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伊通河某河段纳污才能与污染手艺探析

来历:长春工程学院 作者:张春雨
宣布于:2020-04-12 共5920字

  摘    要

  
  本论文以长春市伊通河南南段作为研讨工具,连系河道污染特点,研讨COD、NH3-N和TP三项方针在天然河道中的纳污才能,污染物降解系数和设想流量是纳污才能模子的首要参数,求得两参数带入纳污才能模子中,获得天然水体已不纳污才能,设想水生动物污染水质的尝试,研讨经由进程水生动物晋升河道纳污才能。首要研讨内容以下:



伊通河某河段纳污才能与污染手艺探析
 

  
  在伊通河南南段现场布设6个监测断面,按照实测数据用两点估值法测得COD、NH3-N、和TP的降解系数。获得枯水期(4、5、10月)COD、NH3-N、TP的降解系数,在水温在4.5-12.0℃之间,消融氧在8.10-11.3 mg/L之间,p H在7.12-8.87前提下,取值规模别离为0.051-0.153d-1、0.132-0.201d-1、0.024-0.031d-1,丰水期(6-9月)在水温在15.3-20℃之间,消融氧在6.13-9.4 mg/L之间,p H在6.37-8.16前提下,取值规模别离为0.129-0.210d-1、0.217-0.339d-1、0.034-0.055d-1。
  
  选用长系列汗青材料法和水量均衡法两种体例推寻设想流量。用长系列汗青材料法推寻50%保证率下的丰水期设想流量为3.19m3/s,枯水期设想流量为1.39m3/s;用水量均衡法摹拟获得的丰水期、枯水期设想流量别离为3.59m3/s、1.52m3/s;是以长系列汗青材料与水量均衡法成果类似。按照求获得污染物降解系数与设想流量,再基于河道一维模子,采用分段乞降法获得长春市伊通河南南段COD、NH3-N、TP纳污才能在丰水期别离为-31.97g/s、-1.10g/s、-0.22g/s;枯水期别离为-5.98g/s、-0.06g/s、-0.08g/s。
  
  设想芦苇组、香蒲组、芦苇和香蒲组合三组尝试。芦苇组对COD、TP污染成果较好,水力逗留时候为4d、5d时去除率最高,别离到达37.5%、47.1%,香蒲组对NH3-N去除率在第4d到达最高为45.8%,芦苇、香蒲夹杂组对COD、NH3-N、TP污染成果介于芦苇组与香蒲组之间,固然两种动物混种相比单种对单一方针污染成果较弱,可是两种动物混种对多种污染物方针综合污染成果光鲜明显,在第5d各个污染方针到达了最好的污染成果,COD、NH3-N、TP去除率别离为36.3%、44.5%、46.9%,5d今后趋于不变。
  
  关头词:   纳污才能;污染物降解系数;设想流量;芦苇;香蒲 。
  

  Abstract

  
  This  thesis  takes  the  southern  section  of  Yi  tong  River  in  Changchun  City  as  theresearch  object.  Combining  the  characteristics  of  river  pollution,  study  the  pollutionholding  capacity  of  COD,  NH3-N  and  TP  in  natural  rivers.  The  pollutant  degradationcoefficient and the designed flow rate are important parameters of the pollution holdingcapacity model. The two parameters are obtained and brought into the pollution holdingcapacity model, obtained that the natural water body has no pollution-holding capacity,design aquatic plants to purify water quality experiments, and study the improvement ofrivers' pollution-holding capacity through aquatic plants. The main research contents areas follows:
  
  Six monitoring sections were set up on the southern section of Yi tong River, and thedegradation  coefficients  of  COD,  NH3-N,  and  TP  were  measured  using  the  two-pointestimation method based on the measured data. Obtained the degradation coefficients ofCOD, NH3-N and TP during the dry period(4、5、10). When the water temperature isbetween  4.55-12.0℃, the dissolved oxygen is between 8.10-11.3  mg/L,  and  the  p H  isbetween 7.12 and 8.87, the value ranges are respectively 0.051- 0.153d-1, 0.119-0.201d-1,0.024-0.031d-1,During  the  wet  season(6-9),  when  the  water  temperature  is  between10.3-20℃, the dissolved oxygen is between 6.13-9.4mg/L, and the p H is between 6.37-8.16, the value ranges are 0.114-0.210d-1, 0.217-0.339d-1. 0.034-0.055d-1.
  
