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《清华大学》 2016年
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基于微孔滤膜的雨水截流井污染控制技术及其产品开发

邹剑  
【摘要】:目前全国各大城市污水收集率普遍提高,同时在相关国家条例与行业规范的指导下我国大部分城市新建城区排水采取了雨污分流,有条件的老城区也在实行雨污分流改造,尽管如此城市水环境却依然形势严峻,单纯的点源污染控制并不能保障水环境质量的根本改善。研究表明,初期雨水径流中各污染物浓度均远超过地表水V类标准。因此,如何缓解面源污染的危害,充分利用雨水资源,已成为目前海绵城市建设中亟待解决的主要问题之一。本文拟研究并选择能在新型雨水截流井中运用的折叠式微孔滤膜材料和参数,并基于此形成一套不同处理能力下的新型雨水截流井产品设计图。本文首先通过芝加哥降雨曲线获得了研究区不同重现期下的初期径流雨水总量与初雨截流期间最大流量,通过四场不同降雨径流的监测,获得了研究区初期雨水径流中主要污染物指标SS、COD、TN、TP以及两种典型的重金属Cu、Zn的场次降雨径流平均浓度EMC范围分别为92.9~296.4mg/L、78.3~190.7mg/L、1.29~5.26mg/L、0.32~0.89mg/L、0.028~0.052mg/L、0.044~0.079mg/L,并在此基础上进行了水质污染负荷估算。之后分析了新型雨水截流井系统微孔滤膜过滤的可行性,并对其进行了理论分析与系统各单元设计,剖析其工作原理。在此基础上通过模型井对五种不同材料、孔径的折叠式有机微孔滤膜滤芯对初期雨水径流中污染物的去除效果以及膜纯水通量、运行15min后的膜通量对进行了实验比较,选取了污染物截留效果较好的微孔滤膜材料及其孔径,SS、COD、TN、TP以及重金属Cu、Zn去除率分别为83.3%、50.5%、44.9%、29.8%、25.9%、25%。随后通过选取研究区中绿地面积占比较小的一个区域,通过与排水系统模型相结合对新型雨水截流井系统进行了辅助设计,并以T=3a为例进行了新型雨水截流井系统对各污染物负荷削减效果预评价。最终根据不同的处理能力完成了一套新型雨水截流井产品设计图。本文还对新型雨水截流井系统装置的经济性及其适用性进行了分析,得出了不同型号规格产品经济成本。新型雨水截流井在海绵城市建设中可应用在新建城区海绵城市建设、不适宜海绵城市改造区域、商业及住宅开发区、高速公路、机场、港口、以及雨水收集与利用项目中,具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X52

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