【摘要】：黑臭河道整治是當(dāng)前我國許多城市水污染防治工程中亟待解決的突出問題。為緩解日益嚴(yán)重的城市河道水污染現(xiàn)狀,各城市結(jié)合自身情況特點(diǎn),開展了城市黑臭河道治理工程。人工曝氣作為黑臭河道治理的重要技術(shù),其主要通過影響泥-水界面的氧含量和氧分布來控制河道內(nèi)源污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程。然而目前對曝氣治理黑臭河道的研究主要集中在氮磷營養(yǎng)鹽的去除上,對“致黑”、“致臭”的關(guān)鍵指標(biāo)硫、鐵的研究相對甚少且主要針對其機(jī)理分析�；趯ΤＲ�(guī)曝氣技術(shù)存在的不足和高溶解氧曝氣模式的優(yōu)勢分析,提出控制在富氧水平(7~8 mg·L~(-1))下,以城市黑臭河道上覆水和底泥為材料構(gòu)建室內(nèi)模擬試驗(yàn)系統(tǒng),探討了在不同富氧曝氣擾動模式下黑臭河道內(nèi)源氮磷及硫、鐵的遷移轉(zhuǎn)化過程,同時分析了內(nèi)源氮磷營養(yǎng)鹽與硫、鐵之間的相互作用關(guān)系,并通過主成分分析法研究影響黑臭河道水質(zhì)的關(guān)鍵因素,為城市黑臭河道治理提供一些新視角。主要研究結(jié)果如下:1)富氧曝氣擾動有利于上覆水氮磷的去除。曝氣組上覆水NH_4~+-N的削減率均在80%以上,TN削減率均為60%左右;曝氣停止后泥曝氣對間隙水和底泥中NH_4~+-N削減率分別為52.6%、75.7%高于水曝氣的37.6%、52.1%,泥曝氣對底泥TN的去除率為59.9%明顯高于水曝氣的34.0%;上覆水TP削減率泥曝氣組為56.3%、水曝氣組為85.0%,間隙水TP削減率泥曝氣組為74.1%、水曝氣組為78.1%。水曝氣對上覆水氮磷的去除效果較底泥曝氣更好,但對于泥-水界面氮的去除泥曝氣優(yōu)勢更大。2)不同曝氣方式對泥-水界面NH_4~+-N、TN擴(kuò)散方向均為間隙水向上覆水?dāng)U散,曝氣后擴(kuò)散通量都表現(xiàn)為逐漸下降過程,泥曝氣組對底泥內(nèi)源氮釋放的抑制效果要明顯好于水曝氣和對照組;曝氣下泥-水界面TP擴(kuò)散方向始終為間隙水向上覆水轉(zhuǎn)移,相比之下泥曝氣組對底泥磷的釋放抑制效果更好。3)曝氣充氧有助于上覆水中還原態(tài)硫向氧化態(tài)硫轉(zhuǎn)變。底泥AVS削減率泥曝氣和水曝氣組分別為74.2%、59.5%。由不同曝氣擾動模式下硫與氮動態(tài)相關(guān)性分析可知:曝氣充氧試驗(yàn)中硫驅(qū)動的反硝化作用很小,還原態(tài)硫主要是在曝氣后被逐步氧化為SO_4~(2-)。4)曝氣充氧促進(jìn)上覆水中還原態(tài)鐵向氧化態(tài)鐵轉(zhuǎn)變,對底泥Fe~(2+)濃度的削減率水曝氣組為12.1%要小于泥曝氣組的26.6%。由不同曝氣擾動模式下鐵與氮、磷動態(tài)相關(guān)性分析可知:初步推測黑臭河道曝氣充氧后Fe~(2+)氧化為Fe~(3+)過程中不會或很少出現(xiàn)耦合NO_3~--N被還原為NH_4~+-N;水體中鐵循環(huán)和磷含量之間關(guān)系密切,磷的吸附和溶解與鐵存在相關(guān)性。5)通過對不同曝氣工況下水質(zhì)影響因素的主成分分析:第1主成分中NH_4~+-N_s、TN_s、AVS、SO_(4o)~(2-)、TN_p、NH_4~+-N_p、Fe_s~(3+)這些指標(biāo)荷載較高,第2主成分主要反映TP_o、NO_3~--N_o、TP_p、Fe_s~(2+),第3主成分主要反映Fe_o~(2+)、S_o~(2-)、Fe_o~(3+)、COD_o、TN_o、NH_4~+-N_o,可知黑臭河道水質(zhì)主要受底泥氮、硫及鐵污染物的影響;曝氣前期水曝氣對污染物的去除效果要好于泥曝氣方式,隨著曝氣的繼續(xù)進(jìn)行,泥曝氣的效果要好于水曝氣,其對污染物的削減程度更大。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X522
【圖文】：

