| 题名 | 山溪性河流污染源控制及原位修复技术研究 |
| 作者 | 董慧峪 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 强志民 |
| 关键词 | 山溪性河流 污染源 解析 控制 原位修复 hilly river pollution source apportionment control in-situ remediation |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 我国河流污染形势严峻，河流水质的恶化不但破坏河流的水环境，且对流域内饮用水的安全保障造成威胁。山溪性河流指汇水区为山地丘陵的河流，通常位于流域空间尺度上的中上游，其水质的保持对流域水质具有先决性作用。本文以位于苕溪流域的山溪性污染河流锦溪为对象，围绕“控源—截污—净化”的技术路线开展了一系列研究，以期在改善锦溪水质的同时，为我国山溪性河流的修复提供有益借鉴。 首先开展了锦溪水质时空变化特征的调查：在锦溪所流经的4 个功能区设置了6 个常规采样断面，进行了连续一年的监测。通过灰色聚类分析发现2005–2009 年锦溪入库断面水质有了逐步改善；通过污染分指数法明确了锦溪的主要污染物为TN 与TP；通过综合污染指数法与空间聚类法揭示了锦溪水质的 季节变化和空间变化特征，同时发现上游村镇区域对锦溪污染的贡献最大，是进 行污染源控制的重点区域。 在污染源调查的基础上，对锦溪上游村镇地区的常用的5 种污水处理设施（包括三格式化粪池、微动力接触氧化池、稳定塘、构造湿地及活性污泥法污水处理厂）的建设现状及运行效果进行了综合调查与评估。在常规污染物去除方面，尽管初级处理工艺三格式化粪池能有效去除TSS 和COD，但对氮磷和致病菌的去除作用有限，因此有必要对三格式化粪池的出水再进行二级处理。4 种二级处理工艺（微动力接触氧化池、稳定塘、构造湿地、活性污泥法）的实际出水浓度与对应的达标设计浓度均存在着明显的差距，可靠性与稳定性分析显示，集中式的活性污泥工艺与分散式的构造湿地工艺要优于分散式的稳定塘与微动力接触氧化工艺。在特殊微量污染物去除方面，锦溪上游各村镇污水处理设施中均可检出6 种内分泌干扰物（EDCs）和19 种抗生素，其中NP 和大环内酯类在进水中的浓度最高。4 种二级处理工艺对大多数的EDCs 与抗生素均有一定的去除效果，但波动较大；此外，夏季的处理效果要明显好于冬季。总体而言，活性污泥法对EDCs 和抗生素的去除效果优于分散式工艺，而构造湿地对抗生素的去除效果在 各分散式污水处理工艺中为最佳。这些污水处理设施对EDCs 和抗生素的不完全 去除，是导致锦溪河水中能频繁检测到这些微量污染物的主要原因。 为了解决传统构造湿地溶氧（DO）不足导致脱氮效果差的问题，考察了两种不同曝气形式（连续或间歇曝气）对垂直流构造湿地（VFCW）处理重污染河水的改善效果。结果表明，人工曝气可显著增加VFCW 内部的DO 浓度，从而提高其对COD 和NH3-N 的净化能力。虽然VFCW 对COD、NH3-N 及TN 的去除效果均随水力负荷（HLR）的增大而逐步下降，但人工曝气增强了其抵抗污染负荷波动的能力。在19 cm day-1 HLR 条件下，在连续曝气时COD 和NH3-N 的去除率最高，分别可达到81%和87%；而在间歇曝气时TN 的去除率最高，可达57%。在间歇曝气条件下，VFCW 内部由于DO 梯度而形成的好氧/缺氧区域促 进了硝化/反硝化脱氮过程。间歇曝气式垂直流构造湿地适用于村镇污水的分散处理及河道点源污水的截污净化。 最后，在锦溪重污染河段分别建设了沟渠湿地和三级透水坝，并考察了其对河流原位修复的效果。研究发现，这两项设施均可部分削减河水中的常规污染物，并呈现出较强的季节变化特征。沟渠湿地和三级透水坝对COD、NH3-N、TN、TP 的平均去除率在夏季最高，分别可达33%与23%、38%与26%、27%与 25%、25%与20%。三级透水坝可将河水中的DO 浓度平均提升1 mg L-1 以上，但其净化效果稍低于沟渠湿地。 |
| 公开日期 | 2013-12-04 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7163]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 董慧峪. 山溪性河流污染源控制及原位修复技术研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
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