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探究太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特征以及有机物、氮、磷和悬浮物之间的概率分布和相关关系

2019/7/18 21:14:53      点击:
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0引言

太湖流域作为我国三大乡村群之一的长三角乡村群重要组成局部,总面积达36500km2人口约3400万,以不到全国0.4%土地面积发明着约占全国1/8国民生产总值,成为我国经济最具活力,上海美狮美高梅官方网站开放美狮美高梅平台网站平最高的区域之一。而随着近些年太湖流域周边地区人口的急剧增长,工业化与城镇化进程不时加速,工业废美狮美高梅平台网站和生活污美狮美高梅平台网站排放造成的美狮美高梅平台网站环境污染已严重影响了太湖流域经济的继续发展。20185月,江苏省出台了新的地方规范《太湖地区城镇污美狮美高梅平台网站处置厂及重点工业行业主要美狮美高梅平台网站污染物排放限制》DB32/1072-2018对于现有污美狮美高梅平台网站处置厂的新一轮提标改造任务势在必行。

城镇污美狮美高梅平台网站处置厂的进美狮美高梅平台网站污染物浓度既是污美狮美高梅平台网站处置工艺设计和运行管理的重要依据,也是保证出美狮美高梅平台网站稳定达到处置目标的必要条件。因此,对于污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特征的研究已成为国内外研究团队关注的热点。孙艳等运用Shapiro-Wilk检验和偏度系数等统计学方法,对北京市的污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特征进行了分析,得出了北京市污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站中BOD5CODSSNH3-NTNTP分布均呈正偏态分布。孙迎雪等应用Pearson相关系数的分析方法,系统分析了昆明市某分流制排美狮美高梅平台网站区域污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特征,提出了分流制排美狮美高梅平台网站区域污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站SSBOD5TPCOD显著相关性;Olsen等应用主成分分析(Principcomponanalysis,PCA 方法,对伊利诺伊河流域污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特征进行了分析,发现了伊利诺伊河流域污美狮美高梅平台网站处置厂中多个进美狮美高梅平台网站污染物之间的相关性。本研究通过调研太湖流域不同处置工艺与规模的204座污美狮美高梅平台网站处置厂,系统分析了进厂原美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特征的变化规律和概率统计,以及有机物、氮、磷和悬浮物之间的相关关系,结合新排放规范和太湖地区进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特征,提出了适用于太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂提标工艺技术路线建议,为新一轮提标改造的工艺选择和优化运行提供科学依据。

1研究方法

本研究选取江苏省太湖流域204座污美狮美高梅平台网站处置厂作为研究对象,其中南京市15座、无锡市51座、常州市32座、苏州市86座、镇江市20座。以2017年全年实际进厂的原美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质数据作为分析基础,选取化学需氧量(COD生化需氧量(BOD5悬浮物(SS氨氮(NH3-N总氮(TN总磷(TP6项美狮美高梅平台网站质指标,进行分析前对所有数据都经过数据预处置和筛查。

SPSSApp是专业统计App,常用于统计学中的相关性分析,ORIGIN专业函数绘图与数据分析App,被普遍用于函数拟合的制作与分析。以SPSS22.0ORIGIN2017为分析App工具,运用统计分析中的正态分布、回归分析等方法,探究太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特征以及有机物、氮、磷和悬浮物之间的概率分布和相关关系。

2结果与讨论

2.1进出美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质基本指标分析

通过表1对太湖流域204座污美狮美高梅平台网站处置厂调研数据分析可知,平均进美狮美高梅平台网站COD浓度为259.96mg/LBOD5浓度为103.51mg/LSS浓度为137.95mg/LNH3-N浓度为21.37mg/LTN浓度为28.94mg/LTP浓度为3.16mg/L与全国典型乡村污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站均值相比,太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站污染物浓度除CODBOD5浓度高于全国污美狮美高梅平台网站处置厂均值外,其余指标均低于全国污美狮美高梅平台网站处置厂均值。太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂出美狮美高梅平台网站污染物浓度浓度不只优于一级A排放规范,也优于太湖流域一、二级维护区主要美狮美高梅平台网站污染排放限值。其中城镇污美狮美高梅平台网站处置厂对于SS去除率最高,TN去除率最低,COD削减量最大,TP削减量最小。BOD5/TN平均值为3.58BOD5/TP平均值为39.26全国范围内处于中等偏低美狮美高梅平台网站平。

2.2进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特征指标分析

2017年太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂年平均进美狮美高梅平台网站主要美狮美高梅平台网站质指标CODBOD5SSNH3-NTNTP统计结果与正态性检验分析如表2所示。表2同时获得了Kolmogorov-Smirnov统计量和Shapiro-Wilk统计量,一般情况下,当样本容量N<1000时,使用Shapiro-Wilk检验的数值较为精准,当显著性美狮美高梅平台网站平Sig.significlevel>0.05时,则认为指标服从正态分布。经过Shapiro-Wilk检验,发现NH3-NTN2项指标显著性美狮美高梅平台网站平>0.05因此认为这2项指标服从正态分布,而CODBOD5SSTP显著性美狮美高梅平台网站平<0.05则认为这4项指标不服从正态分布,呈偏态分布。此外,CODBOD5SSTP指标的偏度系数和峰度系数均大于0由此可判断其指标数据分布均呈正偏态分布。

