环境系统工程课程设计

四、参考资料
1
一、概述
1.1、目的和要求 环境系统工程是环境工程专业重要主干课程之一。通过课程设计，
使学生进一步巩固和加深课程理论知识，并能结合具体的环境系统问 题，进行系统解决方案的优化。通过课程设计的综合训练，提高学生 利用系统工程方法解决实际问题的能力，特别是： 1、环境系统工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用； 2、环境系统模型的建立过程与建立方法； 3、利用计算机编程节能型环境系统模型参数进行求解、模型的灵敏 度分析等； 4、环境问题解决方案的优化方法； 5、综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题； 6、熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。 1.2、设计任务
CODcr
NH3-N
（mg/L） （mg/L）
83.58
14
80
13.9
77
15.3
76
14.9
78.5
16.3
76.6
16.6
74
16.2
73.6
15.9
69
16
由于表 8 中所给予的 CODCr 和氨氮均为支流汇入后所测的断面值，
估算模型参数时，得先计算支流汇入前的值。各支流以及排污口排放
11
污染物的年均值如下表
排污口①
599.18
723.28
64.53
103.96
支流三
1356.05
1494.23
526.15
414.54
排污口②
693.79
728.55
129.39
254.97
排污口③
315.36
431.22
169.35
126.30
支流四
315.36
730.82
321.67
150.24
支流五
315.36
398.30
---溶解氧实测值。
根据以上的公式，进行计算。
表 6 各监测断面的水质情况分析表（单位：mg/L））
CODcr 氨氮
BOD5
DO
硫化物
排放标准
30
1.5
6
3
0.5
支流一
80
13.9
26
1.95
2
支流二
77
15.3
31
1.8
1.9
排污口①
76
14.9
28
1.9
1.75
支流三
78.5
16.3
27
2
0.8
题目：某河流污染物排放总量控制规划 根据设计原始资料（见附录），设计河流城区段水环境的污染物 总量控制及污染物消减方案，并编制规划方案说明书。 1.3、设计内容、步骤和方法 (1)通过对该河流的自然特征、水文特征以及水质调查分析的基 础上，对该河流的污染状况进行评价，确定该河段的主要污染问题及 主要污染因子。 (2)根据河流的水文特征，建立适宜的环境水质模型，估算模型中 的参数，并对模型进行检验。在此基础上，建立环境容量模型，计算
BOD5 4.33 5.17 4.67 4.50 3.67 4.00 4.17 3.83
硫化物 4.00 3.80 3.50 1.60 0.56 0.58 0.60 0.58
DO 4.15 4.6 4.3
4 0.87 1.3 2.2 0.93
由以上的表格可以可以看出：该段河流前段 CODCr、BOD5、硫化物、 氨氮均严重超标，导致该河段前段的 DO 处于氧亏曲线的较低点，DO 偏低。但该河流的后端由于河流的自净能力和稀释作用等，使硫化物 和 DO 逐渐达到标准要求。
136.74
40.05
支流四
断面距离(m)
平均流速(m/s) 输入流量(m3/s)
入水断面
0.65
3
支流一
2100
0.68
0.2
支流二
1800Βιβλιοθήκη 0.70.31排污口①
2000
0.84
0.19
支流三
1200
0.53
0.43
排污口②
2100
0.66
0.22
排污口③
3000
0.67
0.1
支流四
3500
0.57
0.1
支流五
4300
0.59
河流沿岸的沿程污染排放情况如表 2 和表 3 所示
表 2 河流城区段污染源调查表
河流城区段污染源调查表
排污口 支流一
污水流量（104t/a） CODcr（t/a） BOD5（t/a） NH3-N（t/a）
630.72
466.80
166.32
