Vízminőségi modellezés. OXIGÉN HÁZTARTÁS.

Az előadások a következő témára: "Vízminőségi modellezés. OXIGÉN HÁZTARTÁS."— Előadás másolata:

1 Vízminőségi modellezés

2

3

4

5

6 OXIGÉN HÁZTARTÁS

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

8 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

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

10 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))

11 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 tisztítás0.351.2 Mechanika0.21.6 Mechanika+kémiai kics.0.152.0 Biológiai tiszt.0.083.2

12 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) O2O2 0.774 CO 2 2.72 10 -2 SO 2 6.84 10 -4 NH 3 1.37 10 -5 T Cs sótartalom TCs (mg/l) 014.6 1510 209 307.6

13 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)

14 Oxigén beviteli tényező (k 2 ) Mi befolyásolja? Vízmélység Áramlás jellemzői (sebesség, turbulencia,...) Empíriák Érvényesség, dimenzió!!! EPA procedúrak 2  0.1.. 100 1/nap Mérés Helyszíni nyomjelzős kísérletek illékony gáz injektálásával (etilén, propán, propilén, kripton)

15 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 !!!

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

17 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

18 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

19 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

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

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39 VÍZSZENNYEZÉS: Oxigén problémák