  Two methods, the long-series historical data method and the water balance method,are used to calculate the design flow. Using the long series of historical data method, thedesign flow rate in the wet period under 50% guarantee rate is calculated to be 3.19m3/s,and  the  design  flow  rate  in  the  dry  period  is  1.39m3/s;  the  design  flow  rate  in  the  wetperiod and the dry period simulated by the water balance method are 3.59 respectivelym3/s, 1.52m3/s; therefore, the long series of historical data is similar to the results of thewater  balance  method.  According  to  the  calculation  of  the  pollutant  degradationcoefficient and the designed flow rate, and then based on the one-dimensional model ofthe river, the subsection  summation method is used to obtain the COD, NH3-N and TPpollutant holding capacity of the south section of the Yi tong River in Changchun Cityduring the high water period-31.97g/s, -1.10g/s, -0.22g/s; the dry periods are -5.98g/s, -0.06g/s, -0.08g/s, respectively. Three experiments were designed for the reed group, thecattail  group,  the  reed  group  and  the  cattail  combination.  The  reed  group  has  a  better  purification effect on COD and TP. The removal rate is the highest when the hydraulicretention time is 4d and 5d, reaching 37.5% and 47.1% respectively. The removal rate ofNH3-N in the cattail group reached the highest 45.8% on the 4th day, and the purificationeffect of the reed and cattail mixed group on COD, NH3-N and TP was between the reedgroup and the cattail group. Although the mixing of two plants has a weaker purificationeffect on a single indicator than a single species, the mixed species of two plants has asignificant comprehensive purification effect on multiple pollutant indicators. At the 5thday,  each  pollution  indicator  achieves  the  best  purification  effect,  the  removal  rates  ofCOD, NH3-N and TP were 36.3%, 44.5%, 46.9%, respectively, and tended to be stableafter 5 days.
  
  Key words:   pollution holding capacity, pollutant degradation coefficient, design flow, reed, cattail 。
  

  1 、绪  论
 

  
  1.1、 研讨背景 。
  

  跟着古代社会的经济成长和人类对天然情况的开辟水平愈来愈加重,大批的糊口和工农业的废、污水排放入河,导致河道水质日趋好转,水情况题目日趋凸起,是以控制水污染及办理水污染是今后处置水情况题目首要采用的办法。
  
  河道纳污才能审定是有用改良河道情况、有用控制污染物进入河道的首要按照,并且为水污染防治、水资本掩护任务供给首要手艺撑持,河道纳污才能指的是在知足必然的水文设想前提时,对河道上某种污染物知足响应水功效区办理方针时,河道能蒙受该污染物的最大容量[1]。
  
  污染物降解系数是影响河道纳污才能巨细的关头身分之一。天然河道中污染物资降解进程受温度、流量、流速等身分影响,今朝国际外遍及采用概化的一级降解模子摹拟天然河道污染物天然降解进程,惯例测定污染物降解系数的体例有现场实测法、室内摹拟法、模子参数率定法、经历估值法等体例,这些体例都各有好坏,现场实测法经常使用的估值体例是两点估值法,两点估值法便是在某一河段高低断面测定污染物浓度及用时,便能够获得污染物降解系数。任务量虽大,但倒是现阶段最切确的体例,河道流量是影响河道纳污才能巨细的关头身分之一,针对我国南方中小型河道,河道流量受季候特点影响较大,夏秋季候相比于冬春季候降水丰沛,径流量较大,而春夏季候降雨较少,径流量小或断流,按照《规程》仅以最枯月均匀流量斟酌河道纳污才能显得不够公道,差别季候水期下纳污才能光鲜明显差别;在推寻南方中小河道设想流量时,普通以长系列汗青流量材料排频阐发计较获得,但对南方良多河道流量材料绝对贫乏,斟酌河道受降水、蒸发等身分影响,水量均衡法也是核算河道流量体例之一。
  
