生態(tài)型凈水箱處理城市雨水徑流措施▲畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題 目 學(xué) 院 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 級(jí) 指導(dǎo)教師 畢業(yè)教務(wù)處制表畢業(yè)學(xué)生姓名： xx填寫(xiě) 學(xué)號(hào)： xx填寫(xiě) 專(zhuān)業(yè)： xx填寫(xiě) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)要評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫(xiě)作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問(wèn)題和不足之處。） 指導(dǎo)教師結(jié)論： （合格、不合格）指導(dǎo)教師姓名所在單位指導(dǎo)時(shí)間畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱意見(jiàn)表 學(xué)生姓名： xx填寫(xiě) 學(xué)號(hào)： xx填寫(xiě) 專(zhuān)業(yè)： xx填寫(xiě) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)研究 評(píng)閱意見(jiàn)：

2、（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)要評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫(xiě)作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問(wèn)題和不足之處。）修改意見(jiàn)：（針對(duì)上面提出的問(wèn)題和不足之處提出具體修改意見(jiàn)。評(píng)閱成績(jī)合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見(jiàn)。）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱成績(jī) （百分制）： 評(píng)閱結(jié)論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評(píng)閱人姓名所在單位評(píng)閱時(shí)間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)研究，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻(xiàn)、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人

3、獨(dú)立完成，不包含他人成果及使用過(guò)的材料。對(duì)論文的完成提供過(guò)幫助的有關(guān)人員已在文中說(shuō)明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒(méi)有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒(méi)有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫(xiě)日期：xx填寫(xiě)年月日題目：生態(tài)型凈水箱處理城市雨水徑流措施王文玉 馮傳平摘 ?要：在不同進(jìn)水濃度、停留時(shí)間和生長(zhǎng)季節(jié)條件下，由于植物生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)釋放有機(jī)碳，COD去除效果不佳。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在高濃度COD進(jìn)水時(shí)，去除率可達(dá)48%。污水中NH-N和NO-N在各種運(yùn)行條件下都有較好的去除效果，在行水期，NH-N的去除率在38%到87.5%之間，而NO-N的去除率在46

4、%到71%之間，而在停水期，兩個(gè)數(shù)值分別為95%和85%。證明生態(tài)型凈水箱護(hù)岸系統(tǒng)對(duì)城市雨水初期徑流起到有效凈化作用。關(guān)鍵詞：非點(diǎn)源污染;雨水徑流污染;生態(tài)型凈水箱0引言目前在城市水源污染控制中，除了城市管理和法規(guī)等非工程（技術(shù)）方法外，多種工程措施也有廣泛應(yīng)用。尹煒等提出了通過(guò)源處理、輸移控制以及匯處理等程序來(lái)對(duì)地表徑流污染進(jìn)行控制。趙建偉等也進(jìn)行過(guò)相關(guān)研究，他們將徑流污染控制技術(shù)將進(jìn)行系統(tǒng)分類(lèi)，總結(jié)出植被過(guò)濾帶、人工濕地、滯留/持留系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)以及滲透系統(tǒng)等類(lèi)型。所謂凈水型護(hù)岸就是以該理念為前提實(shí)施的，以凈化徑流污染為目的。具體來(lái)說(shuō)，細(xì)分出了諸如生物浮床、人工濕地以及植物過(guò)濾帶等易操作的

5、生態(tài)系統(tǒng)方法，是目前正在普遍使用的幾種主流措施。在本次研究中，針對(duì)沿岸坡徑流而下的面源雨水污染控制提出了生態(tài)型凈水箱，將水中生長(zhǎng)的植物作為主體，利用自然界生態(tài)系統(tǒng)的自凈原理，對(duì)污水中的污染物進(jìn)行去除。1 實(shí)驗(yàn)材料與方法1.1 生態(tài)型凈水箱在進(jìn)行生態(tài)型凈水箱制作時(shí)，使用混凝土預(yù)制而成的砌塊，在中部用隔板進(jìn)行分離，在正面的一側(cè)面做出孔洞，用來(lái)溢流，然后內(nèi)部填充上卵石等濾料，將棕纖維墊固定在濾料上，在棕墊上面種植植物。如圖1所示。通過(guò)圖1可知，污水從凈水箱上表面流過(guò)的同時(shí)，由于擴(kuò)散供氧作用，可攜帶溶解氧滲透進(jìn)入下層濾料，同時(shí)兼具表面流濕地和潛流濕地的功效。1.2 實(shí)驗(yàn)方法1.2.1 實(shí)驗(yàn)用水本研究總

