采用生物净化滤柱同步降低CODMn并去除NH4+-N、Mn2+的启动过程研究

采用生物净化滤柱降低微污染水源水中的COD_Mn并去除NH₄⁺-N、Mn²⁺,考察净化启动过程中以及沿程的COD_Mn、ρ(NH₄⁺-N)、ρ(Mn²⁺)变化.结果表明,在71 d时,出水中的COD_Mn、ρ(NH₄⁺-N)、ρ(Mn²⁺)均低于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),并且COD_Mn最先达标,生物除锰效果受到NH₄⁺-N氧化过程中产生的NO₂^--N的影响.净化的沿程分析结果表明,随着净化启动的进行, COD_Mn的降低率和NH₄⁺-N的去除率逐渐提高,稳定阶段COD_Mn、NH₄⁺     

柳江流域大型底栖动物群落结构及其与水质因子的关系

以柳江流域23个点位为例,研究了不同水文季节(3月和6月)水质因子(DO、COD_Mn、NH₃-N、As、Hg、Cd、Pb)对底栖动物群落结构的影响,2次调查共鉴定出底栖动物4门7纲16目54科68属(种),种类相似系数为83.76%,物种丰富度表现为枯水期略高于丰水期,底栖动物优势种在枯、丰水期分别有4种和2种,具有明显的季节演替. DCA和TWINSPAN分析结果显示:柳江流域底栖动物群落结构在时空分布上存在一定差异,主要表现为枯、丰水期均有3个不同的底栖动物类群大致依次分布在该流域干流及支流的源头、中上游及下游,群落内指示物种呈现出由清洁种逐渐过渡到耐污种的变化. 指示物种分析结果(ISA)显示:在枯水期,共有8种底栖动物能作为柳江源头和大环江上游群落的指示种,分别为四节蜉属(Baetis sp.)、锯形蜉(Serratella sp.)、溪泥甲一属(Zaitzevia sp.)、短脉纹石娥属(Cheumatopsyche sp.)、蜗虫(Dugesia sp.)、朝大蚊属(Antocha)、摇蚊属(Chironomus sp.)和细蜉属(Caenis sp.),其他类群无显著指示种;在丰水期,共有5种底栖动物能作为群落划分的指示种,其中,方格短沟蜷(Semisulcospira cancellata)、钉螺(Oncomelania sp.)是柳江中上游的指示种,汉森安春蜓(Amphigomphus hansoni)、河蚬(Corbicula fluminea)、卷扁螺(Gyraulus compressus)是柳江下游的指示种. CCA分析结果显示:COD_Mn和DO是枯、丰水期均对柳江流域底栖动物群落分布有重要影响的水质驱动因子,而重金属因子(Cd、Pb、Hg)在枯水期对底栖动物分布影响较大, NH₃-N在丰水期对底栖动物分布影响较大.     

基于MIKE11的合流制截流倍数优化

文章以安徽阜阳地区界首市界临河为例，以化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)和氨氮为指标，按照排放的污水水质、污染物质量浓度差异，将研究区域划分为工业区、居民区、城中村3个区域，采用取最值法，将区域内溢流口概化为连续恒定的污染源，并设计分质截流倍数，建立MIKE11水动力水质模型；从降低河流中污染物质量浓度、提升动态水环境容量2个方面，对比分质截流与传统截流的截流效果。结果表明：采用传统截流倍数时，界临河中河长制断面处，ρ_COD、ρ(NH₃-N)分别降低28%、25%;采用分质截流倍数时，ρ_COD、ρ(NH₃-N)分别降低39%、32%;在COD和氨氮的动态水环境容量方面，分质截流比传统截流分别提升30%、16%,可见分质截流对河流水质改善效果优于传统截流。研究结果可为老城区截流式合流制排水系统改造提供参考。     

武夷山九曲溪水环境质量因子时空动态研究

流域水体质量的演变是通过水环境因子的变化来体现,且随时间和空间发生复杂的变化.对2002～2007年九曲溪流域5个监测断面的6个重要化学指标Do、CoDMn、BOD5、TP、pH及粪大肠菌群的空间变化、年变化及不同水期的变化特征进行对比分析.结果表明,几个化学指标的变化趋势基本一致,在空间上,上游水质优于下游、优于中游,中游水体污染相对严重;在时间上,2005年以前水质呈下降的趋势,2005年以后水质呈先上升后下降的趋势;在不同水期,枯水期水质劣于平水期和丰水期.整体上,九曲溪流域近6年来水质状况良好,水体呈中性偏弱酸性,DO含量丰富,还原性物质及TP含量不高,水体有较强的自净能力.污染源以沿岸集中排放的生活污水等产生的点污染源为主,其次为农业面污染源.研究成果以期为建立九曲溪水质模型提供必要的参数.     

