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城市河流是城市生存和发展不可缺少的基本条件,然而城市内河流多为封闭型水体,水质交换少,自净能力差,易受到人类活动的影响。城市河道治理技术种类繁多,各种治理技术的作用机理及净化效果也受到多种因素影响。因此,深入研究膜曝气生物膜反应器(MABR)-生态浮床组合装置的净化效果,构建天津市中心城区河网水环境数值模拟模型,对城市河道水质改善和保障优质的生活环境具有重要意义。
依托国家科技重大专项“海河干支流河网联动水循环净化综合调控技术研究与示范课题”,本文以天津市中心城区河网作为研究对象,探究了MABR-生态浮床组合装置对河网水质的提升效果,主要的研究内容与成果为:
(1)通过物理模型试验,研究了不同水动力条件下,MABR、生态浮床及其组合装置的净化效果。综合各污染物指标,组合装置在动水中的净化效果最好,生态浮床净化效果相对较弱;组合装置对NH4+-N的净化速率在20m/h的水动力条件下最大,为0.14mg/(L·d );对CODMn和TP的净化速率在10m/h的水动力条件下最大,分别为0.2mg/(L·d )和0.024mg/(L·d )。
(2)基于圣维南方程组和一维输移扩散方程建立了天津市中心城区河网水环境模拟模型,将MABR-生态浮床组合装置净化速率K嵌入计算模型。根据2018年4月-2019年8月针对天津市中心城区河道开展的现场勘查与水质监测,分析了天津市中心城区河网水环境现状。天津市中心城区内河道在非雨季(10月-次年5月)水质情况基本达标,而在雨季(6月-9月)则普遍为V类或劣V类,NH4+-N及COD严重超标;针对建立的河网水环境模拟模型,利用2015年5月连续监测水质数据对河网水环境模型进行验证,验证结果较好。
(3)针对天津市中心城区河网存在的水质问题,按照河道联通情况、水质变化情况和流速分布情况将研究区域划分为6个片区;研究了天津市中心城区河网在不同调水方案和净化装置布设情况等多类型调控策略下的污染物浓度变化。结果表明,两种净化方案相叠加的共同作用工况对净化效果更好。浓度堆积严重且流速相对较缓的位置,该类型河道建议非紧急情况下,以开启净化装置代替补水的方式,一方面能够在一定的时间内有效的改善水质情况,另一方面能够大大提高节水量。在缓滞水体中长期运行净化装置可以有效达到净化效果。布设净化装置的小流量补水用水量最小,为360.972万m3,比大流量单一补水工况节约214.488万m3;并依此提出了河网污染较严重时的净化装置布置方案。
依托国家科技重大专项“海河干支流河网联动水循环净化综合调控技术研究与示范课题”,本文以天津市中心城区河网作为研究对象,探究了MABR-生态浮床组合装置对河网水质的提升效果,主要的研究内容与成果为:
(1)通过物理模型试验,研究了不同水动力条件下,MABR、生态浮床及其组合装置的净化效果。综合各污染物指标,组合装置在动水中的净化效果最好,生态浮床净化效果相对较弱;组合装置对NH4+-N的净化速率在20m/h的水动力条件下最大,为0.14mg/(L·d );对CODMn和TP的净化速率在10m/h的水动力条件下最大,分别为0.2mg/(L·d )和0.024mg/(L·d )。
(2)基于圣维南方程组和一维输移扩散方程建立了天津市中心城区河网水环境模拟模型,将MABR-生态浮床组合装置净化速率K嵌入计算模型。根据2018年4月-2019年8月针对天津市中心城区河道开展的现场勘查与水质监测,分析了天津市中心城区河网水环境现状。天津市中心城区内河道在非雨季(10月-次年5月)水质情况基本达标,而在雨季(6月-9月)则普遍为V类或劣V类,NH4+-N及COD严重超标;针对建立的河网水环境模拟模型,利用2015年5月连续监测水质数据对河网水环境模型进行验证,验证结果较好。
(3)针对天津市中心城区河网存在的水质问题,按照河道联通情况、水质变化情况和流速分布情况将研究区域划分为6个片区;研究了天津市中心城区河网在不同调水方案和净化装置布设情况等多类型调控策略下的污染物浓度变化。结果表明,两种净化方案相叠加的共同作用工况对净化效果更好。浓度堆积严重且流速相对较缓的位置,该类型河道建议非紧急情况下,以开启净化装置代替补水的方式,一方面能够在一定的时间内有效的改善水质情况,另一方面能够大大提高节水量。在缓滞水体中长期运行净化装置可以有效达到净化效果。布设净化装置的小流量补水用水量最小,为360.972万m3,比大流量单一补水工况节约214.488万m3;并依此提出了河网污染较严重时的净化装置布置方案。