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伊通河某河段纳污才能与净化技能探析

来历:长春工程学院 作者:张春雨
发布于:2021-04-12 共5920字

  摘    要

  
  本龙8以长春市伊通河南南段作为研讨方针,结合河流污染特征,研讨COD、NH3-N和TP三项方针在天然河流中的纳污才能,污染物降解系数和规划流量是纳污才能模型的重要参数,求得两参数带入纳污才能模型中,得到天然水体已没有纳污才能,规划水生植物净化水质的试验,研讨经过水生植物进步河流纳污才能。首要研讨内容如下:



伊通河某河段纳污才能与净化技能探析
 

  
  在伊通河南南段现场布设6个监测断面,根据实测数据用两点估值法测得COD、NH3-N、和TP的降解系数。得到枯水期(4、5、10月)COD、NH3-N、TP的降解系数,在水温在4.5-12.0℃之间,溶解氧在8.10-11.3 mg/L之间,p H在7.12-8.87条件下,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,溶解氧在6.13-9.4 mg/L之间,p H在6.37-8.16条件下,取值规模别离为0.129-0.210d-1、0.217-0.339d-1、0.034-0.055d-1。
  
  选用长系列前史材料法和水量平衡法两种办法推求规划流量。用长系列前史材料法推求50%确保率下的丰水期规划流量为3.19m3/s,枯水期规划流量为1.39m3/s;用水量平衡法模仿得到的丰水期、枯水期规划流量别离为3.59m3/s、1.52m3/s;因而长系列前史材料与水量平衡法成果类似。根据求得到污染物降解系数与规划流量,再根据河流一维模型,选用分段求和法得到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。
  
  规划芦苇组、香蒲组、芦苇和香蒲组合三组试验。芦苇组对COD、TP净化作用较好,水力停留时刻为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、香蒲混合组对COD、NH3-N、TP净化作用介于芦苇组与香蒲组之间,尽管两种植物混种比较单种对单一方针净化作用较弱,可是两种植物混种对多种污染物方针归纳净化作用明显,在第5d各个污染方针到达了最佳的净化作用,COD、NH3-N、TP去除率别离为36.3%、44.5%、46.9%,5d今后趋于稳定。
  
  关键词:   纳污才能;污染物降解系数;规划流量;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、 研讨布景 。
  

  跟着现代社会的经济发展以及人类对天然环境的开发程度愈来愈加重,许多的日子和工农业的废、污水排放入河,致使河流水质日益恶化,水环境问题日益突出,因而操控水污染及办理水污染是当时处理水环境问题首要采纳的办法。
  
  河流纳污才能核定是有用改进河流环境、有用操控污染物进入河流的重要根据,并且为水污染防治、水资源保护作业供给重要技能支持,河流纳污才能指的是在满意必定的水文规划条件时,关于河流上某种污染物满意相应水功用区办理方针时,河流能接受该污染物的最大容量[1]。
  
  污染物降解系数是影响河流纳污才能巨细的关键要素之一。天然河流中污染物质降解进程受温度、流量、流速等要素影响,现在国内外遍及选用概化的一级降解模型模仿天然河流污染物天然降解进程,惯例测定污染物降解系数的办法有现场实测法、室内模仿法、模型参数率定法、经历估值法等办法,这些办法都各有好坏,现场实测法常用的估值办法是两点估值法,两点估值法就是在某一河段上下断面测定污染物浓度及历时,就可以得到污染物降解系数。作业量虽大,但却是现阶段最精确的办法,河流流量是影响河流纳污才能巨细的关键要素之一,针对我国北方中小型河流,河流流量受时节特征影响较大,夏秋时节比较于冬春时节降水充足,径流量较大,而春冬时节降雨较少,径流量小或断流,根据《规程》仅以最枯月均匀流量考虑河流纳污才能显得不行合理,不同时节水期下纳污才能明显不同;在推求北方中小河流规划流量时,一般以长系列前史流量材料排频剖析核算得到,但对北方许多河流流量材料相对短少,考虑河流受降水、蒸腾等要素影响,水量均衡法也是核算河流流量办法之一。
  