采用主成分分析和水质标识指数评价敖江流域水质

根据2017年3月至2018年3月敖江流域的4个断面的水质监测数据,采用主成分分析法(PCA)识别流域水质时空变化特征,并采用水质标识指数法对敖江流域水质状况进行综合评价.PCA将8项水质指标转换为3种主成分,解释了原数据集83.144%的信息.分析结果表明:敖江流域水质受上游石板材工业、中下游农业、畜禽养殖业和下游人口分布影响较大,且污染呈现季节性变化;敖江流域整体水质较好,各监测断面水质情况受单项水质指标的影响显著,且流域整体污染呈现从上游往下游加重的趋势.     

基于HEA算法的红山水库富营养化模拟和预测研究

随着经济的发展，红山水库周边的污染物排放量提高，导致水库水体富营养化问题日益突出。基于红山水库2006-2020年两个监测点水质监测数据，分析红山水库水体富营养化发展趋势，通过混合演化算法(HEA)构建红山水库水体叶绿素a浓度模拟与预测模型，结合模型阈值数据和敏感性分析，揭示影响红山水库叶绿素a浓度变化的环境因素，并量化其相关关系。研究表明：(1)红山水库两个监测点2006-2013年叶绿素a浓度波动较大，2013-2020年叶绿素a浓度呈逐渐升高的趋势；(2)红山水库北部和南部叶绿素a浓度的模型拟合值与实际测量值之间的相关系数(R²)分别为0.60和0.58,均方根误差(RMSE)分别为2.09和2.59 mg·m^-3;(3)HEA最佳单规则集的阈值和敏感性分析表明，叶绿素a浓度在一定范围内与水温(WT)、化学需氧量(COD)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、溶解氧(DO)和氟(F)成正比，与铵态氮(NH₄-N)和生化需氧量(BOD₅)变化不显著。HEA模型能够较为精确地模拟红山...     

特殊区域地表水环境背景值问题及其演变趋势研究

为解决水环境背景值与最严格水资源管理制度间的冲突，选取黑龙江省汤旺河源头水保护区作为典型区域，开展特殊区域地表水环境背景值问题及其演变趋势研究工作。识别了保护区地表水背景值问题，计算了化学需氧量（COD）、高锰酸盐指数(COD_Mn)以及氨氮（NH₃-N）背景值表征范围，结合我国水环境管理评价现状，提出了背景值影响下水质评价方案。鉴于自然环境是地表水背景值的主控因素，而径流是背景污染源（腐殖质）流失的主要驱动力，基于SWAT模型，结合未来RCP45与RCP85 2种气候情景模式，预测了未来时段内汤旺河背景值表征范围随径流变化情况，为研究区未来水质背景值应用与管理提供参考。     

生物陶粒滤池预处理富营养化水库水源的净化效果与工艺参数

针对受污染的水库水源水进行中试规模的生物陶粒滤池预处理实验研究。结果表明：生物陶粒滤池能有效地净化受污染水源水水质,对COD_Mn、NH₃-N、NO^-₂-N、浊度、藻类总数、锰、THMFP等的平均去除率范围分别为19.3%～35%、89%～96.5%、97.5%～99%、57.5%～69%、60.1%～84.3%、59%～84.6%、10.4%～24.8%。其适宜的工艺参数为：水力负荷(滤速)4～6m/h,气水比0.75∶1～1∶1;反冲洗周期3～7d。     