2 試驗(yàn)材料與方法2.1 研究對象本實(shí)驗(yàn)研究對象（上覆水和底泥）采樣均來自重慶市江北區(qū)境內(nèi)的溉瀾溪（魯能星城九街區(qū) A 區(qū)-江北嘴入長江口段），目前該段水體仍為全段黑臭（截止 2017年 7 月）（渝建[2017]357 號），黑臭等級為輕度，為重慶市城市黑臭水體整治重點(diǎn)任務(wù)之一。溉瀾溪起源于渝北區(qū)新華水庫，流經(jīng)渝北、江北，繞過江北嘴 CBD，最終匯入長江。近年來，隨著城市建設(shè)的加快，溉瀾溪兩岸建筑開發(fā)越來越多，沿岸施工垃圾也隨之增多，每次暴雨都會向河堤內(nèi)沖刷下來大量大塊石頭、淤泥，雜草也相伴叢生，加之新華水庫涌出的污水日漸污染溉瀾溪，長期以來管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)跟不上，上游生活污水直接排入河里，嚴(yán)重影響了溉瀾溪的水質(zhì)狀況。溉瀾溪因此成為一條典型的城市黑臭河流。采樣具體地理位置如圖 2.1 所示，采樣地點(diǎn)河段上覆水基本理化性質(zhì)如表 2.1 所示。

2 研究方法2.1 試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置采用玻璃容器（1450mm×1850mm），容器內(nèi)先裝入經(jīng)預(yù)處理的底泥泥厚度約為 5cm，再用虹吸法向容器內(nèi)注入取樣回來的實(shí)驗(yàn)用水 1300mL，該盡量避免擾動底泥。水體曝氣有兩種方式：表面曝氣和底部曝氣，以下分別簡水曝氣和泥曝氣。整個曝氣試驗(yàn)分為 3 組，分別為水曝氣組（EW）、泥曝氣ES）以及對照組（EC），每組設(shè) 3 個平行試樣。水曝氣組（EW）將曝氣頭安置于泥-水界面上方約 2cm 處，盡量使表層底浮較少。泥曝氣組（ES）將微孔曝氣頭安置于泥水界面下方約 2cm 處，表層懸浮。對照組（EC），不進(jìn)行曝氣。裝置靜置 2d 后進(jìn)行曝氣試驗(yàn)，曝氣參數(shù) 1~2L·min-1（該參數(shù)由預(yù)實(shí)驗(yàn)確定，使曝氣過程中上覆水 DO 保持在富氧狀8mg·L-1）、6h·d-1。20d 后停止曝氣，實(shí)驗(yàn)在 26d 結(jié)束。具體試驗(yàn)裝置如圖 2-2 。

圖 2.3 冷擴(kuò)散法反應(yīng)裝置示意圖ig. 2.3 Schematic diagram of cold diffusi鐵的提取方法活性鐵在酸作用下能夠由底泥釋放g 新鮮底泥于 20mL 離心管中，加入提取 12h，離心（4800r·min-1，20m光光度法測定其總鐵及亞鐵含量。法采用 Excel2013 軟件，相關(guān)性及主理部分由 Origin 2018、Visio 2013

