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河流水體的自凈機(jī)理

河流的自凈作用是指河水中的污染物濃度在隨河水向下游流動過程中在多種機(jī)理的作用下自然降低的過程。廢水中污染物種類繁多，進(jìn)入河流后消除的機(jī)理也是多種多樣的。

從凈化機(jī)制來看，污染物自行消除的過程可分為以下幾類：

1.物理凈化過程

物理凈化是指由于稀釋、擴(kuò)散、沉淀等作用而使河水中的污染物濃度降低的過程。其中稀釋作用是一項(xiàng)重要的物理凈化過程。河水中的懸浮固體，在重力作用下，逐漸沉降到河底，成為淤泥。而河流對溶解態(tài)污染物的稀釋能力，是因?yàn)槲廴疚镞M(jìn)入河流后同時(shí)存在兩種運(yùn)動形式：一是由于受河水的推動而沿水流方向的運(yùn)動，這種水流輸運(yùn)污染物的方式，稱為推流;二是由于污染物質(zhì)的進(jìn)入，在水流中產(chǎn)生了濃度差異，污染物將由高濃度處向低濃度處遷移，這一污染物的運(yùn)動形式稱為擴(kuò)散。污染物進(jìn)入水體后正是在推流和擴(kuò)散這兩種同時(shí)存在而又相互影響的運(yùn)動形式的作用下，才使得其濃度從排放口開始往下游逐漸降低，得以不斷凈化稀釋。

2.化學(xué)凈化過程

化學(xué)凈化是指污染物進(jìn)入水體后在化學(xué)(或物理化學(xué))作用下而使其濃度降低的過程。水體中進(jìn)行的化學(xué)或物理化學(xué)凈化過程，包括氧化-還原、酸堿中和、沉淀-溶解、分解-化合、吸附-解吸、凝聚-膠溶等。例如，水體中的低價(jià)金屬離子(如二價(jià)鐵、二價(jià)錳等)，可通過氧化作用生成難溶的高價(jià)金屬氫氧化物而沉淀下來;六價(jià)鉻可通過還原作用而轉(zhuǎn)化為毒性較小的三價(jià)鉻;水中的粘土礦物質(zhì)及腐殖酸膠體顆粒，也可通過吸附、凝聚、沉降等作用轉(zhuǎn)移至底泥中。

3.生物凈化過程

生物凈化是指在微生物的作用下，有機(jī)污染物逐漸分解、氧化使其含量逐漸降低的過程。進(jìn)入水體的有機(jī)污染物的凈化，主要有賴于生物化學(xué)過程。在這個(gè)過程中微生物消耗或吸收了水中的污染物，使得水體向凈化的方向轉(zhuǎn)變。造成這一轉(zhuǎn)變的生物化學(xué)過程常被稱作生物降解。生物降解是指在微生物作用下，有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為低級有機(jī)物和簡單無機(jī)物的過程。

生物降解分為好氧生物降解和厭氧生物降解。前者是指在溶解氧(氧分子)存在的條件下，由好氧微生物完成的生物化學(xué)反應(yīng);后者是指在氧氣不足或無氧氣的情況下，由厭氧微生物完成的生物化學(xué)反應(yīng)。有的微生物既能在有氧條件下進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，也能在無氧或缺氧條件下進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，稱為兼性微生物。

濕式氧化法

在高溫(150～350℃)和高壓(0.5～20MPa)的操作條件下，以氧氣和空氣作為氧化劑，將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水的過程稱為濕式氧化法。

(1)原理

在高溫和高壓下，水及氧氣的物理性質(zhì)都發(fā)生了變化，在100℃以內(nèi)，氧的溶解度隨溫度升高而降低，但當(dāng)溫度大于150℃時(shí)，氧的溶解隨溫度升高而增大，而且氧在水中的傳質(zhì)系數(shù)也增大。濕式氧化過程主要有兩個(gè)過程：空氣中的氧從氣相到液相的傳質(zhì)過程以及溶解氧與基質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)。

(2)濕式氧化法的應(yīng)用

目前，濕式氧化法主要應(yīng)用在兩大方面：一是進(jìn)行高濃度難降解有機(jī)廢水生化處理的預(yù)處理，以提高可生化性，二是用于處理有毒有害的工業(yè)廢水。

(3)特點(diǎn)

濕式氧化法由于系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，投資大，操作管理難和運(yùn)行費(fèi)用高等原因而未能廣泛應(yīng)用。

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