基于控制单元的独流减河流域农村非点源污染空间特征解析

提出了一种基于子流域的控制单元划分方法,估算了独流减河流域农田种植、畜禽养殖、农村生活和水产养殖4个主要来源的农村非点源COD、TN、TP和氨氮的入河量,并进行空间特征解析。结果表明,2015年独流减河流域农村非点源COD、TN、TP和氨氮总入河量分别为5 036.20、1 373.94、231.75、573.73t,COD是流域中最主要的农村非点源污染物。4个来源对流域污染物入河量的贡献大小依次为农村生活、农田种植、水产养殖和畜禽养殖。空间特征解析结果表明,西部的控制单元1和控制单元2污染物入河量大,东北部的控制单元3、控制单元4包括控制单元5污染物入河量小。主要污染水系为子牙河水系、南运河水系、青静黄排水渠水系、运东排干水系等。     

基于北京清河流域水质提升的入河排污口排放要求确定策略研究

为探究基于流域水质目标的入河排污口排放标准与排污许可的实施路径,以北京清河为例,通过入河排污口实地摸排,确定了22个入河排污口和5个河道断面,并于2019年3—10月对27个采样点进行12次水样采集,对水样COD、氨氮、TN和TP进行检测。基于研究河段实测数据,应用MIKE11模型构建流域水动力水质模型,分析3种情景组合的截污纳管方案(方案1)、截污减排方案(方案2)对河段水质的改善效果,以及减排方案在雨期、非雨期对河段水质的污染影响。结果表明:(1)与方案1相比,方案2下研究河段水质状况明显改善,下游出水断面(Q5断面)的COD、氨氮、TN和TP模拟值分别降低49.08%、61.27%、65.80%、63.86%;COD、氨氮、TN和TP排放总量分别削减了541.95、46.13、216.79、8.30t/a。(2)雨期雨水汇入河段后,各污染物达标情况反而恶化,因此应做好入河排污口的污染管控,科学控制入河排污口雨期污染。     

合流制排水系统降雨径流初期冲刷效应

通过对昆明主城区3个集水区合流制排水系统10次降雨径流过程水质水量的监测,计算了污染物的次降雨平均浓度(EMC),并采用无因次累积负荷体积分数曲线(M(V)曲线)和初期冲刷系数方法对初期冲刷现象进行了探讨。结果表明:(1)对于同一个常规污染指标,不同集水区的EMC平均值没有较明显差异,但都表现出较高浓度的污染特征。不同集水区总悬浮颗粒物(TSS)、COD、TN和TP的EMC平均值分别为140.18~174.11、144.65~161.78、21.44~23.18、1.80~2.35mg/L。(2)3个集水区所有观测降雨事件中,TP、TN、COD和TSS的初期30%径流量所对应的污染物累积负荷量(FF30)平均值分别为38.7%、37.1%、40.7%、44.6%;TSS和COD的初期冲刷强度明显较TP和TN变化更剧烈,不同污染物初期冲刷强度依次为TSSCODTPTN。(3)对于合流制排水系统,在区域特征相近情况下,汇水面积越小则初期冲刷效应越显著。而当汇水面积大到一定程度时,不同集水区之间初期冲刷强度没有显著差异。(4)降雨量、平均雨强和最大雨强与合流制排水系统的初期冲刷强度呈显著的正相关性,是影响其初期冲刷的重要水文参数;降雨历时和前期晴天与其初期冲刷强度没有显著相关性,两者对初期冲刷无明显影响。     

不透水表面雨水径流污染物冲刷规律研究

针对雨水径流污染冲刷模型中降雨强度与污染物冲刷存在的时间差问题,采用有效降雨强度替代降雨强度,建立了径流污染物冲刷模型,并利用建立的模型对不透水表面雨水径流污染物冲刷进行了模拟。结果表明,模型对SS、COD、TN和TP模拟的相关系数R2平均为0.87、0.81、0.93和0.89,具有较高的模拟精度。SS、COD、TN和TP的冲刷系数分别为0.77、0.66、0.92和0.74 mm-1,TN的冲刷系数略高,但总体相差不大。SS、COD、TN和TP均显示了较强的初期冲刷效应,在有效降雨强度为4 mm时,截留初期雨水径流量的35%~40%,即可控制70%以上雨水径流污染物。建立的模型可应用于研究不透水表面的雨水径流污染物冲刷规律,为雨水径流污染物控制提供理论计算依据。     

