基于MIKE21模型的洋河水库水质模拟

近年来,由洋河水库富营养化引起的供水安全问题日益突出。为应对洋河水库富营养化问题,基于迁移扩散及对流扩散理论,利用MIKE 21二维水动力模型对其水质进行了模拟。考虑污染物随水流入库及出库过程,分析了在水动力作用下TN、TP、NH_3-N随时间迁移扩散的质量浓度变化及分布情况。结果表明:模拟初期污染物以扩散为主,高浓度区域主要集中在入流处,在入流高峰期污染物向整个库区扩散,垂直水库中心线以西出现高质量浓度水域;入流与出流稳定期污染物以降解为主,水库中心水域污染物质量浓度较高。最终模拟得到库区TN质量浓度约为4.5 mg/L,TP质量浓度为0.06~0.075 mg/L,NH_3-N质量浓度为0.20~0.25 mg/L;9月水库实测TN、TP、NH_3-N质量浓度分别为5.0 mg/L、0.008 mg/L、0.20 mg/L,与模拟结果基本一致。研究表明,8月中旬到9月中旬,洋河水库污染物浓度较高水域极易暴发富营养化,此结论可为洋河水库水质评价、供水安全及污染物治理提供参考。     

不同基质的浮床对浮床植物及废水脱氮效果的影响

研究3种不同材料作为生态浮床(Floating beds,FBs)基质而组建的组合生态浮床(hybrid FB,HFBs)以及一种无基质的传统生态浮床(C-FB)脱氮效果和性能。3种组合生态浮床分别由竹丝、稻草和轻质陶粒为基质。实验结果表明:当原水中总氮(TN)和总磷(TP)质量浓度分别为8.21~9.38,5.49~5.84mg/L,3 d后经过C-FB、轻质陶粒组合生态浮床(HFB-C)、稻草组合生态浮床(HFB-RS)、竹丝组合生态浮床(HFB-FB)处理后,出水中TN和TP的质量浓度分别为6.54~7.35,5.54~6.65,0.52~0.92,1.19~1.55 mg/L和2.81~2.90,3.81~3.96,2.67~2.79,2.49~2.58 mg/L。大型水生植物代谢酶及其生长速度依次为:HFB-FBHFB-RSC-FBHFB-C,水体温度对大型水生植物生长特性和生化特性有着显著地影响,影响最大是过氧化物酶(CAT),其次是叶绿素,过氧化物酶(POD)和丙二醛(MAD)变化不明显。实验结果说明基质差异对组合式生态浮床的脱氮效果具有显著影响。     

城市屋面径流水质特征及屋面材料对水质的影响

整理了近年来国内有关屋面径流污染物研究的数据,研究探讨了屋面这一重要城市下垫面的径流水质特征,分析了不同的屋面材料对降雨径流水质的影响。研究结果显示:我国大中城市屋面雨水径流水质COD、TSS、TN、TP及NH3-N浓度平均值分别为89.54 mg/L、89.46 mg/L、6.80 mg/L、0.21 mg/L和3.33 mg/L,除TP外均不满足地表水Ⅴ类水质标准,水质污染严重;屋面材料对雨水径流中COD、TSS和TN浓度值影响较大,对TP、NH3-N浓度值影响较小,总体水质水泥屋面最好,瓦屋面其次,沥青屋面最差。     

多级垂直流人工湿地处理北方村镇生活污水的研究

以北方村镇生活污水为研究对象,采用多级垂直流人工湿地进行试验研究,在稳定运行条件下,采用水力停留时间1.5d对系统运行一年,考察了COD、NH_3-N、TN、TP的去除效果。结果表明,湿地系统对COD的去除率大约在87.3%~96.1%范围内,出水COD的浓度保持在7.36~22.96mg/L范围之内,另外,相对于夏季而言,冬季湿地的各格室对COD的平均去除率偏低;出水NH_3-N的浓度均值保持在5.87~24.16mg/L之间,其TN浓度均值保持在4.13~23.13mg/L之间,多级垂直流人工湿地系统在硝化方面效果突出,全面改善了湿地的脱氮水平;系统对TP的平均去除率在87.4%~94.3%之间。     

