Download miễn phí Chuyên đề Mô hình chất lượng nước



Qúa trình khuếch tán oxy qua bềmặt thoáng
Qúa trình hòa tan oxy từkhông khí vào nước sông được biểu thịbằng hệsố ka. Hệ
sốnày phụthuộc vào mức độthiếu hụt oxy trong dòng chảy, tốc độhòa tan theo định luật
Henry. Các yếu tốphụthuộc bao gồm : áp suất, nhiệt độ, diện tích bềmặt thoáng và độ
mặn.
Trong dòng chảy sông, phụthuộc vào sựchuyển động của khối dòng chảy, nhiệt
độmôi trường không khí, nhiệt độnước và sựcó mặt của các chất hoạt tính bềmặt trong
nguồn nước sông và được xác định bằng các công thức thực nghiệm đối với các dòng
chảy có các chế độthủy lực khác nhau.
Các công thức thực nghiệm vềhằng sốtốc độthông khí (reaeration) trong dòng
chảy thường được biểu thịtheo tốc độdòng chảy và chiều sâu cột nước hay sựphân tán
các chất và chiều sâu cột nước.


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-26-chuyen_de_mo_hinh_chat_luong_nuoc.0v6ZSQ5IUn.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-51616/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

u tuân theo
định luật Beer Lambert với :
ZZ SI I e λ−=
9
Trong đó :
IS -Cường độ ánh sáng ở trên bề mặt.
Z -Chiều sâu cột nước.
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của tốc độ phát triển của tảo được xem xét bằng phương
trình của O’Neill
1 max
max opt
T TX
T Tmax
T
max opt
T Tf Xe
T T
⎛ ⎞−⎜ − ⎟⎜ ⎟−⎝ ⎠−= −
Với
( ) 20.52 11 1
400
w w
X
⎡ ⎤+ +⎢ ⎥⎣ ⎦=
( )10 10ln ; 1.85max optw Q T T Q= − =
Tmax và Topt là nhiệt độ gây chết và nhiệt độ phát triển tối ưu của tảo. Với tảo lục,
các giá trị lần lượt là 45oC và 27oC.
2.2.1.2.Chu trình nitơ trong nguồn nước và qúa trình nitrat hóa
Chu trình tuần hoàn nitơ
Nitơ cùng với phốt pho và các bon là các thành phần dinh dưỡng chủ yếu ảnh
hưởng đến sự sản xuất trong thủy vực nước. Tồn tại trong nước dưới một số dạng như
Nitơ hữu cơ, nitơ amôn, nitơrit, nitrat...Chu trình nitơ trong nước được mô tả trong hình
2.2.
Qúa trình nitrat hóa
Qúa trình amôn hóa các hợp chất hữu cơ có chứa nitơ, như urê CO(NH2)2, nhóm
amin...do từ các nguồn thải đưa vào dòng chảy được thực hiện bởi các vi sinh vật gây thối
rửa như các loài Pseudomonas Flucrecens, P.aerugisa, Protens-Vulgarie...theo các phản
ứng thủy phân sau.
( )2 2NH CO H O+ ( )2 2NH CO H O+
( )2 2NH CO H O+ ( )2 2NH CO H O+
10
Sau đó trong nước xảy ra quá trình nitrat hóa, chuyển hóa amomonia thành nitrat.
Đây là quá trình hai giai đoạn được thực hiện bởi các vi sinh vật tự dưỡng như
Nitrosomonas, nitrobacter ở đó chúng sử dụng các bon vô cơ (CO2) là nguồn cácbon.
Các phản ứng đặc trưng cho quá trình này được biểu thị bằng các phương trình sau
NH4+ + O2 2 2NO H H O− ++ +
2 2NO O
− + 3NO−
Qúa trình oxy hóa nitrit thành nitrat thường diễn ra rất nhanh hơn nhiều so với quá
trình nitrat hóa. Phản ứng của quá trình có thể được viết lại là.
4 2NH O
+ + 3 2NO H O H− ++ +
Sự chuyển hóa NH4+ thành NO3- đi kèm với việc tiêu thụ một lượng lớn oxy hòa
tan, vì vậy quá trình này có ảnh hưởng đến cân bằng oxy trong dòng chảy.
Trong dòng chảy sông ngoài ra còn một quá trình quan trọng nữa là quá trình
tương tác trao đổi giữa nitơ trong dòng chảy và nitơ ở trong các lớp bùn đáy. quá trình
này được thể hiện ở hình trên.
Nitơ hữu cơ NH4-N NO2-N N03-N
Thủy phân
Nitro-
somonas
Nitro-
bacter
Nguồn thải
Nitơ hữu cơ
Nguồn thải
NH4+
oxy N2 oxy Nguồn thải
NO3-
Nitơ thực vật
Nitơ động vật
Chết
Khử Nitrat
Hình2.3.Chu trình nitơ trong nguồn nước sông
11
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
Qúa trình nitrat hóa trong sông phụ thuộc vào các yếu tố môi trường. Các yếu tố
ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình này là nồng độ các chất nền NH4-N, NO2-N, oxy hòa tan
cũng như các điều kiện nhiệt độ, pH cho sự phát triển của các loại vi sinh vật tham gia
quá trình này.
Mối quan hệ của các yếu tố đến quá trình nitrat hoá được biểu thị bằng công thức
của Michaelis-Mentons
( )
4 2
4 2
2
4 2
, , ...maxN N
NH NO
NH NO f T O BOD
k NH k NO
μ μ= + +
Trong đó :
