（环境科学专业论文）粉煤灰淋溶特性及其淋溶物在地下水中的运移规律.pdf

层中的浓度越高；土壤的吸附分配系数越大，土壤对淋溶液中污染 物的吸附能力越大，淋溶液污染物到达含水层的时问越长，相同入 渗年限污染物质到达含水层中的浓度越小；包气带厚度越大，淋溶 液污染物入渗到含水层所用时问越长，相同入渗年限污染物质到达 含水层中的浓度越小。 关键词：粉煤灰；地下水；环境污染 中图分类号：x 5 2 3 a b s t r a c t f l ya s hi sam a i nc o m b u s t i o nr e s i d u e ( s o l i dw a s t e ) p r o d u c e db y c o a lf i r e dp o w e rp l a n t s b e c a u s eo fl o n g t e r ms t o r i n go f f l ya s h ，t h e t o x i ce l e m e n t si nl e a c h i n gw a t e rm a yc a u s ep o l l u t i o no fl o c a l g r o u n d w a t e re n v i r o n m e n t o nt h eb a s i so f t h er e s e a r c ho f t h ef l ya s h s t o r e di nt h es e c o n dt h e r m a lp o w e rp l a n to ft a i y u a n ，w ee v a l u a t et h e e f f e c t0 ff l ya s hs t o r e do nl o c a lg r o u n d w a t e re n v i r o n l n e n ta n de x p l o r e i t sd e v e l o p i n gr e g u l a r i t yi nt h i sp a p e ru s i n gt e s td a t af r o mt h ef l ya s h f i e l de l s e ，s u c ha st h es e c o n dp o w e rp l a n to f d a t o n g ，s h e n t o up o w e r p l a n ta n dy u s h ep o w e rp l a n t w eh a v ea n a l y z e dt h eg e n e r a t i o n ，p h y s i c a lp r o p e r t i e sa n dc h e m i c a l p r o p e r t i e s o ff l ya s i a b yl i x i v i a t i o nt e s to ff l ya s h ，w es t u d yt h e r e g u l a r i t yo ft h ee f f e c to ft h ep ha n dg r a i ns i z eo nl e a c h a t ec o n t a m i n a n t c o n c e n t r a t i o n u s i n gl e a c h i n gs o i lc o l u m nt os i m u l a t el e a c h i n gp r o c e s s o ff l ya s hi nf i e l d w ec a nf i n do u tt h er u l et h a tl e a c h a t ea f f e c t ss o i la n d g r o u n d w a t e re n v i r o n m e n t a c c o r d i n gt ot h er e s u l t so fl e a c h i n gt e s t ，w e c a nf i n dt h ec o n c e n t l a t i o n 。