本文關(guān)鍵詞：水窖底泥對窖水水質(zhì)影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國西北干旱半干旱地區(qū),其獨(dú)特的地理位置和自然環(huán)境使得西北村鎮(zhèn)地區(qū)人畜用水嚴(yán)重不足。為解決此問題,我國雨水資源化與收集利用技術(shù)得到充分的重視。在政府的正確引導(dǎo)和資助下,通過“121集雨工程”,“母親水窖”等集雨工程使得水窖得到了廣泛地推廣、應(yīng)用,有效的緩解了西北干旱半干旱地區(qū)淡水資源嚴(yán)重匱乏的局面。然而,集雨水水質(zhì)特征復(fù)雜,也因大氣環(huán)境、集流面及水窖材料而使水質(zhì)表現(xiàn)出差異。受到污染的雨水收集入窖,泥沙和部分污染物沉積到水窖底部,常年不清洗水窖,使得污染物在底泥中大量積聚,再懸浮時(shí)可能對窖水水質(zhì)存在二次污染的危險(xiǎn)。鑒于此,為改善窖水水質(zhì)、提高窖水質(zhì)量、保障西北村鎮(zhèn)人畜健康,并為拓展、深入研究窖水集雨的理論體系,開展水窖底泥對窖水水質(zhì)的影響研究有著非常關(guān)鍵的現(xiàn)實(shí)意義。本文選用具有代表性的紅泥窖底泥作為實(shí)驗(yàn)底泥,以氨氮、CODMn、電導(dǎo)率及UV254作為污染物的代表,采用動(dòng)力學(xué)和等溫平衡等實(shí)驗(yàn)方法,對水窖底泥釋放污染物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行了初步研究,并對水窖底泥濃度、溫度和紊亂程度(振蕩速度)等因素進(jìn)行分析。本文的主要內(nèi)容和研究成果主要包括:(1)查閱相關(guān)水窖資料,分析水窖底泥中可能存在的污染物質(zhì)和影響其釋放的因素,確定了以氨氮、CODMn、電導(dǎo)率及UV254作為研究對象和以水窖底泥濃度、溫度和紊亂程度(振蕩速度)等為影響因素的實(shí)驗(yàn)方案;對水窖底泥的理化性質(zhì)(粒徑級配、礦物組成以及化學(xué)成分)進(jìn)行了分析,確定了中值粒徑為22.752μm的水窖底泥作為實(shí)驗(yàn)底泥以及相關(guān)的預(yù)處理和制備方法。(2)根據(jù)一般河湖庫區(qū)底泥釋放污染物的相關(guān)理論分析了水窖底泥和上覆水之間的影響,分析了水窖底泥對污染物吸附解吸的作用機(jī)理,強(qiáng)調(diào)了進(jìn)行水窖底泥對上覆水水質(zhì)影響研究的意義;介紹了Langmuir、Freundlich等溫模型和準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)方程、準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)方程等常見水質(zhì)模型的相關(guān)內(nèi)容以及它們的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)擬合方法。(3)以不同水窖底泥濃度為變量,進(jìn)行了水窖底泥釋放氨氮、CODMn、電導(dǎo)率及UV254的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn),對水窖底泥釋放氨氮、CODMn建立了準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)、準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir、Freundlich兩種等溫模型,以考察水窖底泥對解吸速率、平衡時(shí)間和解吸量的作用機(jī)理以及單位質(zhì)量水窖底泥對氨氮、CODMn的平衡解吸量和解析等溫線的影響;并對水窖底泥濃度與電導(dǎo)率進(jìn)行線性擬合,以考察水窖底泥濃度與上覆水中電導(dǎo)率的相關(guān)性。結(jié)果表明:隨著水窖底泥濃度增大,氨氮、CODMn、電導(dǎo)率及UV254均不同程度有所增加;用準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)與準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)擬合水窖底泥釋放CODMn相關(guān)性均較好;Langmuir等溫式與Freundlich等溫式對水窖底泥解吸氨氮、CODMn的擬合情況也均較好;水窖底泥濃度和電導(dǎo)率線性擬合相關(guān)性較高,這一特性為通過電導(dǎo)率監(jiān)測窖水水質(zhì)提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ);不同濃度時(shí)對水窖底泥釋放UV254與CODMn進(jìn)行相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)得出UV254與CODMn線性相關(guān)。(4)以不同溫度為變量,進(jìn)行了水窖底泥釋放氨氮、CODMn、電導(dǎo)率及UV254的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn),對水窖底泥釋放氨氮、CODMn建立了準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)、準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型,以考察溫度對解吸速率、平衡時(shí)間和解吸量的作用機(jī)理;并對溫度與電導(dǎo)率進(jìn)行線性擬合,以考察溫度對電導(dǎo)率的影響。