【摘要】:荔枝湖水浅,循环流量大,混合较快,通过质量守恒原理[7,8]建立分湖富营养化TP串联模型。假定降雨后箱涵溢流充满全湖,选取全湖平均TP为0.20mg/L作为设计初值。计算表明四分湖水质均达到Ⅳ类治理目标需要3.05d,也就是说大雨期时管网溢流造成湖水水质恶化后,通过差不多一次半湖水循环运行基本能达到Ⅳ类景观水治理目标。
荔枝湖水浅,循环流量大,混合较快,通过质量守恒原理[7,8]建立分湖富营养化TP串联模型。以其中一湖为例,流量为Q、浓度为cin的进水通过处理工艺后流入或直接流入体积为V、面积为A的湖区,经与湖内水体混合后,以流量Q、浓度c 0流出。在参考文献[6,9]基础上,建模时考虑底泥释放和生物降解等因素,则北湖、东湖、南湖和西湖四湖总磷串联模型方程如下:
式中:c 1,c 2,c 3,c 4分别为北湖、东湖、南湖、西湖四湖平均浓度,mg/L;V 1,V 2,V 3,V 4为四湖的体积,m3;Q 41、Q 12、Q 23和Q 34分别是西湖与北湖、北湖与东湖、东湖与南湖、南湖与西湖的交换水量,m3/d;k 1、k 2和k 3分别为过滤单元、砾石床单元、湿地单元对TP去除率;r 1,r 2,r 3,r 4为四湖的底泥释放速率,g/(m2·d);K 1、K 2、K 3和K 4是四湖的综合降解系数。利用Matlab7.0软件,用四阶Runge—Kutta法求解。
假定降雨后箱涵溢流充满全湖,选取全湖平均TP为0.20mg/L作为设计初值。用模型计算分析设计初始浓度情况下组合工艺运行多久才能改善湖水达到Ⅳ类水治理目标,以及组合工艺截留总磷数量多少。设定工艺每天连续运行24h。
计算表明四分湖水质均达到Ⅳ类(TP<0.1mg/L)治理目标需要3.05d,也就是说大雨期时管网溢流造成湖水水质恶化后,通过差不多一次半湖水循环运行基本能达到Ⅳ类景观水治理目标。通过3.05d工艺运行后,TP总去除量为10.922kg,其中过滤、砾石床、湿地去除量和生态基等降解量分别为6.705kg、2.584kg、0.304kg和1.329kg,四湖总去除率为56.4%。
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