水库内源性硫化氢污染成因解析及治理措施研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jxjc_2008
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水源水库在我国供水体系中占有重要地位,其水体质量直接决定供水质量。外源输入和内源释放是造成水库水质恶化的两个主要原因,在外源污染已经得到重视并逐步得到改善的当下,内源性污染由于其污染隐蔽性与治理的复杂性,逐渐成为影响水库水质的主要因素。而现存水体内源性污染的治理技术主要针对河道及浅水型湖泊,对大水面,大水深的水库来讲适用性不够,且经济花费较大。水下控制幕作为一种较为新颖的分层取水方式,具有结构简单,拆卸灵活,成本低等优点,已经广泛的运用于水库下泄水温及水库富营养化的治理当中。该技术在针对水库内源污染问题方面具有较为广阔的运用前景。但对该技术在内源污染中的适用效果,及在内源污染治理中的布置形式,运行方式等相关技术细节方面缺乏研究。针对上述问题,本文利用东北某典型水源水库作为研究对象,分析了其内源污染的特征与典型污染物硫化氢产生的原因,依据其水质问题产生的原因并参考水下控制幕的相关原理,设计了水下隔离屏这一面向水库内源污染针对性装置,利用该装置规划了用于该水库内源性治理的综合治理方案。相关的研究成果如下:(1)水库及其流域水环境现状研究。利用该水库的历史及实地调查监测的数据,对水库目前的水环境状况进行了分析,结果显示,该水库水体状态总体良好,在大多数时间均能保持在Ⅱ类水质标准。流域水环境治理成果显著,点源,面源的污染负荷量均能满足入库水质要求,入库河流水质达标,基本不存在因外源性输入而造成水库水质恶化的风险。(2)水库硫化氢问题产生原因研究。当前,该水库最主要水质问题为在热分层中后期频发的硫化氢逸出问题,通过对该水库非冰封期坝前水质垂向监测结果及沉积物中相关污染物含量的测定,发现水库底泥中S,Fe,Mn等元素值偏高,是水库内源污染问题的物质来源。该水库属于稳定分层型水库,夏季水温分层现象导致底层水体溶解氧含量匮乏,利于硫化物的生成释放,同时水温分层结构的存在也使得硫化物向上层输送的过程受到阻碍,而热分层中后期水温分层现象的逐步消亡使得底层水体中积蓄的硫化物集中释放成为可能,造成了水库硫化物问题的集中爆发。(3)水下隔离屏设计及效果研究。针对水库出现的内源性硫化氢逸出问题,设计了一种用于保障水库取水口水质的水下隔离屏装置,该装置具有拦截水库底层劣质水体,将水体向表层富氧区输送,以及促进水体上下交换等作用,并利用MIKE21模型与MIKE3模型中的水动力模块和对流扩散模块对其效果进行了验证,验证的结果显示,隔离屏在拦截劣质水体与使水体向富氧区输送方面效果较好,但在促进上下层水体掺混方面效果并不明显。(4)水库水质问题综合治理方案研究。在对水下隔离屏验证的基础上,分析了现有的各项内源污染治理技术优劣及相关技术在该水库适用性,最终确定了以水下隔离屏,底泥清淤,充氧曝气三者相结合的水库内源污染问题综合治理方案,该方案具有造价低,能够防止治理过程中产生二次污染等优势,可以为其他水库的内源污染问题提供参考。
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