第六章道路环境

第六章道路环境第1页，课件共45页，创作于2023年2月第一节道路交通振动的测量一、道路交通振动的传播道路交通振动是指由道路上行驶的激振而产生的地面振动，因而道路交通振动很大程度上取决于道路的结构和地质条件。振动在半无限弹性介质中（如地面）传播时，在弹性体内产生纵波和横波，沿表面传播的瑞利波。第2页，课件共45页，创作于2023年2月二、道路交通振动的测量对于道路交通振动，其振动频率（f）由车辆的固有频率和路面凹凸不平产生的综合作用，其中由路面的凹凸不平产生的振动占主要地位。反映振动强弱的物理量是振动的位移y、速度v和加速度a，三者的关系如下：振动的圆频率第3页，课件共45页，创作于2023年2月

振动加速度级：加速度与基准加速度之比值以10为底的对数乘以20，记为VAL，单位为分贝，表达式为：国外：10-6m/s2国内：10-5m/s2加速度的有效值，m/s2修正的振动加速度级（）cf－修正值;af－频率为f的振动加速度有效值。垂直与水平振动的修正值中心频率/Hz12481631.563垂直方向修正值/dB-6-300-6-12-18水平方向修正值/dB33-3-9-15-21-27第4页，课件共45页，创作于2023年2月

等效连续振级（VLeq）,单位为分贝，表达式为：瞬时加速度的有效值，m/s2测量时间，s统计振级VLn，如VL10、VL50、VL90第5页，课件共45页，创作于2023年2月振动的测量方法

使用仪器：HS5933A型环境振动分析仪将振动传感器的底座平稳地安置在平坦而坚实的地面上。测量点设置在各类建筑物室外0.5m以内的振动敏感点，必要时可置于建筑物室内地面的中央。使用HS5933A型环境振动分析仪可以测得等效连续振级、统计振级、最大振级、最小振级。第6页，课件共45页，创作于2023年2月第二节振动对人体的影响和振动标准一、振动对人体的影响人体对频率2－12赫兹的振动频率最敏感，对低于2赫兹或高于12赫兹的振动，敏感性逐渐减弱。4Hz810402530250第一共振频率，由胸腔共振产生，对心脏、肺影响最大第二共振频率，由腹腔共振产生，对肠、胃、肝脏影响较大中枢神经系统头部手6上下颔第7页，课件共45页，创作于2023年2月二、振动的容许标准关于人的健康所建立的标准；关于机器设备、房屋建筑及特殊要求所制定的标准。1.城市区域环境振动标准第8页，课件共45页，创作于2023年2月第三节道路交通振动防治一、控制道路与敏感点的距离二、降低道路交通振动强度1.提高和改善路面平整度2.研究采用有橡胶树脂的沥青砼防振路面三、防振沟防振沟是在振动源与保护目标之间挖一道沟，以隔离地面振动的传播，所以又叫隔振沟。一般防振沟的宽度应大于60cm，沟深应为地面波波长的1/4，因此防振沟深度应该在被保护建筑物基础深度的两倍以上。第9页，课件共45页，创作于2023年2月第七章道路交通水环境污染控制第一节基础知识第二节水环境保护第三节道路交通水环境污染防治第10页，课件共45页，创作于2023年2月第一节基础知识一、水资源衡量一个国家淡水资源多少的标准是，淡水资源消耗量占全国可用淡水的20％－－40％为中高度缺水，超过40％为高度缺水。水资源分为地表水资源和地下水资源两部分。我国河川径流量为2.7万亿立方米，地下水约8300亿立方米，水资源绝对量居世界前列，但是人均占有量约2600立方米，低于世界的平均水平。第11页，课件共45页，创作于2023年2月二、水环境污染早期的水体污染主要由人口稠密的城市生活污水造成。工业革命后，工业排放的废水和废物成为水体污染物主要来源。水环境污染按水体污染物进行分类：病原体污染放射性污染需氧物污染热污染富营养化物质污染有毒化学物质污染石油污染盐类物质污染