  为了有用办理河道水污染,晋升河道纳污才能。有些污水办理手艺多操纵于经济手艺发财地域都会,而我国南方地域河道多属于中小型河道,这些河道经常作为承载小型城镇废污水的受纳水体,跟着人们糊口水平的进步,河道所采用的污染负荷也随之愈来愈大,远远跨越其纳污才能,河道逐步变黑发臭,办理这类受污染小型河道,经由进程水生动物污染水质来晋升河道纳污才能具备经济、适用性较强,今朝也正在鼓起这类河口湿地手艺办理河道中废污水。
  
  1.2 、研讨方针及意思 。
  
  本论文研讨了伊通河南南段纳污才能及经由进程水生动物污染水质晋升河道纳污才能的研讨,可为南方河道控制水污染及办理水污染供给首要参考按照。南方河道受季候特点影响较大,河道流量跟着季候特点变更而变更,在差别水期纳污才能是光鲜明显差别的,斟酌差别水期河道纳污才能,可为南方河道在水情况计划与办理中迷信、公道控制水污染;我国良多中小型河道污染的办理因为遭到资金和人力等方面的限定,得不到有用控制。按照水生动物污染水质机理,研讨经由进程水生动物晋升河道纳污才能的体例,具备投资低、操纵简略、运转和掩护费高等长处,出格是在南方地域受季候特点的影响,动物轻易衰落零落,影响污染成果,挑选出耐污、耐寒又能丑化情况动物是很是首要的。
  
  1.3 、研讨内容 。
  
  本论文以长春市伊通河南南段作为研讨工具,拔取河道特点污染物COD、NH3-N、TP,采用现场尝试法测定降解系数并连系设想流量核算污染物纳污才能,经由进程室内尝试法摹拟芦苇、香蒲对水质污染成果,为研讨晋升河道纳污才能体例供给现实参考按照。本论文包含三局部内容:
  
  (1)肯定河道纳污才能降解系数。
  
  污染物降解系数是反映污染物资在水体感化下浓度降落速度快慢水平的参数,是污染物资在水体中产生一系列降解感化综合概化后的表征。连系河道的水文、水质特点和主流散布状态,在无主流汇入、无大的打水口的河段上布设监测点位,按照现场实测数据用两点估值法阐发计较肯定污染物降解系数。
  
  (2)阐发肯定河道纳污才能。
  
  河道纳污才能指的是在知足必然的水文设想前提时,对河道上某种污染物知足响应水功效区办理方针时,河道能蒙受该污染物的最大容量。按照河道现实情况,采用分段乞降法肯定河道纳污才能。按照纳污才能计较模子,污染物降解系数和设想流量是纳污才能首要参数,推寻出设想流量选用长系列汗青材料和水量均衡法两种体例,在连系测定的河道污染物降解系数,将影响纳污才能的参数带入模子中获得河道纳污才能。
  
  (3)河道纳污才能晋升研讨。
  
  大批研讨标明,水生动物对水质有必然的污染成果。挑选湿地罕见的芦苇、香蒲动物,别离设想芦苇组、香蒲组、芦苇和香蒲夹杂三组尝试,研讨其跟着水力逗留时候耽误对差别污染物的污染成果,研讨水生动物晋升河道纳污才能。
  

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  1.4、纳污才能的研讨停顿
  1.5、污染物降解系数研讨停顿
  1.6、纳污才能晋升的研讨停顿
  1.7、手艺线路
  
  2、研讨区概略
  

  2.1、流域概略.
  2.2、水文景象形象
  2.3、水情况近况
  2.4、水质近况
  
  3、纳污才能降解系数研讨
  
  3.1、尝试计划设想
  3.1.1、采样点的布设及采样时候
  3.1.2、水样的收罗与保管
  3.1.3、尝试仪器及试剂
  3.2、尝试数据处置
  3.2.1、 COD降解系数
  3.2.2、NH-N降解系数
  3.2.3 、TP降解系数
  3.3、成果阐发
  3.4、小结
  
  4、纳污才能模子计较.
  