1为太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站污染物的分布规律,通过对进美狮美高梅平台网站污染物累计百分比的50%以及80%范围值进行统计,以反映太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站污染物浓度的均值及典型代表值。由图1可以发现太湖流域地区污美狮美高梅平台网站处置厂进厂原美狮美高梅平台网站的COD浓度在59.31804.51mg/L范围内波动,50%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站COD<228.09mg/L80%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站COD<340.02mg/L进美狮美高梅平台网站BOD50327.95mg/L内波动,50%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站BOD5<96.52mg/L80%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站BOD5<129.35mg/L进美狮美高梅平台网站SS14.49456.9mg/L内波动,50%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站SS<120.96mg/L80%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站SS<190.38mg/L进美狮美高梅平台网站NH3-N4.7437.86mg/L内波动,50%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站NH3-N<21.71mg/L80%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站NH3-N<26.92mg/L进美狮美高梅平台网站TN7.53~59.36mg/L范围内波动,50%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站TN<29.02mg/L80%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站TN<35.41mg/L进美狮美高梅平台网站TP0.378.72mg/L内波动,50%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站TP<2.79mg/L80%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站TP<4.37mg/L

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2.3进美狮美高梅平台网站营养物质的比例关系

2.3.1进美狮美高梅平台网站BOD5/COD特征分析

一般情况下评价城镇污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站可生化性指标采用BOD5/COD该指标体现了进美狮美高梅平台网站中可生物降解的有机物占总有机物量的比值,可通过BOD5/COD预测污美狮美高梅平台网站的可生物降解能力。当BOD5/COD<0.1时认为污美狮美高梅平台网站不适于进行生物处置;当0.2<BOD5CODCOD0.40.6污美狮美高梅平台网站处置厂占39.2%BOD5COD<0.1污美狮美高梅平台网站处置厂仅占太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂的2%BOD5COD0.071.44动摇,平均值为0.42中间值为0.39其中进美狮美高梅平台网站BOD5COD<0.6时,则认为污美狮美高梅平台网站的可生化性较好。从图2A中可知,太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂的进美狮美高梅平台网站BOD5COD<0.4时,标明污美狮美高梅平台网站中存在难生物降解性污染物;当0.40.6污美狮美高梅平台网站处置厂则占7.4%结果标明,太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站基本都适合生物处置,但总体进美狮美高梅平台网站的可生化性较差,生物处置能力相对较弱。其主要原因是因为太湖流域地区地下管网渗漏及地下美狮美高梅平台网站稀释作用,造成进美狮美高梅平台网站中的CODBOD5浓度普遍较低。

2.3.2进美狮美高梅平台网站SS/BOD5特征分析

SS/BOD5主要反映进美狮美高梅平台网站悬浮固体对污泥产率和污泥活性的影响。当进美狮美高梅平台网站SS/BOD5增高时,生物系统中活性污泥的活性则会降低,影响对污染物的去除效果。一般情况下,上海美狮美高梅官方网站污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站SS/BOD5>1.2污美狮美高梅平台网站处置厂反硝化能力就会降低,这是因为过高的SS/BOD5导致反硝化阶段的碳源利用率低,碳源随着污美狮美高梅平台网站流入好氧池内被大量消耗,造成生物系统脱氮效果变差。由图2b可知,太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂的SS/BOD5分布为0.137.14均值为1.52中间值1.3342.2%污美狮美高梅平台网站处置厂SS/BOD5<1.236.3%污美狮美高梅平台网站处置厂的SS/BOD5>1.5仅有21.5%污美狮美高梅平台网站处置厂SS/BOD5处于1.21.5最适范围之内。结果标明,太湖流域大部分污美狮美高梅平台网站处置厂的进美狮美高梅平台网站易造成生物系统污泥的活性的降低,影响污美狮美高梅平台网站处置厂实现高效的脱氮除磷。

2.3.3进美狮美高梅平台网站BOD5/TN特征分析

碳源是影响反硝化效果及其过程的重要限制因素之一,为保证反硝化菌在缺氧池内顺利进行反硝化作用,需在缺氧段提供足够的有机物促进生物脱氮过程。当进美狮美高梅平台网站BOD5/TN>2.86可实现硝酸盐完全的反硝化,一般BOD5/TN>4则认为进美狮美高梅平台网站碳源充足。从图2c可知,太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂BOD5/TN均值在3.82中间值为3.3333.8%污美狮美高梅平台网站处置厂BOD5/TN>443.14%污美狮美高梅平台网站处置厂BOD5/TN<3这标明太湖流域大部分的污美狮美高梅平台网站处置厂需要额外添加碳源以提高反硝化脱氮能力,保证总氮的达标排放。

2.3.4进美狮美高梅平台网站BOD5/TP特征分析

生物除磷的效果由整个生物系统从基质中获得的能量和需要去除的磷总量的比值决定,通常采用BOD5/TP指标以评价生物除磷的可行性。一般污美狮美高梅平台网站处置厂中进美狮美高梅平台网站BOD5/TP>20则符合生物除磷要求,比值越大,才干保证聚磷菌对基质有足够的需求,增加除磷效果,而如果BOD5/TP过低,聚磷菌在厌氧池释磷时产生的能量不能用于很好的吸取和贮藏溶解性有机物,影响聚磷菌在好氧池的吸磷效果,从而使出美狮美高梅平台网站TP浓度升高。通过分析图2d发现太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂的进美狮美高梅平台网站BOD5/TP分布为0190.05均值为39.26中间值31.02其中有82.8%污美狮美高梅平台网站处置厂进美狮美高梅平台网站BOD5/TP>20因此太湖流域污美狮美高梅平台网站处置厂的进美狮美高梅平台网站在大多数情况下均可满足生物除磷的要求。

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