t i m ev a r i a t i o nr u l eo f1 e a c h a t ea n d d i s t r i b u t i o nr u l eo fc o n t a m i n a n ti ns o i la n ds t u d yt h eo s m o s i sa n d s o r p t i o no fs o i l s e t t i n gu po n e d i m e n s i o n a ln u m e r i c a ls i m u l a t i o nm o d e l w es t u d yt h ev e r t i c a lt r a n s p o r tr e g u l a r i t yo fl e a c h a t ei nu n s a t u r a t e dl a y e r b e f o r ei tl e a c h e si n t og r o u n d w a t e ra n dt h ee f f e c to ff a c t o r ss u c ha s l i t h o l o g y ，t h i c k n e s s ，o s m o s i sa n ds o r p t i o no f u n s a t u r a t e dl a y e ro nt h e r e g u l a r i t y t h er e s u l t so f1 x i v i a t i o nt e s ti n d i c a t et h a tt h ep hv a l u eo fl e a c h a t e r e l a t e st ot h ec o n t e n to fc a oa n ds o ：，a n dt h a tt h ep hv a l u ec o n e i a t e st o c a 2 + s 0 1 ”i nd i r e c tr a t i o t h ed i f f e r e n tp hv a l u ea n dt h eg r a i ns i z eo ff l y a s i ah a v eah e a v ye f f e c to nl e a c h a t ec o n c e n t r a t i o na n dl e a c h i n gr a t eo f t r a c ee l e m e n t si nf l ya s h t h er e s u l t so f l e a c h i n gt e s to f f e rt h ev a l i a t i o nc u r v eo f t h er i g i d i t y a n dt h ec o n e e n t r a t i o a so f a s 3 + ，f ，c s o , 1 2 ，s 2 。w i t ht i m ei nl e a c h a t e o ff l ya s hi nz h a o j i a s h a nf l ya s hf i e l da n dy a o g o u f l ya s hf i e l do f t h e s e c o n dp o w e rp l a n to f t a i y u a n w eh a v ea n a l y z e dt h ec o n t e n to f k i n d s o fc o n t a m i n a n t si ns o i lc o l u m na f t e rt e s ta n df o u n do u tt h a tt h es o i li n s o i lc o l u m na f t e rc h e m i c a lr e a c t i o na c c u m u l a t e sp a n so fc o n t a m i n a n t s a n dt h ea d s o r p t i o nc o n t e n to f fa n da si ns o i li sf a m yl a r g e t h er e s u l t so ft h eo n e d i m e n s i o n a 】n u m e r i c a ls i m u l a t i o ns h o wt h a t t h eb i g g e rt h es o i lo s m o