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非点源污染已经成为影响地表水水质的重要因素,尤其是城市初期径流对河道水质影响十分严重,所以要探究适合我国国情的治理方法。人工快速渗滤系统(CRI)在处理生活污水中发挥着十分重要的作用,但对于处理初期径流方面的研究较少。本文依托国家“十二五”宜兴水专项课题“城区水污染控制和水环境功能提升技术研究”,根据课题围绕“城区排水溢流污染控制技术研究”,提出采用人工快速渗滤系统对人工模拟的初雨径流进行实验室模拟小试试验。探究人工快速渗滤系统处理初期径流的可行性和适应性,并优化其参数,探究该系统中污染物的去除规律,本文的主要研究结果如下:
(1)对宜兴不同功能区地表径流的水质调研,结果表明:宜兴市不同功能区初雨径流主要污染物指标平均浓度超过 V类水,即 COD、TN、TP、NH+4-N和NO-3-N的平均浓度分别为280.94、15.35、8.26、4.81、1.06 mg/L,降雨径流污染严重。
(2)采用传统和特殊填料的两个人工快速渗滤系统处理初雨径流,实验室采用有机玻璃柱子进行模拟试验。结果表明:COD和 NH+4-N分别在17天和23天出水达到稳定状态,COD平均出水浓度分别为45和43 mg/L,去除率分别高达为83.63和82.64%;NH+4-N平均出水浓度分别为2.17和1.92 mg/L,平均去除率分别为73.97和76.68%,验证CRI系统在处理初雨径流的可行性。
(3)对人工快速渗滤系统进行参数优化,通过对不同的湿干比、水力负荷和水力负荷周期对CRI系统出水效果影响的试验研究,表明湿干比为1:3、水力负荷为2 m/和水力负荷周期为12 h时系统对初雨径流的总体处理效果最好。
(4)探究污染物指标在人工快速渗滤系统内的变化规律,结果表明:两个系统的去除规律基本一致,对COD的去除主要发生在90 cm的上中层填料段;NH+4-N的去除主要是发生在上层填料60 cm段;TN的去除主要集中在120~150 cm的下层填料段;对TP的去除主要发生在60~120 cm的中层填料段。添加钢渣和木糠的特殊填料系统的去除效果更好。
(5)研究了人工快速渗滤系统经历较长时间的落干期,重新启动后对初雨径流处理的恢复能力,结果表明:添加特殊填料系统和传统填料系统均能较快的恢复对 COD和 NH+4-N的处理能力,但在处理 TN和 TP时,添加特殊填料系统相较于传统填料系统有较快且较好的恢复能力,平均去除率分别提高15.25%和17.44%。添加特殊填料还有利于提高系统运行的稳定性,提高了系统处理城市初雨径流污染在实际工程中的可操作性。
(1)对宜兴不同功能区地表径流的水质调研,结果表明:宜兴市不同功能区初雨径流主要污染物指标平均浓度超过 V类水,即 COD、TN、TP、NH+4-N和NO-3-N的平均浓度分别为280.94、15.35、8.26、4.81、1.06 mg/L,降雨径流污染严重。
(2)采用传统和特殊填料的两个人工快速渗滤系统处理初雨径流,实验室采用有机玻璃柱子进行模拟试验。结果表明:COD和 NH+4-N分别在17天和23天出水达到稳定状态,COD平均出水浓度分别为45和43 mg/L,去除率分别高达为83.63和82.64%;NH+4-N平均出水浓度分别为2.17和1.92 mg/L,平均去除率分别为73.97和76.68%,验证CRI系统在处理初雨径流的可行性。
(3)对人工快速渗滤系统进行参数优化,通过对不同的湿干比、水力负荷和水力负荷周期对CRI系统出水效果影响的试验研究,表明湿干比为1:3、水力负荷为2 m/和水力负荷周期为12 h时系统对初雨径流的总体处理效果最好。
(4)探究污染物指标在人工快速渗滤系统内的变化规律,结果表明:两个系统的去除规律基本一致,对COD的去除主要发生在90 cm的上中层填料段;NH+4-N的去除主要是发生在上层填料60 cm段;TN的去除主要集中在120~150 cm的下层填料段;对TP的去除主要发生在60~120 cm的中层填料段。添加钢渣和木糠的特殊填料系统的去除效果更好。
(5)研究了人工快速渗滤系统经历较长时间的落干期,重新启动后对初雨径流处理的恢复能力,结果表明:添加特殊填料系统和传统填料系统均能较快的恢复对 COD和 NH+4-N的处理能力,但在处理 TN和 TP时,添加特殊填料系统相较于传统填料系统有较快且较好的恢复能力,平均去除率分别提高15.25%和17.44%。添加特殊填料还有利于提高系统运行的稳定性,提高了系统处理城市初雨径流污染在实际工程中的可操作性。