滇池柴河小流域暴雨径流中COD的输移特征研究

以滇池柴河小流域为单元,对暴雨径流中污染物颗粒粒径进行了分类,得出径流中COD浓度与污染物颗粒粒径的关系,并从输出源强、输移过程、汇集入河这几个方面对暴雨径流中的COD进行了从源到汇的输移特征研究,以确定暴雨径流中COD的入河负荷.结果表明,形成的暴丽径流中的大部分COD经适当沉淀(30min以上)可以有效去除,暴雨径流中的COD主要分布在粉粒和粘粒中,2场暴雨径流均在沉淀的5～30 min去除的COD最多,这部分污染物的颗粒粒径在0.008～0.020 mm,属于容易沉淀去除的部分,沉淀30 min时的COD平均去除率在52.19％,沉淀240 min左右可去除的主要为粒径在0.003～0.008 mm的污染物,沉淀240 min时的COD平均去除率在63.41％;而沉淀2 880min后仍未去除的为粒径小于0.000 8 mm的微小颗粒,仍无法去除的COD平均占23.26％;降雨强度越大,对地面的冲刷能力越强,形成的径流量更多,输出源的COD含量越高.2场暴雨径流的输出源、输移过程和最终入河的COD浓度存在一定的相关性,但由于污染物输移过程中会受各种因素影响,且本研究监测的暴雨场次有限,由此暴雨径流中COD的入河负荷影响因素还有待进一步研究.     

太湖地区何家浜流域初期雨水对水稻田污染物的冲刷效应

为研究农田非点源污染物在降雨过程中初期冲刷效应的变化规律,在太湖地区何家浜流域划定若干块水稻田作为研究区域,并分别选取单块封闭水稻田沿河岸的直入河点和多块水稻田沿沟渠汇流后的沟渠入河点为采样点,对比封闭小区域和非封闭大区域污染物输移的特征,通过监测在降雨-径流过程中的水量、水质,并结合相关分析方法,分析降雨初期污染物的冲刷规律。结果表明,初期雨水对水稻田污染物的冲刷强度从颗粒态悬浮物(SS)、颗粒态氮(PN)、颗粒态磷(PP)到溶解态氮、磷逐渐减弱,其中最明显的是SS,定义新的雨水初期冲刷效应强度量化考核指标后,计算得各主要指标的冲刷效应强度I值从大到小依次为:SS(0.059 3)PP(0.021 2)TP(总磷,0.013 0)TN(总氮,0.006 8)PN(0.004 6)PO3-4-P(磷酸盐,0.003 7)NN(硝态氮,-0.002 8);封闭小区域的初期冲刷效应非常明显,非封闭大区域的初期效应相对较弱,比较小区域和大区域,颗粒态污染物如SS、PP和PN等初期冲刷效应被弱化的程度较小,溶解态污染物如NN、PO3-4初期冲刷效应被弱化的程度较大。     

江苏省太湖流域水功能区纳污能力及限制排污总量研究

水功能区纳污能力及限制排污总量研究是制定区域水污染控制规划的基础。依据《江苏省地表水(环境)功能区划》,结合江苏省太湖流域现状水质和污染概况,针对河网区和湖库区分别采用一维、二维非稳态模型,计算江苏省太湖流域水功能区纳污能力,在此基础上,引入最大污染物入河量,核定50%、75%和90%水文保证率下的最大污染物入河量分别为2015年、2020年和2030年限排总量。结果表明:(1)CODMn和氨氮纳污能力分别为284 803 t/a和22 448 t/a;(2)2015年CODMn和氨氮限排总量分别为221 867 t/a和20 520 t/a,2020年和2030年限排总量递减,均小于纳污能力;(3)CODMn和氨氮入河量削减率分别为21.8%和46.3%,与水质超标率相差均在25%以内,基本相符。江苏省太湖流域纳污能力、限排总量、污染物入河量削减率和水质超标率之间关系合理,计算结果合理。研究成果为太湖流域水环境控制规划提供决策依据。     