t i cc o e f f i c i e n ti s ，t h ew o r s eo s m o s i s p r e v e n t i o n i s ，t h es h o r t e rt h et i m ew h e nl e a c h a t el e a c h e si n t oa q ui f e ri s ，t h eh i g h e r t h ec o n c e n t r a t i o no fc o n t a m i n a n tw h i c hi e a c h e si n t oa q u i f e ra f t e rt h e s e v e r a ly e a r si s t h eb i g g e rt h es o r p t i o nd i s t r i b u t i o nc o e f f i c i e n to ft h e s o i li s ，t h eb i g g e rt h es o r p t i o na b i l i t yw h i c hs o i la d s o r b sl e a c h a t e c o n t a m i n a n ti s ，t h el o n g e rt h et i m ew h e nl e a c h a t el e a c h e si n t oa q u i f e ri s ， t h e1 0 w e rt h ec o n c e n t r a t i o no fc o n t a m i n a n tw h i c hl e a c h e si n t oa q u i f e r a f t e rt h es e v e r a ly e a r si s t h et h i c k e rt h eu n s a t u r a t e dl a y e ri s ，t h el o n g e r t h et i m ew h e nl e a c h a t el e a c h e si n t oa q u if e ri s t h e1o w e rt h e c o n c e n t r a t i o no f c o n t a m i n a n tw h i c hl e a c h e si n t oa q u i f e ra f t e rt h es e v e r a l y e a r si s k e yw o r d s ：f l ya s h ；g r o u n d w a t e r ；e n v i r o n m e n tp o l l u t i o n 茎二皇塑童 第一章引言 1 1 本课题研究背景 1 1 1 研究目的及意义 煤是由有机组分和无机组分构成、成分与结构极其复杂的固体化石燃料， 也是世界上储量最丰富的能源矿产。煤炭资源中有相当一部分用于火力发电， 目前，煤粉锅炉仍是燃煤电站的主体。 电厂灰渣是燃煤电厂排弃的固体废弃物，其排放量约占耗煤量的2 0 3 0 ，每1 0 m w 的发电机组排灰量约9 0 0 0 1 0 0 0 0 f f a 。按我国目前火电厂装机 总容量1 3 5 0 g k w 计，排放灰渣总量约0 1 2 8 g f f a 。电厂灰渣分为两类：一类为 粉煤灰，经锅炉烟道排出后由除尘器收集；另一类为炉渣，经锅炉底部排放。 粉煤灰约占灰渣总量的8 5 ，炉渣约占1 5 。炉渣除颗粒较大外，其基本性质 与粉煤灰接近。粉煤灰是煤炭经高温燃烧、快速冷却后形成的l 5 0 i xi n 的球 状颗粒。一般呈灰白色，比重为2 0 2 3 t m 3 ，松散干容重一般在5 5 0 - - , 二6 5 0 k g m 3 之间，比表面积约2 7 0 0 3 5 0 0 e m 2 g ，孔隙率为6 0 7 5 。 从资源与环境的角度来看，一方面粉煤次可作为多元复合材料进彳亍资源化 利用；另一方面，在粉煤灰的处置及加工利用过程中，其中富集的有害物质可 通过各种方式侵入环境，危害生物及人体健康。目前我国对电厂粉煤灰的处罱 仍以建贮灰场堆贮为主，少量用于生产建筑材料。建贮灰场可以解决大量粉煤 灰的排放去向，但建贮灰场不仅需耗费大量资金，侵占大片土地，而且粉煤扶 长期堆放，其淋溶液中所含有害物质，如氟离子、金属镉、铅等，可能导致区 域地下水环境的严重污染。 