水质工程学电子课件 水质工程学 污染与自净.ppt

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1、水质工程学(下)电子教案辽宁工程技术大学建工学院市政系第2章水体污染与自净水体污染及其危害水体自净的基本规律水环境保护（自学）污水处理基本方法与系统水体污染及其危害环境容量：自然环境容纳污染物质能力的界限。环境污染：进入环境的污染物超过其环境容量时，造成环境污染水体污染：排入水体的污染物超过其环境容量时，导致水体物理、化学、生物性质发生变化，使水体固有生态系统和水体功能受到破坏。水体污染源：天然、人为（点源和面源）水体的物理性污染及危害无机物污染及危害有机物污染及危害病原微生物污染及危害水体的物理性污染及危害水温色度

2、嗅和味固体物质无机物污染及危害氮、磷酸、碱及无机盐硫酸盐与硫化物氯化物有毒非重金属、重金属等有机物污染及危害病原微生物污染及危害数量多，分布广，存活时间长，繁殖速度快，随水流传播疾病水体自净的基本规律水体的自净作用污染物进入水体后，通过物理、化学、生物的作用，使污染物浓度降低或总量减少，将水体部分或全部恢复原状。净化机制物理净化：稀释、扩散、混合、沉淀化学净化：氧化、还原、分解、中和、吸附、凝聚生物净化：微生物对有机物的氧化分解作用浓度降低总量不减存在状态发生变化浓度降低污染物总量降低真正意义上的净化污水排入河流的混

3、合过程竖向混合阶段：污染物排入河流后因分子扩散、湍流扩散、弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用。横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。经过一定距离后污染物在整个横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。河水向下游流动的过程中，持久性污染物的浓度将不再变化，非持久性污染物浓度将

4、不断减少。物理净化作用：污染物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。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。污染物沉于河底，河水中浓度降低。（遇到扰动，产生二次污染）扩散：沉淀：水体的自净作用（1）氧化还原Fe2+--------Fe(OH)3Mn2+---------Mn(OH)4Al3+---------Al(OH)3S2------

5、---------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化学净化作用：生物净化作用：河流氧垂曲线方程—菲里普斯（Phelps）方程水体污染与恢复溶解氧DO:是划分污染程度的重要指标之一；保持自然生态平衡的主要因素之一；衡量环境容量的主要指标之一。1.河流中的溶解氧变化⑴有机物被微生物降解，消耗水中的溶解氧，使DO下降；有机物降解耗氧速率------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。大气复氧

6、速率----------与亏氧量成正比两种作用的结果------形成氧垂曲线2.河流氧垂曲线氧垂曲线：水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程，称氧垂曲线。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-------氧垂点（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。3.氧垂曲线方程—河水中有机物降解与溶解氧平衡的数学模式（1）有机物耗氧动力学有机物生化降解的耗氧量正比

7、于河水中有机物量=-K1L,t=0时,L=LoLt=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=k2020-T2=1.047k20=0.1（2）DO变化过程动力学大气氧溶于水的速率与亏氧量成正比=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。D——亏氧量,D=Co-Cx（3）耗氧与复氧共同作用某点处的氧不足量（亏氧量）变化

8、速率:是该处耗氧速率和复氧速率之代数和=k1L-k2Dt=0时，D=Do,L=LoDt=(10-k1t-10-k2t)+Do×10-k2t令=0，可求出氧垂点的时间tc（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量，或污水处理厂的处理程度。② 用于推