Bai tap lon_MHH_DH_NHA_TRANG_51_52CNMT

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CN SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG  BÀI TẬP LỚN LỚP 51CNMT VÀ 52CNMT MƠN: MƠ HÌNH HĨA MƠI TRƯỜNG  Bài số 1: Một dòng sông bò chia cắt bởi một đảo nhỏ thành 2 dòng chảy như trên hình vẽ. Một phần dòng chảy chảy vào kênh nhỏ và phần còn lại chảy vào vònh trước khi chúng tái hợp lại thành dòng chính ở hạ lưu. Kết quả nghiên cứu thủy lực cho thấy nước trong vònh ở chế độ xáo trộn hoàn toàn có thể tích là 3,14x10 6 m 3 và nước trong kênh ở chế độ dòng chảy tầng và kênh có chiều dài 2500 m, sâu 2 m và rộng 30 m. Chiều sâu của phần nước trong vịnh là 6m. Số liệu đo đạc thủy văn ở các thời điểm khác nhau cho trong bảng sau. Lưu lượng vào ở thượng lưu Q (m 3 /s) Lưu lượng trong kênh Q 1 (m 3 /s) Lưu lượng vào vònh Q 2 (m 3 /s) 16 6 10 20 8 12 24 10 14 28 12 16 32 13 19 36 14 22 40 15 25 Tại điểm A có một nguồn thải xả vào dòng sông này với lưu lượng nước thải 4 m 3 /s và nồng độ BOD 5 = 75mg/L với tỷ số f giữa CBOD tổng cộng và CBOD 5 = 1,3. Biết rằng: • Nồng độ oxy hòa tan trong dòng nước thải là 1 g/m 3 . • Hằng số tốc độâ loại bỏ BOD là K r = K d = 0,2/ngày ở 20 o C và nhiệt độ nước sông là 25 o C. • Nồng độ BOD và nồng độ oxy hòa tan trong nước sông ở thượng nguồn tại vò trí A lần lượt là zero vàø 7,5 g/m 3 . • Hệ số nạp khí của kênh là K ak = 0,4/ngày và hệ số nạp khí của vònh là K av = 0,2/ngày. a. Xác đònh nồng độ BOD u tại điểm B trong trường hợp lưu lượng sông Q = 28m 3 /s. b. Xác đònh nồng độ oxy hòa tan tại điểm B. Hình vẽ bài số 1 Q 1 A B W Đảo Vònh Kênh Q Q 2 2 Bài tập 2: Vẽ biểu đồ biểu diễn (profile) nồng độ oxy hòa tan trong dòng sông. Giả sử rằng tất cả các tốc độ phản ứng xảy ra ở nhiệt độ nước sông. Các số liệu khác cho trên hình vẽ kèm theo. Bài tập 3: Đánh giá ảnh hưởng của 2 nhà máy điện trong khu cơng nghiệp quy hoạch ở khu vực nơng thơn như minh họa trong hình vẽ kèm theo. Nhà máy 1 sử dụng 1200 kg dầu chứa 2% lưu huỳnh trong một giờ. Nhà máy 2 sử dụng 7000 kg dầu chứa 2,5% lưu huỳnh trong một giờ. Giả sử chiều cao hiệu dụng ống khói của nhà máy 1 là 100m và nhà máy 2 là 40m. Trong điều kiện khí hậu bền vững nhẹ giữa trưa vận tốc gió đo được tại độ cao chuẩn 10m là 2m/s. Vận tốc gió tại đỉnh ống khói của nhà máy 1 là 3,2 m/s và Vận tốc gió tại đỉnh ống khói của nhà máy 2 là 2,4 m/s. Xét một vị trí A tiếp nhận chất ơ nhiễm đặt dưới hướng gió của hai nhà máy điện. 1. Xác định nồng độ SO 2 tại vị trí A do hai nhà máy điện gây ra. 2. Giả sử một trường học được xây dựng tại vị trí A. Để đảm bảo sức khỏe cho các học sinh, trong điều kiện khí tượng đã cho trên u cầu nồng độ trung bình giờ của SO 2 tại vị trí A phải nhỏ hơn 200 µg/m 3 , xác định phần trăm cần phải xử lý loại bỏ SO 2 của 2 nhà máy? (Chú ý: Phải sử dụng cơng thức chuyển đổi nồng độ tính tốn từ mơ hình (10 phút) sang nồng độ trung bình 1 giờ để so sánh với giá trị 200 µg/m 3 ) 3. Giả sử nhà máy 1 là nhà máy cũ khơng có hệ thống xử lý khí SO 2 ; và