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用于河道水质净化的曝气技术研究

2020-12-07阅读(995)

用于河道水质净化的曝气技术研究

论文摘要

国内外的试验结果和成功经验表明,人工曝气因占地少、设备省、运行费用低、处理水量大且无二次污染等优点,是治理污染河道的一种有效的技术。然而在城市污染型河道在完成基本截污之前及之后,如何利用现存的河道空间,采用经济易行的河道曝气系统,对进入河道的污染负荷进行削减或通过水质保持为水生生态系统的恢复创造有利条件,同时考虑该技术对于不同河道纳污状态下的适应性、处理效能及其运用推广价值等方面,尚缺乏系统研究。本文在定量分析大清河流域的产污排污特点的基础上,从观测、研究、识别河流水文、水质变化规律入手,对具实用工程尺度规模的固定式河道曝气系统进行了系统研究,主要结论有:大清河研究段可分为“节制闸全部关闭”、“节制闸溢流或渗漏水下泻”、“节制闸部分开启”、“节制闸全部开启”等4种典型工况,其中以“节制闸全部关闭”工况为主,占2006年调查时间段的3/4以上;各监测断面的DO一直维持较低水平,可生化性良好,BOD5、NH4+-N等耗氧物质浓度较高,适于采用生化处理。在“节制闸溢流或渗漏水下泻”工况时、研究段河水平均流速0.014m/s时,CODCr的平均去除率为20.2%,NH4+-N为21.9%;TN为9.3%,TP为13.1%,DO提升普遍在0.5mg/L以上;在“节制闸部分开启”工况下、研究段河水平均流速0.2m/s时,DO在曝气区内有短时提高,CODCr也表现出一定程度的削减（10%以下）,但对其它主要污染物指标如NH4+-N、TN及TP等没有出现明显去除的现象;在“节制闸全部关闭”工况时,CODCr去除率平均为30.1%,NH4+-N为35.0%,TN为17.3%,TP为21.4%,DO提升在0.5mg/L以上曝气复氧对河流底质污染物释放的影响试验表明:曝气复氧影响了上覆水中的pH值,表现为先上升后下降,而对照处理的上覆水中的pH值表现为先下降后上升,pH值上升会加速底泥内源磷释放;曝气复氧能较好地控制底泥向上覆水释放N、P及SCOD等污染物质。曝气复氧状态下的TN、TDP及SCOD的平均释放速率分别为:-55.79mg/（m2·d）、-3.43 mg/（m2·d）和-75.53mg/（m2·d）;而对照处理的平均释放速率为:294.92mg/（m2·d）、0.029mg/（m2·d）和-9.52mg/（m2·d）。采用静态经济评价方法对固定式曝气系统的投资、运行成本进行了估算。本研究下固定式河道曝气系统的投资为52元/吨,占传统市政污水处理工艺1/15～1/22左右;运行费用为0.0085元/吨,占传统市政污水处理工艺的1/100～1/200;固定式河道曝气系统对缓流黑臭水质的单位COD削减成为0.42元/（kgCOD）,占传统市政污水处理工艺的11.76%。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 国内外河道曝气技术运用综述
  • 1.2.1 应用形式
  • 1.2.2 国内外应用实例
  • 1.3 研究发展
  • 1.4 研究的创新性
  • 第二章 大清河研究段河道特点及研究试验方案设计
  • 2.1 大清河研究段河道特点
  • 2.1.1 大清河河系情况
  • 2.1.2 大清河研究段河道的选取
  • 2.1.3 河段水文特点
  • 2.1.4 水质特点
  • 2.2 研究内容
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 曝气系统设计及两种固定曝气装置的比选
  • 3.1 固定式曝气系统设计
  • 3.1.1 需氧量计算（不计藻类的复氧作用）
  • 3.1.2 曝气器选型与设计
  • 3.2 两种固定式曝气器的比较
  • 3.2.1 材料与方法
  • 3.2.2 运行测试分析与比较
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 固定式曝气系统处理河道水质试验研究
  • 4.1 固定式曝气系统处理重污染河道水的试验研究
  • 4.1.1 材料与方法
  • 4.1.2 指标测定
  • 4.1.3 数据处理
  • 4.1.4 河道曝气复氧对缓流重污染河水的处理效果分析与讨论
  • 4.1.5 河道曝气复氧对急流重污染河水的处理效果分析与讨论
  • 4.1.6 重度污染水质的净化效果小结
  • 4.2 固定式曝气系统对河道轻度污染水质的净化效果
  • 4.2.1 材料与方法
  • 4.2.2 固定式曝气系统对河道轻污染水质的处理效果分析与讨论
  • 4.2.3 河道轻污染水质的处理效果小结
  • 4.3 固定式曝气系统对河道水质净化效果分析
  • 4.3.1 影响因素分析
  • 4.3.2 适用范围分析
  • 4.3.3 小结
  • 4.4 曝气复氧对河流底质污染物释放的影响
  • 4.3.1 材料和方法
  • 4.3.2 河流底质污染物释放分析与讨论
  • 4.3.3 河流底质污染物释放小结
  • 4.4 固定式河道曝气的技术经济分析
  • 4.4.1 直接比较法
  • 4.4.2 等效比较法
  • 4.4.3 技术经济分析小结
  • 第五章 结论与展望
  • 5.1 结论
  • 5.2 本研究创新之处
  • 5.3 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录(攻读硕士学位期间发表论文目录

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