西安市城市主干道路面径流初期冲刷效应

以西安市城市主干道南二环太白路高架桥为路面径流采样区域,采用人工等时间间隔采样方法,在桥梁排水立管对2010年9—11月的3场径流事件进行全程采样,测试径流过程SS、COD、溶解性COD、NH3-N、Pb、溶解性Pb、Zn和溶解性Zn的浓度变化,研究路面径流的初期冲刷效应及其影响因素。结果表明,西安市城市主干道路面径流污染严重,降雨数小时后的末期径流仍具有较高的污染水平;径流过程污染物浓度变化规律与其赋存形态有关,SS、COD、Pb等以颗粒态为主的污染物的浓度随雨强变化剧烈波动,NH3-N、溶解态COD、溶解态Zn等以溶解态为主的污染物浓度变化受雨强影响较小,随径流过程呈逐渐减小趋势;路面径流初期冲刷现象并非普遍存在,与污染物的赋存状态和场次降雨特征密切相关,溶解态污染物易于出现初期冲刷现象,颗粒态污染物是否出现初期冲刷与场次降雨特征有关;测试的3场径流事件初期30%的径流携带的SS、COD、溶解性COD、NH3-N、Pb、Zn和溶解性Zn的负荷占场次径流总负荷的比例分别为21.8%～50.0%、25.5%～49.3%、36.3%～52.6%、52.6%～66.7%、26.8%～45.0%、27.2%～63.4%和36.2%～62.6%,表明仅对初期径流进行治理无法实现对西安市路面径流污染的有效控制。     

生物滞留池对屋面径流基本污染物的控制

快速的城市化导致不透水性下垫面急剧增加,进而加剧了径流污染,尤其是屋面径流污染。生物滞留池作为低影响开发理念的核心措施之一,对径流的净化效果显著。以屋面径流为控制对象,设计了3个生物滞留池用于探究不同土壤层厚度和不同进水方式对生物滞留池出水的影响。结果表明,实验收集的屋面径流污染严重,COD和TN为《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)劣Ⅴ类。经生物滞留池处理后发现,3个生物滞留池对悬浮物(SS)的去除效果较好,去除率为92.2%～98.7%,装填20cm土壤的表层进水生物滞留池较装填15cm土壤的生物滞留池出水污染物浓度低。装填20cm土壤的表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD、TN和TP的去除能力总体相当,表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD的去除率分别为91.7%、90.4%,对TN的去除率分别为93.8%、86.5%,对TP的去除率分别为70.1%和72.7%。     

海口湾陆源入海口污染状况及主要污染物分布特征

2013年3月至2014年1月对海口湾5条河流(五源河、鸭尾溪、海甸溪、横沟河、南渡江)和5个人工排水沟渠(观海台泄洪沟、秀英工业排污口、丘海大道泄洪沟、万绿园西沟、龙昆沟排污口)等10处主要陆源入海口的污染物种类、浓度及其时空分布特征进行分析。结果表明,海口湾主要陆源入海口水质均较差。五源河、秀英工业排污口、丘海大道泄洪沟、龙昆沟排污口、观海台泄洪沟和鸭尾溪的污染物浓度远超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类标准,万绿园西沟、南渡江、海甸溪和横沟河的超标情况相对较轻。主要污染物为TN、TP、COD和氨氮。五源河和万绿园西沟的主要污染物浓度表现为枯水期丰水期,其余陆源入海口的主要污染物浓度随季节发生变化。     

浙江省排污权初始分配与有偿使用定价方法初探

在分析各地排污权交易的实践概况的基础上,根据浙江省9大污染行业污染物处理成本调查,依据污染物特点、地区环境容量差异、地区经济发展水平等情况,研究制定排污权初始分配方法和有偿使用定价的原则,从理论上初步拟定:(1)污染企业COD排放指标有偿使用价格:化工、医药、印染、制革、造纸和食品行业分别为9 000、7 500、5 500、3 800、1 800、3 000元/(t·a),SO2排放指标有偿使用价格:燃煤电厂为1 800元/(t·a),其他燃煤行业企业为1 100元/(t·a).(2)新污染企业排污权有偿使用价格应为同类老企业的2倍.(3)考虑地区差异,对于浙江省欠发达地区,收费标准可下浮20%～40%.     

