赤泥濾液的滲流穿透特性及污染物遷移過程研究.pdf

1、各類污染物（包括可溶性污染物和懸浮顆粒）遷移過程的研究已成為環(huán)境巖土工程研究的熱點(diǎn)課題之一，這些研究在海洋隧道工程、污染物治理、化學(xué)工業(yè)、石油開采、核廢料處置、注漿工程和土壤修復(fù)等領(lǐng)域有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。本論文以氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的包含強(qiáng)堿性極細(xì)顆粒固體廢物的廢棄濾液的滲流遷移為研究背景，研究赤泥濾液的穿透特性和對(duì)巖土介質(zhì)的污染和腐蝕性。為此，論文首先對(duì)國內(nèi)外赤泥濾液的化學(xué)成分進(jìn)行分析，然后就一種典型赤泥的穿透特性進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)

2、，分析其穿透規(guī)律和影響因素。在此基礎(chǔ)上，對(duì)該類問題的穿透遷移過程進(jìn)行理論分析和解析求解。論文主要的研究內(nèi)容包括:
　　(1)選用兩種典型赤泥濾液樣品，一種呈灰色，取自信發(fā)山西交口赤泥儲(chǔ)庫;一種為紅褐色，取自信發(fā)山東赤泥儲(chǔ)庫。分析兩種赤泥溶液的陽離子、堿性離子（如OH-根離子等）和酸性離子（如SO42-、NO3-等）的濃度，為赤泥穿透過程和抗腐蝕性研究提供依據(jù)。
　　(2)對(duì)赤泥濾液在3種不同濃度和3種不同的滲流速度下進(jìn)行室內(nèi)

3、石英砂土柱的穿透試驗(yàn)，研究物理因素對(duì)飽和多孔介質(zhì)中具有強(qiáng)堿性赤泥濾液中懸浮顆粒和OH-1離子等的遷移特性的影響，并與中性濾液中顆粒的滲流穿透過程進(jìn)行了比較，研究化學(xué)因素對(duì)飽和多孔介質(zhì)中赤泥濾液中懸浮顆粒遷移特性的影響。比較了含OH-1離子和不包括OH-1離子兩種情形下，濃度與濁度的率定關(guān)系曲線特征和差異，以探討OH-1離子對(duì)赤泥顆粒穿透過程的影響。
　　(3)對(duì)顆粒粒徑為10μm和47μm兩種粒徑大小的天然硅粉組成的混合懸浮顆粒（

4、質(zhì)量各占50％），進(jìn)行了3種濃度和3種滲流速度下的石英砂土柱穿透試驗(yàn)（不包括OH-1離子）。同時(shí)，比較了含OH-1離子和不包括OH-1離子兩種情形下，天然硅粉懸浮顆粒濃度與濁度的率定關(guān)系曲線，以探討OH-1離子對(duì)混合型硅粉率定曲線的影響，進(jìn)而研究OH-1離子存在對(duì)天然硅粉顆粒遷移過程的影響。同時(shí)，進(jìn)一步探討OH-1離子對(duì)赤泥顆粒遷移過程影響的物理本質(zhì)。
　　(4)考慮了飽和多孔介質(zhì)中懸浮顆粒沉積動(dòng)力過程中的彌散效應(yīng)，建立一個(gè)含有源

5、項(xiàng)的懸浮顆粒一維滲透遷移模型，并通過Laplace變換及其逆變換求得面源問題的基本解。然后，利用源函數(shù)法推演一維多孔介質(zhì)局部區(qū)域內(nèi)具有懸浮顆粒釋放源情形下的解答?？紤]了釋放源按指數(shù)形式衰減、釋放源濃度按循環(huán)規(guī)律變化、污染物短期釋放效應(yīng)等情況下污染物遷移過程及其變化規(guī)律。
　　(5)建立了考慮釋放效應(yīng)的一維滲透及三維彌散效應(yīng)的滲透遷移模型，通過Laplace變換和Fourier變換及其逆變換求得相應(yīng)控制方程的通解。然后利用“源函數(shù)法