溢流口污染及其治理对航道水环境的影响研究

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通航水道是航运业的重要载体和生命线,近年来随着“一带一路”的新发展,助推内河航运业的蓬勃发展,但航道水环境的污染问题也逐渐显露。嘉陵江航道作为长江黄金水道的重要组成部分,航道水环境污染主要由船舶污水、航道疏浚、污水入江等几部分组成,其中占比最高的是陆源污染物输送入江,沿岸城市建成区因降雨产生的溢流污水便是此类污染源之一。结合当下生态航道建设及长江大保护的前提,应重视对嘉陵江航道水环境的污染防治,针对性防治航道沿岸溢流污染,才能更好的实现对于嘉陵江航道的可持续运行。
  论文基于重庆嘉陵江沿岸溢流口展开,首先通过实地监测以及取样检测,分析与讨论了航道沿岸溢流污染的水质特征及相关规律。然后根据得到的溢流污浓度及相关水质指标,利用MIKE21的水动力和水质模块进行模拟计算,得到了沿岸溢流污水在航道水环境中的污染带变化。最后针对航道沿岸的溢流污染问题,设计研发了一种功能分区型生物滞留一体化装置串联物化除磷措施来处理溢流污染,出水能够达到良好的处理效果,为后期该类溢流污染处理提供一定的数据支撑。主要结论有:
  (1)航道沿岸溢流污染主要由生活污水、雨水以及地表径流构成。晴天旱流水质浓度变化受到人流用水量的变化,雨天溢流污染表现出一定的延时性。溢流水质污染指标主要为氨氮、总磷、化学需氧量以及悬浮物这4种指标。雨天溢流污染相比于晴天旱流污水,COD是晴天的1.1倍,SS是晴天的8.5倍。TP、NH3-N分别是晴天的0.47倍、0.35倍。随着降雨量的增加,雨天溢流污染物中的SS、NH3-N、TP三种污染物浓度明显增加。而COD浓度却随着降雨量的增加明显降低。
  (2)针对嘉陵江航道水环境条件下建立的MIKE21水动力-对流扩散水质模型,雨季TP、NH3-N的衰减系数K值分别为0.364/d、0.108/d。在污染物持续输入1h后,三种工况条件下由氨氮、总磷低浓度的等值线所形成的污染带面积大小关系为大雨>中雨>小雨。随着降雨强度的增加,氨氮、总磷等污染物在水中的扩散至同一质控点用时缩短。
  (3)针对航道沿岸溢流污染的一体化装置最佳运行条件是水力停留时间为8h、硝化液回流比为100%,出水能够达到一定水质标准。一体化装置间歇性进水期间,每间隔15d左右时需再次进水。一体化出水相比于溢流原水中NH3-N、TP(大雨)等污染物扩散衰减时间分别缩短了19~20d、0.56d。
  (4)强化除磷实验,选用聚合聚合氯化铝铁作为混凝剂,在最佳条件为投加量为60mg/L、快速搅拌时间为2min,慢速搅拌时间为15min。出水总磷达到重庆市后期雨水标准和地表三类水标准。相比一体化出水、小雨、中雨、大雨等溢流原水总磷扩散衰减时间缩短了4.68d、4.61d、4.39d、5.25d,起到了较好的水质改善作用。
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