迁安市污水收集与处理效能定量评估

污水收集与处理效能直接影响合流制排水体制下的水安全和水环境,是海绵城市建设中需要解析评估的重要内容.以迁安市为例,建立覆盖"污染源—管网关键节点—污水处理厂"的监测网络,基于同步水量、水质监测结果,定量解析生活污水污染物排放系数和污水处理系统收集与处理效能,并定位问题管段具体位置和主要问题.结果表明:①合流制小区CODCr、NH3-N排放系数分别为43. 4、13. 3 g(人·d),分流制小区CODCr、NH3-N排放系数略高,分别为53. 1、14. 5 g(人·d).②受地下水、河水入渗的双重影响,生活污水从进入市政管网后污染物质量浓度大幅下降,保守估计下入渗率约为32. 5%,合流制管网截污干管至污水处理厂地下水、河水入渗量达到了14 471 m3d,分流制干管至污水处理厂地下水入渗量约为19 777 m3d.③污水处理厂进水水质指标均远小于设计进水水质,还存在C源不足、一部分比例的污水可生化性较差的特征,进水BOD5TN〔ρ(BOD5)ρ(TN)〕变化范围为0. 47～4. 32,平均值仅为1. 68.研究显示,地下水河水入渗严重降低污水收集处理效能,建议海绵城市建设中重视对于污水收集处理效能的摸底评估,并从污水处理系统设计和管网缺陷修复上大力整改.     

南昌某城市污水处理厂进水浓度低成因分析研究

针对南昌某城市污水处理厂进水浓度低的现象,为明确造成污水处理厂进水浓度低的原因,通过对南昌市2018—2020年降雨特征对污水处理厂进水污染物浓度影响的统计分析,估算了降水对雨污合流制管网污水浓度的影响.考察了合流制管网4个污水提升泵站、污水处理厂的日处理水量,结合水量平衡三角法,核算地下水、河水、雨水的渗入.以及利用倒排查法对源居民小区内/外-污水提升泵站-污水处理厂的水质沿程采样分析,得出相关结论.研究结果表明：①2018—2019年上半年污水处理厂进水COD在降雨后2~5 h进水浓度明显降低;但2019年下半年—2020年这种相关性明显削弱.②污水处理厂日进水COD受泵站的日流量的影响,呈显著负相关.③水量三角平衡定量分析表明地下水、河水混入28%~38%,雨水混入11%~18%.④水质沿程的分析显示小区到某些泵站的浓度明显降低,雨天COD、氨氮浓度分别减少了69.78%、75.21%,晴天COD、氨氮浓度分别降低了66.78%、76.94%,表明相应的小区外-泵站段的市政管网是污水处理厂进水浓度降低的关键管段,亟需进一步重点排查和改造.⑤老旧小区排水浓度受天气的影响远比新小区大,雨天分别比晴天减少79.23%、67.87%和54.40%,可能发生了大量雨水混入.     

基于污染物受纳量的城镇生活污水处理率指标研究

我国通过污水处理率来评价生活污水处理水平,但污水处理率仅考虑了污水处理设施进水处理的水量,忽略了雨污合流、地下水混入、抽取河水处理等原因导致的污染物收集水平不足.以成都市岷江外江流域为研究区域,开展了城镇生活污水收集和评价指标优化研究,提出了基于污染物受纳量的城镇生活污水污染物处理率概念和核算方法体系,在划分控制单元基础上,核算生活污水污染物的产生量和处理量.研究发现,该流域污水处理厂进水浓度普遍偏低,进水水质存在季节性波动,说明可能存在丰水期雨水、河水或地下水混入稀释的情况,枯水期的进水数据更能反映区域生活污水排放情况;传统污水处理率计算显示该流域污水处理率高于100%,但全流域的COD_Cr、氨氮和总磷污染物处理率分别为37.50%、36.25%和30.14%,与该流域的水环境质量特征和污水管网建设水平相符;在污水管网未完善的地区,采用污染物处理率更能有效评价和反映区域污水收集和处理程度.     

