在职硕士论文：西南山区某村镇水厂水质监测及运行管理研究

这是一篇在职硕士论文，硕士是一个介于学士及博士之间的研究生学位(Post-Graduate)，拥有硕士学位者通常象征具有基础的独立的研究能力。（以上内容来自百度百科）今天为大家强烈推荐一篇在职硕士论文，供大家参考。1 绪 论1.1 研究背景水作为一种重要的自然资源，是人们生活生产中不可或缺的一项重要资源。同时，水资源也是促进社会经济发展、推动文明进步的重要要素[1]。但是，由于中国国情所限，人均水资源相对匮乏，改革开放后，快速发展的社会经济导致社会所需求的水资源不断增加，水资源更加紧缺，水资源利用形势更加紧迫。中国水资源总量约 3×108m3，位居世界第 6 位，其中 90%为河流山川，属于水量较丰沛的国家。但是，中国庞大的人口基数导致我国水资源人均占有量仅为2710m3，不足世界人均水资源占有量的 1/4，仅位列世界第 88 位[2]。在如此严峻的人均水资源占有量形势下，中国水资源地理分布也很不均匀，据统计，经济发达、人口稠密的东南地区耕地面积占全国 35.9%，人口总数却占全国 54.7%，水资源总量占全国总量的 81%[3]。而人口较为稀疏的西北地区在拥有全国 58.3%耕地面积的同时，水资源总量只占全国总量的 14.4%[4]。南多北少的水资源地理分布导致中国水资源利用开发呈现两极分化。有研究[5, 6]称，北方地区由于干旱缺水，对地表水的开发利用十分充分，比如黄河流域为 39%、辽河流域为 68%，而南方虽然水资源丰富，但水利用率较低，如长江只有 16%、珠江 15%、浙闽地区河流不足 4%；拥有四条大河的西南地区甚至不到 1%。地下水的开发利用北方也远高于南方，仅海河平原浅层地下水利用率已达 83%。近年来，中国土质沙化面积增大，水土流失严重，水质状况堪忧。由于我国人民长期缺乏环境保护意识以及自然条件的局限等原因，我国森林覆盖率仅为 12%，位居世界第 120 位。水利部水土保持司司长刘震表示，第一次全国水利普查显示我国水土流失面积 294.91 万平方公里，占国土总面积的 30.72%。可以说，我们是世界上水土流失最严重的国家之一[7]。同时经济发展带来一系列如水体污染等的影响的不断加重，仅仅开发利用现有的水资源不利于我国的长久发展。由此可见，我国正面临着严重的水质污染。其中，直接关系到民生的饮用水安全形势也十分严峻[8]。饮用水得不到有效保障，会间接或直接影响人类的身体健康导致多种急慢性疾病的发生和传播，同时，人类的生活质量也会随之下降[9]。例如，富含氟、砷及重金属离子的地质环境对水质会发生污染导致地方性疾病的发生[10]。19 世纪，欧美一些城市由于任意排放污水、粪便等污染了饮用水源，导致了伤寒、霍乱、痢疾等水传染病的大爆发和流行，使成千上万的人失去了生命[9]。水质污染还可以引起粮食污染，从而导致严重的疾病发生，如日本曾发生的骨痛病（铬污染）和水俣病（汞污染）。........1.2 西南山区村镇饮用水保障现状西南地区地表水资源量为 8300 多亿立方米，占全国地表水资源量的 30.5%，水量丰富[22]，但西南山区山高谷深，地势复杂，水资源区域分布严重不均。西南山区的水源地通常具有以下特点：水源地周边人口密度大，各类污染物大多未经处理，直接排放至水体，造成水源地水质恶化。并且水源地附近农田面积大，植被覆盖率低，水土流失严重，降水过程中大量的天然有机物（NOM）随地表径流进水体，同时水体底泥中的累积的腐殖质类天然有机物也会逐渐释放到水体中。天然有机物（NOM）为含不饱和多环芳烃的复杂化合物，在地表水体中广泛存在，且有研究证实，水库水中的天然有机物的主要成分为富里酸类物质和腐殖酸类物质[23]。水源地周边的农田在生产过程中会使用大量的农药、化肥，这些没有被完全吸收降解的残留农药、化肥也会随着降雨进入水源地，影响供水安全。以隶属于西南山区的重庆为例，重庆村镇的饮用水源地具有西南山区的典型特点。对西南山区中重庆市的 7975 个村镇水厂水源地调查表明[24]：截至到 2021 年，村镇水厂地表水水源地 3559 个，占水源地总数的 44.63%；地下水水源地 4416 个，占水源地总数的 55.37%。其中，供水规模大于 500 人的 2929 处村镇集中式饮用水源地中，969 处、961 处分别为河道型水源地、水库型水源地（以小型水库为主），999 处为地下水水源地。统计截止日期至今，还有更多的水利设施不断被新建，这对解决西南山区农村的生活用水有着举足轻重的作用。..........2 方案制定本章通过查阅文献，并对西南山区水源地的类型、水质以及村镇水厂的工艺、规模等概况进行实际调查了解以后，对监测方案进行了制定，方案的制定包括村镇水厂调查、研究地点选取、目标水源地及水厂情况、调查水样采集及分析方法。2.1 村镇水厂概况调查西南山区水资源储备量大，但分散不均，水源多为河流、水库、沟渠等地表水。经前期调研后选取西南山区具有代表性的一个区县进行调查。经过查阅相关资料及实地调研后得出，该区县村镇大多数水厂为单水源，部分水厂为双水源，水库水为主要水源，个别水厂水源为山溪水和河塘水。具体情况如表 2.1 所示。相关资料中对该区县村镇水源地的水质调查情况显示：部分水库水 N、P 和CODMn超过了地表水Ⅲ类水体限值；水库水藻数量较多，叶绿素 a 浓度为22.65±11.72 μg/L，山溪水藻含量较低，均低于 4μg/L。