粉煤灰是山多种微细颗粒构成的集合体具有很强的非均质性，不同形貌 与粒度的颗粒组分，具有不同的显微结构、物相及化学组成、微量元素分布特 征，其对地下水环境的危害程度有较大差异。此外，粉煤灰堆放场地自然地质 环境条件的差异以及粉煤灰堆放方式的不同，对粉煤灰中有害物质在地下水环 境中的迁移和寓集也有较大的影响。因此，对粉煤灰中有害物质在地下水环境 中的迁移转化规律进行系统研究，探讨火电厂粉煤灰堆放对地下水环境的污染 粉煤灰淋溶特性及儿淋溶物神：地下水中的运移批律 演化规律，对于火电厂粉煤扶的合理处置以及对于地下水环境的有效保护都具 有极其重要的理论意义。 1 1 2 研究现状 国内外同行对于粉煤灰物理化学特征、矿物组成、浸出特性及粉煤灰中有 害物质在地下水中迁移规律等方面均有不同程度的研究，近十年来人们对粉煤 狄的研究逐渐深入，如1 9 9 4 年荣鸿敏等通过具有代表性的粉煤灰的浸出特性试 验，研究了粉煤灰理化特性对浸出浓度的影响规律；2 0 0 1 年陈德放等以某发电 厂灰场为试验场地，对粉煤灰中污染物对土壤及浅层地下水的影响进行模拟试 验研究，初步摸清粉煤灰污染物对浅层地下水的影响大小，主要取决于排灰场 土壤的类型及污染物的种类和浓度：2 0 0 1 年黄爽等通过模拟现有灰场在运行期 间对地下水水位水质影响的基础上，研究了治理平原型灰场对周围地下水环境 影响采取的防渗墙、排水管和抽水井等措施，并对采取的措施进行数值模拟， 得出其可行性等。总之，目前对于粉煤灰长期堆放对地下水影响规律的研究均 停留在某一方面，全面系统的一般规律揭示并不多见。 1 2 研究内容 本课题以太原第二热电厂粉煤灰堆放场为试验研究基地，结合收集到的大 同二电厂、神头电厂、榆社电厂等几处粉煤灰堆放场的试验研究资料，探讨火 电厂粉煤灰堆放对区域地下水环境的影响及其发展变化规律。 具体研究内容如下： ( 1 ) 分析粉煤灰的形成及其物理、化学特征，通过粉煤狄侵出特性试验，研 究粉煤灰的酸碱性、粒度等理化特性对侵出液中污染物浓度的影响规律； ( 2 ) 通过淋溶柱的形式来模拟灰场粉煤灰的淋溶过程，摸清淋溶液对土壤及 地下水环境的影响规律。根据淋溶试验结果，探讨粉煤灰淋溶液浓度随时间的 变化规律和污染物在土壤中的分布规律，并对粉煤灰场土壤的渗透性和吸附性 进行研究； ( 3 ) 建立粉煤灰淋溶液污染物在垂直方向运移的一维数值模拟模型，研究 淋溶液中污染物进入地下水以前在包气带中的垂直迁移规律，研究包气带岩性、 厚度、渗透性能、吸附能力等对污染质垂商运移规律的影响。 1 3 研究方法与技术路线 第一章前言 本课题研究分资荆搜集、野外调查与勘察、水土样分析化验、室内模拟试 验和数值模拟计算等几个阶段进行。 ( 1 ) 资料搜集包括研究区地质、水文地质、工程地质报告和图件；研究区 环境影响评价报告；研究区污染源调查和地下水污染分析报告和资料；其它地 区相关研究报告和资料；粉煤灰、土壤物性指标和化学成分以及地下水水质资 料等。 ( 2 ) 野外调查与勘察工作包括列污染源( 即灰场) 的调查、对灰场土壤物 性指标和化学成分的调查、以及对地下水位和水质的调查。污染源调查内容包 括污染源( 灰场) 的分布及其影响范围、灰场处置方式和基底结构、粉煤狄物 性指标和化学成分等。 ( 3 ) 水、土样分析化验包括对粉煤灰物性指标和化学成分的分析、对贮灰 场地层物性指标和化学成分的分析、以及对地下水水质的分析等。 ( 4 ) 术课题室内模拟试验包括粉煤扶侵出试验和淋溶试验两利- 。 侵出试验根掘中国浸出毒性试验方法、国外几剩t 浸出毒性试验方法及研究 课题的需要而制定。即将试样风干混匀后，取定量样品，按一定灰水比混合。 浸取剂用当地e i 来水，控制p it 值，在室温条件下，模拟振荡后，静罱一定时 间。用虹吸法取出浸出液，经滤膜过滤后，测定浸出液中符项污染组份浸出量， 计算出有毒元素最大浸出率。最后根据试样的含水量换算成以烘干状念为摭准的 校正值。 淋溶实验以淋溶柱形式模拟灰场粉煤坎淋溶过程淋溶液对地下水水质的影 i i 向。根据灰场实际情况，每根淋溶柱上部装粉煤灰，下部装灰场二l 样，在装土 样时，尽可能模拟原有土层的结构。以当地自来水作淋溶液，保持一定水头和 p h 值，控制总流量，昼夜连续实验，定时对从土柱流出的淋溶液进行各种污 染物质的测定。