“水环境保护”课程设计-2015

1“水环境保护”课程设计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6.0含氨废水1000氨氮70有机废水5000BOD5320COD550DO3.0全厂共有三股废水，分别是含酚废水、含氨废水、有机废水，每股废水的水质、水量如表1所示，三股废水混合后通过工厂的废水总排放管排入连河。3.2km3.2km2.8km30.8km北区域（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22、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6000COD250BOD5150DO4.03、水环境现状（1）河流名称为连河，全长40km，市环境监测站对河流进行了水质监测，水质情况如表3所示，水温25C。表3连河水质情况断面污染物浓度（mg/L）DOBOD5COD挥发酚氨氮pHI7.03.0180.0030.57II6.53.3190.0040.67III5.04.6220.0061.26.8IV4.05.0250.0050.97.8V5.53.9190.0040.87.9（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)I19.53.8000.953.890.150.0210.1II19.53.8拟建化工厂废水0.075m3/s3.23.170.160.1III37.23.87506.42.300.150.1IV37.23.875生活污水0.069m3/s9.25.690.170.1V37.23.9440404.020.160.24、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。（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、3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评价执行《地面水环境质量标准》（GB3838-2002），单因子评价执行III类标准；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156、环境目标连河水质在V断面处达到渔业用水要求，每一项指标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一股城市生活污水，共四个污染源进行评价。在污染物评价中，DO不考虑。采用等标污染负荷法，计算等标污染负荷及等标污染负荷比，确定主要污染源、主要污染物排序，并按累计贡献率80%确定主要污染源及主要污染物，列表计算，并画图表示。（2）水环境质量现状评价采用三种方法进行评价：1）单因子评价法(a)按照《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）的III类标准，计算每一个断面（断面I、II、III、IV和V）的每一个评价指标的单因子指数，计算每一个断面的平均值型分指数，计算每一个断面的内梅罗指数；对每一个断面按单因子指数画柱状图，确定每一个断面的主要污染物排序；对每一个断面按照平均值型分指数和内梅罗指数，分别确定河流主要污染断面排序，并画柱状图表示。(b)按照单因子评价法，确定每一个断面的每一个评价指标的水质类别，确定每一个断面的水质综合类别。2）AHP法评价重要性评估：DOBOD5COD挥发酚氨氮pH4每两个同学一个小组，一个作为专家，采用两两比较法打分，另一个构建多因子比较矩阵。然后采用和积法进行计算，最后进行一致性检验，如果通过，则获得各指标权重，如果不通过，则修改两两比较法的打分，直至通过检验。由此获得AHP法权重，然后针对每一个断面（断面I、II、III、IV和V），计算水质综合指数（单因子指数的评价标准为III类标准），画柱状图，并确定河流主要污染断面排序。3）模糊综合评价法表6水质分级标准项目级别IIIIIIIVV指标值（mg/L）DO7.56532BOD5234610COD1015203040挥发酚0.0010.0020.0050.010.1氨氮0.150.51.01.52.00510152025303540确定每一个评价因子的隶属函数和隶属度；确定权重向量；模糊综合评价：对第IV断面和第V断面进行模糊综合评价，分别采用模型1和模型2进行计算，并对计算结果进行比较和分析，提出模糊综合评价法的第IV断面和第V断面的水质综合类别。（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）每一个断面的参数就采用该断面的参数进行计算。3）工业废水是三股废水合在一起排放，因此各污染物浓度均按照排放量进行了稀释。4）I断面各污染物的现状浓度作为河流起始断面的污染物浓度，其余断面污染物现状浓度（表3中II、III、IV和V断面现状浓度）计算时不考虑。5）数学模型：采用合适的数学模型，计算BOD5浓度、DO浓度、氧亏、COD、挥发酚、氨氮、沿程变化情况，编程计算，并列表、画图表示。6）第V断面要求各项水质指标满足《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）III类标准，如果不满足，则计算工业废水的处理率或生活污水的处理率。如果氨氮和挥发酚指标不满足要求，需要采用水处理设施进行处理，工业废水的处理率需达到多少？如果是COD和BOD5超标，则可提出工业废水和生活污水需要进行处理的一种方案，处理率达到多少？计算结果列表表示如下（表7）：5表7河流水质预测计算结果x/kmBOD5/mg/LDO/mg/LD/mg/LCOD/mg/L氨氮/mg/L挥发酚/mg/L0370.6150.40.003123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839640作图：画出每一个评价因子浓度沿程变化曲线。（6个）（4）水环境影响评价及结论1）污染源评价及结论2）水环境质量现状评价及结论3）水环境影响评价及结论4）化工厂能否建设，是否满足环境保护目标？如果氨氮和挥发酚指标不满足要求，需要采用水处理设施进行处理，工业废水的处理率需达到多少？如果是COD和BOD5超标，则可提出工业废水和生活污水需要进行处理的一种方案，处理率达到多少？5）提出水环境保护对策与建议。