海河流域近17年植被时空变化及其气候影响因素

为了分析海河流域近17年植被覆盖时空变化特征及其与气候要素的关系,利用2000—2016年MODIS/NDVI数据提取海河流域植被覆盖情况,采用一元线性回归趋势法对海河流域植被盖度空间分布和植被时序变化趋势进行分析,并通过对比2000、2009和2016年3期海河流域Landsat TM影像以及MODIS影像,对植被变化趋势结果进行验证.同时,结合海河流域2000—2016年降水和气温气象数据资料,对植被覆盖年际变化和气候变化进行相关性分析和趋势分析.结果表明:①海河流域整体植被覆盖较高,覆盖类型以高覆盖度(NDVI 0.7)为主,高覆盖度的面积占流域总面积的76.93%;②海河流域NDVI时序变化的多年平均值为0.76,总体呈上升趋势,线性增长率为0.027/10 a;③海河流域植被空间变化趋势以改善为主,轻微改善和明显改善的面积分别占流域总面积的32.45%和11.14%;④气候因子相关分析表明,降水是影响海河流域植被覆盖较为显著的气候影响因素,相关系数达到0.51.     

以活性炭纤维为软填料处理酱油废水的探索研究

对活性炭纤维(activated carbon fiber, ACF)进行了热氧化改性处理,并将经过改性处理的ACF用作软填料,考察了其在接触氧化法中对模拟酱油废水的处理效果。实验过程中,对填料表面的生物相进行了镜检分析,并利用扫描电镜(SEM)对挂膜成功后的填料表面进行了观察分析,对酱油废水中CODcr、BOD₅、NH₃-N、TN、TP的去除效果进行了连续监测分析。结果表明:ACF填料有较好的生物相容性,表面生物相长势良好;在DO 2～4mg／L、HRT 4～8h的条件下,CODcr、BOD₅、NH₃-N、TN、TP的平均去除率分别在60％、95％、70％、20％、30％以上。     

QUAL 2K模型在乐安河流域水质模拟中的应用

应用QUAL2K综合水质模型对乐安河流域CODMn、NH3-N进行了水质模拟,模拟结果表明:QUAL 2K模型具有较好的模拟精度,可以定量地描述乐安河中CODMn、氨氮水环境质量变化过程.     

基于水环境数学模型的竹桥河流域综合整治成效模拟分析

以竹桥河水质达标为目的,综合考虑整治范围内水体污染来源及水文条件等因素,采用水环境模拟技术建立竹桥河流域的水动力与水质动态二维模型,采用现场实测、监测数据等有效资料对模型参数进行率定.并利用率定后的模型对综合整治方案进行水质模拟.结果表明:根据现有整治方案,当竹桥河流域整治后截污率达到60%的情况下,干流COD、NH₄+-N可在入河口稳定达到地表水Ⅲ类水质要求,但TP在河口处不能稳定达到地表水Ⅲ类水质要求.为保证水质稳定达标,还需对畜禽养殖污染进行控制,即减少生猪养殖约3 000头/年.     

珠江三角洲水资源配置工程取水口突发水污染事件模拟研究

影响珠江三角洲水资源配置工程取水口周边水环境风险的要素较多，利用EFDC模型，分析模拟取水口主要水质要素运动规律，以有效应对突发水污染事件。基于EFDC模型的水动力模型，构建了取水口所在河道的NH₃-N模型与溢油模型。根据取水口周围存在的风险源，设置了6种突发水污染事件情景，并采用NH₃-N模型与溢油模型对突发水污染事件情景进行了模拟。模拟结果表明，取水口上游西江干流右岸突发水污染事件不会对取水口造成影响，但左岸突发水污染事件会造成重大影响。      

深圳河湾流域水污染源解析研究

利用污染源调查资料、污水处理厂运行数据、底质监测结果、SWMM的非点源污染模型和截排系统溢流模型, 估算深圳河湾流域的非点源和溢流污染负荷, 解析流域主要污染物的时空分布和来源, 得到如下结论。1) 2015年深圳河湾流域全年入河负荷量为COD 3.676 万 t/a, 氨氮 5715.65 t/a, TP 494.36 t/a, 其中点源为COD 2.63 万 t/a, 氨氮 5496.9 t/a, TP 463.55 t/a, 占全年的比例分别为72%, 96%和94%。非点源负荷为COD 8608 t/a, 氨氮 99.8 t/a, TP 18 t/a。雨季(4-9 月)溢流总负荷为COD 1894.05 t, 氨氮 118.95 t, TP 12.81 t。2) 深圳河湾流域单日入河负荷为COD 116.5 t/d, 氨氮 15.75 t/d, TP 1.412 t/d; 旱季污染源中漏排污水, 各指标负荷属排污口和支流漏排占比最大; 旱季点源总COD为71.94 t/d, 氨氮为15.06 t/d, TP为1.27 t/d。雨季中, 非点源的COD占比最大(34.21%), 其次是支流漏排(28.73%)和排污口(22.3%); 3) 雨季非点源和溢流的负荷对水质的影响不能忽略, 尤其是暴雨天, 虽然时间短, 但大量负荷对水质冲击的影响极其严重, 恢复到正常水质需较长的时间。     