  为了有用办理河流水污染,进步河流纳污才能。有些污水办理技能多使用于经济技能发达区域城市,而我国北方区域河流多归于中小型河流,这些河流常常作为承载小型乡镇废污水的受纳水体,跟着人们日子水平的进步,河流所接收的污染负荷也随之越来越大,远远超越其纳污才能,河流逐步变黑发臭,办理这种受污染小型河流,经过水生植物净化水质来进步河流纳污才能具有经济、实用性较强,现在也正在鼓起这种河口湿地技能办理河流中废污水。
  
  1.2 、研讨意图及含义 。
  
  本龙8研讨了伊通河南南段纳污才能及经过水生植物净化水质进步河流纳污才能的研讨,可为北方河流操控水污染及办理水污染供给重要参阅根据。北方河流受时节特征影响较大,河流流量跟着时节特征改变而改变,在不同水期纳污才能是明显不同的,考虑不同水期河流纳污才能,可为北方河流在水环境规划与办理中科学、合理操控水污染;我国许多中小型河流污染的办理因为遭到资金和人力等方面的约束,得不到有用操控。根据水生植物净化水质机理,研讨经过水生植物进步河流纳污才能的办法,具有出资低、操作简略、运转和保护费低一级长处,特别是在北方区域受时节特征的影响,植物简单衰落掉落,影响净化作用,挑选出耐污、耐寒又能美化环境植物是非常重要的。
  
  1.3 、研讨内容 。
  
  本龙8以长春市伊通河南南段作为研讨方针,选取河流特征污染物COD、NH3-N、TP,选用现场试验法测定降解系数并结合规划流量核算污染物纳污才能,经过室内试验法模仿芦苇、香蒲对水质净化作用,为研讨进步河流纳污才能办法供给理论参阅根据。本龙8包含三部分内容:
  
  (1)确认河流纳污才能降解系数。
  
  污染物降解系数是反映污染物质在水体作用下浓度下降速率快慢程度的参数,是污染物质在水体中产生一系列降解作用归纳概化后的表征。结合河流的水文、水质特性和支流散布情况,在无支流汇入、无大的取水口的河段上布设监测点位,根据现场实测数据用两点估值法剖析核算确认污染物降解系数。
  
  (2)剖析确认河流纳污才能。
  
  河流纳污才能指的是在满意必定的水文规划条件时,关于河流上某种污染物满意相应水功用区办理方针时,河流能接受该污染物的最大容量。根据河流实际情况,选用分段求和法确认河流纳污才能。根据纳污才能核算模型,污染物降解系数和规划流量是纳污才能重要参数,推求出规划流量选用长系列前史材料和水量均衡法两种办法,在结合测定的河流污染物降解系数,将影响纳污才能的参数带入模型中得到河流纳污才能。
  
  (3)河流纳污才能进步研讨。
  
  许多研讨标明,水生植物对水质有必定的净化作用。挑选湿地常见的芦苇、香蒲植物,别离规划芦苇组、香蒲组、芦苇和香蒲混合三组试验,研讨其跟着水力停留时刻延伸对不同污染物的净化作用,研讨水生植物进步河流纳污才能。
  

  【因为本篇文章为硕士龙8,如需全文请点击底部下载全文链接】

  
  1.4、纳污才能的研讨进展
  1.5、污染物降解系数研讨进展
  1.6、纳污才能进步的研讨进展
  1.7、技能道路
  
  2、研讨区概略
  

  2.1、流域概略.
  2.2、水文气象
  2.3、水环境现状
  2.4、水质现状
  
  3、纳污才能降解系数研讨
  
  3.1、试验计划规划
  3.1.1、采样点的布设及采样时刻
  3.1.2、水样的收集与保存
  3.1.3、试验仪器及试剂
  3.2、试验数据处理
  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、成果剖析
  3.4、小结
  
  4、纳污才能模型核算.
  
