响应曲面法优化含氟矿井水处理及除氟机理研究

地表水或地下水流经富氟岩石易导致水中氟超标。水中氟超标易导致地方性氟中毒、生态环境的破坏,制约水资源综合利用。基于研制的一种高效除氟药剂,通过响应曲面分析中的Box-Behnken设计除氟试验,优化了pH值、除氟药剂投加量和快速搅拌时间对除氟效果的影响,并通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等分析手段对除氟药剂及处理后产生的污泥进行表征分析,探讨了除氟药剂去除氟离子的机理。试验结果表明:最佳除氟条件为pH值6.11,药剂投加量4.15 mL,快速搅拌时间10.90 min,此时可使F~-从初始的20 mg/L降至0.453 mg/L,与模型预测的0.445 mg/L基本吻合。除氟机理为,药剂在含氟矿井水中形成铁铝硅氧的多核多羟基络合物,通过氟离子与羟基发生交换、取代羟基,将氟离子固定在多核多羟基络合物中,形成铝硅氧四面体结构的氟化物,实现除氟效果。对比现用的羟基磷灰石吸附为主体的处理工艺,本研究制备的除氟药剂具有处理工艺简单、处理效果稳定、处理成本低等优点。

石灰石对粉煤灰堆放场灰水及赤泥废水中氟离子吸附能力试验

利用石灰石对某粉煤灰堆放场灰水及某铝厂赤泥废水中的氟离子进行模拟吸附试验.分别从石灰石对氟离子的吸附量、F-浓度、pH及总硬度四个方面,分析石灰石对可溶性氟的吸附能力.结果表明,石灰石对中性水质中可溶性氟有较强吸附能力,而对强碱性水质中的可溶性氟的吸附能力微弱.这一结论可为地下水氟污染防治提供理论基础.

地面与井下综合方法探测煤层顶底板富水区

为查明银星二号煤矿首采区主要含水层富水区分布、构造含导水性等情况,采用了地面瞬变电磁法和井下高分辨电测深法与音频电透视法等地、井结合的方法进行勘探。通过对1131001工作面地上、地下探测成果的分析,认为在工作面范围内,10煤层上覆和下伏各含水层相对富水区的位置具有较好的对应关系,其中在地面瞬变电磁法10煤向上30 m的层位上,存在9、10号视电阻率异常,其平面位置与井下二种方法解释的顶底板富水区基本一致,但三种探测方法的成果图中均无特征显示该工作面范围内存在断层,因此推断10煤上、下层位内的电性异常均为裂隙带富水所致。

山东省高密地区高氟地下水的成因浅析

氟中毒是在特定的地理环境中发生的一种生物地球化学性疾病,其形成受多种因素的影响和制约。高密市地势南高北低,最高点海拔92 m,最低点海拔7.5 m;地下水主要以大气降水为补给源,水位标高由南向北逐渐降低,随着浅层地下水的大量蒸发,致使地下水中氟含量不断增高,最后形成高氟地下水。高密市氟中毒是由饮用高氟地下水引起的。高密市北部6镇地下水氟含量一般为5 mg/L,极值达到18.00 mg/L,当地居民长期饮用高氟水,致使部分人群发生氟中毒,对其身心健康造成极大伤害。

铈改性多孔陶粒处理高氟地下(表)水的试验研究

通过稀土铈(Ce)对多孔陶粒进行改性从而合成复合型吸附材料。对含氟废水进行动态吸附试验,检验稀土铈(Ce)改性后的陶粒对氟离子的吸附效果,并进行了吸附机理的研究。考察了床层体积BV、氟离子进水浓度和改性陶粒煅烧温度对氟的吸附的性能影响。动态吸附试验结果表明:控制改性陶粒的煅烧温度为100℃、陶粒床层体积BV为400 mL,在进水浓度为10 mg/L时,该复合材料吸附效果最佳。在最佳吸附条件下进行试验,吸附效率可达94.41%,吸附量为8.58 mg/g,最大吸附量可达17.5 mg/g。对各阶段陶粒进行了扫描电镜分析(SEM)、X射线分析(XRD)及能量色谱(EDS)分析,表明该除氟剂上的铈系稀土离子对属于硬碱类的F-具有较强的亲和能力,能够配位形成稳定的配合物。

新形势下路基防水处理分析

结合石家庄至济南铁路客运专线SJZ-3标段建设具体情况,探讨路基防水处理的意义,指出存在的不足,并提出有效对策。包括路基地表排水、路基地下排水、路基填筑防水、路基防护防水等内容,并提出相应的技术措施,为路基防水处理提供启示。

浅埋富水断层带大跨暗挖车站注浆技术研究

如何安全穿越富水断层带,在防止洞内涌水溃砂的同时,控制地表沉降,保护市政管线是城市地铁修建的一大难题。以青岛地铁4号线人民会堂站为例,对富水断层带大跨车站的注浆技术展开研究,通过比选不同方案,阐述了地表+洞内联合注浆理念并介绍了注浆的相关设计参数,整套施工流程及应急预案,并进行动态监测。研究结果表明:1)全幅路面注浆要求大量的地表钻孔,钻孔密集且倾斜,容易碰触管线,工期很长;2)传统的洞内帷幕注浆法存在钻孔溃砂风险,且开挖进度缓慢;3)地表+洞内联合注浆法工程量较小,平均月进尺22m,地表钻孔垂直且不会误触管线,该工法可有效加固破碎岩体,提高自稳能力,保证隧道施工安全,4)监测结果表明,采用联合注浆法的暗挖车站变形及地表沉降均在可控范围内,联合注浆法是安全可靠的。