研究

，卷:16(1)DOI: 10.37532/0974-7451.2020.16(1).104

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不同水源对废物消化范围的计算研究

*通信:

NN Subrahmanyeswara Rao
化学工程系
巴黎工程学院(自治)
Vishakapatnam、印度
电话:(+ 91) 6352379635
电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

水的污染仍然是全球关注的一个主要问题。不同的研究表明，污染的原因是排放未经处理的工业废物，消耗很多东西，缺乏效率浪费管理。基于它们的净化能力，所有的水源都设法存活了下来。但不同类型废物的不断排放，使源的现有状况更加恶化。这引发了测试排放到污染源的废物在其自身净化能力范围内的极限的需要。作者使用MATLAB仿真，并结合现有文献对不同参数的源进行了仿真。的概要文件溶解氧(DO)及临界时间随类型的变化浪费据报道。这项研究提供了浪费将其排放到不同的水源，对其排放有一定的指导意义浪费进入这些资源。

关键字

污染;自我净化;模拟;溶解氧;浪费

简介

水是大自然赐予众生的礼物之一。它以池塘、湖泊、小溪、小溪和河流的形式存在于地球表面[1］．由于未经处理的工业废水的排放，缺乏保护其卫生性质的意识，以及不当处理，所有这些水源的污染日益增加浪费处置方法[2］．由于需要遵守环境污染标准，研究这些污染的重要性不断增加。因此，适当监测和执行这些准则将有助于保持所有水源的质量。乐动KENO快乐彩

每个水源的溶解氧(DO)水平表明了其中不同生物的生存能力。非常高的或者低溶解氧的值影响水质，从而影响水生生物的生命。螃蟹、牡蛎、底食动物和蠕虫等在1-6毫克/升的溶解氧水平下存活，而浅水鱼类则为4-15毫克/升[3.］．水的污染发生在物理、化学和生物层面[4］．严重污染影响生理功能对海洋生物的生命没有任何损害。但这些影响会损害它们的繁殖能力，免疫力的反应,能源赤字，最终将导致生物的死亡[5-8］．来自工业、农业领域和家庭部门的废物需要氧气来分解。因此，不同类型生物的存在就成了问题。

倾倒废物的分解发生在微生物(生化)和化学制剂。微生物以生物需氧量(BOD)的名义需要氧气来降解废物。通过这种方法，大部分有机物的分解是高的。但这是一个非常缓慢的过程。剩下的浪费需要化学处理，也需要氧气，称为化学需氧量(COD)。BOD消耗的速率给出了自然分解浪费通过消耗氧气。因此，测量生化需氧量和化学需氧量有助于表征特定类型的浪费［9］．在特定时刻，DO是再氧合和脱氧的结果。池塘和小湖泊的氧化作用是通过光合作用进行的[3.］．另一方面，植物生长在地表和地下，消耗氧气。从周围吸收氧气大气比他们停滞的还少。另一方面，流动的水体，如小溪、小溪、河流，由于氧的良好分散，很容易氧化。自然，所有的水源都能自行净化。自净系数(f)表示水源自净的能力[10］．与静止水源相比，流动水源具有较高的自净系数。因此，确定了最佳排放量浪费在不影响其自净能力的情况下进入水源是令人感兴趣的。现有的实验技术有助于测量的量浪费在水源。但是了解可以排入特定水源的废物的范围是一个更好的方法。

关于f、不同废物的bod、复氧和脱氧的速率表达式有丰富的文献[11-13］．这促使作者去寻找浪费从理论上考虑现存模型方程和实验数据。利用MATLAB软件对从池塘到特大河流的地表水水体建模方程进行了仿真。这项研究考虑了生物体做到这一点所需要的最低限度。此外，还绘制了DO随放电后时间和BOD的变化曲线。报告达到临界赤字的次数。作者希望这项研究将有助于提供关于最大数量的信息浪费没有任何进一步实验的帮助。

氧凹陷模型

斯特里特和菲尔普斯介绍了模型［14]以预测河流排放废物后的DO和盈亏情况。的模型用一些微分方程来描述再氧和脱氧随时间的变化过程。流的净DO是时间、f、平衡DO、BOD和废物分解常数的函数。混合流的DO在废物排放后开始下降。平衡DO和BOD消耗常数都是温度的函数。临界时间是指DO的减少使水源生物的生命处于危险之中的时间。方程模型如下所示。

混合做

CA = (QWCW + QSW世界基督教联合会)/ (QW + QSW ).....................................................(1）

混合BOD

LA = (QWLW + QSW LSW) / (QW + QSW ) .....................................................（2）

BOD消耗速率常数

K =甘蓝型(1.047 (T-20 )) .....................................................（3）

平衡氧浓度

c = 14.64 - 0.008 (0.41 t) + (T2 ) .....................................................（4）

生化需氧量消耗率

DCDE / DT =解放军EXP (kt ) .....................................................（5）

氧合速率

DCRE / DT K = F (CS-C ) .....................................................(6）

净DO余额:从方程(5)和(6）

DC / DT =解放军EXP (kt) + F K (CS-C ) .....................................................(7）

赤字。氧气

D = CS-C .....................................................（8）

-放电后氧气不足浪费变成水源

DA = CS-CA .....................................................（9)