  4.1、模型的选取
  4.2、规划流量的推求
  4.2.1、前史材料法
  4.2.2、水量均衡法
  4.3、其他参数的确认
  4.4、模型核算成果
  4.5、小结
  
  5、纳污才能的进步研讨
  
  5.1、试验计划规划.
  5.1.1、试验反应器规划.
  5.1.2、 试验运转周期
  5.2、试验材料与办法
  5.2.1、试验植物挑选与培育
  5.2.2、 试验用水与基质
  5.2.3、试验仪器
  5.3、成果剖析
  5.3.1、水力停留时刻对污染物净化作用
  5.3.2、试验分组对污染物去除率的影响.
  5.4、小结
 

  6、  结  论

  本龙8根据在实践中遇到的核算北方河流纳污才能以及北方河流水污染办理问题进行研讨。北方河流许多河流短少长时间的流量等材料,并且流量、降解系数跟着时节的改变而改变,本龙8选用根据现场实测数据,用两点估值法得到丰水期污染物降解系数在水温、水量等多种要素的影响下比枯水期污染物降解系数偏大;为了能精确、有用核算北方河流纳污才能问题,别离用前史材料法、水量均衡法推求规划流量,在没有长时间流量材料前提下,水量均衡法可补偿材料缺乏的问题;在天然水体现已没有纳污才能的情况下,根据水生植物净化水质机理,研讨不同植物组合跟着水力停留时刻净化作用,能有用进步天然水体纳污才能。获得首要定论如下:

  (1)确认河流污染物归纳降解系数在伊通河南南段现场布设6个监测断面,根据现场实测数据用两点估值法测得COD、NH3-N、和TP的降解系数,得到枯水期(4、5、10月)COD、NH3-N、TP的降解系数,在水温在4.5-12.0℃之间,溶解氧在8.10-11.3  mg/L之间,p H在7.12-8.87条件下,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,溶解氧在6.13-9.4 mg/L之间,p H在6.37-8.16条件下,取值规模别离为0.129-0.210d-1、0.217-0.339d-1、0.034-0.055d-1。

  (2)剖析确认河流纳污才能结合北方河流时节特征,许多河流短少实测材料,考虑经过多年均匀水文要素,先用水量平衡法推求规划流量,本龙8首要以长春市伊通河南南段为研讨方针,选用26年长系列前史材料法验证了水量均衡法的可行性,成果标明,在要求操控新立城下流生态流量在3m3/s条件下,根据长系列前史材料推求出的50%确保率下的丰水期规划流量为3.19m3/s,枯水期规划流量为1.39m3/s;用水量平衡法模仿得到的丰水期、枯水期规划流量别离为3.59m3/s、1.52m3/s。在此条件下,长系列前史材料与水量平衡法成果类似。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)河流纳污才能进步研讨选用长春市伊通河南南段支流碱草沟河水及沿伊通河两岸土壤基质,挑选出当地常见芦苇、香蒲水生挺水植物,采纳了单种与混种的办法,规划3组试验,芦苇组表现出对COD、TP较好的去除作用,对COD去除率最高为37.5%,最佳水力停留时刻为4d,对TP去除率最高为47.1%,最佳水力停留时刻为5d时,香蒲组对NH3-N去除率较高在第4d到达45.8%,芦苇、香蒲混合组对COD、NH3-N、TP净化作用介于芦苇组与香蒲组之间,尽管两种植物混种比较单种对单一方针净化作用较弱,可是两种植物混种对多种污染物方针归纳净化作用明显,在第5d各污染物得到很好的去除作用,COD去除率为36.3%,NH3-N去除率为44.5%,TP去除率为46.9%,5d今后趋于稳定。

  参阅文献.

作者单位:长春工程学院
原文出处:张春雨. 伊通河南南段纳污才能及其进步研讨[D].长春工程学院,2020.
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