Công nghệ môi trường - Đối với tạp chất nặng

Nội dung text: Công nghệ môi trường - Đối với tạp chất nặng

1. Đốivớitạpchấtnặng MHw(1+n)uw æ u H 1+n y 2 ö C(x, y,0) = 1 ´expç- 1 - ÷ 1+2w 1+w ç 2 4k x ÷ 2(1+ n) G(1+ w) pk0x(k1x) è (1+ n) k1 x 0 ø -2 2 w =1.3.10 .rprp w w = k1 (1+ n) w - là tốc độ rơi của các hạt có dạng hìnhcầu, trong đó ρp -mậtđộ các hạt bụi, rp - bán kính của chúng. Trongcôngthứctrên w được xác địnhbằng 3 cm/s, còn ρp và rp đượcchobằngg/cm và mm tương ứng. 241
2. Nồng độ cực đạitạimặtđất 0.063(1+ n)2 M k (1.5 + w)1.5+w u H 1+n C = 1 , x = 1 m 1.5(1+n) k u w m 2 u1H 0 1 G(1+ w)e (1 + n) (1.5 + w)k1 § M –Lượng thải(côngsuấtnguồn thải) (mg/s); 2 § k1 – là hệ số khuếch tánrối ở độ caoz1= 1m (m /s); § n –số mũ hàmbiếnthiêntốcđộ gió n = 0.14 –0.2. Thườnglấy n=0.14 trong điềukiệnbấtổnđịnhvà n = 0.2 khikhí quyển ổn định(GS. Lê ĐìnhQuang đãtínhchoHàNội); § k0 – Kíchthướckhuếch tánrốingang(m): k0 =ky/U; § u1 –Tốcđộ gió tại độ caoz= 1 m. 242
3. Trườnghợplặnggió M 1 C(x, y,0) = 2 2 1+n 2pk1(1+ n) é b H 2 2 ù ê 2 + x + y ú ë(1+ n) k1 û MK (1 + n )3 C = 1 m 2pb 4 H 2 (1+ n ) b » 2k1 243
4. Độ caohữudụng 1,5.W .R æ 3,3.g.R .DT ö DT =Tr -Tk DH = 0 0 ç 2,5 + 0 ÷ ç 2 ÷ V10 è (Tk + 273,1).V10 ø § V10 –Vậntốcgió tại độ cao10 m; § ΔT –Hiệunhiệt độ giữakhí thảira khỏimiệng ống khói(Tr) và nhiệt độ môitrườngkhôngkhí xung quanh(Tk); § W0 –Tốcđộ phụtra củaluồngkhí thải(m/s); § R0 – Bán kínhmiệng ống khói(m); § g –Giatốctrọngtrường(m/s2); 244
5. Bài tập ứng dụng phương phápBerliand NhàmáyB có ốngkhóicao35 m, bánkínhtrongcủamiệng ốngkhóilàr = 0.9 m,vậntốckhíthảitừốngkhóiphụtra làW0=9.1 m/s, tải lượngCO làM = 76.580 g/s, nhiệt độ củakhóithảilàTs = 228ºC. Nhiệt độ không khíxungquanhlàTa = 30°C. Tốc độ gió ở độ cao10 m dự báolàlà3.0 2 m/s, hệ số khuếchtánrốingangk0=12 m /s,hệ số khuếchtánrối đứng 2 k1 =0.03 m /s, hệ số lưuý tớisựthay đổivậntốcgiótheophương đứng n = 0.14. § Hãy tínhvậntốcgiótại độcao1 m. § Hãy tínhvệtnâng ốngkhóitheocôngthứcBerliand. § Hãy tínhnồng độ chấtô nhiễmdọctheo hướnggiótạikhoảngcáchx = 1500 (m). § Hãy tínhnồng độ chấtô nhiễmtại điểmcótọa độ(x,y) = (1500 m, 45 m). § Tìmgiátrị cực đại đạt đượccủanồng độ. 245