在不同时期，部分水源中均检测到拟除虫菊酯农药。.........2.2 研究地点选取根据对该区县主要村镇水厂的调研情况及西南山区主要村镇水厂的特点，选取某村镇水厂作为研究对象。该水厂采用完整的传统水处理工艺，该水厂的水源地属于典型的山区水库水水源地，为政府主持修建的二级饮用水源保护区。该水源地的主要功能为供应周边居民饮用水，服务人口约 4500 人。水源地周边围绕有一个乡，该乡分为两部分，一部分为属于该乡的某村，位于水源地西侧，以 A 村表示；一个为该乡镇，位于水源地东侧，以 B 乡表示。其中，A 村主要以旅游业为主，村内原有的加工业已经逐步搬迁。B 乡有部分金属加工业，无工业，在水源地周围环绕有分散式农田，由此可见该水源地符合西南山区常见地表水源地的普遍特点。具体水源地情况如图 2.1 所示。.........3 村镇水厂进出水水质监测结果及讨论.........253.1 日常运行期间进出水水质分析 .....253.2 暴雨后的监测结果及分析.....333.3 间歇运行对水厂出水水质的影响及分析.....343.4 水厂工艺启停对水厂出水水质可能的影响分析.........353.5 本章小结.........364 不同时期村镇水厂沿程水质变化及分析....374.1 不同时期各处理单元沿程水质变化及分析.........374.2 混凝沉淀池清理后处理效果分析.........454.3 本章小结.........465 村镇水厂存在的问题及运行管理评价模型的建立.......475.1 问题及提议.....475.2 基于该村镇水厂运行管理评价模型的建立.........495.2.1 评价模型简介..........505.2.2 目标水厂的模型应用......515.2.3 模型建立及应用意义.......575.3 本章小结.........575 村镇水厂存在的问题及运行管理评价模型的建立尽管政府在实施农村水利工程及饮用水保障工程时充分考虑了水厂工艺、水质及运行管理等方面的问题，但是由于缺乏明确的监管体系及规章制度，导致改建后的村镇水厂实际处理效果依然不太理想。前两章内容表明水厂水源水质有较明显的季节性，在原水水质较差的时期，其出水水质不能稳定达标。此外，各时期水厂沿程水质变化情况也表明水厂存在较为突出的运行管理问题。本章研究内容主要包括以下两个部分：①基于目标水源地和水厂实地调研及监测结果，分析致使村镇水厂处理能力下降及出水水质不稳定的原因，并提出可行性提议。②建立运行管理评价模型，并根据目标水厂的特点进行应用。5.1 问题及提议水源地缺乏长期有效的保护措施。水源地主要的污染源为农业面源污染，尽管资料显示水库水源地做了地面污染物的隔离，但由于周围环境规划不合理，水源地内源污染严重的原因，水源水中依旧存在较高浓度的天然有机物、藻类和菊酯农药。目标水源地附近有一花卉观赏项目正在开发。从该项目施工起，项目附近已经出现了明显的水土流失现象，建成后其日常维护必定避免不了农药及化肥的使用。这会对目标水源地造成一定的污染。对水源地水质的监测力度不够。西南山区由于其特殊的地理位置，全年的降雨量分布不均，水源水质及水量有明显的季节性。水源地的监测强度理应根据枯水期、平水期以及丰水期的不同而有所区别，特别是农业活动较多、地表径流增加的丰水期和藻类大量生长的平水期应适当加强水质监测力度和频率，尽量避免出现水质突然变坏的现象。缺少应急水源。应急水源建设是农村饮用水安全保障的重要一环，应急水源的缺失使得目标水厂在应对突发事件时不能保障正常的供水，无形中增加了供水隐患。暴雨后，原水水质恶化，溴氰菊酯、氯氰菊酯等污染物的浓度有较明显的上升，其出水水质也有一定程度的变坏。此时备用水源可以起到缓解水库供水压力的作用，给与污染物更多的降解时间，有助于提高供水质量。

........结论针对西南山区村镇水厂常见处理工艺处理能力和运行管理问题，本论文选取西南山区某村镇水厂，对该水厂在不同时期原水和各处理单元出水的水质、各处理单元的处理能力、特殊条件下原水水质和各处理单元运行能力变化以及运行管理存在的问题进行了研究，得出了如下主要结论：① 水厂水源地受到了天然有机物、农药和藻类的污染，说明其主要污染源为生活污染及农业面源污染。一定程度反映西南山区水源地特点。② 暴雨后原水及出水中 TN、溴氰菊酯及氯氰菊酯浓度均有明显上升，原水水质变坏。混凝池清洗后对浊度、CODMn及 Chla 的去除有明显的改善。间歇运行对浊度有较好的去除，但是可能会导致微生物和藻类的滋生。③ 该水厂在不同时期沿程水质波动（处理单元出水指标大于进水）情况不同，枯水期水厂各处理单元具有较好的稳定性。在原水水质较差的平水期和丰水期，沿程水质波动较为明显。表明水厂对各处理单元的清理不及时、水厂内部的农业活动以及水厂药剂投加管理不当等运行管理问题是造成水厂沿程水质异常现象的主要影响因素。④ 水源地存在的问题主要有水源地监测强度和指标不随水源水季节性变化而变化，水源地没有配备应急水源以及水源地周边的环境规划存在问题。水厂则存在工艺处理效率低，运行参数设置不合理，维护不当等问题。⑤ 所建立的村镇水厂运行管理评价模型既可用来分析水厂问题指标及严重程度，也可帮助制定各时期的工况参数及维护周期等。..........参考文献（略）