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《贵州大学》 2016年
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磷石膏堆场渗滤液产量预测研究

蒙明富  
【摘要】:磷石膏是磷肥生产过程中产生的固体废物,属于二类一般工业固体废物,目前国内磷石膏的综合利用率比较低,大部分磷石膏采取湿法堆存处置,堆场渗滤液含有大量的磷、氟化物及重金属物质,对水体和土壤造成较大污染。国家标准要求磷石膏堆场必须配套建设渗滤液设施,但无渗滤液的产量计算,国内外对磷石膏堆场渗滤液产量的预测研究较少,本论文尝试以湿法磷石膏堆场系统为基础,建立堆场水平衡分析模型,围绕堆场渗滤液产生机理、影响因素、产量预测公式、渗滤液处理以及调节池设计等问题开展了研究,并得出如下结论:(1)通过磷石膏固结排水试验,得到不同载荷下磷石膏沉降高度d与时间t关系的数据,计算出不同载荷下孔隙比e与时间t关系的数据,在e-lgt曲线关系中可拟合出磷石膏主固结沉降(弹性形变)公式)(Δe_主=c_e×Δlg(p)和次固结沉降(蠕变)公式Δe_次=(c_e×p+k)×lg(t)次,进而首次得到了磷石膏孔隙比与压力和时间的公式:e=c_0-c_elg(p/p_0)-(c_ap-k)lg(t/t_0)。(2)通过对磷石膏堆场系统水量平衡因素的定性和定量分析,提出了磷石膏堆场中存在沉降挤出水,并利用水量平衡分析法提出了湿法磷石膏堆场渗滤液产量计算模型和公式。由于本文演算的某磷石膏堆场无法测量渗滤液实际水量导致难以对产量模型进行验证,但由于蒸发量、降雨量和沉降挤出水量均与磷石膏的堆体上升速度密切相关,干基含水量和孔隙截留水产量相对固定,本文通过堆体上升速度的实测数值进行间接验证,实测值与计算值基本吻合,说明渗滤液产能计算模型与堆场实际情况比较符合。(3)根据磷石膏堆场运行期渗滤液产量计算结果,可知渗滤液产量随时间的延长而逐渐增大,初期渗滤液产量为负值,表明需要补充新鲜水以保证堆场的正常运行,每阶段的产量与整个计算周期内的产量相差较大,分阶段计算渗滤液产量更能反映堆场的实际运行情况。(4)根据不同饱和初始含水率下的渗滤液产量计算结果,可知磷石膏饱和初始含水率越小,整个计算周期内的日均渗滤液产量增大。针对现行的计算方法进行比较,干法磷石膏堆场设计通常采用降雨入渗法进行计算,因未考虑干基含水量和截留水等因素,计算结果偏大;湿法磷石膏堆场设计采用堆场盈亏水量计算方法,因未考虑沉降挤出水产量,计算结果明显偏小。(5)通过渗滤液产量预测可以应用于渗滤液处理设施和调节池的设计,为降低渗滤液处理设施建设成本和确保堆场环境安全,渗滤液处理设施可考虑在渗滤液为正值的年度建设,处理规模宜为运行期最后年度的渗滤液产生量;本文结合文献资料和工程实际,首次提出了磷石膏堆场调节水池容积设计方法。(6)根据水平衡影响因素分析,为降低运行成本,需要加强对堆场各进出水因素的控制:一是减少堆场入水量,雨季设置临时截水沟以减小汇水面积,降低渗滤液产量;二是控制堆场出水量,在确保干滩长度和安全超高的前提下,调节库尾水位高度以增加水面蒸发面积,增大蒸发水量。本文的研究结果可应用于采用湿法堆存的其它工业固体废物堆场渗滤液产量预测、渗滤液处理设施设计和堆场工艺水的现场管理,还可通过水平衡计算预测固废堆场渗漏水量,对加强堆场的安全环保运行具有较强的实践意义。
【学位授予单位】:贵州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X786

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