污水土地回用過(guò)程中污染物的遷移轉(zhuǎn)化模擬研究.pdf

1、水資源短缺已成為影響當(dāng)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重大問(wèn)題。將農(nóng)村生活污水經(jīng)預(yù)處理后，進(jìn)行污水土地回用可以用廉價(jià)的成本使污水得到有效的回用，是污水資源化利用的一條重要途徑。但是，污水的土地回用仍有兩個(gè)問(wèn)題需要做進(jìn)一步研究：第一是用于接納污水的地塊的水力負(fù)荷的選取；第二是污水中的污染物質(zhì)對(duì)地下水影響的評(píng)估。關(guān)于這兩個(gè)問(wèn)題，傳統(tǒng)的解決方法是：通過(guò)水量平衡公式或者實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)來(lái)確定地下處理系統(tǒng)的最大允許水力負(fù)荷，然后再選取合適的水力負(fù)荷。這兩種方法

2、的共同缺點(diǎn)是不能較好的反應(yīng)處理場(chǎng)地的真實(shí)情況以及不能考慮處理場(chǎng)附近的復(fù)雜狀況。對(duì)于第二個(gè)問(wèn)題，傳統(tǒng)的方法是通過(guò)在處理場(chǎng)周圍布設(shè)監(jiān)測(cè)井來(lái)對(duì)地下水的水質(zhì)狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這種方法的缺陷是較浪費(fèi)人力財(cái)力。本文在前人研究的基礎(chǔ)上用數(shù)學(xué)模擬的方法來(lái)研究上述兩個(gè)問(wèn)題。 ⑴以上海市崇明縣瀛東村污水土地回用系統(tǒng)為研究對(duì)象，應(yīng)用加拿大Water-loo水文地質(zhì)公司的Visual MODFLOW軟件建立了關(guān)于此系統(tǒng)的三維地下水水流和水質(zhì)模型。模型的主要

3、參數(shù)通過(guò)實(shí)測(cè)獲得，邊界條件資料由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定提供的數(shù)據(jù)確定。通過(guò)2006年9月至2007年4月現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的水文水質(zhì)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了率定，率定后的模型較好地反應(yīng)了系統(tǒng)所在地區(qū)地下水的水文水質(zhì)狀況。 ⑵以東海村為例，演示了如何應(yīng)用率定好的模型對(duì)可能要建設(shè)的污水土地回用系統(tǒng)提供技術(shù)支持。利用模型確定了可能建設(shè)的污水土地回用系統(tǒng)的最大允許水力負(fù)荷：在其他條件不變的情況下，依次對(duì)水力負(fù)荷為4000mm/yr、3000mm/yr、2500mm/y

4、r和2000mm/yr的情況進(jìn)行了模擬，模擬結(jié)果顯示當(dāng)水力負(fù)荷大于2500mm/yr的時(shí)候，地塊發(fā)生壅水；當(dāng)水力負(fù)荷為2000mm/yr的時(shí)候，未發(fā)生壅水。而后又模擬了水力負(fù)荷為2200mm/yr和2300mm/yr的情況，最后將此系統(tǒng)的最大允許水力負(fù)荷確定在2200mm/yr～2300mm/yr之間。 ⑶利用模型來(lái)評(píng)估東海村可能建設(shè)的污水土地回用地塊對(duì)地下水的影響情況。在2200mm/yr的水力負(fù)荷下，對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)的污染物進(jìn)行1

5、0年的模擬。模擬結(jié)果顯示，污染物進(jìn)入系統(tǒng)之后，會(huì)立即向下擴(kuò)散，當(dāng)擴(kuò)散到一定深度之后才緩慢向四周擴(kuò)散。污染物的自然擴(kuò)散并不明顯，在水平方向上，10年內(nèi)污染物僅遷移擴(kuò)散了35米，而在垂直方向上，污染物僅遷移擴(kuò)散了15米。 ⑷模擬了當(dāng)污水土地回用地塊附近存在抽水井時(shí)，它們之間的交互影響。模擬結(jié)果表示，污染物在水平方向上的遷移擴(kuò)散發(fā)生了明顯的改變，污染物遷移到地塊下部以后主要向抽水井的方向遷移擴(kuò)散。同時(shí)可以看出，十年后污染物已經(jīng)遷移擴(kuò)散