城市雨水径流污染控制与排水管道缺损状况量化评价研究
发布时间：2021-04-28 19:17
地表雨水径流污染与地下排水管道损漏是城市面源污染的主要来源，如何有效控制城市雨水径流污染与进行污水管道损漏评价与修复，是控制城市面源污染的关键。本文研究制备高效改性磷吸附剂，开发针对雨水径流的截流渗滤工艺技术，有效控制雨水径流污染；基于排水管道视频检测技术，以模糊数学方法为核心，建立排水管道缺损状况的综合评价模型，实现对我国2个城市部分排水管道缺损状况的量化评价。主要取得如下研究成果：1、采用硼氢化钠还原法成功制备了纳米铁，并用于对多种吸附材料的改性，处理雨水径流时，对其中磷的吸附容量最高提高至改性前的75倍，且可使出水中总磷（TP）浓度低于0.02mg/L；2、在我国南方A市试验区设计和实施道路雨水径流截流渗滤工艺，其对径流中悬浮固体（SS）、化学需氧量（COD）、总氮（TN）和总磷浓度的平均去除率分别为98.6%、65.4%、55.1%和92.6%；设计和实施绿地雨水径流原位渗滤工艺，其对不同水力负荷的模拟径流处理效果均较好，长期运行后，对SS和TP等的去除效率均稳定在60%左右；3、成功开发具有自主知识产权的管道视频检测机器人THUSIR-2，并用于对试验区内部分排水管道的缺损状...
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 城市化进程与水体面源污染
1.1.1 城市地表面源污染——雨水径流污染特征及危害
1.1.2 城市地下面源污染——排水管道损漏特点及危害
1.2 城市面源污染研究及治理现状
1.2.1 雨水径流污染控制研究现状
1.2.2 雨水径流污染物强化吸附材料改性研究现状
1.2.3 城市排水管道缺损状况评价的研究现状
1.3 研究目的与研究内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第2章 纳米铁改性吸附材料去除雨水径流中磷的研究
2.1 纳米铁改性吸附材料的制备
2.1.1 纳米铁的制备及其性质分析
2.1.2 纳米铁改性材料的制备
2.1.3 氯化铁改性材料的制备
2.2 改性材料静态吸附试验及机理分析
2.2.1 试验步骤
2.2.2 吸附模型模拟及除磷效果对比分析
2.2.3 改性材料吸附磷效果对比
2.2.4 改性材料吸附磷的机理分析
2.3 高吸附容量除磷材料连续流除磷试验
2.3.1 连续流去除自配水中磷的试验
2.3.2 连续流去除雨水中磷的试验
2.4 本章小结
第3章 雨水径流时间空间分质收集处理技术研究
3.1 试验区域雨水径流污染特征分析
3.1.1 径流监测布点方案
3.1.2 采样频率和方案
3.1.3 当地降雨特征分析
3.1.4 路面径流的污染特征分析
3.1.5 绿地径流监测及其污染特征分析
3.1.6 不同下垫面之间径流的污染特征差异研究
3.1.7 试验区域雨水径流的年污染负荷估算
3.2 道路雨水径流截流渗滤系统试验研究
3.2.1 试验系统
3.2.2 模拟试验方法
3.2.3 模拟短时少量降雨情况下的运行效果
3.2.4 模拟长时均匀降雨情况下系统的运行效果
3.2.5 实际短时暴雨情况下的运行效果
3.2.6 实际不均匀降雨情况下的运行效果
3.2.7 多次运行后的面源污染削减效果评价
3.3 绿地雨水径流渗滤系统试验研究
3.4 试验区雨水径流污染负荷削减估算
3.5 本章小结
第4章 管道缺损状况评价体系与方法的建立
4.1 基于视频检测的排水管道缺损状况评价体系的建立
4.2 排水管道手持视频检测（QV）编码分级方法
4.2.1 排水管道常见缺陷及其严重程度分级方法
4.2.2 排水管道手持视频检测及记录方法
4.3 排水管道视频检测机器人的检测方法
4.3.1 管道视频检测机器人的设计与试制
4.3.2 基于排水管道视频检测的缺陷结果分级方法的建立
4.3.3 排水管道常见缺陷与其严重程度的分级方法
4.4 基于模糊决策的排水管道缺陷状况综合评价方法的建立
4.4.1 层次分析法
4.4.2 排水管道缺损类型定义与分类
4.4.3 排水管道缺陷状况评价方法的建立
