水环境化学 (2)课件.ppt
《水环境化学 (2)课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水环境化学 (2)课件.ppt(45页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、关于水环境化学(2)第1页,此课件共45页哦一、需氧有机物分解和溶解氧平衡的数学模式 1。耗氧作用定律1944年,Streeter和Phelps就指出:“有机物的生物化学氧化率与剩下的尚未被氧化的有机物的浓度成正比”。-dL/dt=KL可以推得:lnLt/L0=-KtLt/L0=e-kt或Lt=L0e-kt(L0:起始时的有机物浓度;Lt:t时间的有机物浓度;k:耗氧速率常数,以天计算,普通生活污水在20时,k值为0.1;t为天数)Streeter-Phelps定律的另一表达形式为:y=L0(1-ekt)orBODt=BODu(1-ekt)(y表示t时间内已分解的有机物量)第2页,此课件共45
2、页哦温度对反应速率k有很大的影响:在一定温度范围内,生物化学反应速度随温度增高而增快。温度过高时酶会失去活性。温度对生化反应速度的影响由阿伦尼乌斯公式描述;k:反应速度常数;Ea:反应活化能,J/mol;T:反应温度;R:理想气体常数,8.314J/mol.K第3页,此课件共45页哦温度对反应速率k有很大的影响:(k1和k2:t1和t2时的反应速率常数,是温度系数)在河流温度范围内,=1.047,t1/2=0.693/K20时,k=0.2,t1/2为3d,BOD5为63%;29时,k为0.3,t1/2为2d,BOD5为77%;14时,k为0.15,t1/2为4d,BOD5为47%。有机物生化降
3、解的耗氧作用是一个复杂的生物化学过程。自然界中,由于影响因素较多,因而会出现很多偏离的情况,但Streeter-Phelps定律对河流中有机物耗氧作用的研究仍有实际应用价值。第4页,此课件共45页哦3。河流溶解氧下垂曲线及方程在耗氧与复氧的综合作用下,沿河流断面形成一条溶解氧下垂曲线耗氧速率开始最大,以后逐渐减少复氧速率开始为零,以后随溶解氧消耗的增大,复氧速率增大。当耗氧作用使水中溶解氧达到某一最低点以后,曝气复氧作用又占优势,水中溶解氧又开始上升,这一溶解氧最低点称为临界点。溶解氧溶解氧(DO)下垂曲线下垂曲线 第5页,此课件共45页哦Phelps描述溶解氧下垂曲线方程为:dD/dt=K1
4、L-K2D水体中氧亏值增加的速率等于耗氧速率和复氧速率的代数和。上式积分:根据公式,可以计算出下游任意时间(或距离)上的氧亏值。D:即时的氧不足值;L:即时的BODu值,K1:耗氧系数;K2:复氧系数;t:河水从t=0开始流动所经过的时间;L0:初始BODu值;D0:初始氧亏值。第6页,此课件共45页哦临界氧亏点:临界时间tc:临界位置Xc:临界氧亏Dc:第7页,此课件共45页哦例题:有一条大河,流速v=5Km/h,复氧速率常数k2=0.4/d,在有机物受纳处河水中溶解氧DO=10mg/L(饱和),混合水的初始BODu值为20mg/L,耗氧速率常数k1=0.2/d,求s=30Km下游处的DO值
5、。解:30Km处:t=s/v=30/5=6h=0.25d氧亏值:第8页,此课件共45页哦例:某城市污水排水量为1.33m3/s。受纳河流的流量为8.5m3/s,流速3.2km/h。污水和河水温度为20和15;BOD5分别为200和1.0mg/L;溶解氧的饱和度分别为0和90%.又已知k1=0.3d-1,k2=0.7d-1(20),温度系数分别为1.135和1.024。求极限氧亏点位置和溶解氧值。解:1)未纳河水中DO:15时,饱和DO=10.2mg/L,则河水中DO=10.2x90%=9.2mg/L.2)混合液的温度,DO,BOD5和BODu:混合液温度:混合液中DO:混合液中BOD5:混合液
6、BODu:第9页,此课件共45页哦3)温度校正:k1=0.3x1.135(15.7-20)=0.174d-1k2=0.7x1.024(15.7-20)=0.63d-14)初始氧亏值:15.7时,饱和DO=10.1mg/LD0=10.1-8.0=2.1mg/L5)极限氧亏点:时间:位置:氧亏值:溶解氧:DOc=10.1-6.5=3.6mg/L第10页,此课件共45页哦自净速率f:f=K2/K1温度上升一度,f值约下降3%各种水体的各种水体的f 值范围值范围 第11页,此课件共45页哦水体富营养化第12页,此课件共45页哦二、水体富营养化预测模型1水体的富营养化类型水体的富营养化类型天然富营养化:
7、幼年期:贫营养化天然降水(N、P)土壤侵蚀和淋溶N、P水体大量浮游植物和水生植物生长草食性动物(鱼类等)大量生长动物死亡后,机体分解生成营养物质人为富营养化营养:大量含N、P污水和化肥排入水体,细菌等微生物的繁殖,使水体耗氧量大大增加;水层深处的藻类因呼吸作用也会大量耗氧;沉于水底的死亡藻类因厌氧分解促进大量厌氧菌繁殖;富氨氮的水体开始使硝化细菌繁殖,在缺氧的情况下又转为反硝化细菌繁殖。第13页,此课件共45页哦N、P水体富营养化最直观地表现是藻类的数量增多31克P、224克N3550克藻类利贝格最小定律:植物生长取决于外界供给它所需养料中数量最少的。结果:藻类大量繁殖,异养生物增多,耗氧增加
8、表层水阳光充足,深层水无法光合作用,藻类腐化,大量耗氧,生物死亡。第14页,此课件共45页哦 雨水 雨水中硝酸盐的含量在 0.16-1.06 mg/L间,氨氮含量在 0.04-1.70 mg/L间,磷含量在0.1mg/L至不可测。农业排水 引入土壤中的氮磷 城城市市污污水水 排泄物、食品污物等,污水中50的磷来自于合成洗涤剂。污水处理厂通过厌氧处理污泥的方法可去除2050的氮和大部分的磷,但是污水处理中又用到许多含氮、磷的化学试剂,如氯胺、有机电解质、无机助絮凝剂多聚磷酸钠等。其他来源其他来源 包括工业废水等。3.水中营养物质的来源水中营养物质的来源第15页,此课件共45页哦总磷 是指正磷酸盐
