巢湖市環(huán)城河底泥釋放特性研究及補(bǔ)水優(yōu)化計(jì)算.pdf

1、巢湖市地處安徽中部，臨近長(zhǎng)江，環(huán)抱巢湖。近年來(lái)，巢湖市經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，巢湖市周圍的河流、湖泊均受到不同程度的污染，尤其以巢湖市區(qū)的河道污染最為嚴(yán)重，影響居民的日常生活，因此，需要對(duì)巢湖市區(qū)水環(huán)境進(jìn)行保護(hù)和生態(tài)安全維護(hù)。本課題研究對(duì)象環(huán)城河為巢湖市區(qū)典型污染河流，是巢湖市區(qū)最主要水系。環(huán)城河分為東、西兩部分。東、西環(huán)城河水質(zhì)均為劣V類，水質(zhì)污染嚴(yán)重，總磷、總氮嚴(yán)重超標(biāo)。
　　課題根據(jù)河道的特征、污染負(fù)荷，以COD代替BOD，利用Dob

2、bins-Camp水質(zhì)模型，計(jì)算河道末端水質(zhì)達(dá)標(biāo)所需要的最小補(bǔ)水流速和最小補(bǔ)水流量，從而優(yōu)化巢湖市城區(qū)水系補(bǔ)水調(diào)控技術(shù)。
　　選擇在東、西環(huán)城河上各布置三個(gè)采樣點(diǎn)，共六個(gè)采樣點(diǎn)。參照BOD培養(yǎng)法測(cè)定COD降解系數(shù)k1和沉淀系數(shù)k3，并對(duì)COD降解系數(shù)k1進(jìn)行修正，得出相同溫度下東環(huán)城成河COD降解系數(shù)比西環(huán)城河大，原因是東環(huán)城河河水污染程度比西環(huán)城河嚴(yán)重，水中污染物較多，導(dǎo)致河流耗氧速度變快，引起COD降解系數(shù)k1較大。
　

3、　通過(guò)底泥耗氧實(shí)驗(yàn)?zāi)M測(cè)定得到底泥耗氧量?O與時(shí)間t呈線性關(guān)系，關(guān)系式分別為：東環(huán)城河7℃時(shí)?O=0.0740t+0.4394，15℃時(shí)?O=0.1602t-0.1534，28℃時(shí)?O=0.2316t，西環(huán)城河7℃時(shí)?O=0.0899t+0.3661，15℃時(shí)?O=0.1522t+0.2651，28℃時(shí)?O=0.2088t+0.4600；
　　單位面積單位時(shí)間底泥耗氧速率p1與溫度T存在線性關(guān)系，且水溫13℃、29℃、16℃、5℃

4、條件下東環(huán)城河單位面積單位時(shí)間底泥消耗溶解氧量分別為：17.255mg/(m2·h)、31.857mg/(m2·h)、19.993mg/(m2·h)、9.955mg/(m2·h)；水溫13℃、29℃、16℃、5℃條件下西環(huán)城河單位面積單位時(shí)間底泥消耗溶解氧量分別為。17.986mg/(m2·h)、29.956mg/(m2·h)、20.230mg/(m2·h)、12.001mg/(m2·h)。
　　水體復(fù)氧包括大氣復(fù)氧和光合作用復(fù)氧

5、。本文采用公式估算法。根據(jù)東、西環(huán)城河平均水深，選用Churchill公式計(jì)算大氣復(fù)氧系數(shù)k2。光合作用復(fù)氧特性研究采用黑白瓶實(shí)驗(yàn)測(cè)定，春季和秋季光照強(qiáng)度相近可視為相同，測(cè)定結(jié)果分別為：東環(huán)城河夏季產(chǎn)氧速率為1.237mg/L·d、耗氧速率為0.303mg/L.d，秋季產(chǎn)氧速率為0.723mg/L·d、耗氧速率為0.273mg/L·d，冬季產(chǎn)氧速率為0.573mg/L·d、耗氧速率為0.283mg/L·d；西環(huán)城河夏季產(chǎn)氧速率為0.85

6、0mg/L·d、耗氧速率為0.223mg/L·d，秋季產(chǎn)氧速率為0.715mg/L·d、耗氧速率為0.195mg/L·d，冬季產(chǎn)氧速率為0.353mg/L·d、耗氧速率為0.168mg/L·d。
　　通過(guò)對(duì)底泥釋放實(shí)驗(yàn)厭氧條件下和自然水體條件下的靜態(tài)模擬，得出：COD釋放量20℃>30℃>5℃，原因是20℃既不利于微生物降解有機(jī)物也不利于礦物質(zhì)吸附有機(jī)物，導(dǎo)致大量有機(jī)物釋放到水體，水體COD濃度高；底泥釋放TN、TP的量是30℃>

7、20℃>5℃，原因?yàn)闇囟壬撸⑸锬軌蚶盟腥芙庋踅到庥袡C(jī)氮和有機(jī)磷，此外，溶解氧的減少使得氧化還原電位降低，使Fe3+還原成Fe2+，磷可以從沉淀物中釋放出來(lái)，所以，溫度越高，底泥釋放TN、TP越多；厭氧條件下底泥釋放COD、TN、TP濃度均大于自然水體條件下底泥釋放量，原因是厭氧條件下，好氧微生物不能降解有機(jī)物，有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解不利于硝化作用和反硝化作用，溶解氧減少容易發(fā)生Fe3+還原成Fe2+，因此，COD、TN、TP釋放量

8、增多。
　　計(jì)算保障河道末端DO≥3mg/L、COD≤30mg/L（Ⅳ類）補(bǔ)水所需要的最小流速分別為：東環(huán)城河春季0.0063m/s、夏季0.0136m/s、秋季0.0070m/s、冬季0.0035m/s；西環(huán)城河春季0.0155m/s、夏季0.0220m/s、秋季0.0163m/s、冬季0.0055m/s；再根據(jù)Q=A×u計(jì)算需要的最小補(bǔ)水流量分別為東環(huán)城河春季0.2232m3/s、夏季0.4896m3/s、秋季0.2520m3