6、結(jié)了車(chē)伍、仁玉芬、侯立柱等學(xué)者所進(jìn)行過(guò)的針對(duì)北京市區(qū)降雨徑流污染后，確定配制污水的污染物濃度基準(zhǔn)值，如表1所示。 1.2.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖2所示，本試驗(yàn)系統(tǒng)由四層生態(tài)型凈水箱組合而成。凈水箱中間設(shè)隔板，從而使污水在凈水箱濾料內(nèi)的滲濾行程最大化;在隔板靠近箱體后壁的地方，專(zhuān)門(mén)設(shè)置孔隙，隔板可以有效的分出兩個(gè)格室，兩格室的液面是存在高差，當(dāng)污水從沒(méi)有溢流口的一方流入凈水箱的時(shí)候，通過(guò)水的壓強(qiáng)原理，可通過(guò)空隙流入到另一側(cè)的箱體中。凈水箱內(nèi)的多孔陶粒粒徑11.5cm，其厚度大約為12cm，而用于植物生長(zhǎng)的層級(jí)厚度為10cm，棕纖維的填充密度為47 kg/m，溢流孔的直徑大約為0.8cm，數(shù)量為三個(gè)，距

7、離箱子底部的高度為20cm，也就是說(shuō)箱子的承載水位最多為20cm;為了方便后期測(cè)量，我們?cè)诨ǘ返牟课粵](méi)有填充陶粒，以便于后期檢測(cè)槽以及取樣槽的使用。1.2.3水力停留時(shí)間（HRT）的確定高濃度污染物雨水發(fā)生于降雨初期，持續(xù)時(shí)間15分鐘到30分鐘，污染物的濃度會(huì)呈現(xiàn)出先升高后逐漸降低的趨勢(shì)。一般人工濕地處理路面徑流污水系統(tǒng)中，將HRT設(shè)為0.5h。常規(guī)人工濕地污水凈化系統(tǒng)的HRT通常在數(shù)天以上，延長(zhǎng)HRT可提高污水的處理效率，但會(huì)對(duì)濕地系統(tǒng)的處理能力造成損失。為了研究生態(tài)型凈水箱使用時(shí)的處理效果，每種濃度的實(shí)驗(yàn)用水設(shè)定三種不同的HRT，分別為0.5h?、3h和6h。1.2.4 降雨間隔時(shí)間的確定

8、上海市的降雨周期大概為9天，為了檢測(cè)該實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)對(duì)于降水期較短時(shí)的污水處理能力，在實(shí)驗(yàn)中將周期設(shè)置為5天。1.2.5 實(shí)驗(yàn)過(guò)程本實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段：行水期與停水期。行水期設(shè)定為5個(gè)HRT，即整個(gè)降雨過(guò)程包括徑流形成及徑流匯入河流的時(shí)間，主要考察凈水箱內(nèi)水生植物對(duì)徑流雨水的攔截作用。停水期則在行水期之后，相當(dāng)于降雨的時(shí)間間期，時(shí)間為5d。此階段主要考察凈水箱內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污染物的降解作用。為使凈水箱出水水質(zhì)不受原存水的影響，在進(jìn)行每批實(shí)驗(yàn)前，先注入300升的水，等到將凈水箱內(nèi)的所有存水排出后，再注入200升水用于實(shí)驗(yàn)。行水期間連續(xù)走水5個(gè)HRT，每隔1個(gè)HRT取4層凈水箱內(nèi)的水樣進(jìn)行檢測(cè)（5次/d）

