能

1．3 自洁净防渗衬垫性能初探

2 创新点

3 展望

参考文献

攻读博士期间完成的论文