《水质特征因子、荧光光谱分析法、基于水文水质监测分析法的河流排污口定位案例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水质特征因子、荧光光谱分析法、基于水文水质监测分析法的河流排污口定位案例（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 72 附录附录 H 水质特征因子分析法水质特征因子分析法 一、水质特征因子的选取原则一、水质特征因子的选取原则 水质特征因子的选择，应符合下列规定： 1. 不同水量来源类型的特征因子浓度有较为明显的差别； 2. 水质特征因子在排水管道中基本无沉降和降解； 3. 检测限、测试精度、安全性和重现性均较理想。 具备以上 3 个条件的水质指标是理想的水质特征因子，便于尽可能降低管道中生化降解、自然沉降等因素导致的不确定性及其对质量平衡方程解析的影响。 二、生活污水水质特征因子二、生活污水水质特征因子 表 H-1 列出了居民区生活污水中的洗涤废水和粪便污水浓度范围。其中，洗涤废水水样取自旧式居住小区建
2、筑内洗涤盆、 洗衣机的排水管出口检查井，粪便污水水样取自小区化粪池入口检查井。可以看出，氨氮、总氮、磷酸盐、钾、氯化物是表征粪便污水接入的水质特征因子指标， 表面活性剂是表征洗涤废水接入的水质特征指标。如果表面活性剂浓度相对较高，而氨氮和钾的浓度相对较低，那么洗涤废水接入的可能性很大；如果表面活性剂、氨氮、钾的浓度都较高，那么居住区生活污水接入的可能性很大；如果氨氮、钾的浓度相对较高，而表面活性剂浓度低，则可能存在化粪池溢流。 电导率不具有浓度绝对值的含义， 但是具有快速检测的优势，其数值可以间接反映生活污水的水质特征。通常生活污水浓度升高，则电导率值相应升高。 表 H-1 生活污水水质特征因
3、子浓度 水质参数 洗涤废水 粪便污水 范围 均值 范围 均值 氨氮 3.6-9.6 6.1 46.8-109.3 76.8 磷酸盐 0.47-1.36 0.89 4.16-7.74 5.87 总氮 12.3-40.0 22.4 54.2-121.6 99.2 表面活性剂 1.86-7.64 3.46 0.83-1.92 1.31 钾 12.9-36.7 23.6 25.0-56.0 37.6 氯化物 26-76 51.9 89.0-252 153 电导率 432-1058 810 1314-2044 1786 注：氨氮、磷酸盐、总氮、表面活性剂、氯化物、电导率是在某居住小区的连续一周实测结果，
4、每 3h 取样 1 次；钾、钠为连续 48h 的实测结果，每 3h 取样 1 次。 73 三、工业废水水质特征因子三、工业废水水质特征因子 判断不同行业工业废水接入的水质特征因子及其浓度参照值，见表 H-2。 表 H-2 判断工业废水接入的水质特征因子参照值 特征因子 参照值 来源 电导率 2,000S/cm 食品、医药、纺织、造纸、皮革、无机化工、计算机、通讯和其他电子设备制造废水接入的可能性大。 pH 值 5 或8 酸性或碱性废水接入的可能性大。 磷酸盐 8.0mg/L 机械制造、计算机、通信和其他电子设备制造业等废水接入的可能性大。 钾 40mg/L 食品、医药制造等废水接入的可能性大。
5、 钠 60mg/L 食品、纺织、金属制品、皮革、造纸、医药废水接入的可能性大。 氯化物 160mg/L 食品、无机化工、纺织、造纸、皮革、医药、计算机、通讯和其他电子设备制造废水接入的可能性大。 氟化物 1.0 mg/L 计算机、通讯和其他电子设备制造废水接入的可能性大。 四、水质特征因子矩阵方程求解四、水质特征因子矩阵方程求解 求解方程组（5-1）的具体实施步骤如下： 1. 对管网中各种可能的混接类型进行分析，针对各种混接类型给出水质特征因子。 2. 确定不同混接类型的水质特征因子浓度值，以及管网中各监测点位或排放口的水质特征因子浓度， 建立联立方程组对 1k 个混接类型的水量比例进行求解。
