AAO-MBBR工艺在农村生活污水中应用效果研究

【目的】研究农村污水处理新工艺AAO-MBBR模式运行最佳工况和其对污染物的处理效果。【方法】通过对比不同停留时间、不同内循环比、不同好氧池溶解氧质量浓度下污染物去除率,筛选出设备最佳运行参数,设置设备在最佳工况运行时,分析其对各污染物处理效果。【结果】改良后的AAO-MBBR新工艺在水力停留时间8 h、内循环比为300%、好氧池溶解氧质量浓度为2.5 mg/L时,污染物去除效果最佳。在最佳工况运行时,设备对SS(悬浮物)、COD(化学需氧量)、BOD(生物需氧量)、NH_(3)-N(氨氮量)和TP(总磷量)的去除率分别为80%、85%、91%、84.5%和46%,处理效果显著高于其他污水处理设备。【结论】改良AAO-MBBR工艺一体化污水处理设备污染物去除效果较好。

黄河流域河南段农村污水治理现状及建议

农村污水治理是我国农村人居环境改善以及新农村建设的重要内容。基于黄河流域生态保护和高质量发展及乡村振兴的国家战略需求,本文梳理了黄河流域河南段农村水污染及污水治理现状,分析了污水收集管网建设、污水处理设施适用性、农业面源污染以及公众参与等方面存在的问题,探索了适用于本地区的污水处理模式及污水处理技术,提出了相应的建议:完善乡村地区市场融资机制、优选污水处理工艺、加强农业面源污染的防控措施、增大宣传力度和普及水环境保护教育,为流域内农村污水治理提供有效的决策依据。

基于粒子群算法的农村污水低能耗处理方法研究

为提升出水水质,减少处理的能源消耗,现提出一种基于粒子群算法的农村污水低能耗处理方法。为方便后续建模和求解,对相关变量设置7个假设条件。建立农村污水低能耗处理模型,并为此设立约束条件,借以对决策方案施加限制范围。通过粒子群算法寻找最优解,并结合PI控制器实时调整实际参数,让其接近预期,从而达到农村污水低能耗处理的目的。结果表明:与对比方法相比,应用研究方法且经过8 d处理后,其污水处理消耗的能量更少,处理后COD_(cr)和BOD_(5)值均更低,由此说明研究方法实现了农村污水低能耗处理目标。

黄河流域强制性用水定额研究与思考

严格用水定额管理,从根本上抑制不合理用水需求,是当前缓解黄河流域水资源短缺问题的首要任务。强制性用水定额管理是《中华人民共和国黄河保护法》确立的一项基本制度,其核心目标是促进节约用水,强化节水监管,推进新阶段黄河流域节水工作高质量发展。在分析黄河流域现行用水定额管理的基础上,探讨了黄河流域强制性用水定额适用的行业范围,分析了相关法律法规要求,提出了开展强制性用水定额管理的建议,以期为黄河流域强制性用水定额管理制度的落实落地提供参考。

黄河下游引黄灌区水系连通条件下水环境变化效应模拟

赵口引黄灌区二期工程新建总干渠—运粮河—涡河和东二干渠—陈留分干渠—惠济河输水通道,以提升灌区连通性,形成有效的输配水网络。为分析水系连通条件下灌区水环境变化效应,基于灌区二期工程范围内河、沟、渠基本构架及水文、水生态环境多项指标监测数据,利用MIKE11软件中水动力模块和对流扩散模块,构建灌区水动力-水质耦合模型,模拟灌区水系水量、水质动态变化,解析水系连通工程对灌区退水受纳水体涡河和惠济河水环境的影响。结果表明,水系连通后涡河和惠济河TN、TP、NH+4-N和NO-3-N的浓度降低,水环境容量增大。水系连通工程建设可促进灌区水系水循环,提升水体可再生性,提高灌区退水受纳水体水环境质量。