9、。在停水期，每天定時(shí)取4層凈水箱內(nèi)的水樣（1次/d）。本研究進(jìn)行了進(jìn)水濃度、HRT及植物生長(zhǎng)期對(duì)生態(tài)型凈化箱系統(tǒng)的人工徑流雨水處理性能實(shí)驗(yàn)，其中植物生長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)在中濃度進(jìn)水、HRT=3h和四層組合凈水箱條件下，在夏（8月6日-8月12日）、秋（11月12日-11月18日）兩季進(jìn)行。1.3 檢測(cè)指標(biāo)本研究的檢測(cè)指標(biāo)為T(mén)、DO、 pH、NH-N、NO-N和COD，其中T、pH和DO使用了多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀來(lái)進(jìn)行測(cè)定，NH-N、NO-N和COD則使用了紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定測(cè)定。2.1?不同實(shí)驗(yàn)條件下COD的去除效果本實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)水COD都是可溶性質(zhì)的，如圖3所示，總體上來(lái)講，凈水箱系統(tǒng)COD去除的效

10、果不能讓人滿意，平均的去除率只有20%上下。從上圖3a中我們可以看出，出水的COD值會(huì)伴隨著進(jìn)水COD濃度的增高而增加。在行水期間，低濃度、中濃度以及高濃度進(jìn)水的COD去除率分別為-23%、6%、以及48%，呈現(xiàn)出隨進(jìn)水COD增加而提高的趨勢(shì)。而在停水期的時(shí)候低濃度、中濃度、高濃度的COD去除率則分別為-112%、27%、28%，同樣呈現(xiàn)出隨進(jìn)水濃度的增加提高的趨勢(shì)。而且，在行水期和停水期的時(shí)候，低濃度進(jìn)水的COD去除率均顯示為負(fù)值。從圖3b中出水COD值會(huì)呈現(xiàn)出一定的波動(dòng)，但總體上呈現(xiàn)出了正相關(guān)的關(guān)系。在本研究過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，凈水箱對(duì)COD的去除能力基本是非常穩(wěn)定的，從上圖3c當(dāng)進(jìn)水COD不

11、變的前提下，行水期中COD的去除速率與棕纖維有機(jī)碳的釋放速率維持不變，從而出水的COD值也不會(huì)改變。出水COD濃度會(huì)伴隨時(shí)間的長(zhǎng)短呈現(xiàn)出略微下降的現(xiàn)象，主要是因?yàn)檫M(jìn)水對(duì)植物生長(zhǎng)床內(nèi)有機(jī)碳會(huì)造成沖刷而導(dǎo)致的。在停水期的時(shí)候，棕纖維釋放的有機(jī)碳不會(huì)出水帶出，所以箱內(nèi)COD會(huì)迅速堆積，當(dāng)COD值增加到與棕纖維有機(jī)碳釋放相平衡的程度，凈水箱內(nèi)的COD值不再發(fā)生變化。2.2 ?NH-N的去除效果從圖4a中我們可以看出在行水期時(shí)，低濃度、中濃度和高濃度進(jìn)水中NH-N的去除率的數(shù)值為57%、52%和59%，從數(shù)值上看是比較有效的，而且數(shù)值接近，可以得出以下結(jié)論：以本次實(shí)驗(yàn)條件為前提，各種濃度中NH-N去除率

12、并沒(méi)有明顯區(qū)別。通過(guò)DO曲線我們可以看出，行水期的時(shí)候，DO值大概維持在每升4.5毫克左右，而在停水期的時(shí)候，其數(shù)值大概為每升3.5毫克，也就是說(shuō)溶解氧會(huì)比較有利于硝化細(xì)菌對(duì)于NH-N的轉(zhuǎn)化功能。通過(guò)圖4b我們可以看出：HRT對(duì)NH-N去除效果的影響還是比較明顯的，NH-N的去除率分別顯示為38%、52%、以及60%，也就是說(shuō)NH-N的去除率會(huì)隨著HRT延長(zhǎng)而增高，其原因主要是因?yàn)镠RT的延長(zhǎng)會(huì)使硝化作用發(fā)生增強(qiáng)而導(dǎo)致的。在停水5天后，NH-N的去除率則分別顯示為95.3%、94.4%和94.1%，也就是說(shuō)三種HRT下，停水期的NH-N去除率是沒(méi)有區(qū)別的。通過(guò)圖4c以看出，行水期的NH-N去除