nhà máy 2 được trang bị hệ thống xử lý khí thải SO 2 với hiệu suất xử lý đạt 60%, khí thải sau khi xử lý được thải vào khí quyển bằng một ống khói mới. Xác định chiều cao hiệu dụng cần thiết của ống khói mới của nhà máy 2 để nồng độ trung bình giờ tại vị trí A nhỏ hơn 200 µg/m 3 . Bài tập 4: Chất ơ nhiễm khơng khí thải ra từ ống khói của một nhà máy luyện kim và đúc kim loại với tốc độ phát thải SO 2 và chì (Pb) lần lượt là 46 g/s và 0,3 g/s. Ống khói của nhà máy có chiều cao hình học là 46 m và đường kính tại miệng ống khói là 0,4 m. Khí thải có nhiệt độ là 398 o K và vận tốc 14 m/s. Ống khói này đặt trong khu vực nơng thơn. a. Xác định độ nâng cao của vệt khói từ ống khói này trong điều kiện ban đêm, mây che phủ > 50%, tốc độ gió tại độ cao 10 m là 1,9 m/s, nhiệt độ của khơng khí xung quanh là 298 o K và áp suất khí quyển là 1 at = 1013 mbar. b. Với điều kiện khí tượng và độ nâng cao vệt khói như xác định trong câu a, xác định nồng độ cực đại C max và vị trí xảy ra nồng độ cực đại x max của SO 2 và Pb tại mặt đất dưới hướng gió. (1,5 điểm) c. Tại vị trí xảy ra nồng độ x max dưới hướng gió có một khu dân cư. Để đảm bảo sức khỏe cho người dân trong khu dân cư này, trong điều kiện khí hậu đã cho trên u cầu nồng độ trung bình giờ của SO 2 tại vị trí khu dân cư phải nhỏ hơn 300 µg/m 3 và nồng độ Pb phải nhỏ hơn 0,50 µg/m 3 . Xác định xem chiều cao ống khói hiện hữu của nhà máy có đáp ứng các u cầu trên hay khơng? x = 40 km x = 20 km W SOD = S B = 1,5g/m 3 .ngày Nguồn điểm W Q w = 0,4 m 3 /s; (CBOD 5 ) w = 200 mg/L (C DO ) w = 2,0 mg/L Nhiệt độ nước thải: T w = 25 o C Tỷ số f giữa CBOD tổng cộng và CBOD 5 là f = 1,25 Thông số nước sông trước nguồn điểm W Giá trò Vận tốc dòng chảy, U = 0,15 m/s Lưu lượng, Q r = 6,6 m 3 /s Nhiệt độ nước sông, T = 25 o C BOD hoàn toàn (tổng cộng) , L r = 1,5 mg/L Nồng độ oxy hòa tan = Nồng độ oxy bão hòa, c r = c s = 8,5 mg/L K d ở 25 o C = 0,20 ngày –1 K r ở 25 o C = 0,25 ngày –1 Chiều sâu H = 2,5 m Hình vẽ bài số 2 3 d. Nếu chiều cao ống khói hiện hữu của nhà máy khơng đáp ứng các u cầu trên hãy xác định chiều cao hiệu dụng cần thiết của ống khói để nồng độ trung bình giờ của SO 2 tại vị trí khu dân cư phải nhỏ hơn 300 µg/m 3 và nồng độ trung bình giờ của Pb phải nhỏ hơn 0,50 µg/m 3 . (Chú ý: Phải sử dụng cơng thức chuyển đổi nồng độ tính tốn từ mơ hình (10 phút) sang nồng độ trung bình 1 giờ để so sánh với giá trị nồng độ trung bình giờ cho ở trên) Ghi chú: Yêu cầu tất cả các sinh viên thực hiện bài tập lớn này. Mỗi sinh viên thực hiện và nộp bài làm riêng và nộp kèm với bài thi. KHU CÔNG NGHIỆP NMĐ1 NMĐ2 KHU DÂN CƯ A 200 m 0 1000 m 1200 m Hướng gió chính Hình vẽ minh họa bài tập 5 . 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CN SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG  BÀI TẬP LỚN LỚP 51CNMT VÀ 52CNMT MƠN: MƠ HÌNH HĨA MƠI TRƯỜNG . của phần nước trong vịnh là 6m. Số liệu đo đạc thủy văn ở các thời điểm khác nhau cho trong bảng sau. Lưu lượng vào ở thượng lưu Q (m 3 /s) Lưu lượng