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我国城市污水中经常混有工业废水,而工业废水中往往含有有毒有机物、有毒无机物和重金属等有毒物质。如果在进入污水处理厂前没有预警监测,一旦一定量的有毒物质进入污水处理厂,将使受纳污水处理厂活性污泥系统崩溃,对污水处理厂造成严重的经济损失和新的环境污染。尤其是对于库区中小城市,管理水平相对较低,企业排污事故频发,甚至部分企业为节约生产成本而偷排漏排超标废水,导致污水处理厂运行维护困难,运行成本大幅提高,处理效果不稳定。因此,污水管网的监控管理问题在城市污水处理中起着重要的作用。论文在选择渝北区城北污水处理厂及其配套污水管网为研究区域基础上,结合GIS软件,构建了城市污水管网有毒物质溯源监控系统,对污水管网进行信息管理、监控以及水质溯源分析。研究主要包括以下几个方面内容:①对城北污水处理厂及配套污水管网水质进行了实验监测,获得了大量的实验数据,分析了污水处理厂接纳工业园区工业企业废水排放特点及污水处理厂进水水质特性,并为建立和校核污水管网水质模型做准备。②对示范区内监测点建立了污水管网一维水力水质模型,水力模型以圣维南方程组为基础,利用Preissmann四点加权隐式差分格式进行离散,采用三级联解法对其进行求解;水质模型以一维水质扩散模型为基础,利用隐式差分格式进行离散,采用追赶法进行求解。对于污水管网溯源,本文采用“试算法”进行确定超标废水排放企业。③根据城市污水管网有毒物质溯源监控系统需求,选择ESRI公司ArcGIS 9.3.1为研究平台,利用Arcgis Engine进行组件式二次开发,运用C++语言对模型进行数值计算并将模型与ArcGIS集成。④以城北污水处理厂为示范点,在污水管网设置三个监测点,选择pH及电导率为在线监测指标,构建了基于GIS的污水管网溯源监控系统。对系统的基础信息管理、水质模型及监测数据管理等三个子系统进行了详细的设计。该系统不仅具有常规的污水管网信息管理功能,同时能对污水管网水质进行监测,当污水管网水质超标时能预警提示,并溯源分析潜在的超标排放废水企业。城市污水管网有毒物质溯源监控系统,能对污水管网进行动态监测,为城市污水管网及污水处理厂的安全可靠运行提供决策支持,并为溯源潜在的超标排放废水企业提供依据,具有重要的现实意义。