基于典型降雨TN入库过程的水库水质响应数值模拟分析

以东北某大型水库为例,应用MIKE3软件,根据夏季典型降雨入库过程,模拟了水库水动力场。根据面源污染物入库质量浓度的时间变化特征,以TN为代表因子,对TN入库的动态过程进行了三维数值模拟。结果表明:面源污染物TN质量浓度与降雨量和入库流量有较强的相关关系;强降雨初期是面源污染的高峰期;在空间分布上,TN污染团中心在12 h、42 h、60 h、78 h时迁移扩散至入库口下游0.42 km、2.25 km、3.33 km、4.04 km;在时间尺度上,TN表层在对应时刻超标范围分别为0.98 km2、2.72 km2、3.71 km2、4.77 km2,污染团中心的质量浓度逐渐降低,分别为3.6 mg/L、3.1 mg/L、2.5 mg/L、2.1 mg/L。     

程海水质变动特征与水安全预警因素识别

采用GPS定位,在程海湖设置了3个断面9个采样点,对程海水质进行了为期1 a的研究,分析了水质时间变化特征和空间变化特征,辨识出影响程海水质时空变动的主要因素,提出水质安全预警级别与阈值判定建议.结果表明:2009年10月-2010年9月程海水质综合评价为Ⅲ类,其中有半年(1月、4月、5月、8月、9月、12月)水质类别为Ⅳ类,不能达到水环境保护目标要求;另半年水质类别为Ⅲ类,达到水环境保护目标要求.超标项目有总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、溶解氧(DO),超标率分别为35.2％、14.8％、10.2％和9 3％,最大超标倍数分别为2.10倍、0.95倍、1.83倍和0.03倍,年平均质量浓度分别为0.046 mg/L、5.15 mg/L、0.773 mg/L和7.51mg/L.水平变化特征为:湖南部—湖中部—湖北部水质逐渐下降;湖东部—湖中部—湖西部水质逐渐变差,湖东南角水质最好,湖西北角水质最差,湖中心水质并不明显优于湖周水质,其差异性多因TP、TN的差异引起.垂向分布上则比较均匀,但CODMn、TN、TP在湖底层明显升高,其原因相对复杂.辨识出影响程海水质变动的主要因素是叶绿素a(Chl.a)、总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、透明度(SD).提出了水环境安全预警体系中5项指标的水质安全预警级别与判定阈值,建议三级黄色预警值分别是0.020 mg/L、0.60 mg/L、0.030 mg/L、3.5 mg/L和3.0 m.     

序批式厌氧反应器厌氧氨氧化渗滤液脱氮试验研究

通过接种具有厌氧氨氧化性能的污泥,采用序批式厌氧反应器(ASBR)处理垃圾渗滤液,研究水力停留时间(HRT)、pH、温度等对厌氧氨氧化反应过程的影响并确定各因素的最佳控制范围。结果表明,在本试验条件下,HRT、pH和温度的适宜范围分别为24 h、7.5~8.5和35℃。在此条件下,进水NH~+_4-N浓度为150 mg/L,NO~-_2-N浓度为160 mg/L,COD浓度为300 mg/L时,出水NH~+_4-N、NO~-_2-N、TN、COD平均浓度分别为15.5 mg/L、0.01mg/L、43.2 mg/L和152.1 mg/L,相对应的平均去除率分别为89.7%、99.9%、86.1%和47.6%。     

MBBR-A2O/MBR处理农村生活污水动力学研究

采用MBBR-A2O/MBR(又称BCO-MBR)工艺,对水质特征呈现低碳源高氮磷、水质波动大和日变化系数大等特点的农村生活污水进行研究。对比MBBR-A2O/MBR工艺在5种不同水力停留时间下的(0.42 d、0.50 d、0.75 d、1.25 d、1.50 d)运行状况,挑选出最佳的水力停留时间,并利用Lawrence-McCarty模型构建该工艺的污染物降解动力学方程。结果表明,随着水力停留时间(HRT)的延长,MBBR-A2O/MBR工艺对污染物的去除效果逐渐提升。当HRT为1.25d,CODCr、NH3H、TN、TP平均进水质量浓度分别280.67mg/L、36.88 mg/L、50.59 mg/L、2.51 mg/L时,平均出水质量浓度分别为34.33 mg/L、3.19 mg/L、5.13 mg/L、0.63 mg/L,平均去除率分别可达87.86%、89.92%、89.85%、74.95%。CODCr、NH3H、TN出水质量浓度在城镇污水排放标准一级A限值以下,TP出水质量浓度达到一级B标准,因此确定最佳的HRT为1.25 d。污染物降解动力学计算所得模拟值与实际出水质量浓度测量值拟合度良好,其中CODCr模拟值与平均测量值一致性最高,相对误差在0.02~0.14,NH3H与TN的相对误差分别在0.19~0.60和0.1~0.33。这表明污染物降解动力学方程可以较好地模拟工艺出水的污染物质量浓度。CODCr降解动力学方程常数为Vmax=0.19 d-1,KS=82.97 mg/L;NH3H降解动力学方程常数为Vmax=0.02d-1,KS=8.49 mg/L;TN降解动力学方程常数为Vmax=0.024 d-1,KS=8.10 mg/L。研究的动力学常数与传统活性污泥法动力学常数相比,KS较高,而Vmax较低,导致Vmax较低的主要原因可能是测定的污泥质量浓度高于实际有效的质量浓度。研究对利用MBBR-A2O/MBR工艺处理农村生活污水和传统活性污泥工艺提标改造具有一定的应用参考价值。     

