w=9+q_a0+q q 在实际工作中可根据具体情况来确定混合系数α的值。根据经验,流速为0.2~0.3n/s的河 流,a可取为0.7~08:流速较低时,a可取为0.3~06;流速较高时,则可取为09左右:当 废水排放口设计良好,如采用将排放口伸入水体并设置多个分散排放口时,可取a=1。 考虑了稀释作用后,计算断面上污染物质的浓度可用下式求出 ao+q (7-6) 式中a一废水中污染物质的浓度,mg/L c一废水排放前河水中该污染物质的浓度,mg/L 当废水排放前河水中该污染物质的浓度为零时,上式可简化为 CI ao+g M (7-7 2.河流的生化自净和氧垂曲线模型 有机污染物进入水体后在微生物作用下逐渐氧化分解为无机物质,从而使有机污染物的浓 大大减少的过程就是水体的生化自净作用。 生化自净作用需要消耗水中的溶解氧,所消耗的氧如得不到及时的补充,生化自净过程就要 停止,水体水质就要恶化。因此,生化自净过程实际上包括了氧的消耗(耗氧)和氧的补充(复 氧)两方面的作用。氧的消耗过程主要决定于排入水体的有机污染质的数量,也要考虑排入水体 中氨氮的数量,以及废水中无机性还原物质(如SO2)的数量。氧的补充和恢复一般有以下两个 途径:①大气中的氧冋含氧不足(低于饱和溶解氧)的水体扩散,使水体中的溶解氧增加;②水 生植物在阳光照射下进行光合作用放出氧气 水体中有机污染物的种类繁多,不同污染物的毒性和危害也各不相同,因此,不能仅用水体 中某一种或几种有机污染物的浓度大小来评价水体的污染程度,为此,在前一章中提出可以用 些综合的水质指标,如生化需氧量BOD等来反映水体受有机物质污染的水平。BOD值越高,说 明水中有机污染物越多。因此,水体中有机污染物的生化自净过程,可以用水体的BOD值随时 间的衰减变化规律来反映。 若不考虑硝化作用、底泥的分解、水生植物的光合作用及有机物的沉降作用等,而将有机污 染物的自净衰减过程简化为仅由好氧微生物参加的生化降解反应,并且认为这种反应符合一级反 应动力学,那么 dL K,L (7-8) 式中k一耗氧速率系数或自净系数,d1; L一任一时间的BOD浓度,mB1L 衰减时间,d。 对河水中的溶解氧而言,可以认为只有BOD衰减反应消耗河水中的溶解氧,水中溶解氧减 少速率与BOD衰减速率相同。溶解氧的消耗,使河水处于亏氧状态(即溶解氧含量低于饱和溶 解氧的状态),这时河流将从水面上的大气中获得氧气,此即复氧过程。复氧速率与水中亏氧的
Q q 1 Q q N q q + + = = (7-5) 在实际工作中可根据具体情况来确定混合系数 的值。根据经验，流速为 0.2～0.3m/s 的河 流， 可取为 0.7～0.8；流速较低时， 可取为 0.3～0.6；流速较高时，则可取为 0.9 左右；当 废水排放口设计良好，如采用将排放口伸入水体并设置多个分散排放口时，可取 ＝1。 考虑了稀释作用后，计算断面上污染物质的浓度可用下式求出 1 2 c q c Q c Q q + = + （7-6） 式中 cl—废水中污染物质的浓度，mg/L； c2—废水排放前河水中该污染物质的浓度，mg/L； 当废水排放前河水中该污染物质的浓度为零时，上式可简化为 1 1 c q c c Q q N = = + (7-7) 2．河流的生化自净和氧垂曲线模型 有机污染物进入水体后在微生物作用下逐渐氧化分解为无机物质，从而使有机污染物的浓度 大大减少的过程就是水体的生化自净作用。 生化自净作用需要消耗水中的溶解氧，所消耗的氧如得不到及时的补充，生化自净过程就要 停止，水体水质就要恶化。因此，生化自净过程实际上包括了氧的消耗（耗氧）和氧的补充(复 氧)两方面的作用。氧的消耗过程主要决定于排入水体的有机污染质的数量，也要考虑排入水体 中氨氮的数量，以及废水中无机性还原物质(如 SO3 2-)的数量。氧的补充和恢复一般有以下两个 途径：①大气中的氧向含氧不足（低于饱和溶解氧）的水体扩散，使水体中的溶解氧增加；②水 生植物在阳光照射下进行光合作用放出氧气。 水体中有机污染物的种类繁多，不同污染物的毒性和危害也各不相同，因此，不能仅用水体 中某一种或几种有机污染物的浓度大小来评价水体的污染程度，为此，在前一章中提出可以用一 些综合的水质指标，如生化需氧量 BOD 等来反映水体受有机物质污染的水平。BOD 值越高，说 明水中有机污染物越多。因此，水体中有机污染物的生化自净过程，可以用水体的 BOD 值随时 间的衰减变化规律来反映。 若不考虑硝化作用、底泥的分解、水生植物的光合作用及有机物的沉降作用等，而将有机污 染物的自净衰减过程简化为仅由好氧微生物参加的生化降解反应，并且认为这种反应符合一级反 应动力学，那么 1 dL k L dt = − （7-8） 式中 1 k 一耗氧速率系数或自净系数， 1 d − ； L 一任一时间 t 的 BOD 浓度， mg L/ ； t —衰减时间， d 。 对河水中的溶解氧而言，可以认为只有 BOD 衰减反应消耗河水中的溶解氧，水中溶解氧减 少速率与 BOD 衰减速率相同。溶解氧的消耗，使河水处于亏氧状态（即溶解氧含量低于饱和溶 解氧的状态），这时河流将从水面上的大气中获得氧气，此即复氧过程。复氧速率与水中亏氧的