广西九洲江流域限制生猪养殖的机会成本与环境效益分析

作为生态补偿试点之一,九洲江流域禁养、限制生猪养殖取得了一定的环境效益,但同时造成直接经济损失约1.49亿元。以满足水环境容量的养殖规模125.00万头为基准,设定维持现有养殖模式、转变养殖模式2种情景,计算限制生猪养殖的机会成本与环境效益。结果表明,与畜牧业发展规划的养殖规模260.00万头相比,机会成本约7.36亿～7.74亿元。转变养殖模式的环境效益优于维持现有养殖模式,污染物减排量分别为COD 26 995.54t、氨氮2 411.92t、TP 2 107.80t、TN 5 300.71t,节水1 251.39万m~3;在优选情景方案下,要求200头以上养殖户100%转变为高架网床养殖模式,机会成本约7.36亿元。     

山地城市暴雨径流污染特性及控制对策

为了解山城重庆的暴雨径流污染特性,充实国内仍然薄弱的基础资料,对4种用地类型的4场暴雨进行了监测,测试指标包括TSS、COD、TP、TN和NH3-N。结果表明,对于坡度2.5%的交通干道和坡度30%的校园人行道,从污染物浓度降幅的角度考虑初期径流的控制量应分别为2～3 mm和1.8 mm。随降雨时间的延长,路面污染物浓度迅速降低,坡度越大,降低速率越快。对于平均浓度,校园屋顶和草坪的各污染物浓度均达到地表水环境质量Ⅴ类标准(总氮和氨氮除外)。交通干道和校园人行道的总磷平均浓度也满足地表水环境质量Ⅴ类标准,但2种下垫面的COD、TN和氨氮平均浓度分别超出地表水环境质量Ⅴ类标准的2～8倍、1.9～3.1倍和1.9～4.3倍。对于交通干道,场次降雨径流的总氮、总磷和氨氮平均浓度与初期浓度的比值和污染物浓度20 min降幅接近(分别为0.5～0.53和50%～55%)接近,而COD和TSS平均浓度与初期浓度的比值和污染物浓度20 min降幅相近(分别为0.35～0.37和78%～84%)。对于校园人行道,污染物浓度20 min降幅均达到90%以上(90%～96%),场次降雨径流的总氮、总磷、氨氮、COD和TSS的平均浓度与初期浓度的比值接近(0.3～0.4)。研究结果为山地城市暴雨径流的污染控制提供了参考。     

城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体的核算及排放特征研究

核算了2006—2016年杭州市城镇污水处理厂污染物去除量和温室气体排放量,并对两者协同控制提出了建议。结果表明,2006—2016年,杭州市城镇污水处理厂COD年去除量和TN年去除量总体呈上升趋势,2016年COD年去除量和TN年去除量分别为349 168.73、20 715.10t,比2006年分别增长了28.8%、90.8%。2016年城镇污水处理厂温室气体年排放总量为614 231.47t(以CO_2当量计),主要来自去除COD产生的CH_4和消耗电力产生的CO_2,主要影响因素是COD年去除量和年耗电量。建议杭州市城镇污水处理厂开展废水处理CH_4回收示范工程,开展污泥厌氧消化CH_4收集利用、选择合适的低碳水处理技术等污染物去除与温室气体排放的协同控制措施。     

太湖地区典型降雨水稻田径流污染物输出特点及相关性分析

为研究降雨过程中水稻田径流污染物的输出特点及其主要污染物之间的内在关系,在太湖地区何家浜流域划定若干块水稻田作为研究区域,并分别选取单块封闭水稻田沿河岸的直入河点和多块水稻田沿沟渠汇流后的沟渠入河点为采样点,对比封闭小区域和非封闭大区域污染物随降雨径流的输出特点及其相关性。结果表明,降雨引起水田水的扰动,对水田土壤及其污染物只产生间接的扰动或冲刷,而非直接冲刷,因此,不同降雨强度对SS(悬浮态固体)的冲刷并未表现出明显的差异。无论短历时强降雨还是长历时弱降雨,其径流中SS、氮、磷均随降雨历时的延长而降低,其中溶解态氮、磷随降雨历时的变化较小。相比大面积的汇水区域,较小的汇水区域SS峰值点出现的时间更接近降雨峰值点,对降雨的响应时间更短,降雨前期,大汇水区域径流中SS比小汇水区域小很多,而降雨后期要大很多,其主要污染物随降雨历时的延长而降低的规律性更显著,小汇水区域的径流SS和TN(总氮)、TP(总磷)具有很好的线性相关性。     

