水环境保护课程设计报告

1、.Matlab课程设计学院：城市建设学院专业：环境工程学生：学号：指导老师：朱长军2013年12月目 录1设计背景及要求 2 2污染源评价 8 21 评价过程 8 22 评价结论 103 水环境现状评价 10 31 单因子评价法 10 311 计算方法 10 312 评价过程和结果 11 32 模糊综合评价法 14 321 计算方法与步骤 14 322 评价过程和结论 154水环境影响评价 18 41 计算方法 18 42 计算结果 19 43 水质指标沿程变化图 20 44 评价结论 235水环境保护对策与建议23 51 区域未来规划23 5. 2 保护对策与建议236. 心得体会24 1设

2、计背景及要求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。3.2km3.2km2.8km30.8km北市区（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 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30氨氮10含氰废水400氰0.6酸碱废水5000DO3.0BOD5120COD250pH7.8全厂共有三股废水，分别是含酚废水、含氰废水、酸碱废水，每股废水的水质、水量如下表1所示，废水通过工厂的废水排放管排入连

3、河。2、 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6000COD200BOD580DO4.03、 水环境现状（1） 河流名称为连河，全长40km，多年来市环境监测站对河流进行了丰枯季水质监测，其中，不利的枯水期水质情况如表3所示，水温10C。表3 连河枯水期水质情况断面污染物浓度（mg/L）DOBOD5COD氰挥发酚氨氮pHI7.03.0150.040.0030.47II6.53.3170.0450.0040.67III5.03.6220.0550.0061.26.8

4、IV4.05.0290.0500.0050.77.8V5.53.7170.0440.0040.87.5（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)氰降解系数(d-1)I19.53.8000.953.890.150.0210.10.03II19.53.8拟建化工厂废水3.23.170.150.1III37.23.86806.42.300.150.1IV37.23.868生活污水9.25.69

5、0.170.1V37.23.9370404.020.190.24、 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、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执行地面水环境质量标准（GB3838-2002）（见附表），单因子评价执行三级标准；化工厂排放废水和城市生活污水执行污水综合排放

6、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155氰化物0.56、 环境目标连河水质在V断面处达到渔业用水要求，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城市生活污水确定主要污染源、主要污染物排序（DO和pH不考虑），列表计算，并画图表示。（2） 水环境质量现状评价采用两种方法进行评价：1）单因子评价法：确定主要污染物和主要污染断面排序，列表计算，并

7、画图表示。2）模糊综合评价法（不做PH）表6 水质分级标准项目级别IIIIIIIVV指标值（mg/L）DO7.56532BOD5234610COD1015203040氰0.0050.050.10.150.2挥发酚0.0010.0020.0050.010.1氨氮0.150.51.01.52.0确定每一个评价因子的隶属函数和隶属度；确定权重向量；综合评价：对第IV断面和第V断面进行模糊综合评价，采用模型1和模型2，并进行比较。（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） I断面各污染物的浓度作为起始断面的污染物浓度。3） 数学模型：采用合适的数学模型，

8、计算BOD浓度、DO浓度、氧亏、COD、挥发酚、氨氮、氰浓度沿程变化情况，编程计算，并列表、画图表示。计算结果x /kmBOD5 /mg/LDO/mg/LD /mg/LCOD/mg/L氰/mg/L氨氮 /mg/L挥发酚 /mg/L0370.6150.040.40.00312345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940作图每一个评价因子浓度沿程变化曲线。（7个）（4） 评价结论1） 污染源评价结论2） 水环境质量现状评价结论3） 水环境影响评价结论4） 化工厂能否建设，是否满足环境保护目标？5） 水环境

9、保护对策与建议2污染源评价21 评价过程采用等标污染负荷法来进行污染源和污染物的评价。等标污染负荷法： 指某种污染物的绝对排放量与排放标准的比值。表达式为： 1） （1）式中：为某种污染物的等标负荷，t/a；为某种污染物的实测排放浓度，mg/L； 为某种污染物的排放标准浓度，mg/L；为含某种污染物的介质排放量，t/a；为某污染源的等标负荷，t/a。 2）污染源j（工厂）的等标污染负荷Pi，是其所有污染物的等标污染负荷之和。 3）区域的等标污染负荷P为该区域（或流域）内所有污染源的等标污染负荷之和。 4）整个评价范围内的多个污染源都含有第 i 种污染物，则该污染物在整个评价范围内的等标污染负荷