6、 式（5-1）中，各种混接类型的水量比例解析结果之和应等于 1，即 ?+ + ?= 1.0 （H-1） 当针对每个混接类型和监测点位给出确定的水质特征因子浓度值时， 可求解出唯一的?、?、?，但往往会造成不同混接类型的水量比例之和不等于100，即?+ + ?1.0。造成这一现象的原因是： 1. 同一混接排放类型的水质特征因子浓度空间差异性。 例如， 如居民小区的水质浓度会随居民区生活水平、生活习惯、居民年龄分布等发生变化。若采用某一个居住小区的水质监测浓度代入方程组， 可能与服务范围内所有居住小区生活污水总体浓度之间存在偏差。 浅层地下水的水质也会在空间上出现差异性，难以用一个监测点位的地下水
7、水质浓度表征区域内地下水的总体水质。 74 2. 不同混接点位的污水或者地下水进入管道后，在管道中的流行时间不同。由于污染物流入和流出管道的时间难以准确匹配， 也会造成解析结果的不确定性。 针对这一问题， 可采用蒙特卡洛模拟方法求解方程组。 具体方法是分别设定混接类型和监测点位的水质特征因子浓度概率分布， 计算时随机选取概率分布范围内的浓度值代入式（H-1）进行求解，寻找满足式（H-1）的不同混接类型水量比例置信区间或者中位值，该方法可以保证解析结果的闭合。 原则上， 代入确定值求解方程组时， 不同混接类型的水量比例之和应达到 95%以上，否则应采用蒙特卡洛模拟方法进行解析结果的校核。 【解析
8、案例】【解析案例】 某排水系统服务面积为 3.74km2，上世纪 80 年代后期设计为分流制雨污水管网。 但是分流制管网建成以后， 雨污混接问题严重， 旱天雨水管网运行水位高，对河道造成污染。 采用水质特征因子法对该区域雨水管网混接状况进行解析，步骤如下： 1. 确定该区域雨水管网的混接类型。 根据污染源基础数据信息， 该区域的污水包括生活污水（包括居民区和一般事业单位污水）和半导体工业废水。同时，由于地下水水位高于管底标高， 该区域还存在潜在的地下水入渗。因此混接类型包括生活污水、半导体工业废水和地下水。 2. 确定不同混接类型的水质特征因子。根据水质特征因子的选取原则确定不同污染类型的特征
9、因子， 生活污水的水质特征因子采用总氮或安赛蜜， 半导体工业废水的特征因子选用氟化物，浅层地下水的特征因子选用硬度。 3. 针对各种混接类型和排放口开展水质特征因子监测。在该区域内选择一个居住小区、 一家半导体工业企业和一个浅层地下水水井， 在旱天开展水质采样分析。此外，在该区域雨水管网末端的泵站集水井，在旱天开展水质采样分析。其中，在生活污水、工业废水采样点和末端排放口处均开展了连续 7 天采样，每3 小时采样一次，分别采集了 56 个水样。在浅层地下水采样点开展了连续 14 天采样， 每天采集 1 个水样， 共采集了 14 个水样。 每个水样的分析指标包括总氮、安赛蜜、氟化物和硬度。对生活
10、污水、工业废水、地下水和末端排放口的水质监测结果进行统计分析，确定其均值和标准差，如表 H-3 所示。 表 H-3 混接类型和雨水管网末端排放口水质特征因子浓度监测结果（均值标准差） 水质特征因子 生活污水 工业废水 地下水 末端排放口 总氮（mg/L） 53.48.5 19.52.75 5.02.3 35.14.9 安赛蜜（g/L） 15.18.8 1.560.032 0.020.002 9.092.2 氟化物（mg/L） 0.360.09 10.61.41 0.370.16 1.270.05 硬度（mg/L） 16224 92.810.8 41650 20414 4. 建立该区域混接源和排
11、放口之间的入流与出流质量平衡矩阵方程，如公 75 式（H-2）所示。 混接源水质浓度 混接比例 排放口水质浓度 ?总氮,生活总氮,工业总氮,地下水氟化物,生活氟化物,工业氟化物,地下水硬度,生活硬度,工业硬度,地下水? ?生活工业地下水? = ?总氮,末端氟化物,末端硬度,末端?（H-2） 5. 利用表 H-3 的数据生成混接源和排放口的水质特征因子浓度概率分布，将其代入公式（H-2）求解，解析雨水管网不同混接类型的混接水量比例。求解流程如图 H-1 所示。 图 H-1 蒙特卡洛模拟方法计算流程 排放口混接来源化学质量平衡方程建立生活污水（总氮/安赛蜜）工业废水（氟化物）地下水（硬度）水质特征