生物滞留池对地表径流中常规污染物及全氟化合物的去除效果

生物滞留系统是实现城市地表径流水量调控和水质净化的新型绿色生态系统,但其对全氟化合物的去除效能尚不清楚。本文构建了将传统填料与2～4 mm沸石(体积占比10%)或2～4 mm的改良煤质颗粒活性炭(体积占比10%)混合的2种柱形生物滞留系统,通过动态实验探究了此系统对地表径流中常规污染物和全氟化合物去除效果,分析了系统近1 a的运行效果。结果表明,生物滞留系统的水量削减率随运行时间的增长呈现下降的趋势,平均削减率为(29.8±8.2)%。改良煤质颗粒活性炭生物滞留池对COD、TN、TP、TOC、NH₄⁺-N的平均去除率分别为67.49%、84.78%、76.43%、80.28%、65.43%,优于以沸石为填料的滞留池。6种目标全氟化合物PFPeA、PFHxA、PFHpA、PFOA、PFOS、PFNA的去除率保持在80%以上。滞留池内污染物空间分布特征表明,PFBA主要集中于种植层,而PFPeA、PFHxA、PFHpA、PFOA、PFOS、PFNA则更集中于填料层。     

不同水力负荷率对潜流人工湿地内部污染物迁移转化的影响

为深入研究污染物在潜流人工湿地各填料层内的迁移转化规律,提高潜流人工湿地污染物降解效率,考察了4种进水水力负荷率(HLR,0.15、0.35、0.55、0.80 m~3/(m~2·d))下潜流湿地填料层内部不同区域DO、COD和氨氮浓度分布。结果表明:HLR为0.35m~3/(m~2·d)时,湿地内部DO浓度水平最高,湿地系统污染物处理效果最好,COD、氨氮去除率分别为93.32%、90.16%,COD及氨氮的主要降解区域分别为湿地0~60、0~40cm深度处,60cm深度以下DO水平较低,为污染物降解低效区,可研发新技术提高湿地底层DO水平以提高COD及氨氮去除效果。     

COD/NH4+-N比对厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮性能的影响

将实现半亚硝化的生活污水通入厌氧氨氧化反应器(ASBR),在室温下同步添加乙酸钠调控COD/NH4+-N比分别为2～3、3～5、5～7和7～9,在此条件下考察了系统的脱氮性能.结果表明:在COD/NH4+-N比为3～5时,系统出水NH4+-N、NO2--N、NO3--N和COD值分别为2.30、0.65、5.56和35...     

接触氧化-水解酸化-缺氧-MBR处理煤制气废水

采用接触氧化-水解酸化-缺氧-MBR工艺处理鲁奇炉煤制气废水,研究了水力停留时间对污染物去除效果的影响,以及各工艺单元的作用特征。结果表明,进水COD和NH_3-N分别为2 861~2 953 mg·L~(-1)和79~94 mg·L~(-1)时,出水COD和NH_3-N可降至181~235 mg·L~(-1)和4~6 mg·L~(-1)。水力停留时间延长,COD和NH_3-N去除率上升,但升幅不大。水解酸化出水B/C为0.285,大于其进水B/C 0.247,水解酸化起到了改善废水可生化性的作用。采用GC-MS对系统进水和各工艺单元出水进行物质组分分析,结果显示系统进水含有大量酚类化合物和少量酯类化合物。随着废水流经各工艺单元,有机污染物逐渐被分解,检出的化合物逐渐减少,系统出水无酚类化合物。     

城市非点源污染逐日排放特征及控制策略研究——以昆明市北部排水片区为例

城市非点源污染的排放负荷计算及特征分析是开展相应污染控制工作的基础。基于SWMM模型开展昆明市北部排水片区2013年城市非点源污染逐日排放负荷模拟与特征分析,并选取6项评价指标对比分析了3种源头控制技术措施的径流和污染物削减潜力。结果表明:2013年研究区域排入盘龙江的非点源COD、TN和TP年排放负荷分别为2 818.39、119.24、75.21t,最大日排放负荷分别为135.41、5.69、3.86t;2013年非点源COD、TN和TP入盘龙江日平均排放值分别有171、170、215d未达到水环境功能区划目标;削减潜力分析结果表明,水质浮选雨水口对COD年总负荷超标倍数和超标日平均超标倍数的削减程度最大,屋面雨水收集则对其余指标的削减效果最好。