6. Cácbướcgiải n æ h ö 0.14 U =U æ 1 ö h 10mç ÷ U1 = 3´ç ÷ = 2.173(m/s) è10ø è10ø 1,5.W .R æ 3,3.g.R .DT ö DH = 0 0 ç2,5+ 0 ÷ ç 2 ÷ V10 è (Tk +273,1).V10 ø 1,5´9.1´0.9æ 3,3´9.8´0.9´198ö DH = ç2,5+ ÷ = ? (m) ç 2 ÷ 3.0 è (30+273,1)´3.0 ø H = h + DH = 53.889 (m) 246
7. M æ u H 1+n ö C(x,0,0) = expç- 1 ÷ 3 2 ç 2 ÷ 2(1+ n)k1 pk0 x è (1+ n) k1 x ø 76 .58 ´ 1000 C (1500 ,0,0) = ´ 2 ´ (1 + 0.14 )´ 0.03 ´ 3.15 ´ 12 ´ 1500 3 2 æ 2.173 ´ 53 .889 1+ 0.14 ö exp ç - ÷ = ç 2 ÷ è (1 + 0.14 ) ´ 0.03 ´ 1500 ø M æ u H 1+n y 2 ö C(x, y,0) = expç- 1 - ÷ 3 2 ç 2 4k x ÷ 2(1 + n)k1 pk0 x è (1 + n) k1x 0 ø 76.58´1000 C(x, y,0) = ´ 2(1+ 0.14)´ 0.03 3.14´1215003 2 æ 2.173´ 53.8891+0.14 452 ö expç- - ÷ = ç 2 ÷ è (1+ 0.14) ´ 0.03´1500 4´12´1500 ø 247
8. Tínhnồng độ cực đại 2 0.116(1 + n) M k1 C max = 1.5(1+n) u1 H k 0u1 0.116´(1+ 0.14)2 ´76.58´1000 0.03 C = = 0.197 (mg/ m3 ) max 2.173´53.8891.5´(1+0.14) 12´2.173 248
9. MÔ HÌNH HÓA Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ(IV) BùiTáLong, ViệnMôitrườngvàTàinguyên 249
10. NỘI DUNG § Tínhtoánnồng độ trungbình; § Mô hìnhHanna –Gifford chonguồnvùng; 250
11. Nồng độ trungbình Trung bình: Ngày đêm, tháng, năm 251
12. Nồng độ trungbìnhtháng, năm Nồng độ trung bìnhnămcủa = å å å å P.C chấtô nhiễm tại Tat ca cac 8¸16 Cac cap Cac cap on nguon thai huong gio van toc gio dinh cua khi điểm tính toán quyen P –tầnsuấtxuấthiện của cácsự kiện(thôngsố) như: vận tốcgió, hướnggió và cấp ổn định củakhí quyển. C –nồng độ tứcthời củachấtô nhiễm tại điểmxem xétdo mộtnguồn thảinhất địnhtrong điềukiệnthờitiếtnhất định (vậntốcgió, hướnggió, độ ổn định) gâyra. 252
13. Hệ số trungbìnhvềtầnsuấtgió tgió -Thờigian có gió trêntất cả cáchướng; tlặng -Thờigianlặnggió; to = tgió+ tlặng -Tổngthờigianquantrắc(ngày đêm, thánghoặcnăm); ta -thờigian có gió trênhướng; m –số hướnggió, thôngthườngm = 8. 253
14. Phương phápthứ nhất t lang -Tầnsuấtlặnggió: Plặng = t 0 ta ta -Tầnsuấtgió trênhướng a : Pgió = = t gio t 0 -t lang m Plang < 1 , å Pa = 1 a =1 -Hệ số trung bìnhk củahướnggió a trongtrường hợp này sẽ là ta ta tgio ta t0 -tlang ka = = = ka = Pa (1- Plang ) t0 tgio t0 tgio t0 254
15. Phương phápthứ hai t lang -Tầnsuấtlặnggió: P = lặng t 0 ta -Tầnsuấtgió trênhướng a : Pa = t 0 m m Plang < 1 , å Pa < 1 nhưng Plang + å Pa = 1 a =1 a =1 -Hệ số trung bìnhkαcủahướnggió a trongtrường hợp này sẽ là ka = Pa 255
