城市污染河流水污染控制技术研究

【摘要】：随着我国经济的快速发展和城市化进程加速,我国城市区域内的河流段河水污染问题愈来愈严重,其河水水质污染状况加剧,河流环境恶化,河流生态平衡已逐渐失去。城市污染河流的水污染加剧状况直接影响着河流周围的城市环境、城市社会经济的发展。因此,城市河流治理,尤其是城市河流内水污染治理刻不容缓。 现提出“城市污染河流”的概念:城市污染河流即在城市周围并水质受到污染,且水质指标低于城市国家地面水水质Ⅵ类的城市河流段。 由于河流水污染情况复杂,河流内水质治理技术的研究较少,缺乏针对河道内水质净化方面的研究,目前城市污染河流的治理,一般均处于就河流的水利、水文方面的治理。 本文阐述了河流的环境要素和生态系统结构,并探讨受污染河流的自净机制。在分析了城市河流受污染的原因后,总结污染河流水质净化与生态恢复等各种河流水污染控制技术的国内外研究进展,并对各种技术的特点及对不同类型河流的适用性进行了剖析。 经过评述,重点探讨了微生物修复技术的原理和优缺点,以及在我国城市污染河流中运用此技术的可行性。 同时提出对城市污染河流采用以生物—生态修复为主的综合水污染控制方法,设计了城市污染河流综合污染控制技术集成方案。 为了寻找治理城市污染河流内水质净化技术,进行了西坝河生物修复工程性试验。西坝河,位于昆明市,是汇入滇池的22条河流之一,属典型的城市污染河流。试验采用微生物水处理剂—液可清(ACF32)对西坝河下游进行生物修复。结果表明,液可清(ACF32)能去除嗅味,对有机物、浊度去除率较高,BOD_5、COD、TN、TP、浊度的去除率分别为33%～58%、13%～48%、5%～42%、12%～46%、24%～90%,可促进污染水体向良性生态区系演替,使水体基本恢复至洁净状态,初步证明了以生物—生态修复为主的综合污染控制方法在城市污染河流治理中可行性和经济性,将为我国城市污染河流的治理提供有益参考。 本论文的目的在于,总结国内外在河流污染治理和生态恢复方面的研究和实际经验,通过对河流水污染控制技术的研究,力求寻找到经济、节能、高效,同时又符合 【关键词】：城市污染河流 河流水处理 生物-生态修复 综合污染控制 西坝河 液可清(ACF32)
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X522
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题背景13-17
• 1.1.1 环境技术的发展13-14
• 1.1.2 地球生命体论和有效微生物(EM)技术14
• 1.1.3 城市河流的污染现状14-17
• 1.2 课题研究内容与目的17-19
• 1.2.1 本论文研究内容17
• 1.2.2 本论文研究目的17-19
• 第二章 河流与城市污染河流的基本慨念19-29
• 2.1 城市污染河流的概念19-21
• 2.1.1 河流的概念19
• 2.1.2 河流的形成19-20
• 2.1.3 城市污染河流的概念20-21
• 2.2 河流的环境要素21-23
• 2.2.1 水文要素21-22
• 2.2.2 水质要素22-23
• 2.2.3 水生态要素23
• 2.3 河流与其他环境要素的关系23-25
• 2.3.1 河流与城市的关系23-24
• 2.3.2 河流与农村的关系24
• 2.3.3 河流与湖泊水库的关系24-25
• 2.3.4 河流与河岸、陆地的关系25
• 2.4 城市污染河流污染成因分析25-29
• 2.4.1 点源污染26-27
• 2.4.1.1 工业污染26-27
• 2.4.1.2 城市污水27
• 2.4.2 面源污染27-28
• 2.4.3 内源污染28-29
• 第三章 河流的生态系统与自净作用29-43
• 3.1 河流生态系统结构29-33
• 3.1.1 河流的生物群落29-31
• 3.1.1.1 河流中的植物29-30
• 3.1.1.2 河流中的动物30-31
• 3.1.1.3 河流中的微生物31
• 3.1.2 河流的生态系统的营养结构31-33
• 3.2 河流污染的生态效应33-36
• 3.2.1 污染效应的层次33-35
• 3.2.1.1 生物个体的污染效应33-35
• 3.2.1.2 生物群体的污染效应35
• 3.2.1.3 生态系统的污染效应35
• 3.2.2 城市河流污染的综合效应35-36
• 3.2.2.1 灌溉价值的丧失35-36
• 3.2.2.2 水体饮用价值的丧失36
• 3.2.2.3 河流交通价值的损失36
• 3.2.2.4 景观价值的丧失36
• 3.3 污染河流的自净作用36-39
• 3.3.1 河流自净修复过程36-37
• 3.3.2 河流自净机制37-39
• 3.3.2.1 物理净化作用37-38
• 3.3.2.2 化学净化作用38
• 3.3.2.3 生物净化作用38-39
• 3.4 河流的水环境容量39-43
• 3.4.1 河流水环境容量的影响因素39-40
• 3.4.2 水环境容量的分类40-41
• 3.4.2.1 按水环境目标分类40
• 3.4.2.2 按污染物降解机理分类40-41
• 3.4.2.3 按污染物性质分类41
• 3.4.3 水环境容量的特征41-43
• 第四章 城市污染河流的常用控制技术43-58
• 4.1 河水化学处理技术43-45
• 4.1.1 化学絮凝处理技术43-44
• 4.1.2 化学除藻44-45
• 4.1.3 重金属的化学固定45
• 4.2 曝气复氧技术45-47
• 4.2.1 概述45
• 4.2.2 应用实例45-47
• 4.2.3 适用范围47
• 4.3 底泥疏浚和综合调水47-50
• 4.3.1 底泥疏浚47-48
• 4.3.2 综合调水48-49
