K1n=K.2A-20 0=1.047,T=10~350C KNT-KN.200N20 0=1.08,T=10~30°C (5)脱氮作用:水中溶解氧被耗尽时,硝酸盐将被反硝化细菌还原为亚硝 酸盐再转化为氮气。 (6)硫化物的反应:水体中缺少溶解氧和硝酸根离子时,硫酸盐会被细菌 还原为硫化氢,含硫蛋白质在厌氧条件下被大肠杆菌分解成半胱氨酸,再被还原 为硫化氢,如有铁和亚铁离子,可生成难溶的硫化铁或硫化亚铁。 (7)细菌的衰减:服从一级反应: B,=B。×10a (8)重金属和有机毒物的衰减:多数呈一级反应。 四、水体的耗氧与复氧过程 1.耗氧过程 (1)碳化过程耗氧 PnoD Pnop.-PRop.Pnop,1-eki) (2)硝化过程耗氧 PROD:=PBODN -PBOD.PRoD 1-e k! 若考虑硝化比碳化的滞后时间a,则上式为: Pon,=PEODS1-eKw-a)) (3)水生植物呼吸耗氧 dpBoD3二-R dt (4)水体底泥耗氧(机理未清楚,了解) b=- -KpPBOD dt dt 1+re 2.复氧过程:大气+水生植物光合作用 (1)大气复氧 氧气由大气进入水体的传质速率与水体的氧亏量pD成正比: dpp=-K2PD Pp ippo.-Ppo 468 PD0,=31.6+T (淡水,常压下)
K2r=K2.200-20 通常取0.=1.024 河口处的含盐: P0=14.6244-0.367134T+0.0044972T2-0.0966S+0.00205ST+0.0002739S2 (2)光合作用 时间平均模型为: P 第二节 水环境影响预测模型 一、河流河口水质模型简介 河流是沿地表的线形低凹部分集中的经常性或周期性水流。较大的叫河(或 江),较小的叫溪。河口是河流注入海洋、湖泊或其他河流的河段,可以分为入 海河口、入湖河口及支流河口。 应用水质模型预测河流水质时,常假设该河段内无支流,在预测时期内河段 的水力条件是稳态的和只在河流的起点有恒定浓度和流量的废水(或污染物)排 入。如果在河段内有支流汇入,而且沿河有多个污染源,这时应将河流划分为多 个河段采用多河段模型。 河流水质模型是描述水体中污染物随时间和空间迁移转化规律的数学方程。 水质模型的分类: 按时间特性分:分为动态模型和静态模型。描写水体中水质组分的浓度随时 间变化的水质模型称为动态模型。描述水体中水质组分的浓度不随时间变化的水 质模型称为静态模型。 按水质模型的空间维数分:分为零维、一维、二维、三维水质模型。当把所 考察的水体看成是一个完全混合反应器时,即水体中水质组分的浓度是均匀分布 的,描述这种情况的水质模型称为零维的水质模型。描述水质组分的迁移变化在 一个方向上是重要的,另外两个方向上是均匀分布的,这种水质模型称为一维水 质模型。描述水质组分的迁移变化在两个方向上是重要的,在另外的一个方向上 是均匀分布的,这种水质模型称为两维水质模型。描述水质组分迁移变化在三个 方向进行的水质模型称为三维水质模型。 按描述水质组分的多少分:分为单一组分和多组分的水质模型。水体中某一 组分的迁移转化与其它组分没有关系,描述这种组分迁移转化的水质模型称为单 一组分的水质模型。水体中一组分的迁移转化与另一组分(或几个组分)的迁移
转化是相互联系、相互影响的,描述这种情况的水质模型称为多组分的水质模型。 按水体的类型可分为:河流水质模型、河口水质模型(受潮汐影响)、湖泊 水质模型、水库水质模型和海湾水质模型等。河流、河口水质模型比较成熟,湖、 海湾水质模型比较复杂,可靠性小。 按水质组分可分为:耗氧有机物模型(BOD—DO模型),无机盐、悬浮 物、放射性物质等单一组分的水质模型,难降解有机物水质模型,重金属迁移转 化水质模型。 二、水质预测因子的筛选 ①根据工程分析和环境现状、评价等级、当地的环保要求筛选和确定建设期、 运行期和服务期满后拟预测的水质参数。 ②拟预测水质参数的数目应既说明问题又不过多,一般应少于环境现状调查 水质参数的数目。 ③不同预测时期的水质预测参数彼此不一定相同。 拟预测水质指标的确定 对河流,可以按下式将水质指标排序后从中选取: ISE=_ COp ,-c6)0 I$E是负值或者越大,说明建设项目对河流中该项水质指标的影响越大。 三、河流常用的水质模型 1.完全混合模式(点源) P0= 2p+qp2 Q+9 式中:p。一废水与河水完全混合的浓度,mgL: 01 排污口上游河流中污染物浓度,mg/L: Q—河流的流量,m3s: p2—废水中的污染物浓度,mg/L: q—排入河流的废水流量,m3s。 适用条件:河流充分混合段;持久性污染物:河流恒定流动;废水连续稳定 排放。 非点源方程、考虑吸附态和溶解态污染指标耦合模型(略)
[例4-1]河边拟建一工厂,排放含氯化物废水,流量2.83s,含盐量 1300mgL。该河平均流速0.46ms,平均河宽13.7m,平均水深0.61m,上游 来水含氯化物10mgL,该厂废水如排人河中能与河水迅速混合,问河水氯化 物是否超标?(设地方标准为200mg/L)。 [解]P。=100mgL,Q=0.46×13.7x0.61=3.84m31s 01-1300mgL,9=2.83m3s A-0X384300x2.83=406g=609mg1 3.84+2.83 6.67 该厂废水如排人河中,河水氯化物将超标约3倍。 2.河流一维稳态模式 (1)一维稳态水质模型 4KE p=Po expI- ) 2E 1 (2)忽略弥散的一维稳态水质模型 p=Po exp(-- 式中:ux--河流的平均流速,m/d或m/s: Ex--废水与河水的纵向混合系数,m2/d或m2s: K--污染物的衰减系数,1/d或1/s: x-河水(从排放口)向下游流经的距离,m。 适用条件:河流充分混合段:非持久性污染物:河流恒定流动:废水连续稳 定排放。 [例]一个改扩建工程拟向河流排放废水,废水量q=0.15m3/s,苯酚浓度 为30μg/L,河流流量Q=5.5m3/s,流速u=0.3m/s,苯酚背景浓度为0.54 g/L,苯酚的降解(衰减)系数K=0.2d-1,纵向弥散系数Ex=10m2/s。求 排放点下游10km处的苯酚浓度。 [解]计算起始点处完全混合后的初始浓度: A-0.15×30+5.5x0.5 5.5+0.15 1.28ug/L (1)考虑纵向弥散条件下的下游10km处的浓度: 0.3×10000 4(0.2/86400)10 p=1.28.exp 2×10 0.32 =1.194g/L