Nμ -Hệ số tốc độ phát triển của vi sinh vật nitrat
maxNμ -Hệ số tốc độ phát triển lớn nhất của vi sinh vật nitrat
4 2,NH NO -Nồng độ của NH4 và NO2
4 2
,NH NOk k -Hằng số Michaelis của NH4 và NO2
( )2, , ...f T O BOD -Hàm xét đến sự phụ thuộc của quá trình nitrat hóa vào nhiệt độ,
oxy hòa tan, nồng độ các chất hữu cơ theo BOD và vận tốc dòng chảy.
Các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình nitrat hóa trong dòng chảy là pH,
nhiệt độ, oxy hòa tan, các chất độc cũng như hình thái của thủy vực nước, chuyển động
rối và ánh sáng.
ảnh hưởng của pH
Hiệu suất tối ưu của các vi sinh vật tham gia quá trình nitrat hóa đạt được khi giá
trị pH nằm trong khoảng từ 7.5 đến 8.5
Trong các nguồn nước sông nghiên cứu, giá trị pH thường nằm trong khoảng giá
trị kiềm yếu. Khi quá trình quang hợp diễn ra mạnh sẽ làm tăng giá trị pH, trong khoảng
thời gian rất ngắn giá trị pH có thể đạt được các giá trị trên 9. Theo Hubber (1984) thì
hiệu suất của quá trình nitrat hóa sẽ bị giảm xuống rõ rệt khi giá trị pH cao xuất hiện trong
một đoạn ngắn.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với quá trình nitrat hóa
12
Tốc độ phát triển của các vi sinh vật nitrat chịu ảnh hưởng rất lớn bởi nhiệt độ.
Nhiệt độ tối ưu là 20-30oC.ở nhiệt độ nhỏ hơn 5oC hay nhiệt độ lớn hơn 45oC quá trình
xảy ra rất yếu.
Hàm lượng oxy hòa tan thấp ảnh hưởng đến tốc độ của quá trình có thể biểu thị
bằng quan hệ Warwick.
ảnh hưởng của lượng oxy hòa tan đến quá trình nitrat hóa
Hàm lượng oxy thấp ảnh hưởng đến tốc độ của quá trình nitrat hóa. Sự phụ thuộc
của tốc độ của quá trình nittrat hóa vào hàm lượng oxy hòa tan được biểu thị bằng phương
trình phản ứng động học enzzym của Michaelis-Mentens
maxDO DO
DO
DO
k DO
φ φ= +
Trong đó :
DOφ -Hệ số ảnh hưởng của oxy đến quá trình nitrat, mg/l/ngày.
maxDOφ -Hệ số ảnh hưởng lớn nhất của oxy đến quá trình nitrat hóa,
(mg/l/ngày)
DOk -Hằng số Michaelis của oxy, DOk =2mg/l (EPA, 1975)
Trong trường hợp nồng độ oxy hòa tan quá nhỏ có thể lấy 0DOφ =
ảnh hưởng của nồng độ chất hữu cơ BOD đối với quá trình nitrat hóa
Sự phụ thuộc của quá trình nitrat hóa vào giá trị BOD được biểu thị bằng phương
trình Curtis,1994
5 5
1.2 0.035BOD BODφ = −
Ảnh hưởng của các chất ức chế, các chất hữu cơ dễ phân hủy và ánh sáng
Các chất kìm hãm như fomat, glucose làm tăng tốc độ phát triển của nitrosomonas
(Bock, 1980) còn các chất pyruvat, acetat làm tăng tốc độ phát triển của nitrobacter.
Formiat, acetat, glucose, pepton có tác dụng kìm hãm quá trình oxy hóa các hợp chất
amôn.
Ảnh hưởng của hình thái dòng chảy và vận tốc dòng chảy
13
Qúa trình nitrat hóa xảy ra theo hai cách do các vi sinh vật lơ lửng cuốn theo dòng
chảy và các vi sinh vật dính bám. Hiệu suất của quá trình phụ tuộc chủ yếu vào các loại vi
sinh vật nitrat hóa có dạng thực vật hay khả năng gắn kết vào các hạt lơ lửng, các giá thể
có sẵn trong dòng chảy.
Động học của chu trình nitơ trong dòng chảy
Quá trình thủy phân
1 3 4
org
org org
dN
A N N
dt
α ζ β σ= − − (2.16)
Trong đó :
orgN -Nồng độ các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ, mg-N/l.
1α -Hệ số tỷ lệ nitơ trong sinh khối tảo, mg-N/mg-A.
ξ -Hệ số hô hấp của tảo, ngày-1
4σ -Hệ số lắng của các hợp chất hữu cơ, ngày-1
3β -Hệ số thủy phân của các hợp chất hữu cơ, ngày-1
A -Nồng độ sinh khối tảo, mg-A/l
Qúa trình ammôn hóa
34
3 1 4 1org
dNH N NH F A
dt d
σβ β α μ
+
+= − − − (2.17)
Trong đó :
4NH
+ -Nồng độ các hợp chất nitơ dạng ammôn, mg-N/l.
1β -Hằng số tốc độ của quá trình oxy hóa 4NH + sang 2NO−
3σ -Nguồn 4NH + trong lớp bùn đáy
F -Hệ số tỷ lệ 4NH + tiêu thụ do tảo
μ -Hệ số tốc độ sinh trưởng của tảo, ngày-1
Qúa trình Nitrit hóa
14
2
1 4 2 2
dNO NH NO
dt
β β
−
+ −= − (2.18 )
Trong đó :
4NH
+ - Nồng độ các hợp chất nitơ dạng ammôn, mg-N/l
2NO
− - Nồng độ các hợp chất nitơ dạng nitrit, mg-N/l
1β -Hằng số tốc độ của quá trình oxy hóa 4NH + sang 2NO− , ngày-1
2β - Hằng số tốc độ của quá trình oxy hóa 2NO− sang 3NO− , ngày-1
Qúa t...

---