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原文传递环保疏浚影响因素分析及其工艺优化研究

论文题名：	环保疏浚影响因素分析及其工艺优化研究
关键词：	钝化剂;铰刀设备;工艺优化;航道疏浚;环境保护
摘要：	当前，我国江河湖泊的泥沙淤积和污染问题日益严重，特别是长江三峡库区建成以来，泥沙流动率低，库区底泥量增多，同时，点源污染和面源污染问题的共同作用使得三峡库区周围水体污染物进入三峡库区，随着时间的推移，污染物进入底泥造成库区底泥淤积与污染并存，故此，三峡库区的清淤与环境保护问题亟待解决。传统的航道整治技术主要是对航道底泥的疏浚，但是，从环境保护的角度出发，传统的航道疏浚技术存在着对航道底泥的扰动强度大致使底泥悬浮、底泥中富集的污染物重新回到水体、疏浚精度低等诸多问题。因此，为改善航道的疏浚技术在三峡库区的应用问题，应力争在三峡库区航道疏浚过程中降低污染。　　论文从传统航道疏浚过程中使用的绞吸式疏浚设备出发，结合污染物的治理方法-钝化莉的应用和疏浚设备的改进两方面进行模拟疏浚的试验研究，最终找到疏浚后底泥污染物释放量最小的疏浚模式，同时在疏浚设备和疏浚技术方法两方面找到最优组合。　　论文系统的从钝化剂对污染物的钝化机理，钝化剂的用量选择，疏浚设备运行参数选择和疏浚工艺优化方面进行试验模拟，最终得出以下结论: 　　1)PAC钝化剂、钙盐钝化剂和铁盐钝化剂三种钝化剂的用量不同对底泥污染物的钝化效果也不尽一致。PAC钝化剂用量为2g/kg、4g/kg、6g/kg底泥投加量下COD污染物抑制率分别为37.42％、43.87％、41.94％，最低的污染物释放量分别可以低至97mg/L、87 mg/L、91 mg/L。钝化剂投加量增加对底泥COD污染物释放量的抑制并非呈线性的增加，而是在钝化剂投加量为49时最低，这主要因为铝盐的水解程度的有限，铁盐的氧化性也使得其在6g/kg底泥用量时COD释放量最低，钙盐钝化剂投加量则为12g/kg底泥时COD污染物的释放量最低。对于总氮PAC钝化剂在三种用量下的钝化效率分别为29.36％、42.55％、23.38％，钙盐钝化剂在三种用量下的钝化效率分别为30.90％、43.44％、23.66％，铁盐钝化剂在三种用量下的钝化效率为21.54％、41.90％、24.66％。对于总磷PAC钝化剂在三种用量下的钝化效率分别为了71.15％、82.69％、76.92％，钙盐钝化剂在三种用量下的钝化效率分别为61.71％、76.60％、70.21％。三氯化铁对总磷的抑制效果时间较短，在第4天之后，TP量有上升的趋势。对于氨氮三种钝化剂均未见明显的钝化效果。　　2)绞刀横移速度和转速对疏浚泥浆浓度均有一定影响，其中绞刀横移速度对疏浚泥浆浓度的影响较大。分析得出，能提高绞刀疏浚设备疏浚效率的铰刀转速和横移速度分别为40r/min和200mm/min。　　3)在四种不同铰刀设备即普通工程铰刀、普通加罩铰刀、环保螺旋铰刀、环保螺旋加罩铰刀与PAC钝化剂和钙盐钝化剂的相结合之后对底泥进行疏浚模拟。其结果为，加入PAC钝化剂后进行疏浚，当上覆水中污染物浓度稳定后，环保加罩铰刀疏浚后的COD污染物释放量分别普通铰刀、普通加罩铰刀、环保铰刀要小24mg/L、15 mg/L、10 mg/L，TN污染物环保螺旋铰刀加罩较其他三种铰刀型式对TN的释放量分别降低了7.46mg/L、2.41mg/L、3.58 mg/L，环保加罩铰刀疏浚后的TP污染物释放量比普通铰刀、普通加罩铰刀、环保铰刀要小0.53mg/L、0.33mg/L、0.40mg/L，环保加罩铰刀疏浚后的NH3-N污染物释放量分别普通铰刀、普通加罩铰刀、环保铰刀要小1.47mg/L、1.10mg/L、0.86mg/L。在加入钙盐钝化剂之后环保加罩铰刀的疏浚模拟COD污染物累积释放量为131mg/L，分别较普通铰刀和其加罩状态下减少了22 mg/L、16 mg/L，环保加罩铰刀在加入钝化剂硝酸钙之后TP的释放量较其他三种形式的铰刀设备分别降低了0.33 mg/L、0.25mg/L、0.31 mg/L，环保加罩铰刀疏浚后的TN污染物释放量分别比普通铰刀、普通加罩铰刀、环保铰刀要小7.38mg/L、4.10mg/L、2.86mg/L，环保加罩铰刀疏浚后的NH3-N污染物释放量比普通铰刀、普通加罩铰刀、环保铰刀要小0.55mg/L、0.52mg/L、0.13 mg/L。由本研究数据分析，疏浚采用环保螺旋加罩铰刀和PAC钝化剂二者相结合的疏浚技术方案为环保疏浚的实施方案。　　本研究为长江三峡航道回水区淤积底泥环保疏浚施工方案提供了理论依据和技术支撑，研究成果具有重要的理论意义与实用价值。
作者：	彭小兰
专业：	水利工程；水文学及水资源
导师：	雷晓玲
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文