4.4.4 排水管道缺损状况综合评价指数的提出
4.5 本章小结
第5章 南方城市排水管道状况评价与分析
5.1 A 市管道排水管道机器人数据评价与分析
5.1.1 试验区管网情况简介
5.1.2 排水管道检测工作实施
5.1.3 评价计算示例 某段排水管道缺陷状况评价
5.1.4 评价结果分析
5.2 B 市管道 QV 数据评价与分析
5.2.1 试验区管网情况简介
5.2.2 排水管道检测工作实施
5.2.3 评价结果分析
5.3 本章小结
第6章 结论和建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]前期晴天时间对城市降雨径流污染水质的影响[J]. 边博. 环境科学. 2009(12)
[2]城市污水管道实际健康度评价模型及应用研究[J]. 颜文涛,龙腾锐,陈朝晖,何强. 中国给水排水. 2009(09)
[3]城市污水管道预报健康度评价模型及其应用研究[J]. 颜文涛,陈朝晖,何强,龙腾锐. 中国给水排水. 2009(07)
[4]城镇排水管道检测技术的发展与应用[J]. 李卫海,林碧华,廖海山. 广州建筑. 2009(01)
[5]城市面源污染的特征及其控制的研究进展[J]. 倪艳芳. 环境科学与管理. 2008(02)
[6]层次分析法在环境绩效评估中的应用[J]. 彭婷,姜佩华. 能源与环境. 2007(01)
[7]排水管道检测技术的发展现状[J]. 李田,郑瑞东,朱军. 中国给水排水. 2006(12)
[8]上海市19922004年急性硫化氢中毒事故分析[J]. 胡振华,季力,郑建翔. 职业与健康. 2006(11)
[9]沥青油毡屋面降雨径流污染物浓度历时变化研究[J]. 任玉芬,王效科,欧阳志云,苗鸿,郑华. 环境科学学报. 2006(04)
[10]我国硫化氢中毒事故原因分析与防治对策[J]. 欧军荣,江世强,李羡筠. 广西医学. 2005(07)
博士论文
[1]基于GIS的城市污水管网监测维护决策系统研究[D]. 颜文涛.重庆大学 2007
[2]排水系统模型在城市雨水水量管理中的应用研究[D]. 谭琼.同济大学 2007
硕士论文
[1]屋面雨水水质监测与生态处理[D]. 许静.西安建筑科技大学 2009
[2]不同排水体制的污染负荷及控制措施研究[D]. 潘国庆.北京建筑工程学院 2008
[3]基于模糊综合评判的小区污水管网方案优选研究[D]. 李郑.合肥工业大学 2007
[4]排水管道超声波成像检测系统研究与设计[D]. 陈高泉.沈阳工业大学 2005
[5]城市污水管网的腐蚀与检测修复研究[D]. 刘林湘.重庆大学 2004
本文编号：3166027
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 城市化进程与水体面源污染
1.1.1 城市地表面源污染——雨水径流污染特征及危害
1.1.2 城市地下面源污染——排水管道损漏特点及危害
1.2 城市面源污染研究及治理现状
1.2.1 雨水径流污染控制研究现状
1.2.2 雨水径流污染物强化吸附材料改性研究现状
1.2.3 城市排水管道缺损状况评价的研究现状
1.3 研究目的与研究内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第2章 纳米铁改性吸附材料去除雨水径流中磷的研究
2.1 纳米铁改性吸附材料的制备
2.1.1 纳米铁的制备及其性质分析
2.1.2 纳米铁改性材料的制备
2.1.3 氯化铁改性材料的制备
2.2 改性材料静态吸附试验及机理分析
2.2.1 试验步骤
2.2.2 吸附模型模拟及除磷效果对比分析
2.2.3 改性材料吸附磷效果对比
2.2.4 改性材料吸附磷的机理分析
2.3 高吸附容量除磷材料连续流除磷试验
2.3.1 连续流去除自配水中磷的试验
2.3.2 连续流去除雨水中磷的试验
2.4 本章小结
第3章 雨水径流时间空间分质收集处理技术研究
3.1 试验区域雨水径流污染特征分析
3.1.1 径流监测布点方案
3.1.2 采样频率和方案
3.1.3 当地降雨特征分析
3.1.4 路面径流的污染特征分析
