Vízminőségi modellezés

OXIGÉN HÁZTARTÁS

EGYSZERŰ O 2 HÁZTARTÁS SZENNYVÍZ SZERVESANYAG (BOI 5 ) HETEROTRÓF BAKTÉRIUMOK (LEBONTÁS) OXIGÉNBEVITEL O2O2

SZENNYVÍZ HATÁSA (EMISSZIÓ – IMMISSZIÓ)  BOI 5 emisszió nő, BOI 5 koncentráció nő, oldott O 2 koncentráció csökken (és fordítva)  O 2 fontos vízminőségi indikátor VÍZMINŐSÉGI OSZTÁLYOZÁS (O 2 esetére)  nyers szennyvíz: O mg/l  telítési koncentráció “tiszta” vízben (Henry törvény): ~ 10 mg/l (20 °C )  halak megóvása, szaporodása:  6 mg/l  eltérő érzékenység: ivadék kora, halfajok (pl. pisztráng 6-7 mg/l, ponty 4 mg/l)  vízhasználatok  integrált osztályozás

MÉRLEG SZERVESANYAG (C, N) ÜLEDÉK LÉGZÉS LÉGKÖRI DIFFÚZIÓ FOTOSZINTÉZIS MELLÉKFOLYÓK

nap O 2 fogyasztás Szerves C lebomlása BOI  5 BOI 5 L Oxigén fogyasztás (BOI – Biokémiai oxigén igény) L – maradék oxigén igény (BOI) L0L0 L 0 =BOI  1. rendű kinetika L=L 0 exp(-k 1 t) BOI 5 = BOI  - BOI  exp(-k 1 5)= BOI  (1-exp(-k 1 5)) BOI=L 0 - L 0 exp(-k 1 t)=L 0 (1-exp(-k 1 t))

Lebomlási tényező (k 1 ) Lebontási folyamatok sebességét jelzi, kinetikai állandó Dimenzió: 1/nap Hőmérsékletfüggő  = 1.04 T T limit 20C 1 Érvényesség! Függ a szennyvíztisztítás mértékétől Technológiak 1 (T=20C)f Nincs tisztítás Mechanika Mechanika+kémiai kics Biológiai tiszt

Oxigén bevitel (légköri diffúzió) C < Cs C Cs – telítési koncentráció Henry törvény: p = He Cs p – parciális nyomás He – Henry szám f(T, P, sótartalom, stb.) gázHe (atm m 3 / mól) O2O CO SO NH T Cs sótartalom TCs (mg/l)

Oxigén bevitel (légköri diffúzió) C V hh Molekuláris diff. tényező (m 2 /s) Oxigén átadási tényező (m/nap) Fajlagos oxigén beviteli tényező (1/nap)

Oxigén beviteli tényező (k 2 ) Mi befolyásolja? Vízmélység Áramlás jellemzői (sebesség, turbulencia,...) Empíriák Érvényesség, dimenzió!!! EPA procedúrak 2  /nap Mérés Helyszíni nyomjelzős kísérletek illékony gáz injektálásával (etilén, propán, propilén, kripton)

Folyóra Q, v Lh, Ch q, Lszv, Cszv Feltételek: permanens (Q(t), E(t)=konst), 1D Szerves C: Vagy:Levonulási idő (utazunk a folyón) L 0 számítása (1D): Azonnali elkeveredés !!!

Folyóra Oldott oxigén: D = Cs-C deficit Q, v Lh, Ch q, Lszv, Cszv

Folyóra Q, v Lh, Ch q, Lszv, Cszv L x, t* Lh L0L0 C x, t* Ch C0C0 Cs C min x krit, t* krit D0D0 D max

Kritikus hely meghatározása Minimum:  0  2  1.5 – 2 nap Hígulás szerepe: L 0, D 0  D max, C min !!! Több szennyező: szuperponálható ! USA – WLA döntési modell

Több szennyvízbevezetés Q, v Lh, Ch q 1, Lszv 1, Cszv 1 x, t* L Lh L0L0 C Ch C0C0 Cs C min x krit, t* krit D0D0 D max Lh 2 q 2, Lszv 2, Cszv 2 Ch 2 L02L02 D 02

BOI O2O2 TERHELÉSO 2 BEVITEL ÜLEPEDÉS Streeter & Phelps (1925, Ohio folyó)

VÍZSZENNYEZÉS: Oxigén problémák