临界赤字时间

TCR = 1 / (K (F (1) LN (F (1 - (F - 1) (DA) )) .....................................................（10）

关键的赤字

DCR = LA EXP (- k (TCR)) / F .....................................................（11）

模拟

MATLAB程序[15]可以同时求解代数方程和微分方程。混合流的DO和BOD在排放后发生迅速变化浪费（公式1和2)．需氧量消耗常数(方程3)和平衡DO (方程4)一起计算所有水源经脱氧及氧化后的净DO (方程5 - 7)．20°C时所有气流的自净化系数(f)。文献中都有报道[11］．这些值连同再氧化常数指数(1.024)一起用于计算其他温度下的“f”。临界赤字和临界赤字的时间是使用(第8 - 11方程)．温度范围0°C- 30°C。用于模拟所有源以及38°C。非常大的河流。因此，所有来源可以处理的废物BOD的最大和最小值对应于0°C时的值。和20°C-38°C。浅水和深水水源中所有生物生存所需的最低氧含量为5和6 [3.］．因此，所有的模拟都是通过保持湖泊5个，其他大流量水源6个来进行的。

由于光合作用和光合作用，固定水源的DO保持在接近平衡值的水平扩散大气中的氧气。池塘和湖泊的自净系数分别为0.05-1.0和1-1.5 [11］．用于模拟池塘和湖泊的f的最大值分别为0.9和1.5。由于湖泊在池塘上的一些运动，湖泊具有较高的净化系数。用于模拟这两个源的污水流速为0.0029 m^3./s来研究倾销的影响低含有生化需氧量的废物。流量为0.0028米^3./s用于湖中的水。

大气中的氧气在进入流动水源后迅速扩散。分散速率取决于它们的流速。根据流动水源的流量进行分类[16］．各水源自净系数分别为1.7、2.5、3、3.5、4、4.5、6 [17］．污水流速0.4米^3./s用于所有水源的模拟。

结果与讨论

废物排放后，浅水水源中的溶解氧急剧减少。即使排出经过处理的污水，池塘也会受到影响浪费(DO=2)，这是显而易见的表1．通过模拟还发现，池塘将DO恢复到3需要20天。但是池塘里的所有生物都需要至少4的DO才能生存。这种情况由于添加未经处理的废物而进一步恶化。造成这一切的原因是缺乏运动。

表1:不同水源处理的含废物BOD最高。

因此,健康所有的池塘都必须通过不倾倒任何类型的废物来保护。另一方面，放电浪费在不同的温度下，随着时间的推移，其DO会降低到5图1所示。

平衡氧浓度在0°C时较高(蓝色)，在20°C时较低(红色)。由于这一点，湖泊可以保持其纯净，而不排放处理浪费在低温度表1。

所有水源所能处理的最大和最小BOD值是由不同的废物决定的。Brooks显示了分散处理过的和含有高BOD(16-85)的废物的能力表1。BOD在20°C时对小溪临界氧浓度的影响示于图2所示。

这是显而易见的图2，将BOD从16改为40对DO有不利影响。因此，为了保持DO为6，河流所能处理的最大BOD被认为是16。计算其他来源的bod也遵循相同的过程。小水流被观察到接受浪费BOD(30-150)。溪流可以净化自己，不排出未经处理的高BOD(350-1400)废物。小河流、江河、大河、特大河流能有效分散bod的废弃物分别为4000- 15200、45000 -1,68,600、50万-18,45,000和780,000 -28,50,000。当温度接近38°C时，即使是一条非常大的河流也只能处理一个浪费的BOD(2000年)表2处理能力低当温度超过40°C时，BOD废物急剧减少，因为高度降解和低氧含量。因此，放电浪费在夏天会破坏健康也有非常大的河流。每个水源都有一个特定废物消散的特定时间。临界时间取决于水源类型。很明显，从表2在0°C时，与其他源相比，“brooks”的临界时间非常高。当我们向非常大的河流移动时，临界时间的差异继续减小。这是由于在快速移动的来源中有大量的氧气和高降解率。每个源在10°C时的温度比0°C时的温度低。由于降解率的增加，尽管可用的少量氧气。分散的浪费在20°C。它主要受降解速率的控制。另一方面，对于高移动源，氧化作用起着关键作用。由于这两种因素的共同作用，临界时间的变化趋势保持在小流量的变化中。但是在更高的温度下，所有的源都有分散的问题浪费由于有限的氧气供应和非常高的降解率。最后一行表2，证明了这一事实。水源是如何分散排放的浪费并自行净化是很有趣的。各快动源在不同温度(0°C-20°c)下DO随时间的变化为图3-5．

表2:不同水源的临界亏缺次数。

示例MATLAB脚本显示在图6所示。

在0°C时，与其他来源相比，小溪和小河具有较高的临界和恢复时间，其中小溪最高。其他来源在时间上有一些微小的变化。但随着温度升高，这种变化就会减小。此外，小溪和小溪的曲线与其他来源的曲线之间的空间也减少了。所有这些观察表明，降解率在高温下的主导地位，如表2．因此，排出热浪费或浪费进入高温热源是危险的。

结论

模拟研究预测了的极限浪费可以排放到不同的水源。它还强调有必要通过避免排放来保持它们的卫生性质浪费在高温下进入水源。作者希望本文的研究能对垃圾的排放起到一定的指导作用。

确认

作者感谢Gayatri Vidya Parishad工程学院(自治)提供了计算设施。

参考文献

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