试验结束后，将土柱取样品进行各种污染物的测定，以观察污 染物在土柱中的分布及蓄积状况。 ? ( 5 ) 采用一维数值模型模拟粉煤灰场粉煤灰淋溶液污染物在包气带中的垂 直运移规律。粉煤灰淋溶液对下部含水层的垂直入渗视为一连续污染源，水流 在垂直方向上具有稳定的渗透流速，水流流态为层流，且满足达西定律，并考 虑污染物在下渗过程中二l 壤介质对其的吸附作用。以氟离子和砷离子作为模拟 因子，采用一维数值模型预测粉煤灰淋溶物在包气带中| c | 勺时空变化趋势，研究 包气带岩性、厚度、渗透性能、吸附能力等对污染质m 直运移舰彳1 的：i ! j 响。 1 粉煤灰淋溶特性及j # 淋溶物张地下水中的运移规律 第二章粉煤灰理化特征及其浸出特性试验 2 1 粉煤灰的形成及其理化特征 2 1 1 粉煤灰的形成 粉煤灰是煤粉在炉腔内燃烧后，难燃的矿物质富集而形成的。这种物质主 要来源于煤中的矿物质，包括硅铝酸盐( 粘土) 、碳酸盐、硫化物、氯化物和二 氧化硅等。 原煤经磨细( 通过7 5um 网目) 成煤粉。与热空气一起喷入炉膛中燃烧。 锅炉内煤粉的燃烧可分为挥发分的析出、着火与燃烧以及固定炭、残焦的着火 与燃烧两个阶段。前一过程需3 0 m s 1 0 0 m s ，后一过程约需1 s 。煤粉在锅炉内 1 3 0 0 1 5 0 0 。c 的高温热动力下燃烧n 日，发生系列的物理化学变化。除二氧化 硅外，其它矿物都会发生分解。粘土失去水分并熔化成玻璃体的晶体；碳酸赫 放出c 0 。形成c a o 、m g o 等混合氧化物；硫化物( 主要是硫铁矿f e s ：) 大多氧化 成金属氧化物( f e 。0 和f e 。0 。) 及s 吼；氯化物易挥发并和硫酸形成氯化氢和硫 酸盐。以上各组分所形成的灰粒被排出炉外时，一部分超细飞灰( 主要为亚微 米级) 沉积在锅炉受热面上，构成结渣和沾污；少量颗粒较糨的灰粒( 1 0 0 um ) 沉至锅炉底部冷水池中，以底灰形式排出；其余绝大部分飞狄顺烟道上升， 被除尘器捕获，部分未被捕获的细粒飞灰( 口o 羚 蔫= 三 c 6 n n g o 0 1 0 宕o o c o o o o n n 导o【 苫oooov o o o v n o o o o v a _ o 乱一 卜o 寸 一o ”一 一n o o n 一o 凸o o o o o o 卜n 屿，o 【 l 删堪稼l 印泳鬈 l 锄 匣x 舞撼垦饰 l 甜砥嵌蠼撼弓嫌捌 li!i黯杉 葡) 一j 暑邑 一b 县 一，i b 邑 m d 山 屯u j u no0) _ o n 目 (1窘e一一、盖目一 芒n - i o j骞邑一-，暑s，暑县，暑邑一_，暑邑矗邑j，suo 口o k + 、u + q j u 们 zu如哪挝嫩 毯酪啦 “ 咂簧鞋甾 峰*描巅监辫岱醚彝 o n 琳 1 0 0 o n o o o o o _ l o 一 o ”n n o o i o o 一 o n o 冷 o 一 n o o g o 窨o n o o o o 导 叶0 口 n o 叶。 仉，o 0 口 掣蜷州日*西蟮螺州nia芝”曲。 掣 蜂疆站如蝣芒贮 nm【i兽no 一，1 暑邑 _ 口o _，暑邑一，暑)一dm)一s邑 k 0 - u 叶 z u 一，i，窘日一 岛蟋鞲 工u 叵营婪甾 书棼盛 慑富秘省拳嚣若堪诔嗡蚶聋睾副蒜篓垂将拣 粉煤扶淋懈特性驶 e 淋 ： 物搬地下水中的运移规律 化学成分、微量元素含量分布规律基本一致。产生此现象的原因显然与扶样的 粒度有关。如前所述，粒度小的粉煤灰比表面积大，在小颗粒上寓集的微量元 素、化学成分比大颗粒的多，那么在相同条件下浸出时，浸出液的浓度也要高 一些。 ( 3 ) 从测定结果看，所有粉煤灰浸出液浓度与g b 5 0 8 5 - - 8 5 有色金属工 业固体废物控制标准相比，均未超标，说明其不具有浸出毒性；与g b 8 9 7 8 1 9 9 6 污水综合排放标准比较，浸出液中p h 值均超标，对地表水会造成 一定污染；与g b 5 7 4 9 8 5 生活饮用水卫生标玳比较，除p h 值超标外，所 有狄样浸出液中的f 、a s ”浓度均超过标准，神头电厂狄样浸出液中的c r ”、 c d 、p b 超过标准，大同二电厂灰样浸出液中的c r 6 十、p b 也超过了规定值，这 些粉煤灰的堆置对地下水水质会有影响。 