9、、聚合磷酸盐、可水解磷酸盐以及有机磷 的总浓度。总氮 是指水体中氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮和有机氮的总浓度。叶绿素含量 是指水体中绿色物质的含量。判断:美国环境保护局标准4.湖水营养化程度湖水营养化程度贫中富总P(/L)0.02总叶绿素a(g/L)10第16页,此课件共45页哦5.富营养化预测模型 吉柯奈尔-迪龙模型:湖水P:输入、输出、沉积(C:浓度(g/m3),Ic:总负荷(g/a),Rc:滞留分数(=(J入-J出)/J入),V:体积 r:冲刷速度常数(=Q/V),Q:流出量(m3/a)若水库的流入、流出、污染物的输入处于稳定状态:t,CCP;t=0,C=C0 Lc:单位面积负荷(g/m2 a
10、第17页,此课件共45页哦例:湖泊溶积V:2.0 x109m3;流入量q:3.1x109m3/a,流出量Q:5.8x108m3/aP浓度Cip:0.52mg/L,C0p:0.15mg/L,预测:r=Q/V=5.8x108/2.0 x109=0.29/aRc=1-J出/J入=1-(5.8x108x0.15)/(3.1x109x0.52)=0.95Ic=3.1x109x0.52=1.6x109Cp0.02mg/L可能会导致该湖泊的富营养化第18页,此课件共45页哦一、水质监测的目的:(1)对江、河、水库、湖泊、海洋等地表水和地下水中的污染因子进行经常性的监测,以掌握水质现状及其变化趋势。(2)对生
11、产、生活等废(污)水排放源排放的废(污)水进行监视性监测,掌握废(污)水排放量及其污染物浓度和排放总量,评价是否符合排放标准,为污染源管理提供依据。(3)对水环境污染事故进行应急监测,为分析判断事故原因、危害及制订对策提供依据。(4)为国家政府部门制定水环境保护标准、法规和规划提供有关数据和资料。(5)为开展水环境质量评价和预测预报及进行环境科学研究提供基础数据和技术手段。5.5.环境水样品分析环境水样品分析第19页,此课件共45页哦1.地表水监测项目地表水监测项目 水温、水温、pHpH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总氮(湖
12、、库)、总磷、铜、锌、硒、日生化需氧量、氨氮、总氮(湖、库)、总磷、铜、锌、硒、砷、汞、镉、铅、铬(六价)、氟化物、氰化物、硫化物、挥砷、汞、镉、铅、铬(六价)、氟化物、氰化物、硫化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、粪大肠菌群。发酚、石油类、阴离子表面活性剂、粪大肠菌群。第20页,此课件共45页哦 2.2.废(污)水废(污)水 监测项目监测项目第一类:第一类:是在车间或车间处理设施排放口采样测定的污是在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染物,染物,包括总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅包括总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并(、总镍、苯并(a a)芘、总铍、
13、总银、总)芘、总铍、总银、总放射性、总放射性、总放放射性。射性。第二类:第二类:是在排污单位排放口采样测定的污染物是在排污单位排放口采样测定的污染物,包括,包括pHpH、色度、悬浮物、生化需氧量、化学需氧量、石油类、动植、色度、悬浮物、生化需氧量、化学需氧量、石油类、动植物油、挥发性酚、总氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸物油、挥发性酚、总氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸盐、甲醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子表面活性剂、总铜、盐、甲醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子表面活性剂、总铜、总锌、总锰总锌、总锰 。第21页,此课件共45页哦 3.3.生活饮用水监测项目生活饮用水监测项目 常规检验项目:常规检验
14、项目:肉眼可见物、色、嗅和味、浑浊度、肉眼可见物、色、嗅和味、浑浊度、pHpH、总硬度、总硬度、铝、铁、锰、铜、锌、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂、硫铝、铁、锰、铜、锌、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体、耗氧量、砷、镉、铬(六酸盐、氯化物、溶解性总固体、耗氧量、砷、镉、铬(六价)、氰化物、氟化物、铅、汞、硒、硝酸盐、氯仿、四价)、氰化物、氟化物、铅、汞、硒、硝酸盐、氯仿、四氯化碳、细菌总数、总大肠菌群、粪大肠菌群、游离余氯、氯化碳、细菌总数、总大肠菌群、粪大肠菌群、游离余氯、总总放射性、总放射性、总放射性。放射性。第22页,此课件共45页哦二、水样的采集和保存1.采样方法和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水环境化学 2课件 水环境 化学 课件
限制150内