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;水污染防治行動計劃[J];中國環(huán)保產(chǎn)業(yè);2015年05期

2 張磊;宋柳霆;鄭曉笛;滕彥國;王金生;;溶解有機(jī)質(zhì)與鐵氧化物相互作用過程對重金屬再遷移的影響[J];生態(tài)學(xué)雜志;2014年08期

3 許寬;劉波;王國祥;周鋒;凌芬;杜旭;;底泥曝氣對城市污染河道內(nèi)源氮變化過程的影響[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2012年12期

4 盧信;馮紫艷;商景閣;范成新;鄧建才;;不同有機(jī)基質(zhì)誘發(fā)的水體黑臭及主要致臭物(VOSCs)產(chǎn)生機(jī)制研究[J];環(huán)境科學(xué);2012年09期

5 何巖;沈叔云;黃民生;張博;姚麗平;劉雨芳;;城市黑臭河道底泥內(nèi)源氮硝化-反硝化作用研究[J];生態(tài)環(huán)境學(xué)報;2012年06期

6 白鈺;閆雷;閆璐;翟娜;;哈爾濱市城市河道沉積物中酸揮發(fā)性硫化物的分布研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年10期

7 劉波;王國祥;王風(fēng)賀;杜旭;凌芬;夏勁;;不同曝氣方式對城市重污染河道水體氮素遷移與轉(zhuǎn)化的影響[J];環(huán)境科學(xué);2011年10期

8 梁淑軒;王云曉;呂佳佩;;白洋淀水體鐵含量與其他水質(zhì)因子的關(guān)系[J];生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報;2011年05期

9 金寶華;寧靚;王千紅;;曝氣充氧對污水中硫化物去除效果的研究[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2011年01期

10 李鵬;曾光明;蔣敏;徐衛(wèi)華;張長;;pH值對霞灣港沉積物重金屬Zn、Cu釋放的影響[J];環(huán)境工程學(xué)報;2010年11期

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1 韓璐;河流沉積物磷形態(tài)分布特征及其釋放模擬研究[D];南開大學(xué);2010年

2 侯立軍;長江口濱岸潮灘營養(yǎng)鹽環(huán)境地球化學(xué)過程及生態(tài)效應(yīng)[D];華東師范大學(xué);2004年

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1 李文超;曝氣擾動下城市黑臭河道底泥內(nèi)源硫、鐵行為與氮循環(huán)耦合作用研究[D];華東師范大學(xué);2016年

2 李志洪;曝氣擾動模式對黑臭河道底泥內(nèi)源營養(yǎng)鹽行為的影響作用及氮轉(zhuǎn)化功能菌群響應(yīng)規(guī)律研究[D];華東師范大學(xué);2015年

3 沈叔云;曝氣擾動深度對底泥內(nèi)源氮硝化—反硝化耦合效應(yīng)及底泥耗氧速率測定方法優(yōu)化研究[D];華東師范大學(xué);2014年

4 許寬;曝氣與生物修復(fù)對城市污染河道黑臭底泥的影響[D];南京師范大學(xué);2013年

5 史曉寧;東海陸架沉積物中硫、鐵形態(tài)分析及其早期成巖作用[D];中國海洋大學(xué);2012年

6 杜旭;曝氣對城市重污染河道水體氨揮發(fā)的影響[D];南京師范大學(xué);2012年

7 凌芬;曝氣對城市污染河道氮素形態(tài)遷移轉(zhuǎn)化的影響[D];南京師范大學(xué);2012年

8 盧麗君;利用生物促生劑和曝氣修復(fù)受污染底泥的試驗(yàn)研究[D];東華大學(xué);2008年

9 焦?jié)?城市河道沉積物—水體系硫化物賦存特征及反硫化過程研究[D];河海大學(xué);2007年

10 周文瑞;汾河太原城區(qū)段河流黑臭問題研究[D];太原理工大學(xué);2006年

本文編號：2800770