翡翠湖水质时空特征分析及其污染修复初步研究

发布时间：2020-06-20 12:06

【摘要】：随着我国经济不断发展,水环境污染问题日益突出,为探讨湖(库)水体水质变化规律及富营养化发生机理,加强对其应用、治理方面的研究,以典型非封闭型污染水体为研究基点,2018年08月-2019年01月,通过现场采样、监测,对水体进行分水期的时空变化特征分析,运用关联度分析、相关性分析、富营养化评价等方法对环境因子间内在联系进行分析,依据水质污染特征提出利用强化混凝剂投加和底层微孔曝气等修复技术对该水体进行修复试验研究。主要研究内容及结论如下:(1)水环境时空变化特征解析表明:水体WT、pH、浊度、SS逐渐降低,DO和SD则逐渐升高;COD_(Cr)和COD_(Mn)分别满足《地表水环境质量标准》GB3838-2002中V类和Ⅳ类标准,TP低于Ⅳ类标准的占比为77%,TN全部低于V类标准,Chl-a变化呈明显的季节性差异。垂直方向上,各环境因子垂向浓度差逐渐减小;水体存在局部和底层缺氧现象,TN、TP在各水期内差异性较大,这可能与水体存在藻类真光层相关;水平方向上,TN和TP的浓度分布表明南部主湖区内外源污染对研究区域内氮、磷浓度变化具有一定影响,丰水期Chl-a呈东北部—南部逐渐降低的趋势,而枯水期无明显差异。总体来看,水体水质在丰水期和平水期变化明显,枯水期无明显差异。(2)关联度分析表明:理化指标中Chl-a与SS、TP的关联度最高(r_(0i)=0.776;r_(0i)=0.748);相关性分析表明:Chl-a与WT、TP(r=0.759,P0.01;r=0.728,P0.01)呈极显著正相关,与SS呈极显著负相关(r=-0.748,P0.01);综合营养状态指数(TLI)和营养状态指数(EI)评价结果表明,水体在监测期间处于轻度或中度富营养化状态,两种富营养化评价中TN、TP贡献值均接近45%,而Chl-a占比差异最大,差值达到6.2%,初步判断水体属于磷控湖泊。(3)选用常用混凝剂对污染原水进行混凝小试试验,结果表明:PAC混凝效果最好,对水体浊度、SS、TP的去除率最高达到96.4%、92.0%和85.0%;DIA协同PAC强化混凝后除藻效果明显,Chl-a去除率最高达到91.8%,强化混凝后絮体沉降速率提高近一倍,致密性明显提高;从经济角度考虑,当PAC和DIA均为20mg/L时,强化混凝剂可取得良好的除藻效果,Chl-a去除率为74.5%。(4)底层微孔曝气现场试验研究表明:当曝气通量为4 m~3/h,反应周期为12h,运行时间为50 d时,水体DO浓度均提高明显且垂向△DO缩小;底层曝气提高了水体垂直流和立面流的交换速率,但造成的扰动对水体浊度、氮磷等营养盐的迁移转化产生阶段性影响。试验结束时,与初始值相比,曝气组上覆水COD、TN、NH_3-N和TP分别降低了11.1%、14.2%、23.2%和23.1%,底泥层则分别降低了6%、21.6%、35.9%和28.2%,相较对照组,曝气组上覆水COD、TN、NH_3-N和TP分别降低了22.5%、31.8%、39.7%、9.7%,底泥层则分别降低了3%、34.3%、49.4%和17.6%,曝气可以有效去除NH_3-N,但对TP去除效果不理想。总体来看,单一曝气的方式在浅型城市水体的实际应用中具有局限性,曝气需要搭配化学、生物菌剂投加、底泥钝化等辅助措施才能发挥更大效用。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X524
【图文】：

溶解氧,热分层,水体,营养物质

[11]。图1.1 溶解氧与环境因子的关系Figure 1.1 Relationship between DO and environmental factors1.2.3 湖泊等水体热分层与富营养化我国大部处于温热带地区，湖（库）可能发生季节性热分层和对流现象，春末夏初季节，光照增强，水体变温层和等温层出现温度差，水体出现垂向热分层，导致垂向传质作用受到抑制[12]，加速藻类生长繁殖；秋冬季节，湖（库）水体发生对流现象，氮磷等营养物质在沉积物—上覆水之间发生迁移转化，为藻类的二次生长、繁殖提供必备营养物质，形成恶性循环。总之，由于水体分层现象，导致水体流动性减弱，上下层交换匮乏，可以引起藻类的大量繁殖。1.3 国内外主要研究方向及进展结合本文主要研究对象和内容，对国内外主要研究方向及进展描述如下：1.3.1 水体富营养化及其评价方法简述

技术路线图,除藻,聚合氯化铝,硅藻土

第一章绪论7图1.2 技术路线图Figure 1.2 Technical route主要研究内容如下：（1）通过前期调研，选取典型非封闭型水体作为研究对象，对其进行定期采样、监测，并以监测数据为基础，根据各监测指标浓度动态变化进行绘图对比分析；（2）运用关联度分析、Person相关性分析等方法，对研究水体中藻类与环境因子之间展开多元统计分析，综合评价水体富营养化水平，探究与水华爆发相关的主动因子和被动因子，探索其内在联系；（3）对水体进行修复试验研究，在实验室内，利用强化混凝技术进行除藻、除磷，选用硅藻土协同聚合氯化铝处理该污染水体，从试剂投加量、絮体沉降速率、密实性等方面分析硅藻土协同聚合氯化铝的除藻降磷的可行性；采用自主研制的微孔曝气装置进行现场曝气的试验研究

【相似文献】