人工曝气强化技术对缓流重污染水体水质应急修复的研究

论文摘要

人工曝气强化技术（The artificial aeration strengthening technology）经过多年发展广泛应用于各个工程中,对黑臭河道除污以及应急修复起到重大作用。课题以水体水质净化与长效保持为目的,通过人工曝气强化技术,来改变城镇污染河道黑臭现状。课题考察人工曝气强化技术对同心河应急修复及除污效果影响,研究在试验条件下,不同曝气强度与不同外源污染负荷对同心河水质人工曝气除污效果的影响。现场运行人工曝气系统,短时间内进行人工复氧,对去除水体有机物及营养盐无明显效果,仅对提高水体溶解氧、消除水体恶臭有一定作用。在限定水体范围内,曝气强度越大,水体溶解氧越容易短时间内升高,有利于提高河流水质,发挥曝气机应急处理作用。对同心河这样流动性较差的河流,曝气起到一定的推流作用。在相同工况条件下,水车式曝气机的复氧能力较强,服务范围大,对河底底泥扰动程度小,曝气后水体感官效果好。两种曝气机对水体中CODcr均有去除,水车式去除氨氮效果好于潜水式曝气机,但两种曝气机对溶解性磷酸盐均无去除效果。在限定范围水体、无外源污染进入的条件下,控制对水体恒定的充氧量,污染水体水质能得到好转。结果表明,当曝气强度为250L/（m3.h）时即能有较好的除污效果,加大曝气强度污染水体除污率并没有提高。因此建议不需要加大曝气强度,避免浪费。在试验条件下,当水体CODcr容积负荷为0.02Kg/（m3.d）、氨氮容积负荷为0.004Kg/（m3.d）、TP容积负荷为0.00013Kg/（m3.d）,相当于同心河现在每日流进污水4000m3左右时,对曝气去除污染物效果影响很大,应急修复效果较差;当水体CODcr容积负荷0.005Kg/（m3.d）、氨氮容积负荷0.00082Kg/（m3.d）、TP容积负荷0.00004Kg/（m3.d）,相当于同心河现在每日流进污水1000m3左右时,人工曝气对污染物能起到较好的去除作用。建议昆山同心河每天排入污水量由4000m3减少到959m3（新增截流污水量3000吨）。截污后,进入同心河污染物总量分别为CODcr为220.57Kg/d、NH4+-N为14.58Kg/d、TP为3.45Kg/d。曝气运行对污染物削减量CODcr为220.69 Kg/d、NH4+-N为41.66Kg/d、TP为3.6Kg/d。新增截污后,以现有人工曝气条件下运行可达到短期治理目标。试验所有结论对同心河人工曝气应急修复及除污有着重要的理论和实践意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 河道污染及其危害
• 1.1.2 河道的形态、特征及功能
• 1.1.3 河道的污染现状
• 1.2 人工曝气强化技术
• 1.2.1 人工曝气强化技术机理
• 1.2.2 人工曝气强化技术工艺特点
• 1.2.3 人工曝气强化技术的影响因素
• 1.2.4 人工曝气强化技术研究动态
• 1.2.5 人工曝气强化技术国内外应用
• 1.3 课题的目的与意义
• 1.4 课题研究的内容与创新之处
• 1.4.1 研究的基本内容
• 1.4.2 创新点
• 第二章 同心中心河治理示范工程及研究
• 2.1 同心中心河概况
• 2.2 同心河前期水质监测分析
• 2.2.1 水体溶解氧的变化
• 2.2.2 水体有机物的变化
• 2.2.3 水体氨氮的变化
• 2.2.4 水体总磷的变化
• 2.3 同心河水环境状况评价
• 2.3.1 单因子评价法
• 2.3.2 同心中心河污染源分析
• 2.4 同心中心河治理目标
• 2.5 人工曝气强化技术应用
• 2.5.1 人工曝气强化技术设计参数
• 2.5.2 人工曝气强化技术运行简介
• 2.6 人工曝气对同心河水质影响研究
• 2.6.1 溶解氧的改善情况
• 2.6.2 浊度的改善情况
• 2.6.3 CODcr 的改善情况
• 2.6.4 氨氮的改善情况
• 2.6.5 硝酸盐氮的改善情况
• 2.6.6 溶解性磷酸盐的改善情况
• 2.6.7 总磷的改善情况
• 2.7 示范工程问题总结与研究方法
• 2.7.1 示范工程问题总结
• 2.7.2 示范工程研究方法
• 2.8 本章小结
• 第三章 试验材料与研究方法
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 试验器材
• 3.1.2 试验用水和底泥
• 3.1.3 外源污染用水水质
• 3.2 监测项目与分析方法
• 3.3 试验的运行及研究方法
• 3.3.1 曝气强度对缓流重污染水体水质净化的参数控制与研究方案
• 3.3.2 污染负荷对缓流重污染水体水质净化的参数控制与研究方案
• 3.4 清水实验
• 第四章 曝气强度对缓流重污染水体水质净化的研究
• 4.1 试验目的
• 4.2 试验数据结果与分析
• 4.2.1 曝气强度对缓流重污染水体CODcr 去除影响
• 4.2.2 曝气强度对缓流重污染水体氨氮去除影响
• 4.2.3 曝气强度对缓流重污染水体TP 去除影响
• 4.2.4 曝气强度对缓流重污染水体DO 变化情况
• 4.3 试验结果讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 污染负荷对缓流重污染水体水质净化的研究
• 5.1 试验目的
• 5.2 试验数据结果与分析
• 5.2.1 污染负荷对缓流重污染水体CODcr 去除影响
• 5.2.2 污染负荷对缓流重污染水体氨氮去除影响
• 5.2.3 污染负荷对缓流重污染水体TP 去除影响
• 5.2.4 污染负荷对缓流重污染水体DO 变化情况
• 5.3 试验结果讨论
• 5.4 新增截污量计算
• 5.5 水体污染负荷与曝气强度影响研究
• 5.5.1 水体CODcr 负荷与曝气强度影响研究
• 5.5.2 水体氨氮负荷与曝气强度影响研究
• 5.5.3 水体TP 负荷与曝气强度影响研究
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历