第12页，课件共45页，创作于2023年2月三、河流对污染物的稀释作用（一）河流的稀释作用污水排入河流与水流逐渐混合，水的成分也逐渐均匀。若污染物以浓度C1和流量q进入河流，河流流量为Q，河水中污染物的原有浓度为C0。由于河水对污染物的浓度有稀释作用，污水排入河流并完全混合后的平均浓度C2由下式表示。第13页，课件共45页，创作于2023年2月（二）河流的自净作用1.河水中有机物质的耗氧速度生化氧化过程可以分为两个阶段：第二阶段是含氮有机物的氧化，也称消化过程，硝化过程持续的时间长达40－50天。第一阶段主要为含碳有机物的氧化，这个过程将随水温和有机物的浓度不同而持续数日。有机物的生化氧化速度与有机物的浓度成正比，而与用于氧化的氧数量无关。能被生化氧化的有机物质浓度，以氧化时所消耗的氧的数量来表示，称为生化需氧量（BOD），单位为mg/L。有机物质的耗氧速率由下式表示：K1－有机物耗氧常数，1/dLt－时间为t时，单位体积废水中的生化需氧量（BODt），mg/LL0－时间为零时，也就是起始点的有机物浓度，以第一阶段完全生化需氧量（BODt）表示，mg/L。第14页，课件共45页，创作于2023年2月对于不同浓度的废水，常数K1具有不同的数值，可由试验方法求得。K1与温度有关，温度不变时被视为常数。若已知20℃时的K1值，可以用下式计算其他温度下的K1（T）。温度系数当T＝4－－20℃为1.135当T＝20－－30℃为1.056第15页，课件共45页，创作于2023年2月2.河流的复氧速度水体的自净必须从空气中不断得到氧气补充才能进行。复氧过程与水中的亏氧量（饱和溶解氧和实测溶解氧的差值）成正比。河流的复氧速率以下式表示：D－亏氧量，D＝CS-CCS－饱和溶解氧浓度，mg/LC－河流中实际溶解氧浓度，mg/LK2－复氧常数，1/d第16页，课件共45页，创作于2023年2月3.氧垂曲线模式当污水排入受纳河流以后，污水中的有机物因生物作用而消耗河水中的溶解氧，同时大气中的氧不断地溶入河水中。污水排放口下游河水中的溶解氧浓度（C）随流行距离而不断变化。河水中溶解氧在耗氧和复氧共同作用下的变化速率由下式表示：经推导，污水排放点下游任一时间（t）的亏氧量以垂直方程表示为：D－时间为t时的亏氧量，mg/LDa－在污水排放点处时间t=0时的亏氧量，mg/L第17页，课件共45页，创作于2023年2月临界时间tc由下式求得：临界点处的亏氧量Dc为：第18页，课件共45页，创作于2023年2月第二节水环境保护一、水体的防护法规水体防护法有两方面:直接控制水体污染规定各种用途天然水体的水质标准第19页，课件共45页，创作于2023年2月（一）水污染防治法规1.海洋污染防治法规海水水质标准海洋环境保护法2.陆地水污染防治法规水污染防治法地表水环境质量标准第20页，课件共45页，创作于2023年2月（二）水资源保护法

《水法》规定，开发利用水资源应当全面规划、统筹兼顾、综合利用、讲求效益、发挥水资源的各种功能。采取有效措施保护自然植被，种树种草，涵养水源。实行计划用水，厉行节约用水。第21页，课件共45页，创作于2023年2月二、污水处理的基本方法和系统污水处理的方法很多，方法的选择取决于：要求污水处理的程度污水的水量和水质情况受纳水体的具体条件投资条件污水的处理方法可归纳为：物理法生物法物理化学法第22页，课件共45页，创作于2023年2月(一)污水的物理法处理1.处理流程第23页，课件共45页，创作于2023年2月2.处理构筑物格栅格栅的作用是截留污水中较大的飘浮物质和悬浮固体。格栅设计主要控制流速及其水头损失,一般流速取0.8-1.0m/s，水头损失采用0.05-0.15m.第24页，课件共45页，创作于2023年2月沉沙池

沉沙池的作用是去除污水中沙粒等无机物，以减少后续有机污泥处理构筑物的容积，并利于污泥的处理和利用。

平流式沉沙池采取控制流速的办法，使较重的沙粒下沉，而较轻的有机颗粒又不致下沉。一般控制流速在0.3-0.15m/s之间,水力停留时间取30-60s，有效水深在0.25-1.0m之间。第25页，课件共45页，创作于2023年2月沉淀池沉淀池是利用重力沉降原理去除污水中比重大于1的悬浮物。水力停留时间一般为1.0-1.5h。平流式沉淀池的最大水平流速不大于5-7m/s，沉降区的深度通常为1.0-2.5m。第26页，课件共45页，创作于2023年2月（二）污水的生物法处理