126.96
支流二
977.62
733.99
229.54
334.44
2.28
排污口③ 0.1
136.74
53.7
40.05
0.14
2.87
支流四
0.1
231.74
102
47.64
0.18
3.25
支流五
0.1
126.3
48.9
82
2.96
2.16
注：支流一至支流五为河流的五条退化为排污渠的主要支流，排污口①~③为河
流沿岸三个大型工厂的排污口。
2.3、河流断面监测数值
在河流的五条支流及三个排污口的附近，按照环境监测方法的基本要求，设
排污口② 76.6
16.6
22
3.8
0.28
排污口③
74
16.2
24
2.9
0.29
支流四
73.6
15.9
25
2.6
0.3
支流五
69
16
23
3.4
0.29
分别对支流一污染物按照单项水质指数评价法进行计算。计算过程
如下：
CODCr：Pi
2.67
氨氮：Pi
BOD5：Pi
4.33
硫化物：Pi
DO：Pi
4.15
断面距离(m)
2100 1800 2000 1200 2100 3000 3500 4300
平均流速(m/s) 0.65 0.68 0.7 0.84 0.53 0.66 0.67 0.57 0.59
输入流量(m3/s) 3 0.2 0.31 0.19 0.43 0.22 0.1 0.1 0.1
2.2、河流沿岸污染源情况
154.21
258.60
合计
5203.44
5707.18
1761.16
1770.01
5
表 3 河流城区段各支流及排放口水质概况
河流城区段各支流及排放口水质概况（年均值）
排污口
流量
CODcr
BOD5
NH3-N
硫化物
DO（mg/L）
（m3/s） （mg/L） （mg/L） （mg/L）
（mg/L）
支流一
0.2
74.01
26.37
20.13
1.23
2.29
支流二
0.31
75.08
23.48
34.21
1.35
1.48
排污口① 0.19 120.71 10.77
17.35
1.95
2.12
支流三
0.43 110.19
38.8
30.57
0.68
3.06
排污口② 0.22 105.01 18.65
36.75
2.06
1.9
1.75
支流三
78.5
16.3
27
2
0.8
排污口② 76.6
16.6
22
3.8
0.28
排污口③
74
16.2
24
2.9
0.29
支流四
73.6
15.9
25
2.6
0.3
支流五
69
16
23
3.4
0.29
6
三、设计内容
3.1、河流污染状况评价 （1）、水质评价 本设计水质评价按照Ⅳ类水的标准进行评价，采取单项水质指
9
用，那么用以描述本设计河流污染物一维衰减规律的微分方程是：
把
和
代入上式得
变形，污染物降解系数 K（单位：s-1）
式中： --- 河流断面纵向平均流速，m/s；
x---沿程距离，m；
---x=0 处河水中污染物浓度，mg/L。
2、相关参数确定
根据原始资料：
表 1 河流各个河段的基本情况（断面距离指距上一断面的距离）：
所以应该选择氨氮和 BOD5 作为污染物评价因子，但由于 BOD5 不 太容易测量，故选择氮和 CODCr 作为污染物评价因子。 3.2、环境水质模型以及相关参数确定 1、选择模型
对于本设计不考虑污染物的混合过程，而是假定在排污口断面 瞬时完成均匀混合，那么污染物浓度仅在河流纵向上发生变化，即只 在 X 方向上有浓度的变化。对于非持久性污染物，本设计的水质模型 选定为一维水质模型。作为污染物连续点源排放得河流，忽略弥散作
目录
一、概述 1.1、目的和要求 1.2、设计任务 1.3、设计内容、步骤和方法 1.4、设计成果
二、设计原始资料 2.1、河流概况 2.2、河流沿岸污染源情况 2.3、河流断面监测数值
三、设计内容 3.1、河流污染状况评价 3.2、环境水质模型以及相关参数确定 3.3、环境容量以及允许排放量确定 3.4、某一支流的污染源优化 3.5、某一工厂的污水处理工艺
0.1
10
起始断面 支流一 支流二 排污口① 支流三 排污口② 排污口③ 支流四 支流五
表 4 各监测断面的水质情况分析表