礦山廢棄物中以黃鐵礦為代表的硫化礦物,在周圍環境水和氧氣的作用下,會氧化形成強酸性且富含重金屬和硫酸鹽的酸性礦山廢水(Acid Mine Drainage)。酸性礦山廢水對礦區環境的污染是全世界采礦業亟待解決的重要問題。采用工程手段,建造屏障,包封處置礦山廢棄物,減少乃至隔絕硫化礦物與水和氧氣的接觸,從源頭上減少酸性礦山廢水的體量,是酸性礦山廢水污染控制的重要手段之一。本文針對酸性礦山廢水對環境的嚴重污染,依托還原屏障基本原理,選擇生活污泥為基材,從其基本性質入手,圍繞污泥屏障防滲性能、重金屬固定效果及工程性質開展室內試驗。以試驗結果為基礎,選取一銅礦進行案例分析,提出污泥屏障用于包封處置礦山廢棄物的具體構想,評價污泥屏障控制酸性礦山廢水污染的可行性。本文的主要研究內容和研究結果包括：(1)污泥基本性質試驗研究通過室內試驗測定污泥的天然含水率、風干含水率、界限含水率、有機質含量、比重、總重金屬濃度、最優含水率、最大干密度等參數。試驗結果表明,有機質的強親水性及低比重是影響污泥基本性質的重要原因。(2)污泥屏障防滲性能研究以蒸餾水、稀硫酸、模擬酸性礦山廢水為滲透液體,利用柔性壁滲透儀,實...

【文章頁數】：138 頁

【學位級別】：博士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 酸性礦山廢水
        1.1.1 酸性礦山廢水的生成及危害
        1.1.2 酸性礦山廢水的處理
        1.1.3 酸性礦山廢水的源頭控制
    1.2 還原屏障
        1.2.1 固體廢棄物處置場還原屏障
        1.2.2 污泥作為還原屏障基材的依據
        1.2.3 污泥屏障控制酸性礦山廢水污染
    1.3 研究內容與技術路線
        1.3.1 研究內容
        1.3.2 技術路線
    1.4 關鍵問題及創新點
        1.4.1 關鍵問題
        1.4.2 創新點
第二章 文獻綜述
    2.1 礦山廢棄物
        2.1.1 礦山廢棄物總量
        2.1.2 礦山廢棄物的分類
    2.2 酸性礦山廢水
        2.2.1 酸性礦山廢水的形成
        2.2.2 酸性礦山廢水的來源
        2.2.3 酸性礦山廢水的特性
    2.3 酸性礦山廢水的污染
        2.3.1 酸性礦山廢水對地表水的污染
        2.3.2 酸性礦山廢水對水體生態系統的危害
        2.3.3 酸性礦山廢水對土壤及沉積物的污染
        2.3.4 酸性礦山廢水對地下水的污染
    2.4 酸性礦山廢水的處理
        2.4.1 化學法(中和法)
        2.4.2 生物法
    2.5 酸性礦山廢水的源頭控制
        2.5.1 頂部蓋層法
        2.5.2 細菌活性抑制法
        2.5.3 化學覆膜法(表面鈍化)
        2.5.4 加堿處置法
        2.5.5 浮選脫硫法
    2.6 礦山廢棄物包封處置
        2.6.1 壓實粘土襯里
        2.6.2 土工合成粘土襯里
        2.6.3 土工膜
    2.7 城市生活污水處理廠污泥
        2.7.1 城市生活污水廠污泥基本性質
        2.7.2 污泥的處理與處置
        2.7.3 污泥在固體廢棄物處置場屏障系統中的應用
        2.7.4 污泥巖土工程性質
    2.8 本章小結
第三章 雁兒灣污水處理廠污泥基本性質
    3.1 污泥取樣
    3.2 污泥性質測定
        3.2.1 污泥基本性質測定
        3.2.2 污泥擊實性
        3.2.3 有機質含量對污泥基本性質的影響
    3.3 本章小結
第四章 污泥屏障防滲性能試驗研究
    4.1 引言
    4.2 滲透儀分類
    4.3 材料與方法
        4.3.1 試樣制備
        4.3.2 滲透液體
        4.3.3 試驗過程
    4.4 結果與分析
        4.4.1 污泥滲透系數隨時間的變化
        4.4.2 固結壓力對污泥滲透系數的影響
        4.4.3 微生物活動對污泥滲透系數的影響
        4.4.4 滲透液體性質對污泥滲透系數的影響
        4.4.5 有機質含量對污泥滲透系數的影響
    4.5 本章小結
第五章 污泥屏障重金屬固定效果評價
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
    5.3 結果與分析
        5.3.1 滲流前后污泥試樣中重金屬形態分布規律
        5.3.2 滲流前后污泥試樣中重金屬的穩定性分析及風險評價
    5.4 本章小結
第六章 污泥屏障巖土工程性質試驗研究
    6.1 引言
    6.2 污泥界限含水率研究
        6.2.1 材料與方法
        6.2.2 試驗結果與分析
    6.3 污泥屏障壓縮性質研究
        6.3.1 材料與方法
        6.3.2 試驗結果與分析
    6.4 污泥屏障剪切性質研究
        6.4.1 材料與方法
        6.4.2 試驗結果與分析
    6.5 本章小結
第七章 污泥屏障控制酸性礦山廢水污染應用構想
    7.1 引言
    7.2 礦區概況
    7.3 礦區廢棄物堆存概況及主要地質環境問題
    7.4 礦區酸性礦山廢水的產量及污染
    7.5 污泥屏障應用及其可行性分析
        7.5.1 露天礦坑回填
        7.5.2 地下采空區回填
    7.6 本章小結
第八章 結論與展望
    8.1 結論
    8.2 展望
參考文獻
在學期間研究成果
致謝



本文編號：4002241