基于Petri网与BAT的造纸行业排放限值仿真

以OPMSE仿真计算造纸污水中COD,BOD5,NH3-N排放质量浓度为研究对象,查询及调研清河流域典型造纸行业产生的污水中COD,BOD5,NH3-N质量浓度范围,通过OPM SE仿真计算,结果表明:置信水平为99%时,COD置信区间为(34.09,41.84),BOD5置信区间为(6.65,8.40),NH3-N置信区间为(6.28,7.34);最佳出水各指标为ρ(COD)=12.79 mg/L,ρ(BOD5)=2.62 mg/L,ρ(NH3-N)=3.33 mg/L,最差出水各指标为ρ(COD)=70.47 mg/L,ρ(BOD5)=14.51 mg/L,ρ(NH3-N)=10.22 mg/L.将仿真结果与现有排放标准对比,拟定造纸行业的污染物直接排放限值为ρ(COD)=45 mg/L,ρ(BOD5)=9 mg/L,ρ(NH3-N)=8 mg/L.     

库坝和土地利用状况对河流水质的影响

【目的】研究库坝建设对河流水质状况的影响,以及库坝建设后不同河段主要水质指标与河道两侧土地利用状况的相关关系。【方法】以河南省荥阳市淮河的4级支流索河为研究对象,对位于乡村、市区、郊区3个区位的由于库坝建设而形成的河流段与库区段的主要水质指标进行比较。【结果】各区位河流段与库区段比较,水体全磷(TP)浓度在河流段显著高于库区段,NH⁺₄-N、化学需氧量(COD)浓度在河流段低于库区段,而全氮(TN)、NO^-₃-N浓度等水质指标受库坝建设的影响较小。相关性分析表明,在河流段和库区段,建设用地占比均与TN、TP、NO^-₃-N、COD浓度等水质指标呈正相关,而林地占比与TN、TP、NO^-₃-N、COD浓度等水质指标呈负相关。耕地占比与TN、TP、NO^-₃-N浓度等水质指标在河流段呈负相关,而在库区段则呈正相关。【结论】库坝建设使河流形成相对不连续的河流段与库区段,总体上可降低河流水体的TP含量,但NH⁺₄-N、COD浓度等指标则有所上升; 在河流段与库区段,水体水质与河道周边土地利用状况的相关关系也存在一定差异,库区段水质状况更易受周边土地利用结构影响。     

长江源区重金属分布特征及生态风险评价

于2017年6月在长江源区12个采样点采集表层水样和沉积物样品,测定重金属含量,并结合地累积指数、水质指数和潜在风险指数等,评价长江源重金属污染和生态风险.结果表明,水体中Mn,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb 和 Cr 的浓度范围为 ND～4.21,0.609～3.71,0.033～5.01,ND～34.86,ND～0....     

百花水库水质模拟及季节性水质恶化控制对策

猫跳河梯级水库自20 世纪90 年代起频繁出现季节性突发污染事件. 选择位于猫跳河干流的百花水库作为研究对象, 对其水温、溶解氧(dissolved oxygen, DO)浓度、营养盐浓度进行了为期12 个月的连续监测. 通过分析水库垂直剖面方向上水温及DO 浓度的季节变化趋势, 验证了水体季节性分层现象是导致突发水质恶化的主要原因. 引入水质分析模拟程序(water quality analysis simulation program, WASP) 对水温、DO 浓度、NH⁺ ₄ 浓度进行模拟, 模拟结果与监测值季节变化趋势吻合, 证明该模型可以应用于百花水库的水质模拟. 利用WASP 对水库进行了流量调度模拟. 结果表明, 进行有效的季节性水量调控可以达到改善该水库季节性缺氧状况的目的.