  4.1、模子的拔取
  4.2、设想流量的推寻
  4.2.1、汗青材料法
  4.2.2、水量均衡法
  4.3、其余参数的肯定
  4.4、模子计较成果
  4.5、小结
  
  5、纳污才能的晋升研讨
  
  5.1、尝试计划设想.
  5.1.1、尝试反映器设想.
  5.1.2、 尝试运转周期
  5.2、尝试材料与体例
  5.2.1、尝试动物挑选与培育
  5.2.2、 尝试用水与基质
  5.2.3、尝试仪器
  5.3、成果阐发
  5.3.1、水力逗留时候对污染物污染成果
  5.3.2、尝试分组对污染物去除率的影响.
  5.4、小结
 

  6、  结  论

  本论文按照在理论中碰到的核算南方河道纳污才能和南方河道水污染办理题目停止研讨。南方河道良多河道贫乏持久的流量等材料,并且流量、降解系数跟着季候的变更而变更,本论文采用按照现场实测数据,用两点估值法获得丰水期污染物降解系数在水温、水量等多种身分的影响下比枯水期污染物降解系数偏大;为了能精确、有用核算南方河道纳污才能题目,别离用汗青材料法、水量均衡法推寻设想流量,在不持久流量材料前提下,水量均衡法可填补材料缺乏的题目;在天然水体已不纳污才能的情况下,按照水生动物污染水质机理,研讨差别动物组合跟着水力逗留时候污染成果,能有用晋升天然水体纳污才能。获得首要论断以下:

  (1)肯定河道污染物综合降解系数在伊通河南南段现场布设6个监测断面,按照现场实测数据用两点估值法测得COD、NH3-N、和TP的降解系数,获得枯水期(4、5、10月)COD、NH3-N、TP的降解系数,在水温在4.5-12.0℃之间,消融氧在8.10-11.3  mg/L之间,p H在7.12-8.87前提下,取值规模别离为0.051-0.153d-1、0.132-0.201d-1、0.024-0.031d-1,丰水期(6-9月)在水温在15.3-20℃之间,消融氧在6.13-9.4 mg/L之间,p H在6.37-8.16前提下,取值规模别离为0.129-0.210d-1、0.217-0.339d-1、0.034-0.055d-1。

  (2)阐发肯定河道纳污才能连系南方河道季候特点,良多河道贫乏实测材料,斟酌经由进程多年均匀水文因素,先用水量均衡法推寻设想流量,本论文首要以长春市伊通河南南段为研讨工具,选用26年长系列汗青材料法考证了水量均衡法的可行性,成果标明,在请求控制新立城下流生态流量在3m3/s前提下,按照长系列汗青材料推寻出的50%保证率下的丰水期设想流量为3.19m3/s,枯水期设想流量为1.39m3/s;用水量均衡法摹拟获得的丰水期、枯水期设想流量别离为3.59m3/s、1.52m3/s。在此前提下,长系列汗青材料与水量均衡法成果类似。COD、NH3-N、TP纳污才能在丰水期别离为-31.97g/s、-1.1g/s、-0.22g/s;枯水期别离为-5.98g/s、-0.06g/s、-0.08g/s。

  (3)河道纳污才能晋升研讨选用长春市伊通河南南段主流碱草沟河水及沿伊通河两岸泥土基质,挑选出本地罕见芦苇、香蒲水生挺水动物,采用了单种与混种的体例,设想3组尝试,芦苇组表现出对COD、TP较好的去除成果,对COD去除率最高为37.5%,最好水力逗留时候为4d,对TP去除率最高为47.1%,最好水力逗留时候为5d时,香蒲组对NH3-N去除率较高在第4d到达45.8%,芦苇、香蒲夹杂组对COD、NH3-N、TP污染成果介于芦苇组与香蒲组之间,固然两种动物混种相比单种对单一方针污染成果较弱,可是两种动物混种对多种污染物方针综合污染成果光鲜明显,在第5d各污染物获得很好的去除成果,COD去除率为36.3%,NH3-N去除率为44.5%,TP去除率为46.9%,5d今后趋于不变。

  参考文献.

作者单元:长春工程学院
原文来由:张春雨. 伊通河南南段纳污才能及其晋升研讨[D].长春工程学院,2020.
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