16. Phương phápthứ ba t lang -Tầnsuấtlặnggió: Plặng = t gio ta -Tầnsuấtgió trênhướng a : P a = t gio m m nhưng Plang + Pa > 1 å Pa = 1 å a =1 a =1 -Hệ số trung bìnhkαcủahướnggió a trongtrường hợp này sẽ là t t t t P a a a a k = a ka = = = = a 1 + Plang t 0 t gio +tlang t gio + Plangt gio t gio (1+ Plang ) 256
17. Côngthứcxác địnhnồng độ trung bìnhngày đêmtheotầnsuấtgió m C = P C + k C xy (i ) lang lang (i ) å a a (i ) ka = Pa (1- Plang ) a =1 m C xy (i ) = Plang C lang (i ) + (1 - Plang )å Pa C a (i ) a =1 n m C xy (tong ) = å [Plang C lang (i ) + (1 - Plang )å Pa C a (i ) ] i =1 a =1 Cxy(i) –nồng độ trung bình tại vị trí có tọa độ x,ydo nguồn thứ i gâyra; 257
18. CÁC KÝ HIỆU § Cxy(tổng) -nồng độ tổngcộngtrung bìnhdo n nguồn thảigâyra tại điểm tính toán; § Clặng(i) -nồng độ tứcthờido nguồn thảithứ i gây ra tại điểm tính toánkhilặnggió (u=0); § Ca(i) -nồng độ tứcthờido nguồn thảithứ i gây ra tại điểm tính toánkhi có gió thổitheohướng a ứngvớivậntốcgió trung bìnhtrênhướng đó và độ ổn địnhtrung bình củakhí quyểntrong suốt khoảngthờigian tính toán trị số trung bình (ngày đêm, thánghoặcnăm) 258
19. Baéc Taây- Baéc Ñoâng-Baéc Taây Ñoâng Taây- Ñoâng- Nam Nam Nam 1 giờ 7 giờ 13 giờ 19 giờ Gió Nhiệt Gió Nhiệt Gió Nhiệt Gió Nhiệt độ độ độ độ 1/29/1999 Tây 26.1 Lặng 25.5 Đông 29.6 Đông 27.3 Nam Bắc Nam 1 4 4 259
20. TẦN SUẤT LẶNG GIÓ, TẦN SUẤT THEO 8 HƯỚNG CHÍNH VÀ VẬN TỐC GIÓ TRUNG BÌNH Tháng1 Lặnggió,P% 25.6 Bắc, P% 0.7 VTB 2.2 ĐôngBắc,P% 10.2 VTB 3.0 Đông, P% 52.3 VTB 4.8 ĐôngNam, P% 5.4 VTB 3.7 Nam, P% 2.0 VTB 2.8 TâyNam, P% 0.07 VTB 3.0 Tây, P% 0.7 VTB 2.6 TâyBắc 2.4 VTB 2.1 260
21. MôhìnhHanna –Gifford qKhitínhtoánpháttánô nhiễmchấtkhítrongmôitrường khôngkhído cácnguồnthảikhácnhaugâyra, ngoàiviệc xác địnhnồng độ ô nhiễmtứcthời, tacòncầnphảibiếtvà dự báo đượcsựphânbốnồng độ trungbìnhtrongmột phạmvi thờigiandàihơn qĐãcónhiềumôhình được đề xuất để giảiquyếtbàitoán này. Mộttrongsốmôhình đólàmôhình nguồnthảivùng do Hanna –Gifford đề xuất. qĐặc điểmnổibậtcủamôhìnhnàylànósửdụngcácgiá trị trungbìnhvềkhítượngcũngnhư tảilượngô nhiễm trongmộtphạmvi thờigiandài(vídụtrungbìnhtháng) 261
22. ĐẦU VÀO (INPUT) CHO MÔ HÌNH § Về khí tượng: vậntốcgiótrungbìnhvà tầnsuấtgiótrungbình. § Tải lượngô nhiễm: trungbìnhtheo tháng. 262
