污水处理厂下游污染物对藻类生长的影响研究

摘要

随着城镇化的发展，城市生活污水量逐年增长，大量城市生活污水汇入长江，为三峡库区产生富营养化提供了丰富的营养物质。本文以污水处理厂下游污染物对藻类生长的影响为出发点，结合控制实验和数值模拟等技术手段，系统地分析了污水处理厂下游的营养盐含量、营养盐结构、水文环境因子等对藻类生长产生的影响，建立了排污口下游关于藻类生长的河流水质模型。主要研究结果如下:
　　 ①在不同水力条件下排污口下游污染物对藻类生长的影响研究中得出不同流速下溶解氧的变化由氧分子总传质系数KLa和溶液饱和溶解氧值Cs共同决定的。流速在0.4m/s～1.4m/s范围内，KLa值对溶解氧的控制占主导地位;在1.4m/s～2.0m/s流速范围内，Cs值对溶解氧的控制占主导地位。流速为1.4m/s时，溶解氧达到最大值。在一定的氮磷比范围内，藻类的生长取决于氮磷比的紊乱程度。
　　 ②在实际复杂条件下对污水处理厂下游污染物与藻类的监测分析中发现排污口下游溶解氧浓度在氧亏临界点之前受有机物浓度控制，在临界点之后受生物过程控制。pH值的变化可以在一定程度上反映藻类的生长情况，在碱性水体中更利于藻类生长。污水排放导致排污口下游藻类生长旺盛的范围出现在下游1000m～3000m范围内;相对于氮而言，磷是藻类生长的限制因子，而氨氮是藻类生长获取的主要氮源。藻类生长与TP、DO、pH、CODMn均显著相关，相关系数较小;藻类生长的变化是由复杂环境中各种因素相互作用引起的。
　　 ③运用WASP模型对排污口下游藻类生长情况作了模型的参数估计和模型验证，并对模型进行敏感性分析。通过试算法得出污水处理厂下游20℃条件下硝化速率k12为0.2d-1、20℃条件下反硝化速率k20为0.01d-1、20℃条件下浮游植物的饱和生长速率k1。为0.85d-1、20℃条件下BOD的衰减系数kd为0.1d-1、20℃条件下水体的大气复氧速率k2为0.1d-1。敏感性分析中表明，20℃条件下浮游植物的饱和生长速率k1c为最主要参数。