粘土的环境土工特性及垃圾填埋场衬垫性状研究

摘要

卫生填埋法是中国目前城市生活垃圾处理的主要手段.针对目前国内在填埋场防污技术中普遍存在的问题,该文基于垃圾填埋场渗滤液中污染物在粘土中的迁移机理,系统地研究了衬垫中粘性土的环境土工特性,及其对垃圾填埋场衬垫防污性能的影响.在垃圾填埋场中,粘性土已成为城市生活垃圾卫生填埋场封闭系统的重要组成材料.该文通过大量的室内试验,对粘土吸附性的影响因素加以分析,为粘土在填埋场中的迁移提供设计依据和参数.在此基础上,提出了线性-最大吸附等温式,用于描述粘土的吸附性.这一吸附等温式概念简单明了,既有线性吸附等温式的优势,又考虑到最大吸附量的概念.在粘土吸附性的基础上,对粘土吸附污染物离子后的基本土工特性(塑性、渗透性、强度等)进行试验研究,总结了粘性土在渗滤液的长期作用下其土工特性的变化趋势.该文还通过室内模拟试验研究了污染物在粘土中扩散的试验方法和影响因素,并发现水头的存在对污染物离子在粘土中的扩散具有明显的促进作用,不利于填埋场衬垫的防污性能.在以上试验的基础上,研究了粘土环境土工特性对垃圾填埋场衬垫防污效果的影响,为粘土在填埋场衬垫中的应用提供理论参考.分析结果表明,中国的卫生填埋技术规范对填埋场衬垫的要求是可行的,但还需限制填埋场内的渗滤液浸润线水头高度.粘土的吸附性和污染物在粘土中的扩散性对污染物通过衬垫的迁移都有一定影响,但在水头较低,且满足粘土衬垫设计标准的情况下,粘土环境特性对污染物渗漏浓度和渗漏量的影响可不考虑.该文还考察了回灌法处理填埋场渗滤液对填埋场衬垫防污效果产生的影响.在填埋场排水良好的情况下,为满足填埋场水头限制的要求,需控制渗滤液的回灌水量;而当填埋场排水不畅时,则不宜采用回灌方法处理渗滤液.但渗滤液的回灌可明显加快污染物的降解速率,使填埋场的稳定化时间缩短.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1城市生活垃圾及其处理方法

1.2城市生活垃圾的填埋处理

1.3填埋场的防渗系统

1.4填埋场防渗存在的问题

1.5填埋场衬垫中的对流-扩散问题

1.6本文的主要工作

第二章污染物在粘土中迁移的机理及模型

2.1引言

2.2污染物在粘土中的迁移机理

2.3对流-弥散迁移方程

2.4垃圾填埋场渗滤液在粘土衬垫中的迁移

2.5小结

第三章粘性土的离子吸附性能

3.1引言

3.2粘性土的离子吸附特性

3.3常见的吸附等温式

3.4粘性土吸附性的试验研究

3.5最大吸附量及线性-最大吸附等温式

3.6小结

第四章吸附离子对粘土物理力学特性的影响

4.1引言

4.2影响机理

4.3对粘土塑性的影响

4.4对粘土渗透性的影响

4.5对粘土强度的影响

4.6小结

第五章离子在粘土中的扩散特性

5.1引言

5.2离子在粘土中的扩散

5.3扩散系数的测定方法

5.4离子扩散的试验研究

5.5影响因素分析

5.6小结

第六章垃圾填埋场衬垫防污性状

6.1引言

6.2防渗评价指标

6.3影响因素分析

6.3.1基本参数

6.3.2粘土衬垫渗透系数的影响

6.3.3粘土衬垫厚度的影响

6.3.4渗滤液浸润线高度的影响

6.3.5粘土衬垫吸附性的影响

6.3.6粘土中污染物扩散性的影响

6.3.7渗滤液初始浓度的影响

6.3.8渗滤液中不同离子的渗漏

6.3.9复合衬垫中土工膜的作用

6.4衬垫的防污标准及评价指标

6.5小结

第七章渗滤液回灌处理对衬垫防污效果的影响

7.1渗滤液的回灌处理

7.2渗滤液回灌的数值模拟

7.3回灌对衬垫防污效果的影响

7.4小结

第八章结论与建议

8.1本文的主要结论

8.2进一步研究的建议

参考文献

个人简历及发表论文情况

致谢