10、等于区域内所有污染源对该污染物等标污染负荷之和。 5）污染物i 占工厂j的等标污染负荷比Kij 6）污染源j占区域（或流域）的等标污染负荷比Kj。 7）整个区域中，所有污染源排放的同一种污染物的等标污染负荷之和，占该区域内总的等标污染负荷之比，称为该污染物占这个评价范围的污染负荷比。记做Ki表1：化工厂排放工业废水污染计算表污染物名称Ci mg/lCoi mg/lCi/CoiQ0 m3/dQi t/dPi t/dPi/Pn挥发酚300.5605000.0150.90.0890329氨氮10150.6675000.0050.003330.0003297氰化物0.60.51.24000.00024

11、0.000282.849E-05BOD512030450000.62.40.2374211COD2501002.550001.253.1250.3091420sum6.4286 表2：生活污水排放污染计算表污染物名称Ci mg/lCoi mg/lCi/CoiQ0 m3/dQi t/dPi t/dpi/pn挥发酚0000000氨氮0000000氰化物0000000BOD580302.666660000.481.280.126624COD200100260001.22.40.237421sum3.68 Pn=6.4286+3.68=10.1086 Pn(工业)=6.4286/10.1086=0.6

12、360 Pn(生活)=3.68/10.1086=0.3640 由于 Pn(工业) Pn(生活) 所以主要污染源化工厂排放的工业废水 表3：区域污染物计算表污染物名称工业Pi/Pn生活pi/pnKi挥发酚0.08902300.089023氨氮0.0003297500.00032975氰化物2.8490E-0502.8490E-05BOD50.23742110.126624580.36404568COD0.309142050.23742110.54656315 表4： 污染物排序表污染物名称KiCOD0.546563158BOD50.364045687挥发酚0.089023氨氮0.00032975

13、2氰化物2.84905E-05 图1：区域主要污染物柱状图22 评价结论在全区域中污染源有工业废水和生活污水两种，其中它们的等标污染负荷所占的比重分别是0.6360和0.3640。所以主要污染源为工业废水。在全区域中有挥发酚、氨氮、氰、BOD5和COD五种污染物。它们的等标污染负荷所占的比重分别为0.08903、0.00033、0.00002849、0.364046和0.546563。所以主要污染物从大到小排序为：COD、BOD5、挥发酚、氨氮、氰。3水环境现状评价31 单因子评价法311 计算方法采用环境质量标准绝对值为评价标准的评价指数，且执行地表水环境质量标准（GB38382002）的三

14、级标准。 （2）式中：为单因子评价指数，为某一污染物浓度的实测值，mg/L，为某一污染物浓度的标准值，mg/L。（2）式不能计算DO和PH的评价指数。对于计算DO评价指数时： （3） （4）式中：为实测溶解氧，mg/L，为标准溶解氧，mg/L，为饱和溶解氧，mg/L。为温度，。对于计算PH评价指数时： （5）式中：为实测，=6，=9。其中当1时环境质量已不能满足评价标准的要求；=1时环境质量处于临界状态；0.02mg/L没达到级水质标准，虽然其他评价因子均达到级水质标准，但是化工厂废水与生活污水的排放对连河水质的影响不容忽视。所以断面水质没达到级，不能建设化工厂。5 水环境保护对策与建议51

15、区域未来规划 （1）城市中建议修建人工湖，可以把生活污水先经过人工湖中水生植物的降解在排入连河中。湖中分区域种植一些景观植物如荷花和可吸收水中氨氮的植物。 （2）化工厂建成后拟建一条公路通向城市区，随着化工厂的建设，附近将有不少配套工厂建设起来。 （3）在连河V断面处设置取水口，供应小镇和鱼塘养殖用水。5. 2 保护对策与建议（1）在工厂中建设废水处理设施，使工业废水在排放前经过进一步处理，从而达到排放要求。（2）在工厂附近建设废水收集与处理装置（如氧化塘），从而处理职工产生的生活污水。（3）因工厂的河边有很多芦苇、小鱼塘。可利用它们建立人工湿地，让工业废水和生活污水流过人工湿地，从而进一步降

16、解污染物。 6.心得体会 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关水环境保护这门学科的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。课设实践出真知，通过亲自动手计算，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的修改，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下以及和同学们讨论下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩

17、，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！ 水环境保护课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了常用新安江模型的各参数的识别和测试；熟悉了水环境保护质量评价整体结构；了解了污染源评价的等标污染负荷法、水体质量评价的单因子型指数法、模糊层次综合评价法等方法，还了

18、解一些计算公式的具体意义。我认为，在这次课程设计中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在设计时，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这几天里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课