第二章水体污染与自净.ppt

第二章水体污染与自净
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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。
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。
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、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------形成氧垂曲线

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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。
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——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
=-k1L
Lt=Lo×10-k1t
Lt——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 = k2 T1-T2
k1 = k2 20-T2
= , k20 =
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（2） DO变化过程动力学
氧溶与水的速率与氧亏量成正比
=k2D
t=0时，D=Do
Dt=Do*10-k2t
Dt——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。
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（3）耗氧与复氧共同作用
=k1L- k2D t=0时，D=0, L=Lo

Dt= (10-k1t-10-k2t) + Do*10-k2t
令 =0，可求出氧垂点的时间tc

tc=
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（4）Dt表达式的工程意义
①  是用于分析受有机物污染的河水中溶解氧的变化动态，推求河流的自净过程及其环境容量，进而确定可排入河流的有机物最大用量，或污水处理厂的处理程度。
②   用于推算确定缺氧点及氧垂点的位置及到达时间，并依此制定河流水体防护措施。
（5） Dt 与 tc的使用条件
①   适用于河流截面变化不大，藻类等水生植物和底泥影响可忽略不计的河流；
②   仅适用于河流与污水在排放口处完全混合的条件；
③    所使用的k1 、k2的值必须与水温相适应；
④  如沿河流有n个排放点，则应根据情况合并成一个排放点计算，或逐段计算。
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水环境保护
水体水质评价
评价一般采用的两种方法：
（1）综合污染指数法
K=
K < 未污染
K ≥ ～；～；>
（2）水质质量系数法

P=
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水环境容量
定义：在满足水环境质量标准的条件下，水体最大允许 的污染负荷量，又称水体纳污能力。
（1）与水体本身有关
（2）与所排放污染物的量有关
W=f（x，Q，Ck