1.基本原理

生物处理法是将河流的自净作用，运用到废水处理中。由于该法充分利用了生物自然规律，因而费用较低。生物处理大致可以分为好氧处理和厌氧处理两大类。好氧处理微生物具有较强的吸附能力，当污水中的有机物与好氧微生物接触后，在短时间内吸附了污水中的有机物。第27页，课件共45页，创作于2023年2月厌氧处理高浓度有机物和污泥的消化通常采用厌氧处理。厌氧处理就是在无氧的条件下，依靠厌氧、兼氧微生物对有机物进行分解。第28页，课件共45页，创作于2023年2月2.处理方法1）活性污泥法处理流程污水先经初次沉淀池，去除大部分悬浮物；在进入曝气池，使污水与池中混合液混合和接触，同时充入空气，微生物在此吸附、氧化分解污水中的有机物，然后进入二次沉淀池进行泥水分离，上层清水排出，沉淀的活性污泥一部分回流致曝气池，以维持曝气池中一定数量的微生物、剩余活性污泥排致污泥池进行消化。第29页，课件共45页，创作于2023年2月曝气池

曝气池是活性污泥法的主体构筑物，池内容纳活性污泥。

活性污泥是由活性微生物、活细胞代谢残留物、吸附在活性污泥表面的不能生物降解的有机悬浮固体和惰性的无机悬浮固体四部分组成。

曝气池的平面形式有方形、圆形和矩形。曝气池的容积按活性污泥负荷计算：V－曝气池的有效容积，m3Q－污水设计流量，m3/hLa－进水5日生化需氧量，mg/LLe－出水5日生化需氧量，mg/LFw－活性污泥负荷，千克BOD5/千克活性污泥日Nw－活性污泥浓度，g/L第30页，课件共45页，创作于2023年2月活性污泥法的形式生物吸附法根据活性污泥净化污水的过程，可以分为两个阶段：第一阶段是吸附阶段，活性污泥与污水混合接触后立即吸附污水中的有机物，这个过程进行很快，一般15-60min即可完成；第二阶段为再生阶段，活性污泥氧化分解被吸附的有机物，恢复其活性，这一阶段一般需2-3h以上，甚至更长。污水处理的流程：污水从吸附阶段进入与再生阶段后的活性污泥混合，沿池长呈推流状前进，然后进入二次沉淀池，泥水分离，清液排出，污泥回流至再生阶段，回流量一般为污水量的50％-100％第31页，课件共45页，创作于2023年2月活性污泥法的形式完全混合法这是一种较新型的活性污泥法，要求污水与回流的活性污泥在进入曝气池后与池内混合液迅速达到完全混合状态。污水进入曝气池后，靠叶轮的作用将污水及回流污泥与池内混合液充分搅拌，并提升至曝气区表面进行充氧，经曝气后的混合液从导流窗口分离，澄清后的水从出水槽排出，污泥区沉淀下的活性污泥经回流缝重返曝气区，多余的活性污泥排出池外。第32页，课件共45页，创作于2023年2月2）上流式厌氧污泥床法

污水从反应器下部进入污泥床，并与污泥床的污泥混合，污泥中的微生物分解其中的有机物，并转化为沼气以微小气泡形式释放，微小气泡在上升的过程中不断合并成较大的气泡，在沼气的搅动下，污泥床反应区的上部形成了一个浓度较小的污泥悬浮层，泥水混合液在沉淀区被分离，污泥下滑返回反应器，处理后的污水在沉淀澄清后排出。第33页，课件共45页，创作于2023年2月（三）污水的物理化学处理法