城镇污水处理厂低浓度进水原因分析及提升措施

城镇污水处理厂进水浓度偏低是污水治理提质增效的难题之一。以无锡市某污水处理厂为例,基于水质分析和调研资料,采用水量平衡三角法分析了进水浓度偏低的原因分析,提出了整治措施。分析结果表明:该厂进水中地下水或河水渗入量和雨水混入量比例分别为28.9%和9.8%;晴天时进水浓度偏低的原因为污水管网渗漏和低浓度工业废水纳管,雨天时进水浓度偏低的主要原因是小区管网雨水混入,COD和BOD₅降幅分别可达到65.4%和52.9%。针对上述问题,提出了完善排水管理体制、工业企业排水实行三管分设整改、细化管网渗漏的检测排查和有效修复、加强管网验收和质量监管、尽量降低管网水位4项整治措施。     

污水管网典型混流制区域水量水质波动特征解析

混流制管网区域的入流入渗等问题致使污水水量水质波动较大,这给城市污水系统运行管理带来极大挑战.以某市典型混流制区域为对象,建立基于物联网的多点同步监测平台,重点研究了混流制污水管网的运行特点,识别关键的特征指标和不同情景下的指标变化特征.结果表明,旱流正常液位情景下水量水质日变化规律明显、多点同步性规律较一致;旱流高液位情景下水量水质日变化规律依然存在,但水质多点同步性差异较大;旱流液位、电导率波动特征受季节降雨量变化影响显著,且其主分布区间与季节降雨显著相关.降雨过程对液位变化速率及特征时段内的电导率变化速率分布特征影响较大,高低液位两种情景下液位、电导率对雨量雨型的响应特征差异显著,低液位时电导率响应更灵敏,高液位时液位响应更灵敏.基于旱季雨季分布规律以及降雨过程水量水质变化特征,建立了基于多点同步监测的管网运行参数特征库,为雨污混流管网优化运行管理提供支持.     

深圳湾水环境污染现状及防治对策研究

从流域水系、潮汐特征、泥沙特征等方面介绍了深圳湾及流域的基本情况,分析了平水期、枯水期和丰水期深圳湾海域水质,深圳河、大沙河、凤塘河、小沙河和后海中心河等入湾河流水质,入湾排污口流量和水质状况,解析了深圳湾水质超标的主要原因有流域污染治理与开发进程不匹配、入湾河流水质较差、水动力不足和内源污染严重等问题,从管网建设和管理、污水处理厂建设、水质监测预警体系和流域综合管理模式等方面提出了深圳湾水环境质量改善的对策措施.     

基于PCA-APCS-MLR的地下水污染源定量解析研究

以中国东北地区典型工业基地沈阳浑河冲洪积扇为研究对象,采集区域内43个采样点水质样品,分析了16项地下水质关键指标,在水化学统计和水质分析确定水质等级及特征污染物的基础上,利用主成分分析(PCA)方法确定水质指标主要因子分类,运用Arc GIS软件刻画不同污染源的空间分布规律,利用绝对主成分得分多元线性回归受体模型(APCS-MLR)计算不同公因子对地下水质的贡献程度,并验证污染源解析结果的准确性.结果表明:研究区内地下水氮、磷和铁等元素超标严重,地下水水质演化受人类活动影响较大;4类主要污染因子分别是溶滤迁移作用因子(贡献率34.21%)、农业活动污染因子(贡献率20.13%)、地质环境背景因子(贡献率13.39%)和工业活动影响因子(贡献率8.97%),方差累计贡献率为75.64%;工业生产、生活污废水排放和农业生产中农药化肥使用是地下水主要污染源且多分布于沈阳西部、西北部和南部等地区,淋溶、迁移-富集作用和农业污染对地下水质影响较为明显,PCA-APCS-MLR模型预测浓度与实测浓度一致,该方法对于地下水污染源的计算分配具有良好的针对性,适用于地下水污染源解析.     

系统化监测方法在污水处理提质增效中的应用

基于在线监测与人工水质相结合的方法,通过大量背景数据的收集,制定了系统化的监测方案,实现了区域内各污染物负荷的定量化分析工作。结果表明:在提质增效的"挤外水"中,污水管道入渗地下水的去除可将污水厂水质浓度提高36.01%;工企业污水的污染物负荷贡献率较低,部分企业需在预处理后继续排入污水处理厂;"收污水"中,对水厂浓度提高影响较大的是城乡接合部散排污水,全部纳管收集后,污水厂水质浓度将提高30.30%。同时,雨水管网混流污水与过河管道漏失污水虽对污水厂水质浓度的提高影响较小,但也会带来水体污染的危害,仍需进行改造纳管。     

六盘山隧道地下水水质监测与分析评价

根据六盘山隧道施工特征,合理选取6个地下水水质监测因子,通过现场调研,科学布设施工前后监测样点。研究采用综合评价法计算现场采集的水样数据,得出施工前六盘山隧道地下水水质良好,而施工后多个水质因子均产生了不同程度的恶化。分析了水质变化的原因,并提出相应的管理措施和技术措施,尽可能保护六盘山隧址区地下水环境,最大程度减缓因隧道施工而对隧址区地下水环境产生的不利影响,维持生态平衡。研究内容对隧道地下水环境保护有一定的指导意义。     