2 2 3 粉煤灰浸出试验规律分析 在考虑了国内外现有各种标准浸出试验方法的基础上，确立了本次粉煤灰 浸出特性测定的条件和程序，对1 1 1 西省几种有代表性的粉煤灰样品进行了浸出 特性的测定。从测定结果看，浸出液浓度受到各种粉煤灰理化特性的影响。 ( 1 ) p h 值与粉煤灰中c a o 和s 0 3 含量的关系 粉煤灰与水接制 后，灰水的p h 值发生变化，不同灰水的p h 值相差很大， 变化范围在3 1 2 之间。p h 值主要受灰中s 0 3 与碱性金属氧化物含量的影响。 山西省火电厂的粉煤灰均为碱性灰，很少有酸性粉煤灰存在。如大同二电厂粉 煤狄中c a o 含量达7 3 4 ，与水接触后p h 值最高为1 0 9 5 。 从本试验中看出，p h 值与浸出液中溶解的c j + 和s o n 2 _ 具有相关性，随着 c a 2 + 和s 0 4 卜浓度变化而变化。试验选用的几利- 粉煤灰中c a o 和s 0 3 的含量、 各粉煤灰浸出液中c a 2 + 和s 0 4 2 一的浓度和它们的比值以及浸出液p h 测定值均列 入表2 7 中。 表2 7 粉煤灰中c a o 和s 0 3 含量对浸出液p h 值的影响 以浸出液中p h 值为纵搬标，c a 2 s o , 1 2 浓度比为横坐标绘制关系m i 线图 1 2 筇二帝粉煤扶理化特征发j c 浸；特性试验研究 如图2 - - 2 。山图2 2 可看出，浸出液中p h 值与c a 2 + s 0 4 2 - 浓度比呈正相关关 系，相关系数为0 9 5 9 5 。 1 2 1 0 8 6 0 40 50 6o 7080 911 1 c a ”s o , “ 图2 - - 2 粉煤灰浸出试验浸出液p h 值与c a “s o , 2 浓度比值的关系 另一方面，从实测的电厂粉煤灰场灰水的资料来看( 如表2 6 ) ，灰水中 c a 2 + s 0 4 2 浓度和p h 值测定结果也具有这种正比关系，如图2 3 所示，相关系 数为0 9 7 6 1 。实验室的浸出试验和现场实测呈现了同样的规律。 州 1 4 1 2 1 0 8 6 n 4n 50 6n 7q 8 q 911 1 畦| 蝣 图2 3 粉煤灰场所排灰水中p h 值与c a ”s o , 2 一浓度比值的关系 2 粉煤灰酸碱性别浸出浓度的影n 向 粉煤灰本身的酸碱性影响到浸出液的最终p h 值，而浸出液p h 值的商低对 微量元素的浸出速度和浸出浓度均有较大的影响。大同二电厂粉煤灰中微量元 素含量与其它粉煤灰比较并不低，而其浸出液中微量元素浓度偏低，这主要是 由于浸出液中p h 值较高的影响。 美国w a 萨克等人所做的浸出试验资料表明了粉煤灰的酸碱性对浸出浓 度的影响。试验采用相同的浸取条件，浸取介质均采用去离子水，同时对碱性 灰c 和酸性灰a 进行了浸出试验，浸泡2 4 h 后测定浸取液的浓度，结果如袭2 8 示。 粉煤狄淋 = f 特性及儿淋溶物确：地下水中的运移规律 由表2 - - 8 可见，碱性灰c 浸出液的p h 值为1 2 1 ，碱度和硬度平均值分别 为5 7 0 、6 5 0m g l ，s 0 4 2 一浓度为5 0m r d l 。由于是高p h 位浸出液，各微量元素 的分析值均较低。酸性灰a 浸出液p h 值为4 2 ，硬度偏低，为2 0 4m g l ，s o n 2 一为1 0 0m g l ，微量元素的含量除c r 外，均高于碱性灰c ，其中a i 的浓度高 得多。说明浸出液p h 值愈低，愈有利于粉煤灰中微量元素的浸出。 表2 8w 。a 。萨克e p 浸出试验方法测示结果 3 粉煤灰粒度对浸出液浓度的影响 粉煤灰的粒径较小，细灰所占的比例较大，比表面积也相应较大。粉煤灰 的比表面积一般为2 5 0 0 2 6 0 0 c m 2 g ，有些电厂电除尘二、三电场分离条件下 的细狄比表面积可达3 5 0 0c m 2 g 。粉煤灰的粒度越小，则颗粒上富集的化学成 分和微量元素也越多。 根据本次浸出试验结果，各电厂粉煤灰粒度与其所对应的浸出液浓度如表 2 - - 9 所示。根据表2 - - 9 中数据，绘制粉煤灰粒度与粉煤获浸出液浓度的关系 曲线，如图2 4 所示。 表2 9 粒度 7 4 1 a m 粉煤灰粒度对浸出液浓度的影响 项目 ( ) 吣总硬度。盒品。翁，。品， 太原二电厂赵家山灰场 8 6 。