后置反硝化工艺处理高氨氮农药废水的研究北大核心

采用特异性移动床生物膜反应器(SMBBR)结合后置反硝化技术处理高氨氮农药废水,SMBBR选用亲水性更强的SDC-03型填料和特异性DNF409混合菌种,可以实现同步硝化反硝化脱氮。试验考察了DNF409菌种对填料挂膜的影响,不同C/N比对脱氮的影响以及对COD、氨氮、TN的去除率的影响。结果显示,当水力停留时间为8 d,进水COD质量浓度为2 408~7 440 mg/L,氨氮质量浓度为160.21~433.84 mg/L,TN质量浓度为208.27~537.65 mg/L,pH值为7.0~8.5时,AF中外加碳源C/N比值为5时,出水COD质量浓度平均为341.9 mg/L,平均去除率高达92.3%,氨氮质量浓度保持在3.0 mg/L以内,去除率在98%以上,TN质量浓度稳定在40~45 mg/L,去除率在80%以上,达到了《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的三级标准。     

后置反硝化工艺处理高氨氮农药废水的研究

采用特异性移动床生物膜反应器(SMBBR)结合后置反硝化技术处理高氨氮农药废水,SMBBR选用亲水性更强的SDC-03型填料和特异性DNF409混合菌种,可以实现同步硝化反硝化脱氮。试验考察了DNF409菌种对填料挂膜的影响,不同C/N比对脱氮的影响以及对COD、氨氮、TN的去除率的影响。结果显示,当水力停留时间为8 d,进水COD质量浓度为2 408~7 440 mg/L,氨氮质量浓度为160.21~433.84 mg/L,TN质量浓度为208.27~537.65 mg/L,pH值为7.0~8.5时,AF中外加碳源C/N比值为5时,出水COD质量浓度平均为341.9 mg/L,平均去除率高达92.3%,氨氮质量浓度保持在3.0 mg/L以内,去除率在98%以上,TN质量浓度稳定在40~45 mg/L,去除率在80%以上,达到了《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的三级标准。     

基于Delft3D模型的三峡航道环保疏浚水质数值模拟研究

以忠县皇华城河段为例,利用Delft3D数学模型对三峡航道环保疏的水质变化进行了数值模拟。结果表明:疏浚工程的进行对河道水质环境影响比较明显,随水流方向污染物质量浓度上升速率变慢,在疏浚点污染物质量浓度上升245 mg/L,疏浚点下方4 km处污染物质量浓度上升约为20 mg/L,河段末端污染物质量浓度上升约为14 mg/L;疏浚工程结束后,河段的水体水质能够较快得到恢复,离疏浚点越近恢复得越快,疏浚结束1 d后污染物质量浓度基本已恢复到本底值,疏浚工程对水环境的影响可以较快得到恢复。     

超磁分离技术在生态补水工程中的应用

生态补水是做好水资源综合治理与保护体系中不可或缺的一个内容,针对巢湖流域某生态补水工程超磁分离工艺的应用进行研究。该工程从巢湖取水经磁混凝处理后,出水主要指标稳定到达《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的Ⅲ类标准,成为了景观河道的有效清洁水源补给,改善了生态环境。     

白潭湖水质及其水环境容量分析

根据白潭湖湖区相关水文参数,监测资料和水功能区划,分析白潭湖的水质现状和污染源情况,并采用输入、输出模型、盒式零维模型、浅水湖和水库规划组模型等一系列水环境容量计算模型测算白潭湖COD,NH_3-N,TP和TN的环境容量,结果表明,白潭湖富营养化现状较严峻,各指标如COD,NH_3-N,TP和TN的环境容量分别为587.0,7.46,86.95,4.34 t。     