河套灌区出让水权对天然植被影响研究

为深入研究河套灌区通过节水改造进行水权交易对灌区生态环境的影响,利用遥感和实测数据相结合的方法,探究沈乌灌域节水改造前后归一化植被指数NDVI与地下水埋深之间的关系,确定沈乌灌域地下水埋深不宜超过3.4 m。同时,基于MIKE SHE模型平台构建沈乌灌域分布式水循环模型,利用地下水观测井数据、地下水流场和排水沟监测流量完成参数率定和验证。利用模型对现状总引水量3.06亿m^(3)情况下的地下水埋深进行预测,预测结果表明,到2025年将有50%的区域地下水埋深超过3.4 m,到2030年将有78%的区域地下水埋深超过3.4 m。结合地下水埋深与NDVI之间的关系,可以推断沈乌灌域植被生长状况将受到严重影响,应针对现状取水提出生态补水方案。

基于绿色生产和资源协同的农业水土资源利用效率研究

从水土资源协同投入和“经济-社会-生态”效益产出的全局角度分析宏观区域的农业水土资源利用效率,对于农业生产可持续性具有重要价值。本文结合广义水资源概念及农业生产中的“多投入-多产出”特征,阐明了农业水土资源利用效率的内涵,利用数据包络分析法构建了超效率-基于松弛变量(Super-SBM)模型和超效率-考虑非期望产出-基于松弛变量(Super-Undesirable-SBM)模型用于测算生产配置效率概念的农业水土资源利用效率,并以山东省引黄灌溉区为例,测算了研究区51个县域的不考虑生态效益的农业水土资源利用效率(WLUE)、考虑生态效益的农业水土资源利用效率(WLUEE)、水资源利用效率损失(WUEL)和耕地资源利用效率损失(LUEL)。结果表明:所有县域中,只有东明县和桓台县WLUE和WLUEE均大于1,实现了DEA有效,河口区的WLUE最小,历城区的WLUEE最小。各县域分为绿色高效型、普通高效型、绿色低效型和普通低效型4种类型,且绿色高效型和普通高效型县域水资源利用水平更高,绿色低效型和普通低效型县域耕地利用水平更高。提出了不同类型县域农业水土资源利用效率的针对性改善措施,为农业水土资源利用效率研究提供新的视角,研究成果有利于促进研究区农业生产的可持续发展。

黄河干流宁蒙段生态环境状况与影响因素研究

黄河作为中国第二大河,是中华文明的摇篮,一直备受人们关注。随着经济社会高速向前发展,社会各行各业也在发生急剧变化,工业体系越来越完善壮大,农业发展也越来越成熟便捷。在工农业发展壮大的同时,随之而来的环境污染也逐渐加剧。再加上人们环保意识差,各种污染物质随意排放、丢弃,使得生态环境面临严峻考验。近些年,在污染源等多种因素的影响下,黄河干流宁蒙段的生态环境状况时好时坏,整体呈现生态环境弱化的趋势。其中表现最明显的便是宁蒙段的流量下降,在某些年份甚至出现断流现象,水质污染程度也在日益加深,迫使各种水生生物和渔业资源日渐稀少。这些情况已经严重威胁到宁蒙段居民的日常生活和身体健康,必须立即采取有效措施,对宁蒙段流域生态环境展开保护。本文针对黄河干流宁蒙段的生态环境现状,及其生态环境影响因素展开了研究、探讨。

赵口引黄灌区二期工程区域地表水水质评价

【目的】研究赵口引黄灌区二期工程建设期间区域地表水环境质量状况。【方法】分别于2020年11月和2021年1、3、5月对灌区内涡河、惠济河河段21个监测点位进行调查分析,并采用单因子评价法、综合污染指数法和综合水质标识指数法3种方法相结合,对灌区地表水水质进行全面评价。【结果】灌区地表水总氮和总磷超标严重,是最主要的2种污染物,导致单因子评价法的评价结果较差。2020年11月—次年3月V类及劣V类水质占比均超过95%,只有在5月整体达到IV类水质;综合污染指数法评价结果显示,2020年11月—次年5月水质从轻度污染向清洁状态改善,且存在一定的空间分布规律;综合水质标识指数法评价结果中,4个月水质整体满足IV类水质标准。【结论】当前赵口引黄灌区二期工程区域地表水水质不容乐观,特别是枯水期水质较差,总氮和总磷是主要的污染指标,开展农业面源污染治理是改善灌区地表水水质的重要途径。