12、因子浓度监测结果水质特征因子浓度监测结果排放口（均值标准差）总氮：安赛蜜：氟化物：硬度：生活污水（均值标准差）：总氮：53.48.5；安赛蜜：15.18.8；氟化物：0.360.09；硬度：16224。工业废水（均值标准差）：总氮：19.52.75；安赛蜜：1.560.032；氟化物：10.64.41；硬度：92.810.8。地下水（均值标准差）：总氮：35.14.9；安赛蜜：9.092.2；氟化物：1.270.05；硬度：20414。化学质量平衡模型不同排放类型水量解析结果概率统计不同混接类型水量解析结果蒙特卡洛模拟蒙特卡洛模拟变异系数小于0.2否压缩水质特征因子浓度区间是 76 6. 分析
13、解析结果， 确定雨水管网混接情况。 解析结果表明， 该区域的混接主要来源为生活污水，占混接总水量比例约 74.5%，其次是地下水占 16.4%，工业废水占 9.1%。根据水量观测，该区域雨水管网混接水量为 21484 m3/d，相应雨水管网中生活污水、地下水和工业废水的混接水量分别为 16006 m3/d、3523 m3/d 和 1955 m3/d。这表明该区域的混接成因主要是量大面广的生活污水混接，以及存在半导体企业工业废水混接排入雨水管网。 77 附录附录 I 荧光光谱分析法荧光光谱分析法 当样品中的有机物浓度过高时，会因样品的自吸收而导致荧光强度的下降，进而影响荧光光谱的形状和位置， 导
14、致随着溶解性有机物浓度的增加向更长的发射波长转移，影响水质荧光光谱的判断。 具体公式： ?,?= ?,? 10?.? （I-1） 式中， ?激发波长； ?发射波长； ?,?荧光光谱中任意一点矫正后的荧光强度； ?,?荧光光谱中任意一点矫正前的荧光强度； ?在波长为ex 时的吸光度； ?在波长为em 时的吸光度。 78 附录附录 J 基于水文水质监测分析法的河流排污口定位案例基于水文水质监测分析法的河流排污口定位案例 一、调查对象一、调查对象 调查对象为安徽省某市河流的上中游段，全长 6.8 km。河流上游沿岸为新建城区， 河流中游沿岸包括了新建城区和老城区。旱天该河流的主要水量来源为污水处理厂
15、尾水排放。 二、二、 水质监测分析水质监测分析 从起始端开始沿该河流设置 7 个监测点位，点位间隔 8001100 m，相应将调查区域进一步划分为 6 个河段。在某一选定的旱天， 在上述 7 个点位开展连续24 小时的水质采样。采样频次为每 4 小时采样 1 次，每个监测点位采集 6 个水样。水质检测指标为 COD、NH3-N、TN、TP、DO。 水质检测结果见表 F-1。根据 5 个指标的水质检测结果计算出综合水质标识指数，见 J-1。 表 J-1 7 个监测点位水质和综合水质标识指数 编号 统计值 NH3-N（mg/L） TN（mg/L） TP（mg/L） COD（mg/L） DO（mg/
16、L） 综合水质 标识指数 点位 1 日均值 1.11 7.41 0.21 36.0 9.78 4.8 范围 0.601.38 6.458.57 0.200.23 28.052.0 9.4010.2 4.55.0 点位 2 日均值 0.89 7.80 0.21 23.7 9.38 4.5 范围 0.521.46 7.338.11 0.190.24 21.025.0 9.039.83 4.34.8 点位 3 日均值 0.96 7.87 0.24 30.2 9.61 4.7 范围 0.821.14 7.658.07 0.220.25 23.041.0 9.349.85 4.55.0 点位 4 日均值 0.57 8.09 0.22 31.7 9.83 4.6 范围 0.420.72 7.748.60 0.200.23 25.042.0 9.6610.1 4.44.7 点位 5 日均值 2.37 9.74 0.29 37.7 8.55 5.7 范围 0.743.56 8.5510.4 0.210.34 24.052.0 7.4910.1 4.56.1 点位 6 日均值 2.27 9.82 0.2