5 0l o 2 12 9 0 0 1 0i 0 2o 0 41 0 5 2 太原二电厂窑沟灰场 9 38 01 0 3 2 2 9 50 151 3 2 0 0 21 2 3 6 犬同电厂 9 3 9 8 l o 9 53 7 60 2 5 1 8 2o ，0 8 l1 3 5 7 神头电厂 9 56 71 1 8 0 4 0 50 3 52 5 0o1 5 18 6 5 榆社电厂 8 02 39 1 5 2 4 5o 0 1 51 0 0 0 0 39 5 6 第二帝粉煤扶理化特征艘l e 浸f 特性试验研究 图2 4 粉煤灰粒度与浸出液浓度的关系 从图2 4 看出，粒度小的粉煤狄，各元素的浸出浓度较高。如神头电厂粉 煤灰 7 4 9 m 的颗粒占9 5 6 7 ，其浸出液中p h 值、a s 。、f 、c r ”、c d 、p b 浓 度均较高。这是因为粒度小的粉煤灰不仅化学成分和微量元素含量较高，而且 灰的比表面积大，混合过程中各元素易浸出。而粒度大的灰粒内部组分与水接 触机会少，难以浸出或待外层溶解后方可缓慢浸出。 粉煤扶淋溶特性及1 c 淋济物“地下水中的运移t i ! l ! 件 第三章粉煤灰淋溶试验 31 试验方法和结果 火力发电厂的粉煤狄通常是经水力加压后，用管道输送到储灰场的，因此， 粉煤次中的部分有害物质必然会溶解于水中。排灰场废水渗入地下，必将对土 壤和地下水环境构成危险“。为了摸清排灰场废水对土壤及地下水环境的影响， 以太原二电厂赵家山灰场和窑沟灰场为试验研究场地，进行现场勘查、采样及 室内模拟试验，并与收集到的山西省环保研究所】9 9 8 年对榆社电厂陈德山粉煤 灰场淋溶试验结果进行对比，探讨电厂粉煤灰淋溶试验规律。 3 1 1 试验点基本情况 本次工作在充分收集、分析有关勘察资料的基础上，对太原二电厂赵家山 灰场和窑沟灰场土壤剖面资料进行整理。各土层岩性及厚度如表3 1 所示。 分层采集粉煤灰场土层样品，测定土层的粒组和颗粒级配及各层土壤的密度、 容重、天然含水量、天然孔隙比等物理性质指标，如表3 - 2 和表3 - 3 所示。测定 各土层中p h 值、硬度、六价铬、铅、砷、汞、氟等污染物质的含量，分析结果见 表3 4 。 表3 - 1 粉煤灰场土层结构 第三章粉煤扶淋溶试验研究 表3 - 3粉煤灰场土层物理性质指标 地点 太原二电厂 赵家山灰场 太原二电厂 窑沟灰场 榆社电厂 陈德山灰场 土层 编号 密度( g c m 2 ) 天然 1 4 5 1 3 9 17 8 1 5 9 1 6 7 1 8 3 1 5 1 1 5 7 干燥 12 7 1 d 2 1 5 0 1 3 0 1 3 4 l _ 5 7 1 2 0 1 3 4 容重 ( g c m 2 ) 2 ，7 l 2 7 3 2 7 3 2 7 1 2 7 3 2 7 2 2 7 0 2 7 0 天然 含水量 ( ) 9 o 1 4 5 2 2 2 l o 9 1 7 4 2 3 1 1 7 6 1 6 5 天然 孔隙比 0 9 0 6 0 9 0 l o8 2 3 l ，0 3 2 0 9 2 3 0 8 1 5 1 1 0 8 1 0 0 3 31 8 3l _ 5 62 7 21 7 90 7 4 8 7 l 2 3 1 2 3 l 2 粉煤灰淋溶特性及其淋溶物在地下水中的运移规律 3 1 2 试验方法 本次试验以淋溶柱形式来模拟大气降水对粉煤灰的淋溶过程以及淋溶液对 土壤和地下水水质的影响。根据扶场实际情况，试验采用1 4 c m 内径的硬质塑料 管，长1 5 0 m 。淋溶柱上部装粉煤灰3 0 c m ，下部按1 ：2 0 的厚度比例、按实际 的层次依次装入土样，尽可能保持原有土层的结构。”。测定所装土柱的容重为 27 0 9 c m 2 ，与原有土层的容重基本相同“1 。为防止泥土堵塞出水口，土柱底部 及粉煤灰上部分别衬以5 c m 厚碎石m 1 。赵家山灰场和窑沟灰场试验灰土柱的高 度分别为1 3 1 c m 、1 2 6 c m 。采用常水头试验方法，试验水头均保持在4 3 5 c m 。 以当地自来水作淋溶液，p h 为7 6 左右，保持定水头，昼夜连续淋滤，每隔 2 4 小时采取水样，每次采样接取淋溶液2 5 0 m l ，分别进行水质化验，以观察粉煤 灰经水淋溶后各种污染物的释出。试验连续进行1 2 天。试验结束后，采取土样， 测定土样中各种污染物的含量，以观察污染物在土柱中的分布及蓄积状况”。 