3.1.5 绿地径流监测及其污染特征分析
3.1.6 不同下垫面之间径流的污染特征差异研究
3.1.7 试验区域雨水径流的年污染负荷估算
3.2 道路雨水径流截流渗滤系统试验研究
3.2.1 试验系统
3.2.2 模拟试验方法
3.2.3 模拟短时少量降雨情况下的运行效果
3.2.4 模拟长时均匀降雨情况下系统的运行效果
3.2.5 实际短时暴雨情况下的运行效果
3.2.6 实际不均匀降雨情况下的运行效果
3.2.7 多次运行后的面源污染削减效果评价
3.3 绿地雨水径流渗滤系统试验研究
3.4 试验区雨水径流污染负荷削减估算
3.5 本章小结
第4章 管道缺损状况评价体系与方法的建立
4.1 基于视频检测的排水管道缺损状况评价体系的建立
4.2 排水管道手持视频检测（QV）编码分级方法
4.2.1 排水管道常见缺陷及其严重程度分级方法
4.2.2 排水管道手持视频检测及记录方法
4.3 排水管道视频检测机器人的检测方法
4.3.1 管道视频检测机器人的设计与试制
4.3.2 基于排水管道视频检测的缺陷结果分级方法的建立
4.3.3 排水管道常见缺陷与其严重程度的分级方法
4.4 基于模糊决策的排水管道缺陷状况综合评价方法的建立
4.4.1 层次分析法
4.4.2 排水管道缺损类型定义与分类
4.4.3 排水管道缺陷状况评价方法的建立
4.4.4 排水管道缺损状况综合评价指数的提出
4.5 本章小结
第5章 南方城市排水管道状况评价与分析
5.1 A 市管道排水管道机器人数据评价与分析
5.1.1 试验区管网情况简介
5.1.2 排水管道检测工作实施
5.1.3 评价计算示例 某段排水管道缺陷状况评价
5.1.4 评价结果分析
5.2 B 市管道 QV 数据评价与分析
5.2.1 试验区管网情况简介
5.2.2 排水管道检测工作实施
5.2.3 评价结果分析
5.3 本章小结
第6章 结论和建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]前期晴天时间对城市降雨径流污染水质的影响[J]. 边博. 环境科学. 2009(12)
[2]城市污水管道实际健康度评价模型及应用研究[J]. 颜文涛,龙腾锐,陈朝晖,何强. 中国给水排水. 2009(09)
[3]城市污水管道预报健康度评价模型及其应用研究[J]. 颜文涛,陈朝晖,何强,龙腾锐. 中国给水排水. 2009(07)
[4]城镇排水管道检测技术的发展与应用[J]. 李卫海,林碧华,廖海山. 广州建筑. 2009(01)
[5]城市面源污染的特征及其控制的研究进展[J]. 倪艳芳. 环境科学与管理. 2008(02)
[6]层次分析法在环境绩效评估中的应用[J]. 彭婷,姜佩华. 能源与环境. 2007(01)
[7]排水管道检测技术的发展现状[J]. 李田,郑瑞东,朱军. 中国给水排水. 2006(12)
[8]上海市19922004年急性硫化氢中毒事故分析[J]. 胡振华,季力,郑建翔. 职业与健康. 2006(11)
[9]沥青油毡屋面降雨径流污染物浓度历时变化研究[J]. 任玉芬,王效科,欧阳志云,苗鸿,郑华. 环境科学学报. 2006(04)
[10]我国硫化氢中毒事故原因分析与防治对策[J]. 欧军荣,江世强,李羡筠. 广西医学. 2005(07)
博士论文
[1]基于GIS的城市污水管网监测维护决策系统研究[D]. 颜文涛.重庆大学 2007
[2]排水系统模型在城市雨水水量管理中的应用研究[D]. 谭琼.同济大学 2007
硕士论文
[1]屋面雨水水质监测与生态处理[D]. 许静.西安建筑科技大学 2009
[2]不同排水体制的污染负荷及控制措施研究[D]. 潘国庆.北京建筑工程学院 2008
[3]基于模糊综合评判的小区污水管网方案优选研究[D]. 李郑.合肥工业大学 2007
[4]排水管道超声波成像检测系统研究与设计[D]. 陈高泉.沈阳工业大学 2005
[5]城市污水管网的腐蚀与检测修复研究[D]. 刘林湘.重庆大学 2004
本文编号：3166027
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