水环境保护课程设计----河海大学文天学院10水文张安庆

1水环境保护课程设计报告书学校：河海大学文天学院专业：水文与水资源工程姓名：张安庆学号：100620145指导老师：宋兰兰2013年5月2目录1．设计背景及要求………………………………………………………22．污染源评价……………………………………………………………82．1评价过程………………………………………………………82．2评价结论………………………………………………………103．水环境现状评价………………………………………………………103．1单因子评价法…………………………………………………103．1．1计算方法…………………………………………………103．1．2评价过程和结果…………………………………………113．2模糊综合评价法………………………………………………143．2．1计算方法与步骤…………………………………………143．2．2评价过程和结论…………………………………………154．水环境影响评价………………………………………………………184．1计算方法………………………………………………………184．2计算结果………………………………………………………194．3水质指标沿程变化图…………………………………………204．4评价结论………………………………………………………235．水环境保护对策与建议…………………………………………………235．1区域未来规划……………………………………………………235.2保护对策与建议…………………………………………………236.心得体会…………………………………………………………………2431．设计背景及要求某地拟建一个化工厂，生产几种化工产品，其地理位置见下图。图1化工厂位置示意图经过工程分析，取得如下资料：1、废水污染源表1化工厂排放工业废水情况表废水名称排放量（m3/d）污染物名称排放浓度（mg/L）含酚废水500挥发酚30氨氮10含氰废水400氰0.6酸碱废水5000DO3.0BOD5120COD250pH7.83.2km3.2km2.8km30.8km北市区（人口：40000）拟建化工厂公路废水排放管生活污水排放管取水口IIIIIIIVV连河鱼塘乡镇4全厂共有三股废水，分别是含酚废水、含氰废水、酸碱废水，每股废水的水质、水量如下表1所示，废水通过工厂的废水排放管排入连河。2、生活污水污染源市区4万人排放的生活污水直接进入连河，其水量、水质情况如表2所示：表2生活污水排放情况表污水名称排放量（m3/d）污染物名称排放浓度（mg/L）生活污水6000COD200BOD580DO4.03、水环境现状（1）河流名称为连河，全长40km，多年来市环境监测站对河流进行了丰枯季水质监测，其中，不利的枯水期水质情况如表3所示，水温10C。表3连河枯水期水质情况断面污染物浓度（mg/L）DOBOD5COD氰挥发酚氨氮pHI7.03.0150.040.0030.47II6.53.3170.0450.0040.67III5.03.6220.0550.0061.26.8IV4.05.0290.0500.0050.77.8V5.53.7170.0440.0040.87.5（2）河流断面面积、流量、各断面特征值如表4所示。表4连河各断面特征值表断面号断面面积(m2)流量(m3/s)旁侧入流距离(km)BOD5耗氧系数k1（d-1）复氧系数k2(d-1)COD降解系数(d-1)酚降解系数(d-1)氨氮降解系数(d-1)氰降解系数(d-1)I19.53.8000.953.890.150.0210.10.03II19.53.8拟建化工厂废水3.23.170.150.1III37.23.86806.42.300.150.1IV37.23.868生活污水9.25.690.170.1V37.23.9370404.020.190.24、其它情况(1)城市周围是农田和树林，在拟建化工厂位置上是农田，这一带没有道路通向市区，没有输电线和地下管线。5(2)靠着拟建工厂的河边有很多芦苇，附近有不少小鱼塘，河内有各种常见家鱼、水生植物和浮游生物。(3)化工厂建成后拟建一条公路通向城市区，工厂职工500人，随着化工厂的建设，附近将有不少配套工厂建设起来。(4)在连河V断面处设置取水口，供应鱼塘养殖用水。5、评价标准地表水环境质量执行《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）（见附表），单因子评价执行三级标准；化工厂排放废水和城市生活污水执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级标准（见表5）。表5主要污染物排放标准（GB8978-1996）序号污染物名称标准限值（mg/l）标准来源1化学需氧量（COD）100GB8978-19962五日生化需氧量（BOD5）303挥发酚0.54氨氮155氰化物0.56、环境目标连河水质在V断面处达到渔业用水要求，满足地面水环境质量标准的III类标准。7、课程设计内容（1）污染源评价三股工业废水和城市生活污水确定主要污染源、主要污染物排序（DO和pH不考虑），列表计算，并画图表示。（2）水环境质量现状评价采用两种方法进行评价：1）单因子评价法：确定主要污染物和主要污染断面排序，列表计算，并画图表示。2）模糊综合评价法（不做PH）表6水质分级标准项目级别IIIIIIIVV指标值（mg/L）DO7.565326BOD5234610COD1015203040氰0.0050.050.10.150.2挥发酚0.0010.0020.0050.010.1氨氮0.150.51.01.52.0确定每一个评价因子的隶属函数和隶属度；确定权重向量；综合评价：对第IV断面和第V断面进行模糊综合评价，采用模型1和模型2，并进行比较。（3）水环境影响评价1）以两个断面间参数的平均值代替两个断面间任一点的参数的数值。2）I断面各污染物的浓度作为起始断面的污染物浓度。