3 1 3 试验结果 根据试验结果，流经赵家山灰场和窑沟灰场灰土柱的总水量分别为 1 3 0 3 2 1 。、2 4 4 9 9 l ，平均流量分别为4 5 2 5 m l h 、8 5 0 7 m l h 。试验每隔2 4 h 对 从淋溶柱流出的水进行并种污染物质的测定，试验结果见表3 - 5 。淋溶试验结 束后，将试验土柱i 心样进行各种污染物质含量的测定，化验纰聚列入表：1 - 6 。 芏营 、 星蹇) k ， o 香 二 舀罾 二 弓誊 二 营 3 辱曹 蛊。 蜊面 鞋e 笔划 棼垦。 掰萤： 捌j 正 on n 口) nl o “【。i 、n d 目l o wn - 蓉蓉爱蠹鲁蓉鲁喜囊暮叠爱蓉台晤鲁季西舞茸叠爵爱 兰兰里冒兰骂虽銎兰詈兰三蓦罄毒量茧墨耋量虽量当至 吲寸叫甘叫寸吲寸吲叫甘寸寸甘吲叫甘nnn nnn n oo oo oo oooooo ooooooooooo o ooo o oo ooo ooo ooo o oo ooo oo o ooo oo oo ooo oo ooo ooo oooooo ooo oo oo ooo oo ooo oo o ooo ooo ooo oooooooooooo oo o ooo ooo ooo oo ooo oo ooo oo oo oo oo ooo v v v v v v v v v v v v v vvvvvvvvvvv ooo 一h 叫o c 。卜c 。o no o ol 、o 卜n “ooh 一吲甘oo oo nn nnn 拍一一一一hhhhn“粕“hhh h c 。n 。吲i d l d 吲心o ol f ) 叫i r ) 吲o c o 曲o 甘n 寸c 。n 甘c 。甘n 寸甘c 。nnn 甘 卜r , - 卜卜卜卜t - - 卜卜卜卜t - , - 卜卜卜卜卜卜卜卜t - , - 卜卜卜 葛鲁恩鲁垦蔓量凳蓦蓦蚤琶葛导足鲁虽三墨娶贳量蚤量 k 避钾l 荆聪目糕驾嵌延il 司】l 神蠼描挥 g o o o n o o o v 吲o o o o n o o o v q o o o o g o o v q o o o o g o o v 甘o o o o n o o o v 吕ooo“ooov q o o o o g o o v ”o o o o g o o vwoooo斟oov g o o o g o o v 叫o o o o n o o o v 甘o o o o n o o o v o o o o g o o v n o o o o n o o o v o o o o g o o v n o o o o n o o o v o o o o g o o v oooo斟oov o o o o g o o v o o o o g o o v oooo斟oov oooo咎o o v o o o o n o o o v o o o o g o o v g o vg o v o o v_ 【o ，o v_ i o o v_ 【o o vg o v 【o o v_ 【o o v_ 【o o v_ 【o o v【o o vg o v_ 【o ，o v_ 【o o v_ 【o o v 【o o v _ 【o o v 【o o v_ 【o o vh o o vg o vt 0 o vg - 0 v _ 【o o v_ 【o o v_ 【o o v_ 【o o v_ 【o o vh o o v_ 【o ，o v_ 【o o v_ 【o o v_ i o o v【o o vo o v_ 【o o vo o vo o v_ 【o o vo o v_ 【o o v_ 【o o v_ i o o v_ 【o o v 【o o v_ 【o o v 【o o v _ i n o o_ 【n o o吣n o on o oo o oo o曲o o甘叫o oo o oo o是o o足o o 吲o ，o 呻o o 呻o o呻o o n 寸o o_ 【叫o o n 寸o o寸o o甘o o叫o oo 甘o oo o 一，i暑ev 一，i暑兰一 十9 j u 十c s z u 咔姆舒拦健接挺磺橐兮僻 装富积蟠滚筹蒜攀窭牡镰 蛊巷 b 巷 乙宅 曼 翌譬 誊瑙 棼厘 盛苗 屯； 目 2 甘瓮岛- 力t d 高高 鲁高矗粤譬2 罾璺 noo oo o 寸 c d oo n 一一 oo 卜叫n _ 一一一 一66d ddd 莛鲁l 嚣髫，蝎 蓦彝量嚣蚕器量蠢