• 4.3.3 调水技术治理城市污染河流实例49-50
• 4.4 河流的生态恢复50-56
• 4.4.1 生态恢复的概念50
• 4.4.2 河流生态恢复的内容和原则50-53
• 4.4.3 常用河流生态修复技术53-56
• 4.4.3.1 人工湿地(Constructed wetland)技术53-54
• 4.4.3.2 植物进化技术54
• 4.4.3.3 渗流生物膜净化技术(生物过滤技术)54-55
• 4.4.3.4 多自然型河流构建技术55-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 城市污染河流的生物修复技术58-77
• 5.1 生物修复技术的基本概念和发展历史58-60
• 5.1.1 基本概念58-59
• 5.1.2 发展历史和现状59-60
• 5.2 生物修复的原理60-67
• 5.2.1 天然河流中污染物的转化现象60-63
• 5.2.2 微生物对污染物的降解和转化作用63-67
• 5.2.2.1 微生物的生物化学降解转化作用63-65
• 5.2.2.2 微生物分解有机污染物的特点65
• 5.2.2.3 有机污染物的微生物好氧降解与转化65-66
• 5.2.2.4 有机污染物的微生物厌氧降解与转化66-67
• 5.3 用于生物修复的生物67-70
• 5.3.1 用于生物修复的微生物67-70
• 5.3.1.1 土著微生物67-68
• 5.3.1.2 外来微生物68-69
• 5.3.1.3 基因工程菌69-70
• 5.3.2 用于生物修复的其他生物70
• 5.4 城市污染河流生物修复技术的可行性研究70-77
• 5.4.1 污水厂生物处理技术与生物修复技术的比较71-75
• 5.4.1.1 生物处理法的实质及其发展71-72
• 5.4.1.2 污水处理厂生物处理法与城市污染河流生物修复技术的关系72-73
• 5.4.1.3 几种生物法的微生物比较73-74
• 5.4.1.4 影响生物修复的因素74-75
• 5.4.2 城市污染河流生物修复技术的优点75
• 5.4.3 城市污染河流生物修复技术的局限性75-77
• 第六章 以生物—生态修复为主的城市污染河流综合污染控制77-93
• 6.1 城市污染河流污染控制的原则77-83
• 6.1.1 生态原则77-80
• 6.1.1.1 生物间互利共生原理77-78
• 6.1.1.2 食物链原理78-79
• 6.1.1.3 物种多样性原理79
• 6.1.1.4 限制因子原理79-80
• 6.1.1.5 生态适宜性原理和生态位理论80
• 6.1.2 工程原则80-82
• 6.1.2.1 系统的整体性81
• 6.1.2.2 结构的有序性81
• 6.1.2.3 功能的综合性81-82
• 6.1.3 社会学原则82-83
• 6.2 以生物—生态修复为主的综合污染控制技术83-89
• 6.2.1 外源控制83
• 6.2.2 内源污染控制83-84
• 6.2.2.1 底泥疏浚84
• 6.2.2.2 底泥覆盖84
• 6.2.3 水动力学控制84-86
• 6.2.3.1 水力调控法85
• 6.2.3.2 河道曝气85-86
• 6.2.4 生物—生态修复86-89
• 6.2.4.1 微生物修复86-87
• 6.2.4.2 水生植被修复87
• 6.2.4.3 河流滨岸带的生态恢复87-88
• 6.2.4.4 多自然性型河道物理结构建设88
• 6.2.4.5 湿地修复和构建88-89
• 6.2.5 生物—生态修复技术的优越性89
• 6.3 城市污染河流综合污染控制技术的系统优化89-93
• 6.3.1 城市污染河流的生物—生态修复技术与水质控制技术的选用原则89
• 6.3.2 城市污染河流综合污染控制技术集成方案89-93
• 第七章 西坝河生物修复工程性试验93-109
• 7.1 试验简介93-96
• 7.1.1 西坝河概况93-95
• 7.1.2 液可清(ACF32)简介95
• 7.1.3 西坝河试验河段及试验技术方案95-96
• 7.1.3.1 液可清(ACF32)投加方法及投加量96
• 7.1.3.2 测定项目及方法96
• 7.2 结果与分析96-102
• 7.2.1 嗅味与色度96-97
• 7.2.2 有机物的变化97-98
• 7.2.3 浊度的变化98-99
• 7.2.4 水体N、P营养物的变化99-100
• 7.2.5 水体pH的变化100
• 7.2.6 水体生物数量、种类及多样性变化100-101
• 7.2.7 温度对净化效果的影响101-102
• 7.2.8 水力负荷对净化效果的影响102
• 7.2.9 毒理性观测102
• 7.3 经济性分析102-103
• 7.4 西坝河BOD_5一维水质数学模型103-107
• 7.4.1 西坝河BOD_5的一维水质数学模型建立103-104
• 7.4.2 BOD_5的衰减系数104-105
• 7.4.2.1 BOD_5的衰减系数影响因素104
• 7.4.2.2 BOD_5衰减系数的计算公式104-105
• 7.4.3 模型验证105-107
• 7.5 本章结论与建议107-109
• 7.5.1 结论107-108
• 7.5.2 建议108-109
• 第八章 城市污染河流水污染控制的结论和建议109-111
• 8.1 结论109
• 8.2 建议109-111
• 致谢111-112
• 参考文献112-119
• 附录A 攻读硕士学位期间发表论文目录119-121
• 附录B 地表水环境质量标准(GB3838-2002)121-123

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