多场耦合作用下石墨烯纳米颗粒在填埋场GCL中的迁移机理及防控机制

基本信息
批准号:41672274
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:杨坪
学科分类:
依托单位:同济大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周洁,栗现文,薛守宝,周飞棚,姜涛,章斯豪,宋立
关键词:
复合膨润土垫层填埋场多场耦合迁移机理石墨烯纳米颗粒
结项摘要

With the extensive use of graphene, large number of graphene nanoparticle enter the municipal solid waste (MSW) landfills, and quickly spread to the landfill leachate. Whether Geosynthetic Clay Liner (GCL), which is the final seepage barrier in accordance with the current landfill design, can effectively block graphene nanoparticles to the surrounding environment of MSW landfill has become the key to waste disposal safety. For landfill widely distributed seepage pressure, temperature and concentration of pollutants coupled environment, (a) the stability and aggregation of graphene nanoparticles in the landfill leachate under different factors was firstly analyzed. (b)Then, the graphene nanoparticles transport in GCL under coupling action of seepage pressure, temperature and initial concentration was conducted by multifunctional permeameter, the transport behavior and influencing factors was analyzed.(c)Based on DLVO theory, interaction between graphene nanoparticles and GCL was analyzed. The barrier and interception of GCL and deposition mechanism of nanoparticles in GCL was investigated. (d)Based on Modified colloidal theory, the migration mechanism of graphene nano-particles under the multi-field coupling effect in the GCL was analyzed, and the prevention and transport model of graphene nano-particles under the multi-field coupling effect in the GCL was educed. The research results can provide a theoretical basis for transport prediction of graphene nanoparticles in SMW landfills and environmental pollution risk assessment.

随着石墨烯材料大量使用,大量石墨烯纳米颗粒废弃物进入垃圾填埋场,并快速扩散至填埋场渗滤液中。按照填埋场现行设计,作为最后一道防渗屏障的复合膨润土垫层(GCL),能否有效阻滞石墨烯纳米颗粒向填埋场周边环境泄露,已经成为垃圾处置安全的关键。针对垃圾填埋场中广泛存在的渗流压力、温度和污染物浓度等环境,首先,分析多因素作用下石墨烯纳米颗粒在填埋场渗滤液中的稳定性及团聚性;在此基础上,采用多功能渗滤仪,开展渗流压力、温度和初始浓度等耦合作用下石墨烯纳米颗粒在GCL中迁移试验,分析石墨烯纳米颗粒迁移行为与影响因素;然后,基于扩展的DLVO理论,研究石墨烯纳米颗粒与GCL相互作用,分析GCL的截留和纳米颗粒沉积作用机理;最后,基于改进的胶体理论,构建多场耦合作用下石墨烯纳米颗粒在GCL中的迁移模型,并提出防控机制。预期研究成果可为现有垃圾填埋场中,石墨烯纳米颗粒迁移预测与环境污染风险评估提供理论依据。

项目摘要

随着石墨烯材料大量使用,大量石墨烯纳米颗粒废弃物进入垃圾填埋场,并快速扩散至填埋场渗滤液中。按照填埋场现行设计,作为最后一道防渗屏障的复合膨润土垫层(GCL),能否有效阻滞石墨烯纳米颗粒向填埋场周边环境泄露,已经成为垃圾处置安全的关键。针对垃圾填埋场中广泛存在的渗流压力、温度和污染物浓度等环境,分析了不同因素作用下石墨烯纳米颗粒在填埋场渗滤液中的稳定性及团聚性;采用多功能渗滤仪,开展了渗透压力、温度、离子强度和有机质含量单因素作用和耦合作用下石墨烯纳米颗粒在GCL中迁移试验,分析了石墨烯纳米颗粒迁移行为与影响因素;基于扩展的DLVO理论,分析了GCL的截留和纳米颗粒沉积作用机理;基于改进的胶体理论,构建多场耦合作用下石墨烯纳米颗粒在GCL中的迁移模型,基于不同的初始浓度、GCL厚度、GCL针刺和改性膨润土,开展GONPs在GCL中的迁移实验,实验结果表明GCL对GONPs的防控作用受初始浓度、GCL厚度、GCL针刺和膨润土改性的影响,在分析不同条件下GCL对GONPs迁移的防控效果基础上,提出了防控机制。预期研究成果可为现有垃圾填埋场中,石墨烯纳米颗粒迁移预测与环境污染风险评估提供理论依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
4

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
5

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017

杨坪的其他基金

相似国自然基金

1

火区封闭进程多场耦合作用下热动力灾害事故致灾机制与防控方法

批准号:51774274
批准年份:2017
负责人:时国庆
学科分类:E0408
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

多场耦合作用下垃圾填埋场内液气运移规律研究

批准号:41572265
批准年份:2015
负责人:冯世进
学科分类:D0705
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
3

多场耦合作用下铝电解氧化铝颗粒多尺度溶解特性及机理研究

批准号:51704126
批准年份:2017
负责人:詹水清
学科分类:E0412
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
4

多场耦合作用下垃圾填埋场多组分污染物击穿衬垫系统的机理与污染控制方法

批准号:51478427
批准年份:2014
负责人:谢海建
学科分类:E08
资助金额:86.00
项目类别:面上项目