基于3S的小开河灌区农业灌溉需水量预测研究

土壤含水率的空间分布是影响农业灌溉决策的关键因素。采用3S技术对灌区的土壤含水率空间分布进行探索,以土壤含水率为预报对象,结合作物生长情况和气象预报,以田间水量平衡方程为理论基础,利用土壤含水率预测灌区农业灌溉需水量。结果表明:小开河灌区5月下旬的预测需水量为621.77万m^(3),与灌区的统计数据一致,基于3S的灌区农业灌溉需水量预测技术可实现灌区的精准灌溉。

河北省城镇居民层次化需水研究

随着城市化的发展和居民生活水平的提高,城镇居民生活节水成为节水工作的重点。将城镇居民生活用水细分为饮用水、烹饪用水、洗漱用水、环境清洁用水、洗衣用水、洗澡用水及冲厕用水共7部分,针对河北省城镇居民2016年和2020年用水行为开展问卷调查,基于刚性、弹性、奢侈用水层次理论,构建居民层次化生活需水评判模型,并通过问卷进行参数率定,计算各用水行为的层次化用水量,横向、纵向对比分析城镇居民3个层次用水量的用水结构变化及时空变化规律。研究结果表明:①2016年洗衣和洗澡用水占总用水量的54%,2020年占比60%,均超过50%,而且洗衣和洗澡用水是弹性用水和奢侈用水的主要组成部分。②2016年人均刚性、弹性、奢侈3个层次用水量分别占总人均用水量的51%、33%、16%;2020年人均刚性、弹性、奢侈用水量分别占总用水量的48%、33%、19%。人均刚性用水量比重减少,人均弹性用水量比重保持不变,人均奢侈用水量比重增加。③河北省经济发达地区(石家庄市、保定市)的人均刚性用水量小于经济欠发达地区(张家口市、承德市),人均弹性和奢侈用水量大于经济欠发达地区,可见经济越发达地区,人均刚性用水量越少,弹性和奢侈用水量越多。研究成果对城镇生活用水管理与预测具有重要意义。

土壤重金属污染修复技术比较研究

本文在总结土壤重金属污染的来源、特征和危害的基础上,系统介绍了我国土壤重金属污染的现状,阐述了各种重金属污染土壤修复技术的概念和原理,并对物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术的优缺点进行了比较研究。最后,展望了我国土壤重金属污染修复技术的发展趋势和研究方向,以期为我国土壤重金属污染修复和该领域的进一步研究提供参考。

随机供水条件下机压微灌干管管网优化设计研究

以往对微灌干管管网的优化研究多是在管网布置形式已定的条件下进行管径的选择,且多为续灌或轮灌条件下干管管网的优化,对于随机供水条件下微灌干管管网的优化并不适用。提出了随机供水条件下微灌干管管网布置与管径同步优化方法,以单位面积年费用最低为目标函数,考虑节点压力、管径、流速等约束条件,建立了随机供水条件下微灌干管管网布置与管径同步优化数学模型,并给出了基于遗传算法的模型求解方法。实例计算结果表明,以控制面积最大为目标的毛管双向布置灌水小区优化模型优化结果为基础进行微灌干管管网优化时,得到的最低单位面积年费用为964.24元/(hm2·a),对应的干管管网控制面积为93.40 hm2。

用浮游及底栖动物的种群结构和数量分布评价河水水质的研究

本文以浮游及底栖动植物的种群结构和数量分布的评估方法,于2019年6月、9月,对黄河卫宁段、青石段进行定点采样,进行了初步的水质评估。从8个采样点的检测结果来看,黄河卫宁段、青石段水域浮游生物居主,底栖生物较少,其丰度和生物量随季节变化明显,夏季较少,秋季较多。根据生物量可知,卫宁段、青石段水域属富营养水体。