結(jié)果表明:隨著溫度增大,氨氮、CODMn、電導(dǎo)率及UV254均不同程度有所增加;準(zhǔn)一級和準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)方程描述溫度對水窖底泥釋放CODMn時(shí)的反應(yīng)過程時(shí)準(zhǔn)一級略優(yōu)于準(zhǔn)二級;溫度和電導(dǎo)率線性擬合相關(guān)性較高,將電導(dǎo)率作為窖水水質(zhì)的監(jiān)測手段時(shí)必須考慮溫度對其的影響;在不同溫度時(shí),對UV254與CODMn進(jìn)行相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)得出UV254與CODMn線性相關(guān),但20℃時(shí)顯著性較低。(5)以不同紊亂程度(振蕩速度)為變量,進(jìn)行了水窖底泥釋放氨氮、CODMn、電導(dǎo)率及UV254的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn),并對水窖底泥釋放氨氮、CODMn建立了準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)、準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型,以考察紊亂程度(振蕩速度)對解吸速率、平衡時(shí)間和解吸量的作用機(jī)理;并對紊亂程度(振蕩速度)與電導(dǎo)率進(jìn)行線性擬合,以考察紊亂程度(振蕩速度)對電導(dǎo)率的影響。結(jié)果表明:隨著紊亂程度(振蕩速度)增強(qiáng),氨氮、CODMn、電導(dǎo)率及UV254均不同程度有所增加;準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)方程的擬合水窖底泥釋放氨氮效果略優(yōu)于準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)方程;紊亂程度(振蕩速度)和電導(dǎo)率線性擬合相關(guān)性較高,故電導(dǎo)率可作為水窖底泥懸浮程度的監(jiān)測手段,從而來控制窖水水質(zhì)安全;不同紊亂程度(振蕩速度)對UV254與CODMn進(jìn)行相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)得出UV254與CODMn線性相關(guān),140r/min、190r/min時(shí)顯著性較低但仍具有一定線性關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：窖水水質(zhì) 水窖底泥 污染物釋放 釋放機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV213;X143
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展13-14
• 1.2.1 雨水利用研究進(jìn)展13-14
• 1.2.2 底泥對上覆水影響國內(nèi)外研究進(jìn)展14
• 1.3 底泥理化性質(zhì)分析14-15
• 1.4 底泥污染物釋放的機(jī)理15-17
• 1.4.1 底泥解吸15-16
• 1.4.2 底泥再懸浮16-17
• 1.5 底泥污染物解吸模型17-19
• 1.5.1 動(dòng)力學(xué)解吸模型17-18
• 1.5.2 等溫平衡解吸模型18-19
• 1.6 研究目的及意義19-20
• 1.7 研究內(nèi)容及技術(shù)路線20-22
• 1.7.1 研究內(nèi)容20
• 1.7.2 技術(shù)路線20-22
• 2 實(shí)驗(yàn)材料、儀器和方法22-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料22-24
• 2.1.1 集雨水窖概況22
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)底泥采集22
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)底泥預(yù)處理22
• 2.1.4 實(shí)驗(yàn)底泥粒徑級配及化學(xué)組成22-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器、測定方法及試劑24-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)主要儀器及測定方法24-25
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)主要試劑25-26
• 3 不同底泥濃度對水窖底泥釋放氨氮、COD_(Mn)、電導(dǎo)率及UV_(254)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)26-42
• 3.1 不同底泥濃度對水窖底泥釋放氨氮的動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)26-32
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)26-27
• 3.1.2 不同底泥濃度對水窖底泥釋放氨氮的影響27-28
• 3.1.3 不同底泥濃度對水窖底泥釋放氨氮的動(dòng)力學(xué)模擬28-31
• 3.1.4 水窖底泥對氨氮解吸等溫線擬合31-32
• 3.2 不同底泥濃度對水窖底泥釋放COD_(Mn)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)32-36
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)32
• 3.2.2 不同底泥濃度對水窖底泥釋放COD_(Mn)的影響32-33
• 3.2.3 不同底泥濃度對水窖底泥釋放COD_(Mn)的動(dòng)力學(xué)模擬33-35
• 3.2.4 水窖底泥對COD_(Mn)解吸等溫線擬合35-36
• 3.3 不同底泥濃度對水窖底泥釋放電導(dǎo)率的影響實(shí)驗(yàn)36-38
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)36