13、率在夏秋兩季分別為87.5%和88.1%，停水5天后的去除率分別為顯示為夏季的87%和秋季的85%。而且不管在行水期或者停水期， 夏秋兩季NH-N的去除效果并沒(méi)有明顯區(qū)別，而且效果較佳。2.3 ?NO-N在不同條件下的去除效果觀察圖5a可以發(fā)現(xiàn)，在行水期時(shí)，在低濃度、中濃度、高濃度三種進(jìn)水中，NO-N的濃度會(huì)時(shí)間的推移而發(fā)生降低現(xiàn)象，大約為46%、60%和66%，且伴隨進(jìn)水濃度的增高而增高;在停水期的時(shí)候，低濃度、高進(jìn)水濃的度NO-N會(huì)隨著停水時(shí)間的延續(xù)而表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，中進(jìn)水濃度則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，究其原因，高濃度DO會(huì)加強(qiáng)硝化作用，減弱反硝化作用，反之亦然。當(dāng)停水5天后，低濃度、中濃度、高濃度

14、三種進(jìn)水濃度NO-N去除率顯示為28%、80%和56%，其中中濃度的NO-N去除效果數(shù)值顯示最高。通過(guò)圖5b可以看出，HRT對(duì)NO-N去除效果造成的影響是比較明顯的，當(dāng)進(jìn)水期的時(shí)候NO-N的平均去除率分別為71%、60%、以及53%，也就是說(shuō)NO-N去除率會(huì)隨著HRT延長(zhǎng)而出現(xiàn)降低情況，這就與我們前面提到過(guò)的NH-N去除率會(huì)隨著HRT延長(zhǎng)而增大的結(jié)論一致。從圖5c可知，除停水期的第5d，在行水期和停水期，NO-N去除率都是秋季高于夏季。原因是凈水箱內(nèi)異養(yǎng)菌數(shù)量秋季比夏季少;而且低溫和高DO會(huì)抑制反硝化作用。在不同條件下，凈水箱系統(tǒng)對(duì)以上三種物質(zhì)都可以明顯的進(jìn)行去除，但是去除效果差異較大，在行水

15、期時(shí)，NH-N的去除率大約為38%-60%，NO-N的去除率為53%-71%，而在靜水期時(shí)，NH-N的去除率可達(dá)95%，NO-N去除率也會(huì)高達(dá)85%。出水COD由于受到棕纖維有機(jī)碳釋放影響，其去除效果并不理想，在高濃度進(jìn)水時(shí)，COD去除率可以達(dá)到48%。除COD外，對(duì)于NH-N和NO-N在夏季和秋季也會(huì)有明顯不同。參考文獻(xiàn)1 黃少雄，衷平，石翔.人工濕地在路面徑流污水中的應(yīng)用J.交通部科學(xué)研究院，2006（7）：229-235.2 王彥紅，韓蕓，彭黨聰.城市雨水徑流水質(zhì)特性及分析J.環(huán)境工程，2006，24（3）：84-86.3 趙建偉，單保慶，尹澄清.市面源污染控制工程技術(shù)的應(yīng)用及進(jìn)展J.中

16、國(guó)給水排水，2007（12）：1-5.4 尹煒，李培軍，可欣等.我國(guó)城市地表徑流污染治理技術(shù)探討J.生態(tài)學(xué)雜志，2005，24 （5）：533-536.5 何旭升，魯一暉，章青，等.河流人工強(qiáng)化凈水工程技術(shù)與凈水護(hù)岸方案J.水利水電技術(shù)，2005，36（11）：26-29. This study with the condition of different inflow concentrations， HRTs and hydrophytes growth phases. The results indicated that the excellent effect for NO-N and

17、 NH-N removal， except organic contamination reasoning from the TOC release of palm fiber in hygrophyte planting bed， however removal efficiency with the high level concentration influent could reach 48%. The removal efficiencies to NH-N and NO-N were respectively 38%-87.5% and 46%-71% during the water passing phase. Furthermore， t