黄河流域深度节水控水措施及成效评价方法

黄河流域水资源天然禀赋不足和经济社会发展用水需求增长并存,实施深度节水控水是保障黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的必然之选。国家出台了一系列制度政策和顶层设计,构成了推进黄河流域水资源节约集约利用的举措体系。为客观评价以区域为单元的深度节水控水实施成效,研究建立了黄河流域深度节水控水综合评价指标体系,以客观科学研判各行政区深度节水控水发展状况,及时发现短板弱项,为推进黄河流域水资源节约集约利用提供技术支撑。

黄河流域灌区深度节水控水模式与成效

灌区是黄河流域重要的粮食基地和区域生态系统,推进灌区节水对实现黄河流域水安全与粮食安全具有重要保障意义。阐述了黄河流域灌区深度节水控水的内涵及需求,将河套灌区作为典型灌区,对其深度节水控水的成效及存在问题进行了分析,对促进黄河流域灌区深度节水控水工作的推广应用具有较好的指导意义。

黄河流域大型灌区“十四五”节水潜力分析

通过对黄河流域近年来农业灌溉情况的调研,分析了黄河流域及下游引黄灌区农业灌溉取水量、耗水量变化情况和现状年各省(自治区)农田灌溉水平。以黄河流域“十四五”期间实施现代化改造的34处大型灌区为对象,分析了黄河流域“十四五”大型灌区节水潜力。结合黄河流域灌区发展规划,提出实施黄河流域灌区深度节水控水、保障灌区高质量发展的对策建议。

基于江河水量分配方法的黄河“八七”分水方案调整问题探讨

黄河“八七”分水方案的实施对推动流域水资源有效管控、平衡流域内各省(区)用水需求、支撑经济社会可持续发展、维持流域生态环境健康起到积极作用。随着黄河流域下垫面条件、水沙形势、流域用水结构和供水格局的显著变化,关于黄河“八七”分水方案的调整问题受到各方关注。按照江河流域水量分配原则,全面考虑单指标综合的水量分配法、基于赋权的TOPSIS分配法以及“八七”分水方案确定的分水比例,最终得到各省(区)较为合理的水量分配结果。对比“八七”分水方案,青海、陕西、河南、山东的分水量有所增加,甘肃、宁夏、内蒙古、山西、河北、天津的分水量有所减小,分配的水量与各省(区)的用水需求和重点发展方向密切相关。江河流域水量分配方法在黄河“八七”分水方案调整中的适用性研究结果,可为黄河流域水量分配的调整提供借鉴。

河套灌区农业水价综合改革经验及建议

农业水价综合改革是农业节水的“牛鼻子”,是拓宽灌区建设运维资金筹措渠道的关键抓手。近年来,河套灌区立足灌区实际,认真贯彻落实党中央、国务院关于推进农业水价综合改革的决策部署,各项改革工作扎实推进,为保障农田水利工程良性运行、促进农业节水和农业可持续发展,实现国家粮食安全和水安全战略提供了有力支撑。文章系统总结了河套灌区农业水价综合改革工作的主要做法以及取得的成效,分析了改革过程中存在的问题,并提出对策建议,以期为下一步深入推进农业水价综合改革、推进现代化灌区建设提供参考和借鉴。

乌兰布和灌域灌溉用水户水权交易价格探讨

灌溉用水户水权交易作为水权交易的一种最普遍形式,其难点在于确定交易价格。实践中灌溉用水户水权交易价格以双方协商定价为主,个别地区政府对交易价格做了约束,但尚未形成合理的定价机制。开展灌溉用水户水权交易价格研究,提出既能够体现水资源稀缺性又有利于推动水权交易实施的价格,对于完善灌区水资源配置、提高灌溉用水效率十分重要。以河套灌区乌兰布和灌域典型区为研究对象,采用水费承受能力指数分析法确定灌溉用水户水价经济承受能力,并以此作为交易建议上限水价;以资源水价、工程水价和环境水价组成的基础水价为交易理论下限水价,结合研究区现行水价制度及实际管理经验,提出交易建议下限水价。研究得出:研究区灌溉用水户水权交易建议上限水价为0.343元/m^(3),建议下限水价为0.112元/m^(3)。