物理化学法是利用物理作用或化学反应，处理污水中的溶解质（或固体胶质）的方法。可以分为以下两类：投药法向污水中投加某些化学药剂，与污水中的污染物发生物理或化学反应，生成无毒物质。传质法在一定的物理条件和设备中，污染物由水相转移成其他物相，从而使污水得到净化。如萃取、汽提、吸附、离子交换等方法。第34页，课件共45页，创作于2023年2月第三节道路交通水环境污染防治（一）生活污水处理1.化粪池化粪池是污水沉淀与污泥消化同在一个池子内完成的处理构筑物，其构造简单，类似于平流式沉淀池。第35页，课件共45页，创作于2023年2月2.双层沉淀池双层沉淀池又称为隐化池，它具有使污水沉淀，并将沉淀的污泥同时进行厌氧消化的功能。污水从上部的沉淀槽中流过，沉淀物从槽底缝隙滑入下部污泥室进行消化，在沉淀槽底部的缝隙处设阻流板，使污泥室中产生的沼气和随沼气上浮的污泥不能进入沉淀槽内，以免影响沉淀槽的沉淀效果和污水受到污染。第36页，课件共45页，创作于2023年2月3.生物塘道路服务设施附近有取土坑（或洼地）可以利用时，可将取土坑（或洼地）适当整修作为生物塘。生物塘是一种构造简单、管护容易、处理效果稳定可靠的无水处理方法。生物塘可以作为化粪池或双层沉淀池的后续处理，也可以单独使用。污水在塘内经较长时间的停留和贮存，通过微生物（细菌、真菌、藻类、原生动物等）的代谢活动与分解作用，对污水中的有机污染物进行生物降解，最后达到稳定。因此，生物塘又称为生物稳定塘。生物塘可以分为四种：

好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘。第37页，课件共45页，创作于2023年2月藻类好氧塘新微生物细胞大气复氧污水中有机物新藻类生物太阳光能CO2、NH4+好氧塘内藻菌共生关系好氧塘好氧塘的深度较浅，有效水深一般小于1米，通常采用0.5米，阳光可以投入池底。在阳光的照射时间内，藻类光合作用而释放大量氧，塘表面由于风力的搅动而进行自然复氧，使塘内保持着良好的“好氧”条件。好氧异养性微生物通过生化代谢活动，对有机污染物进行氧化分解，代谢产物二氧化碳供藻类光合作用所需的碳源。藻类利用二氧化碳、水、无机盐及光能合成其细胞质，并释放出氧气。好氧塘的设计参数：有效水深不大于0.5m；停留时间2-6d；BOD5负荷10-22g/m2d，BOD5去除率80％-95％。第38页，课件共45页，创作于2023年2月好氧层兼性层厌氧层O2CO2CH4CH4CO20.9-1.8m0.15-0.6m兼性塘的三个区域示意图兼性塘兼性塘的水深较好氧塘深，因而塘内的污水有较长的停留时间，对于污水流量和浓度的波动有较好的缓冲能力。好氧层在塘的上层，藻类光合作用旺盛，溶解氧充足，好氧微生物在这个区域内生化氧化代谢活动；兼性层在塘的中间，藻类光合作用减弱，溶解氧不足，白天处于好氧状态，而夜间则处于厌氧状态，兼性微生物占优势；塘的底层是厌氧层，厌氧微生物占主导，对沉淀池的底部进行酸性发酵和甲烷发酵。兼性塘的设计参数：有效水深0.6-2.4m；停留时间7-50d；BOD5负荷2-6g/m2d，BOD5去除率70％-90％。第39页，课件共45页，创作于2023年2月厌氧塘当塘内的有机负荷超过了光合作用产生的氧量时，生物塘处于厌氧状态。减小塘的表面积和加大塘的水深，都能降低光合作用的强度，塘内呈厌氧状态。有机物在厌氧微生物的代谢作用下缓慢降解，最后转化为甲烷，并释放出H2S及其它致臭物，如乙硫醇、硫甘醇酸等。厌氧塘的设计参数：有效水深2.4-4.0m；停留时间30-50d；BOD5负荷20-60g/m2d，BOD5去除率50％-70％。第40页，课件共45页，创作于2023年2月曝气塘采用人工曝气（多采用曝气机）在水面进行曝气充氧，以维持良好的充氧状态。由于曝气具有搅拌和充氧的双重功能，当曝气机的动力足以维持塘内全部固体处于悬浮状态，并向污水提供足够的溶解氧时，这种塘称为好氧曝气塘。当曝气机的动力仅能供应污水必要的溶解氧，并使部分固体处于悬浮状态，而另一部分固体沉积塘底并发生厌氧分解，这种塘称为兼性曝气塘。曝气塘的设计参数：有效水深1.8-4.5m；停留时间2-10d；BOD5负荷30-60g/m2d，BOD5去除率