地下污水管线泄漏原位自动监测模拟实验研究

地下污水管线的泄漏将会对土壤、地下水环境产生严重的影响.本研究建立一套基于高密度电阻率测量的地下污水管线泄漏原位自动监测装置,通过室内模拟实验,验证该装置在不同地下水水位条件下对地下污水管线泄漏进行实时监测的可行性.结果表明,当泄漏管线位于包气带中时,能够迅速监测到管线发生的小流量泄漏;当管线位于地下水水位附近,也能迅速监测到管线发生的小流量泄漏,而且通过管线以上土层电阻率的梯度变化,还可推测污染物泄漏的程度;当管线位于地下水位以下时,由于污染物在地下水中迅速的混合并扩散,只有当泄漏达到一定浓度,使电阻率产生能够观测到的变化,才能监测到泄漏发生.本研究所使用的装置能够对位于不同地下水位和埋深条件下的污水管线泄漏进行实时自动监测.     

基于光纤分布式测温的污水管道入流识别方法研究

针对排水管网物探检测需断水操作和无法对管道内部实时探查的问题,建立了一种基于光纤分布式测温的污水管道入流诊断方法,实现了无干扰条件下污水管道污水和雨水入流实时监控.采用感温光缆对选择的试验管段开展了时空高精度观测(空间精度1m、时间精度1min),获得了超过118万个管道水温数据.基于解析出的管道水温时空图像,提出了基于水温温差背景噪声值的入流定位方法;确定出无外部入流影响时管道水温空间和时间温差的背景噪声值分别约为±0.2℃和±0.5℃.采用水温图像降噪处理方法,自动识别出污水管道的旱天污水接入和雨天雨水接入事件,与现场调查结果一致.因此,该方法对污水管道入流的动态识别定位具有可靠性.     

雨、污合流制城区降雨径流污染的迁移转化过程与来源研究

2003～2006年通过对武汉市汉阳城区不同尺度降雨径流、市政污水的监测,结合环境地球化学方法,研究雨、污合流制城区降雨径流污染的形成、迁移转化过程及污染来源.结果表明,雨、污合流制城区地表径流汇入排水系统,经排水系统传输,污染程度显著增加.屋面径流中TSS和COD浓度（EMC）的平均值分别为18.7 mg/L和37.0 mg/L,路面径流中TSS、COD浓度（EMC）的平均值分别为225.3 mg/L和176.5 mg/L,而在集水区出口处径流中TSS、COD浓度（EMC）的平均值分别为449.7 mg/L和359.9 mg/L;污染物的组成也发生了明显的改变,颗粒态COD增加了18%,有机污染增强.研究还发现,城市地表、雨水口、生活污水管和合流管道沉积物中P、Fe含量具有明显分异特征,可以利用沉积物中P/Fe识别集水区尺度降雨径流污染成因与来源.据此对集水区出口2次径流污染来源计算,56%±26%的悬浮物来自城市地表与雨水口,44%±26%的悬浮物源于生活污水的沉积物.生活污水中污染物对降雨径流污染的贡献是通过在合流管道中形成沉积发生的.雨、污合流管道在降雨径流污染形成过程中发挥了转化器和加重径流污染的作用.减少合流管道中沉积物的形成是削减径流污染负荷的途径之一.     

城市污水管道入流入渗监测技术研究与应用进展

入流和入渗(inflow and infiltration)会导致管道中水量超过设计水量,是导致污水管道溢流的主要原因。由于管道埋藏于地下,入流和入渗时间和位置随机性强,难于及时发现入流和入渗的位置和原因。目前国外的排水研究和管理人员利用在线监测技术获取了大量的监测数据,分析水量变化规律,并利用烟道测试等检测手段寻找入流入渗源。对排水管道入流入渗的监测和数据分析技术及在实际管理中的应用手段进行了综述,并以国内某城市实际监测数据为例进行入流入渗的分析,可为国内排水管网监控管理提供借鉴。     