23. Qai Qai –làtải lượngô nhiễmtạicácô vuông (mg/s) đượcgáncho điểmtạitâmô vuông. KýhiệuN0làsốhàngvàM0làsốcột. Như vậytạitâmmỗihìnhchữ nhật ở trêncómộtgiátrị tải lượngô nhiễm(vídụtạiô (i,j) tháng6/2004 thảira 30 tấn CO sẽ chuyển đổithành11574.07 mg/s). 263
24. HƯỚNG BẮC 1, j i -1, j (i, j) 1-b i-1 2æ Dx ö 1 æ 1-b 1-b ö CB = ç ÷ çQa (i, j) + åQa(k, j)[(2*(i - k) +1) - (2*(i - k) -1) ]÷ pè 2 ø uBa(1-b) è k=1 ø 264
25. HƯỚNG NAM 1-b N0 2æ Dx ö 1 æ 1-b 1-b ö ç ÷ CN = PN ç ÷ çQa (i, j) + åQa(k, j)[(2*(k -i) +1) - (2*(k -i) -1) ]÷ pè 2 ø uN a(1-b) è k=i+1 ø HƯỚNG ĐÔNG 1-b M0 2 æ Dx ö 1 æ 1-b 1-b ö C = P çQa (i, j) + Qa(i,k) 2*(k - j) +1 - 2*(k - j) -1 ÷ D D ç ÷ ç å [( ) ( ) ]÷ p è 2 ø uDa(1-b) è k= j+1 ø 265
26. HƯỚNG TÂY 1-b j-1 2 æ Dx ö 1 æ 1-b 1-b ö CT = PT ç ÷ çQa (i, j) + å Qa(i, k)[(2*( j - k) +1) - (2*( j - k) -1) ]÷ p è 2 ø uT a(1- b) è k =1 ø HƯỚNG ĐÔNG BẮC 1-b i-1 2 æ Dx ö 1 æ 1-b 1-b ö C DB = PDB ç ÷ çQa (i, j) + å Qa (i - k, j + k )[(2 * k + 1) - (2 * k -1) ]÷ p è 2 ø u DB a(1 - b) è k =1 ø 266
27. HƯỚNG ĐÔNG NAM 1-b N0 -i 2 æ Dx ö 1 æ 1-b 1-b ö ç ÷ CDN = PDN ç ÷ çQa (i, j)+ åQa(i +k, j + k)[(2*k +1) -(2*k -1) ]÷ p è 2 ø uDNa(1-b) è k=1 ø HƯỚNG TÂY NAM 1-b N0 -i 2 æ Dx ö 1 æ 1-b 1-b ö ç ÷ CTN = PTN ç ÷ çQa (i, j) + åQa(i + k, j - k)[(2*k +1) - (2*k -1) ]÷ p è 2 ø uTNa(1-b) è k=1 ø HƯỚNG TÂY BẮC 1-b i-1 2 æ Dx ö 1 æ 1-b 1-b ö CTB = PTB ç ÷ çQa (i, j) + åQa(i - k, j - k)[(2*k +1) - (2*k -1) ]÷ p è 2 ø uTBa(1-b) è k=1 ø 267
28. BẢNG HỆ SỐ SMITH Loaïioånñònhkhí a b quyeåntheoPasquill A 0.4 0.91 B,C 0.33 0.86 D 0.22 0.80 E,F 0.06 0.71 Khi đónồng độ tạitâmô vuông (i,j) đượctính theocôngthức C(I ,J ) = CB + CN + CD + CT + CDB + CTN + CDN + CTB 268
29. MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC (I) BùiTáLong 269
30. Nộidung 11 MMởởđầđầuu 22 CCáácckhkhááiininiệệmcmcơơbbảảnn 33 MMôôhhììnnhhchchấấtltlượượnngngnướướccđơđơnngigiảảnn 44 BBààititậậpp 270
31. Mởđầu § Hiệnnay chấtlượngnước đanglàvấnđềđượcquantâm nghiêncứu. § Theo tổ chứcy tế thế giớikhoảng30% dânsốcònthiếu nước ănvàhơn35% không đủ nướcsạch(400 triệu ngườimắcbệnh đườngruột, giun: 200 triệu, sốtrét:100 triệu, bệnhtả: 20 –40 triệu/năm). § Để bảovệnguồntàinguyênnướcvàkiểmsoátô nhiễm nướccầnphảibiết đánhgiáchấtlượngnước, kiểmsoát cácnguồngâyô nhiễm. Ở đâymôhìnhchấtlượngnước cómộtý nghĩaquantrọng. 271
