水体污染与自净.ppt

水体污染与自净扩散:污染物进入水体后,在水体中产生浓度梯度场,污染物有高浓度向低浓度迁移的过程。包括:①分子扩散:布朗运动引起的物质分子扩散----用于湖泊、水库等静水体。②紊流扩散:水体紊流流态引起的污染物浓度降低------河流等动水体。③弥散:水体各层流速不同,引起的污染物浓度扩散----异重流。⑵混合①混合效果----混合系数(α)--------通过混合达到稀释的目的α=Q总----河水总流量Q混----与污水混合的河水流量混合系数α受河流形状、排污口形式、排水量影响。 ②特定断面混合系数α的计算:α=L计算------排污口到计算断面的距离(距离好算,流量不好算)L全混------排污口到混合断面的距离(已知,可实测或查表)⑶沉淀污染物沉于河底,河水中浓度降低。(遇到扰动,产生二次污染),使污染物浓度降低。(1)氧化还原Fe2+--------Fe(OH)2Mn2+---------Mn(OH)Al3+---------Al(OH)3S2---------------SO42-Cr3+--------------Cr6+(2)——酸碱反应(3)吸附与凝聚水体中存在的胶体微粒(表面带电),可以吸附水中的阴阳离子 4、生物净化作用生物净化作用可以降低污染物总量,是真正意义上的净化。、水质基本模型1、零维水质模型-------各方向完全混合,理想状态;2、一维水质模型-------宽度、深度分布均匀,长度方向浓度变化;3、二维水质模型-------深度分布均匀,长度、宽度方向浓度变化;4、三维水质模型----------各方向均存在浓度变化。、河流的氧垂曲线方程研究河流中DO的变化规律-------DO的重要性(生态平衡)1、河流中的溶解氧变化存在两种变化趋势:⑴有机物被微生物降解,消耗水中的溶解氧,使DO下降;降解耗氧速率------与有机物浓度成正比⑵河流流动过程中,接受大气复氧,使DO上升。复氧速率----------与亏氧量成正比两种作用的结果------⑴第一段(AO):有机物浓度高,耗氧速率大于复氧速率,DO大幅度下降;O点溶解氧最低-------氧垂电(最不利点)⑵第二段(OB):有机物浓度降低,耗氧速率小于复氧速率,DO开始逐渐回升。⑶第三段(B以后):溶解氧回升至起始阶段。——河水中有机物降解与溶解氧平衡的数学模式(1)有机物耗氧动力学当沿水流方向输移的有机物量>>扩散稀释量,Q河,q污不变,T水不变时,有机物的生化降解的耗氧量正比于河水中有机物量=-k1LLt=Lo×10-k1tLt——t时刻水中残留的有机污染物的量;Lo——初始时刻,有机物总量,即氧化全部有机物所需的氧量k1——耗氧速率常数k1=k2T1-T2k1=k220-T2=,k20=(2)DO变化过程动力学氧溶与水的速率与氧亏量成正比=k2Dt=0时,D=DoDt=Do*10-k2tDt——t时刻河流中亏氧量;Do——初始时刻河流中亏氧量;k2——复氧速率常数。(3)耗氧与复氧共同作用=k1L-k2Dt=0时,D=0,L=LoDt=(10-k1t-10-k2t)+Do*10-k2t令=0,可求出氧垂点的时间tctc=