巢湖市环城河底泥释放特性研究及补水优化计算

1、巢湖市环城河底泥释放特性研究及补水优化计算巢湖市地处安徽中部 ,临近长江 ,环抱巢湖。近年来 ,巢湖市经济迅速开展 , 巢湖市周围的河流、湖泊均受到不同程度的污染 , 尤其以巢湖市区的河道污染最 为严重,影响居民的日常生活 ,因此, 需要对巢湖市区水环境进行保护和生态平安 维护。本课题研究对象环城河为巢湖市区典型污染河流 , 是巢湖市区最主要水系。 环城河分为东、西两局部。东、西环城河水质均为劣V类,水质污染严重，总磷、总氮严重超标。课题根 据河道的特征、污染负荷,以CO代替BOD利用Dobbins-Camp水质模型,计算河 道末端水质达标所需要的最小补水流速和最小补水流量 , 从而优化巢湖市

2、城区水 系补水调控技术。选择在东、西环城河上各布置三个采样点，共六个采样点。参照BOD培养法 测定COD降解系数k1和沉淀系数k3,并对COD笔解系数k1进行修正,得出相同 温度下东环城成河COD降解系数比西环城河大，原因是东环城河河水污染程度比 西环城河严重,水中污染物较多,导致河流耗氧速度变快,引起COC降解系数k1 较大通过底泥耗氧实验模拟测定得到底泥耗氧量 AO与时间t呈线性关系，关系式 分别为：东环城河 70时厶 O=O.O74Ot+O.4394,15 0时厶 O=O.16O2t-O.1534,28 C 时厶 O=O.2316t,西环城河 70时厶 O=O.O899t+O.3661,

3、15 0时厶O=O.1522t+O.2651,28 0时厶O=O.2O88t+O.46OO ;单位面积单位时间底泥耗氧速 率p1与温度T存在线性关系,且水温13C、29C、16C、5C条件下东环城河单 位面积单位时间底泥消耗溶解氧量分别为：17.255mg/(m2h)、31.857mg/(m2h)、19.993mg/(m2 h)、9.955mg/(m2 - h)水温 13C、29C、16C、5C条件下西环 城河单位面积单位时间底泥消耗溶解氧量分别为17.986mg/(m2 )、9.956mg/(m2 h)、20.230mg/(m2 h)、12.001mg/(m2 h)。 水体复氧包括大气复氧和

4、光合作用复氧。本文采用公式估算法。根据东、西环城河平均水深 ,选用 Churchill 公式计 算大气复氧系数 k2。光合作用复氧特性研究采用黑白瓶实验测定 , 春季和秋季光照强度相近可视 为相同,测定结果分别为：东环城河夏季产氧速率为1.237mg/L d、耗氧速率为0.303mg/L - d,秋季产氧速率为0.723mg/L - d、耗氧速率为0.273mg/L - d,冬季 产氧速率为0.573mg/L - d、耗氧速率为0.283mg/L - d;西环城河夏季产氧速率 为0.850mg/L - d、耗氧速率为0.223mg/L - d,秋季产氧速率为0.715mg/L - d、 耗氧速

5、率为0.195mg/L - d,冬季产氧速率为0.353mg/L - d、耗氧速率为 0.168mg/L d。通过对底泥释放实验厌氧条件下和自然水体条件下的静态模拟,得出：COD!放量20C >30 C >5 C,原因是20C既不利于微生物降解有机 物也不利于矿物质吸附有机物，导致大量有机物释放到水体，水体COD浓度高；底 泥释放TN TP的量是30E >20 C >5 C,原因为温度升高,微生物能够利用 水中溶解氧降解有机氮和有机磷 , 此外, 溶解氧的减少使得氧化复原电位降低 , 使 Fe3+复原成Fe2+,磷可以从沉淀物中释放出来,所以,温度越高,底泥释放TN T

6、P 越多；厌氧条件下底泥释放CODTNTP浓度均大于自然水体条件下底泥释放量, 原因是厌氧条件下 ,好氧微生物不能降解有机物 ,有机物进行厌氧分解不利于硝 化作用和反硝化作用,溶解氧减少容易发生Fe3+复原成Fe2+,因此,COD TN TP 释放量增多。计算保障河道末端D83mg/L、CO住30mg/L(W类)补水所需要的最小流速分别为：东环城河春季 0.0063m/s 、夏季 0.0136m/s 、秋季 0.0070m/s 、冬季0.0035m/s ；西环城河春季 0.0155m/s 、夏季 0.0220m/s 、秋季 0.0163m/s 、冬季0.0055m/s ;再根据Q=A u计算需要的最小补水流量分别为东环城河春季0.2232m3/s、夏季 0.48