女山湖围网养殖对水质和大型底栖动物群落结构的影响

为合理利用和保护自然资源,对女山湖围网养殖内外水质的差异和底栖动物的群落特征及生物多样性差异进行监测。2009年3—5月,以黑白瓶法测溶氧(DO),重铬酸盐法测耗氧量(COD),紫外分光光度法测总氮(TN),钼酸铵分光光度法测总磷(TP),PHS-3精密数显酸度计直接测定pH值,重量法测定悬浮性固体和溶解性固体;1/16 Peterson采泥器取样,对底栖动物鉴定、计数,并计算密度和生物量。结果表明,围网内外水质的理化指标存在差异,围网内酸度、COD、TN、TP、有机质高于围网外。检出大型底栖动物18种,网围养殖区底栖动物群落组成与非养殖区差异较大(Jaecard指数为0.46)。围网内大型底栖动物密度、生物量和生物多样性低于围网外。建议通过湖泊围网的合理布局提高湖泊生产力,恢复和维持湖泊生态系统的良性循环。     

城市地表径流面源污染分析研究——以武汉市典型下垫面为例

城市地表径流面源污染已经成为阻碍河湖水质达标的重要因素。选取道路、绿地和屋面3种下垫面,在武汉市开展地表径流面源污染特征研究。结果显示：降雨初期,道路下垫面COD可达115.3 mg/L,NH₃—N最高为4.12 mg/L,TP为0.55 mg/L,峰值都出现在降雨开始后的20 min。屋面径流污染物浓度与道路相似,绿地径流污染物浓度变化速率远低于道路和屋面,说明绿地对污染物浓度同样具有削峰的作用。汛期污染物浓度均值高于非汛期,是因为汛期具有小时内降雨量大的特点。南湖流域内地表径流污染高于墨水湖,主要是受建设强度和人口分布的影响。     

小型人工湖泊水环境变化特征分析及驱动因子识别

小型人工湖泊能够改善城市水生态环境,但其易受外界环境的影响而使水体发生污染。为了探析小型人工湖泊水质和底泥中污染物的变化特征及引起水质污染的主要驱动因子,以郑州大学新校区的眉湖为例,结合现场监测与实验室检测数据,分析了水质和底泥中污染物的变化特征及作用机制;在分析水质影响因子间相关关系的基础上,通过主成分和主因子分析识别了影响小型人工湖泊水质的主要驱动因子,即透明度、水温、p H值、电导率、氧化还原电位、叶绿素a、藻类、流速、总磷和总氮。     

页岩气开发中压裂返排液的水质污染特征研究

页岩气压裂返排液成分复杂,为了解页岩气开采过程中压裂返排液的污染情况,对四川某页岩气典型井场不同时期的压裂返排液污染物组成进行了分析,采用超滤膜法测定溶解性有机物(DOM)相对分子质量分布特性,通过建立水质矩阵开展污染特性评价,并进行了综合生态毒性研究。结果表明,该区域不同时期压裂返排液中污染物特征相似,主要污染因子为总有机碳(TOC)和氯离子,并且生物毒性高、可生化性差。研究结果可为该区域压裂返排液处理技术的选择提供参考。     

宁波月湖的水质改善与生态修复

随着浙江"五水共治"工作的深化,宁波作为浙江"五水共治"的中坚力量,始终把"五水共治"作为全市工作的首要任务和突破重点。自1999年进行清淤后,月湖水质得到短期改善,然而治标不治本的治理措施,并没有让月湖水质得到根本改善。因此,对月湖进行科学有效的生态修复,针对性地处理水污染问题,使之重新焕发活力具有十分重要的意义。     

江汉油田老二站提高水质达标率研究

江汉油田老二站采出水经典处理后回注,出水悬浮物、Fe2+和细菌均超标严重,水质达标率低.通过工艺调整,工艺前段利用SRB的除铁作用大幅度降低Fe2+含量;絮凝沉降阶段依据Fenton反应原理,借助H2O2的氧化除铁与杀菌作用,提高絮凝沉降效率,降低悬浮物含量;工艺末段选用多种杀菌剂交替杀菌.结果表明,工艺调整后以100 mg/L的H2O2代替原絮凝剂,间歇添加100 mg/L的杀菌剂Ⅱ,出水含铁1.5 mg/L、悬浮物3.0 mg/L、SRB 10个/mL,老二站水质达到注水水质标准要求,水质达标率达80％.