32. Thuậtngữ, cơ sở pháplý § ISO 6107-3:1993: TCVN 5982-1995. Chấtlượngnước, thuậtngữ -phần3. § ISO 6107 –6:1980: TCVN 5985 –1995-Chấtlượng nước, thuậtngữ-phần6. § TiếngAnhtrongkỹthuậttàinguyênnước(tácgiả: Bùi CôngQuang, TrầnMạnhTuân, NXB. Xâydựng2001). § TừđiểnmôitrườngvàpháttriểnbềnvữngAnh–Việt, NXB KH & KT. 272
33. ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA THỂ NƯỚC § Đặctínhthủy động › Nướcsông được đặctrưngbởihướngdòngchảyvà độ sâu tương đốicủalớpnước(từ 0.1 m/stới2-3 m/s); › Dòng chảythay đổiliêntụctheokhônggianvàthờigian. Diễnra sự xáotrộnliêntụctheophương đứngnhờ dòng đốilưuvà dòngrối. Ngoàirasựxáotrộntheophươngngangdo sự hợp lưuhay nhữngnơisôngrộng. › Kíchthướccủathủyvựcvàkhíhậuquyết định đặctínhthủy độngcủamỗidạngnước. § Đặctínhhóalý § Đặctínhsinhhọc 273
34. Đặctínhhóalý § Thông số vậtlý: màusắc, mùivị, nhiệt độ củanước, lượngcácchất rắnlơlửngvàhòatan trongnước, cácchấtdầumỡtrênbềmặt nước. § Cácthôngsốhóahọc: phảnánhnhững đặctínhhóahọchữucơvà vôcơcủanước. § Đặctínhhóahữucơcủanướcthể hiệntrongquátrìnhsửdụngôxy hòatan trongnướccủacácloạivi khuẩn, vi sinhvậtđể phânhủy cácchấthữucơ. Cácthôngsốđặctrưng ởđâylà: Nhucầuôxysinh họcBOD (mg/l), nhucầuôxyhóahọcCOD (mg/l), nhucầuôxytổng cộngTOD (mg/l), tổngsốcáccácbon hữucơTOC (mg/l). Trong cácthôngsốtrên, BOD làthôngsốquantrọngnhất. § Đặctínhhoávôcơcủanướcbaogồmđộ mặn, độ cứng, độ pH, độ axít, độ kiềm, lượngchứacácion, mangan(Mn), Clo(Cl), Sunfat (SO4) 274
35. Đặctínhsinhhọc § Thông số sinhhọc: gồmloạivàmậtđộ củacácvi khuẩn gâybệnh, cácvi sinhvậttrongmẫunướcphântích. 275
36. Phânloạinguồnnước § Tùytheomụcđíchsửdụng đượcchiathànhcácloại nguồnnước: cấpchosinhhoạt, nuôitrồngthủysản § Theo độ mặn: nướcngọt, nướclợvànướcmặn. § Theo vị trínguồnnước: nguồnnướcmặt(sông, suối, ao, hồ .), nguồnnướcdưới đất. 276
37. Các nguồn gây ô nhiễm Water Pollution Sources § Cáckhốinướcnhư sông, hồ hay bãinướccóthể bị ô nhiễmdo cácnguồntừnơikhácchảyvào, vídụnhư sôngcóthể bị ô nhiễmdo sự lắng đọngtừkhôngkhí, vàcóthể bị ô nhiễmdo sự trao đổiô nhiễmdo bùnlắng phùsatừđáy. § Cácnguồnchảyvàocóthểđượcchiarathành: nguồn điểm hay nguồnkhông điểm, phụ thuộcvào điềuchấtô nhiễm được đổ vàonhư mộtdòngtậptrungdướidạng ốngcốngriêngbiệthay chấtô nhiễm đổ xuốngsôngtừ dòngchảytràntừbềmặtđấtvớicácchấthóahọcvà sinhhọctrong đó. 277
38. Nướcthảitừnhàhàng, chợ 278
39. Nướcthảicôngnghiệp 279
40. Nướcthảisinhhoạt 280