程度成正比。定义亏氧量D=0-O,其中O和O分别为水体可达到的饱和溶解氧浓度和实 际溶解氧浓度。于是有, kD 式中k2一复氧系数,d1 O32一复氧量 复氧时间,d 废水排入水体后,耗氧和复氧是同时进行的。因此,受污河水中溶解氧的变化速率应为复氧 速率和耗氧速率的代数和,即 dt=kD-kL (7-10) d(o-o) dl 由于dt 则式(7-10)可改写为 x=kL-k,D (7-11) 图7-2给出了河流接受有机废水后,从受污点至下游各断面的累积耗氧量曲线、累积复氧量 曲线和亏氧变化曲线(氧垂曲线)。受污染前,河水中的溶解氧几乎饱和,亏氧接近于零。在受 到污染后,开始时河水中的有机物大量增加,好氧分解剧烈,耗氧速率超过复氧速率,河水中的 溶解氧下降,亏氧量增加。随着有机物因分解而减少,耗氧速率逐渐减慢,终于等于复氧速率, 河水中的溶解氧达到最低点(相当于图7-2中氧垂曲线的最缺氧点,即临界点)。接着,耗氧速 率低于复氧速率,河水溶解氧逐渐回升。最后,河水溶解氧恢复或接近饱和状态。当有机物污染 程度超过河流的自净能力时,河流将出现无氧河段,这时开始厌氧分解,河水出现黑色,产生臭 气,河流的氧垂曲线发生中断现象 氧垂曲线的形状会因排放的有机污染物量、废水和河水的流量、河道的弯曲情况、水流速度 等因素而有一定的差别,例如当河流受到的污染负荷较轻时,最缺氧点距排放口的距离较远,其 时的溶解氧浓度也较髙:当河流受到的污染负荷较重时,最缺氧点将很快岀现,该点的溶解氧浓 度也会很低。当溶解氧低于4mg/L时,河道中局部地段的鱼类生长将受到影响,当溶解氧达到零 时,河水出现厌氧状态。这种情况下的氧垂曲线将是一条被横坐标切断的曲线,有时甚至不可能 再通过复氧作用而重新出现溶解氧。这是最严重的水污染状况,此时的水体不仅将鱼虾绝迹,也 将丧失一切使用功能
程度成正比。定义亏氧量 D O O = − s x ，其中 Os 和 Ox 分别为水体可达到的饱和溶解氧浓度和实 际溶解氧浓度。于是有， ,2 2 x dO k D dt = （7-9） 式中 2 k 一复氧系数， 1 d − ； Ox,2 一复氧量， mg L/ ； t 一复氧时间， d 。 废水排入水体后，耗氧和复氧是同时进行的。因此，受污河水中溶解氧的变化速率应为复氧 速率和耗氧速率的代数和，即 2 1 x dO k D k L dt = − （7-10） 由于 ( ) x s x dO d O O dD dt dt dt − = − = − 则式(7-10)可改写为 1 2 x dO k L k D dt = − （7-11） 图 7-2 给出了河流接受有机废水后，从受污点至下游各断面的累积耗氧量曲线、累积复氧量 曲线和亏氧变化曲线（氧垂曲线）。受污染前，河水中的溶解氧几乎饱和，亏氧接近于零。在受 到污染后，开始时河水中的有机物大量增加，好氧分解剧烈，耗氧速率超过复氧速率，河水中的 溶解氧下降，亏氧量增加。随着有机物因分解而减少，耗氧速率逐渐减慢，终于等于复氧速率， 河水中的溶解氧达到最低点（相当于图 7-2 中氧垂曲线的最缺氧点，即临界点）。接着，耗氧速 率低于复氧速率，河水溶解氧逐渐回升。最后，河水溶解氧恢复或接近饱和状态。当有机物污染 程度超过河流的自净能力时，河流将出现无氧河段，这时开始厌氧分解，河水出现黑色，产生臭 气，河流的氧垂曲线发生中断现象。 氧垂曲线的形状会因排放的有机污染物量、废水和河水的流量、河道的弯曲情况、水流速度 等因素而有一定的差别，例如当河流受到的污染负荷较轻时，最缺氧点距排放口的距离较远，其 时的溶解氧浓度也较高；当河流受到的污染负荷较重时，最缺氧点将很快出现，该点的溶解氧浓 度也会很低。当溶解氧低于 4mg/L 时，河道中局部地段的鱼类生长将受到影响，当溶解氧达到零 时，河水出现厌氧状态。这种情况下的氧垂曲线将是一条被横坐标切断的曲线，有时甚至不可能 再通过复氧作用而重新出现溶解氧。这是最严重的水污染状况，此时的水体不仅将鱼虾绝迹，也 将丧失一切使用功能