合流制面源污染传输过程与污染源解析

科学认识和全面理解合流制面源污染发生路径和污染贡献源对于治理和改善城市水环境至关重要.本研究以珠海市典型老城区的合流制小排水区为例,分析了污染物在地表与管道中的累积-冲刷过程,并运用质量守恒法解析了污染物的贡献源.结果表明,地表街尘累积量为(28. 81±10. 69) g·m~(-2),多场降雨事件中地表街尘冲刷量为(19. 27±10. 90) g·m~(-2),冲刷率为(52. 69±13. 3)%,其冲刷形成的地表径流中SS场降雨浓度为52～109 mg·L~(-1),管道径流中SS的浓度为68～158mg·L~(-1);地表径流对SS的贡献率为39%～72%,旱流污水对SS的贡献率20%,管道沉积物再悬浮对SS的贡献率为13%～56%;管道沉积物的厚度在小雨和中雨时增加1～14 cm,大雨和暴雨时,减少7～17 cm;降雨特征影响了污染源贡献比率,其中地表径流对各污染物的贡献范围为2%～52%,旱流污水对各污染物的贡献率范围为9%～65%,管道沉积物对各污染物的贡献范围为8%～81%.基于上述研究结果,为合流制面源污染提出控制措施,以期为我国城市受纳水体污染的解决提供参考.     

基于模糊综合评判模型的污水管道缺陷定量化评价方法

利用模糊综合评判模型,从污水管道的密封性、稳定性和功能性三方面分别考虑不同缺陷类型的影响,利用层次分析法确定权重,建立定量化的污水管道缺陷状况评价方法模型.对南方某市一段污水管道进行评判,得到污水管道缺陷综合评价指数H=1.09,其中密封性指数Ht=0.44,稳定性指数Hs=0.78,功能性指数Hf=1.79,判定结果...     

Experimental and modeling investigations on the unexpected hydrogen sulfide rebound in a sewer receiving nitrate addition: Mechanism and solution

Biogenic hydrogen sulfide is an odorous, toxic and corrosive gas released from sewage in sewers. To control sulfide generation and emission, nitrate is extensively applied in sewer systems for decades. However, the unexpected sulfide rebound after nitrate addition is being questioned in recent studies. Possible reasons for the sulfide rebounds have been studied, but the mechanism is still unclear, so the countermeasure is not yet proposed. In this study, a lab-scale sewer system was developed for investigating the unexpected sulfide rebounds via the traditional strategy of nitrate addition during 195-days of operation. It was observed that the sulfide pollution was even severe in a sewer receiving nitrate addition. The mechanism for the sulfide rebound can be differentiated into short-term and long-term effects based on the dominant contribution. The accumulation of intermediate elemental sulfur in biofilm resulted in a rapid sulfide rebound via the high-rate sulfur reduction after the depletion of nitrate in a short period. The presence of nitrate in sewer promoted the microorganism proliferation in biofilm, increased the biofilm thickness, re-shaped the microbial community and enhanced biological denitrification and sulfur production, which further weakened the effect of nitrate on sulfide control during the long-term operation. An optimized biofilm-initiated sewer process model demonstrated that neither the intermittent nitrate addition nor the continuous nitrate addition was a sustainable strategy for the sulfide control. To minimize the negative impact from sulfide rebounds, a (bi)monthly routine maintenance (e.g., hydraulic flushing with nitrate spike) to remove the proliferative microorganism in biofilm is necessary.     

城市下水道污水水质模型的开发与应用

建立了下水道水质转化概念模型,以ASM3(活性污泥3号模型)为基础开发了下水道污水水质数学模型,通过模拟试验,运用遗传算法和曲线拟合技术进行了模型率定与参数估值.模型经现场试验验证可较好地模拟下水道中的ρ(DO)与ρ(TOC)的变化.应用该模型进行数值模拟,探讨了初始ρ(DO)和水力停留时间(HRT)等可控因素对下水道中微生物作用及有机质降解的影响.结果表明,在下水道中设置曝气点,可提高污水的ρ(DO),能有效地提高微生物增殖速率,强化有机物的生化降解能力.      

合流制排水系统雨天溢流污染CMB法源解析

对上海市某合流制排水系统服务范围内的地表径流、旱流污水和管道沉积物的污染物特性进行检测分析,通过对比不同污染源的污染特征,确定Zn、NH+4-N、P的含量分别在地表径流、旱流污水和管道沉积物中具有特异性且相对稳定,提出以Zn/P、NH+4-N/Zn、P/K这3个无量纲比值作为上述3个排放源各自的特征参数,据此探讨了CMB法在合流制雨天溢流污染源解析中的应用,结果表明,地表径流、旱流污水和管道沉积物对溢流污染的平均贡献率分别为42.8%、12.2%、23.8%,解析结果可基本反映CSO污染的构成情况.研究方法与结果为合流制系统雨天溢流污染源解析提供了参考.