污水处理厂下游污染物对藻类生长的影响研究

【摘要】：随着城镇化的发展，城市生活污水量逐年增长，大量城市生活污水汇入长江，为三峡库区产生富营养化提供了丰富的营养物质。本文以污水处理厂下游污染物对藻类生长的影响为出发点，结合控制实验和数值模拟等技术手段，系统地分析了污水处理厂下游的营养盐含量、营养盐结构、水文环境因子等对藻类生长产生的影响，建立了排污口下游关于藻类生长的河流水质模型。主要研究结果如下： ①在不同水力条件下排污口下游污染物对藻类生长的影响研究中得出不同流速下溶解氧的变化由氧分子总传质系数K_(La)和溶液饱和溶解氧值c_s共同决定的。流速在0.4m/s~1.4m/s范围内，K_(La)值对溶解氧的控制占主导地位；在1.4m/s~2.0m/s流速范围内，c_s值对溶解氧的控制占主导地位。流速为1.4m/s时，溶解氧达到最大值。在一定的氮磷比范围内，藻类的生长取决于氮磷比的紊乱程度。 ②在实际复杂条件下对污水处理厂下游污染物与藻类的监测分析中发现排污口下游溶解氧浓度在氧亏临界点之前受有机物浓度控制，在临界点之后受生物过程控制。pH值的变化可以在一定程度上反映藻类的生长情况，在碱性水体中更利于藻类生长。污水排放导致排污口下游藻类生长旺盛的范围出现在下游1000m~3000m范围内；相对于氮而言，磷是藻类生长的限制因子，而氨氮是藻类生长获取的主要氮源。藻类生长与TP、DO、pH、COD_(Mn)均显著相关，相关系数较小；藻类生长的变化是由复杂环境中各种因素相互作用引起的。 ③运用WASP模型对排污口下游藻类生长情况作了模型的参数估计和模型验证，并对模型进行敏感性分析。通过试算法得出污水处理厂下游20℃条件下硝化速率k_(12)为0.2d~(-1)、20℃条件下反硝化速率k_(20)为0.01d~(-1)、20℃条件下浮游植物的饱和生长速率k_(1c)为0.85d~(-1)、20℃条件下BOD的衰减系数kd为0.1d~(-1)、20℃条件下水体的大气复氧速率k_2为0.1d~(-1)。敏感性分析中表明，20℃条件下浮游植物的饱和生长速率k_(1c)为最主要参数。 【关键词】：污水处理厂 藻类生长 流速 污染物 WASP水质模型
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X173
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 问题的提出9-10
• 1.2 研究的目的10
• 1.3 国内外研究现状10-17
• 1.3.1 污染物大量汇入水体的危害10-11
• 1.3.2 氮排放对水体的影响11
• 1.3.3 磷排放对水体的影响11-12
• 1.3.4 藻类生长的影响因素12-15
• 1.3.5 藻类生长模型概述15-17
• 1.4 课题研究的意义17-18
• 1.4.1 课题的创新点17
• 1.4.2 采取的技术路线17-18
• 第2章 藻类生长研究试验内容与分析方法18-22
• 2.1 试验内容18
• 2.1.1 不同水动力条件排污口下游藻类生长研究18
• 2.1.2 重庆主城长江段排污口下游藻类生长研究18
• 2.2 分析方法18-21
• 2.2.1 监测项目18
• 2.2.2 测定方法18-21
• 2.2.3 试验测定仪器21
• 2.3 数据处理21-22
• 第3章 水动力条件下排污口下游污染物对藻类生长的影响22-40
• 3.1 试验目的22
• 3.2 试验方法22-24
• 3.2.1 试验装置22
• 3.2.2 试验方案22-24
• 3.2.3 试验检测指标及方法24
• 3.3 试验结果及分析24-38
• 3.3.1 不同流速下溶解氧（DO）的变化24-27
• 3.3.2 不同流速下污染物浓度的变化27-32
• 3.3.3 不同流速下藻类生长情况及其与影响因素的相关性分析32-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第4章 重庆主城长江段污水处理厂下游污染物对藻类生长的影响40-62
• 4.1 试验目的40
• 4.2 监测污水处理厂概况40-41
• 4.3 试验方法41-42
• 4.3.1 采样点设置41
• 4.3.2 采样时间41-42
• 4.3.3 试验检测指标42
• 4.4 试验结果及分析42-61
• 4.4.1 溶解氧(DO)与高锰酸盐指数(COD_(Mn))的变化42-44
• 4.4.2 溶解氧(DO)与叶绿素 a(Chla)的变化44-46
• 4.4.3 pH 与叶绿素 a(Chla)的变化46-48
• 4.4.4 营养盐与叶绿素 a(Chla)的变化48-58
• 4.4.5 藻类生长相关性分析58-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 WASP 模型在排污口下游藻类生长中的应用研究62-78
• 5.1 WASP 模型的简介62
• 5.2 EUTRO 模型结构分析62-69
• 5.2.1 藻类生长动力学系统63-65
• 5.2.2 氮循环65-67
• 5.2.3 磷循环67-68
• 5.2.4 溶解氧平衡68-69
• 5.3 EUTRO 模型参数率定与验证69-75
• 5.3.1 参数率定69-71
• 5.3.2 模型验证71-75
• 5.4 模型参数的灵敏度分析75-77
• 5.5 本章小结77-78
• 第6章 结论与建议78-80
• 6.1 结论78-79
• 6.2 建议79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-86
• 在校期间发表的论文86-87
• 附录87-95
• 附录 A：流速试验监测数据87-89
• 附录 B：污水处理厂下游监测数据89-92
• 附录 C：WASP 模型模拟数据92-94
• 附录 D：试验仪器94-95

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