• 3.3.2 不同底泥濃度對水窖底泥釋放電導(dǎo)率的影響36-38
• 3.4 不同底泥濃度對水窖底泥釋放UV_(254)的影響實(shí)驗(yàn)38-40
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)38
• 3.4.2 水窖底泥不同濃度對水窖底泥釋放 UV_(254)的影響38-39
• 3.4.3 不同底泥濃度時(shí)水窖底泥釋放UV_(254)和COD_(Mn)的相關(guān)性分析39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 4 不同溫度對水窖底泥釋放氨氮、COD_(Mn)、電導(dǎo)率及UV_(254)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)42-53
• 4.1 不同溫度對水窖底泥釋放氨氮的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)42-45
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)42
• 4.1.2 不同溫度對水窖底泥釋放氨氮影響42-43
• 4.1.3 不同溫度對水窖底泥釋放氨氮的動(dòng)力學(xué)模擬43-45
• 4.2 不同溫度對水窖底泥釋放COD_(Mn)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)45-48
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)45
• 4.2.2 不同溫度對水窖底泥釋放COD_(Mn)的影響45-46
• 4.2.3 不同溫度對水窖底泥釋放COD_(Mn)的動(dòng)力學(xué)模擬46-48
• 4.3 不同溫度對水窖底泥釋放電導(dǎo)率的影響實(shí)驗(yàn)48-49
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)48
• 4.3.2 不同溫度對水窖底泥釋放電導(dǎo)率的影響48-49
• 4.4 不同溫度對水窖底泥釋放UV_(254)的影響實(shí)驗(yàn)49-51
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)49
• 4.4.2 不同溫度對水窖底泥釋放UV_(254)的影響49-50
• 4.4.3 不同溫度時(shí)水窖底泥釋放UV_(254)和COD_(Mn)的相關(guān)性分析50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 5 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放氨氮、COD_(Mn)、電導(dǎo)率及UV_(254)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)53-63
• 5.1 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放氨氮的影響實(shí)驗(yàn)53-56
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)53
• 5.1.2 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放氨氮的影響53-54
• 5.1.3 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放氨氮的動(dòng)力學(xué)模擬54-56
• 5.2 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放COD_(Mn)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)56-58
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)56
• 5.2.2 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放COD_(Mn)的影響56
• 5.2.3 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放COD_(Mn)的動(dòng)力學(xué)模擬56-58
• 5.3 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放電導(dǎo)率的影響實(shí)驗(yàn)58-59
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)58
• 5.3.2 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放電導(dǎo)率的影響58-59
• 5.4 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放UV_(254)的影響實(shí)驗(yàn)59-61
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)59-60
• 5.4.2 不同紊亂程度（振蕩速度）對水窖底泥釋放UV_(254)的影響60
• 5.4.3 不同紊亂程度（振蕩速度）時(shí)水窖底泥釋放UV_(254)和COD_(Mn)的相關(guān)性分析60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-63
• 6 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63-64
• 6.2 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68

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