3）数学模型：采用合适的数学模型，计算BOD浓度、DO浓度、氧亏、COD、挥发酚、氨氮、氰浓度沿程变化情况，编程计算，并列表、画图表示。计算结果x/kmBOD5/mg/LDO/mg/LD/mg/LCOD/mg/L氰/mg/L氨氮/mg/L挥发酚/mg/L0370.6150.040.40.003123456789101112131415161718192072122232425262728293031323334353637383940作图每一个评价因子浓度沿程变化曲线。（7个）（4）评价结论1）污染源评价结论2）水环境质量现状评价结论3）水环境影响评价结论4）化工厂能否建设，是否满足环境保护目标？5）水环境保护对策与建议82．污染源评价2．1评价过程采用等标污染负荷法来进行污染源和污染物的评价。等标污染负荷法：指某种污染物的绝对排放量与排放标准的比值。表达式为：1）ioiiiQCCP)/(（1）式中：iP为某种污染物的等标负荷，t/a；iC为某种污染物的实测排放浓度，mg/L；oiC为某种污染物的排放标准浓度，mg/L；iQ为含某种污染物的介质排放量，t/a；nP为某污染源的等标负荷，t/a。2）污染源j（工厂）的等标污染负荷Pi，是其所有污染物的等标污染负荷之和。3）区域的等标污染负荷P为该区域（或流域）内所有污染源的等标污染负荷之和。4）整个评价范围内的多个污染源都含有第i种污染物，则该污染物在整个评价范围内的等标污染负荷等于区域内所有污染源对该污染物等标污染负荷之和。5）污染物i占工厂j的等标污染负荷比Kij6）污染源j占区域（或流域）的等标污染负荷比Kj。7）整个区域中，所有污染源排放的同一种污染物的等标污染负荷之和，占该区域内总的等标污染负荷之比，称为该污染物占这个评价范围的污染负荷比。记做KijnjPP1ijnjiPP1jijijPPKPPPPKjjnjjj19表1：化工厂排放工业废水污染计算表表2：生活污水排放污染计算表Pn=6.4286+3.68=10.1086Pn(工业)=6.4286/10.1086=0.6360Pn(生活)=3.68/10.1086=0.3640由于Pn(工业)Pn(生活)所以主要污染源化工厂排放的工业废水表3：区域污染物计算表污染物名称Cimg/lCoimg/lCi/CoiQ0m3/dQit/dPit/dPi/Pn挥发酚300.5605000.0150.90.0890329氨氮10150.6675000.0050.003330.0003297氰化物0.60.51.24000.000240.000282.849E-05BOD512030450000.62.40.2374211COD2501002.550001.253.1250.3091420sum6.4286污染物名称Cimg/lCoimg/lCi/CoiQ0m3/dQit/dPit/dpi/pn挥发酚0000000氨氮0000000氰化物0000000BOD580302.666660000.481.280.126624COD200100260001.22.40.237421sum3.68污染物名称工业Pi/Pn生活pi/pnKi挥发酚0.08902300.089023氨氮0.0003297500.00032975氰化物2.8490E-0502.8490E-05BOD50.23742110.126624580.36404568COD0.309142050.23742110.54656315PPPPKijnjii110表4：污染物排序表图1：区域主要污染物柱状图2．2评价结论在全区域中污染源有工业废水和生活污水两种，其中它们的等标污染负荷所占的比重分别是0.6360和0.3640。所以主要污染源为工业废水。在全区域中有挥发酚、氨氮、氰、BOD5和COD五种污染物。它们的等标污染负荷所占的比重分别为0.08903、0.00033、0.00002849、0.364046和0.546563。所以主要污染物从大到小排序为：COD、BOD5、挥发酚、氨氮、氰。3．水环境现状评价3．1单因子评价法3．1．1计算方法采用环境质量标准绝对值为评价标准的评价指数，且执行《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）的三级标准。iiiSCI（2）式中：iI为单因子评价指数，iC为某一污染物浓度的实测值，mg/L，iS为某一污染物名称KiCOD0.546563158BOD50.364045687挥发酚0.089023氨氮0.000329752氰化物2.84905E-0511污染物浓度的标准值，mg/L。（2）式不能计算DO和PH的评价指数。对于计算DO评价指数时：osoiosoiosoiosofoiofDDDDDDDDDDI910（3）tDof6.31468（4）式中：oiD为实测溶解氧，mg/L，osD为标准溶解氧，mg/L，ofD为饱和溶解氧，mg/L。t为温度，Co。对于计算PH评价指数时：0.70.70.70.70.70.721PHPHPHPHPHPHIii（5）式中：iPH为实测PH，1PH=6，2PH=9。其中当I1时环境质量已不能满足评价标准的要求；I=1时环境质量处于临界状态；I1时环境质量较评价标准的要求为好。I越大则环境质量相对于评价标准偏离越大。3．1．2评价过程和结果由式（2）（3）（4）（5）式计算各断面各污染物的单因子评价指数。其中此处的t=10Co，所以tDof6.31468=11.25mg/L。表5：各断面各污染物的计算结果断面DOBOD5COD氰挥发酚氨氮pHI0.680.750.750.20.60.40II0.760.8250.850.2250.80.60III10.91.10.2751.21.20.2IV2.81.251.450.2510.70.4V0.920.9250.850.220.80.80.2512图2:断面I计算结果表图3:断面II计算结果表图4:断面III计算结果表13图5：断面IV计算结果表图