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本文主要通过生态塘的对雨水具有调蓄和净化水体两个功能进行研究。生态塘在长期运行的过程中水体流动性差会出现污染物积累情况,导致水体净化污染物能力衰弱,当水体中的污染物减少时,底泥中沉积的污染物会释放其中的污染物对水体造成二次污染。通过长期监测生态塘在降雨时及降雨五天后生态塘中水体和底泥的污染物浓度变化,研究水体净化污染物能力,同时评价水体及底泥的污染风险;而后通过室内对水体进行污染物净化的强化实验;生态塘的调蓄能力通过SWMM软件进行模拟,结论表现如下:
(1)生态塘中的水体对污染物具有较强的自净调节能力,总体表现为夏季污染物的浓度高于冬季。通过内梅罗评价法,分析国博中心生态塘中水体主要受COD污染较为严重,其中3号蓄水塘的COD最为严重呈中度污染;蓄水塘中的3号及4号浊度明显偏大,取出的水样均呈黄色,作为景观水体的作用较差。建议对3号及4号的蓄水塘进行固化,其余生态塘进行底泥清掏,避免底泥释放大量污染物使得水体遭受二次污染。
(2)在自然静置的条件下,对比硬质组,增加10cm厚的土壤为底质后,水体的自净效果均得到增强,综合氨氮、TN、TP、COD四种污染物的指标发现水体自净增强效果最佳的是土壤+底泥组,其去除率依次为50.52%、50.54%、54.32%、60.36%;在曝气条件下,综合氨氮、TN、TP、COD四种污染物的净化发现土壤+沸石组对于水体的自净增强效果最佳,土壤+沸石组对四种污染物的去除率依次为:50.9%、66.89%、57.46%、69%;通过水体净化污染物强化实验,建议对生态塘中底泥进行部分清掏避免底泥受到扰动对水体进行二次污染,同时可在底部铺沸石作为填料增强水体污染物的净化能力。
(3)当投PAC投加量为30mg/L时效果最佳,对SS、浊度、氨氮、TN、TP、COD的去除率依次为98.58%、92.96%、3.19%、23.2%、92.57%、43.85%,但是使用量为20mg/L时与30mg/L的去除率相差不大,综合经济型及环境因素可采用20mg/L的投加量处理水体;将三个烧杯的水温控制在10.5℃、22.3℃、31.1℃三种温度环境中,综合分析SS、浊度、氨氮、TN、TP、COD的去除效果,发现当温度越高时对污染物的去除效果也越好,当水温达到31.1℃时六种污染物的去除率分别为98.99%、98.77%、4.27%、30.87%、95.78%、24.78%。
(4)当重现期为一年一遇时,增加雨水塘后,1号排放口的峰值流量削弱57.53%,峰值时间推迟了87min,2号排放口的峰值流量削弱了45.21%,峰值时间推迟了55min;当重现期为三年一遇时,1号排放口的峰值流量削弱66.40%,峰值时间推迟了108min,2号排放口的峰值流量削弱了56%,峰值时间推迟了65min;当重现期为五年一遇时,1号排放口的峰值流量削弱71.52%,峰值时间推迟了98min2号排放口的峰值流量削弱了58.94%,峰值时间推迟了69min;当重现期为十年一遇时,1号排放口的峰值流量削弱76.56%,峰值时间推迟了91min,2号排放口的峰值流量削弱了64.55%,峰值时间推迟了47min。
(1)生态塘中的水体对污染物具有较强的自净调节能力,总体表现为夏季污染物的浓度高于冬季。通过内梅罗评价法,分析国博中心生态塘中水体主要受COD污染较为严重,其中3号蓄水塘的COD最为严重呈中度污染;蓄水塘中的3号及4号浊度明显偏大,取出的水样均呈黄色,作为景观水体的作用较差。建议对3号及4号的蓄水塘进行固化,其余生态塘进行底泥清掏,避免底泥释放大量污染物使得水体遭受二次污染。
(2)在自然静置的条件下,对比硬质组,增加10cm厚的土壤为底质后,水体的自净效果均得到增强,综合氨氮、TN、TP、COD四种污染物的指标发现水体自净增强效果最佳的是土壤+底泥组,其去除率依次为50.52%、50.54%、54.32%、60.36%;在曝气条件下,综合氨氮、TN、TP、COD四种污染物的净化发现土壤+沸石组对于水体的自净增强效果最佳,土壤+沸石组对四种污染物的去除率依次为:50.9%、66.89%、57.46%、69%;通过水体净化污染物强化实验,建议对生态塘中底泥进行部分清掏避免底泥受到扰动对水体进行二次污染,同时可在底部铺沸石作为填料增强水体污染物的净化能力。
(3)当投PAC投加量为30mg/L时效果最佳,对SS、浊度、氨氮、TN、TP、COD的去除率依次为98.58%、92.96%、3.19%、23.2%、92.57%、43.85%,但是使用量为20mg/L时与30mg/L的去除率相差不大,综合经济型及环境因素可采用20mg/L的投加量处理水体;将三个烧杯的水温控制在10.5℃、22.3℃、31.1℃三种温度环境中,综合分析SS、浊度、氨氮、TN、TP、COD的去除效果,发现当温度越高时对污染物的去除效果也越好,当水温达到31.1℃时六种污染物的去除率分别为98.99%、98.77%、4.27%、30.87%、95.78%、24.78%。
(4)当重现期为一年一遇时,增加雨水塘后,1号排放口的峰值流量削弱57.53%,峰值时间推迟了87min,2号排放口的峰值流量削弱了45.21%,峰值时间推迟了55min;当重现期为三年一遇时,1号排放口的峰值流量削弱66.40%,峰值时间推迟了108min,2号排放口的峰值流量削弱了56%,峰值时间推迟了65min;当重现期为五年一遇时,1号排放口的峰值流量削弱71.52%,峰值时间推迟了98min2号排放口的峰值流量削弱了58.94%,峰值时间推迟了69min;当重现期为十年一遇时,1号排放口的峰值流量削弱76.56%,峰值时间推迟了91min,2号排放口的峰值流量削弱了64.55%,峰值时间推迟了47min。