Tính toán khuếch tán chất ô nhiễm từ các nguồn điểm cao

TÍNH TOÁN KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM TỪ CÁC NGUỒN ĐIỂM CAO NỘI DUNG 3.1 Phân loại nguồn thải 3.2 Phương trình vi phân bản để tính nồng độ chất ô nhiễm MTKK 3.3 Tính toán phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo mô hình Gauss 3.4 Chiều cao hiệu quả ống khói 3.1 Phân loại nguồn thải Phân loại nguồn thải  Nguồn điểm: ống khói, ống xả khí  Chất ô nhiễm thoát từ điểm miệng ống khói, miệng ống xả khí  Nguồn đường: cửa mái thoát gió nhà công nghiệp, ôtô nối đuôi chạy đường  Chất ô nhiễm bốc vào khí thành vệt dài  Nguồn mặt: bãi chứa vật liệu có bốc bụi, bốc khí độc hại  chất ô nhiễm bốc vào khí từ bề mặt có diện tích rộng Nguồn điểm  Nguồn điểm cao: • Là nguồn có dạng ống khói, đứng độc lập chỗ trống không bị chướng ngại vật đồi núi hay nhà cửa che chắn xung quanh đứng quần thể công trình độ cao vượt vùng bóng khí động vật cản công trình nhà cửa xung quanh gây • Thông thường ống khói có độ cao ≥ 2,5 lần chiều cao chướng ngại vật công trình lân cận  xem nguồn điểm cao  Nguồn điểm thấp: • Ngược lại với điều vừa nêu ta có nguồn điểm thấp 3.2 Phương trình vi phân bản để tính nồng độ chất ô nhiễm MTKK (tham khảo tài liệu) Phương trình vi phân trình khuếch tán (TIẾP) Các trường hợp khuếch tán chiều, hai chiều ba chiều (tiếp)  Đối với toán chiều: Q C(x) x2 = ExP [1 4τ kx 2 πτ kx  Đối với toán chiều: Q C(x,y) = x [- 4τ 1E P 4(πτ)(k k )2 x x [- 1E P πτ (k k k )2 x x2 kx (3.9) + y2 ky ] (3.10) y  Đối với toán chiều: Q C(x,y,z) = ] y x2 4τ kx + y2 ky + z2 kz ] (3.11) z Với Q lượng phát thải chất ô nhiễm nguồn điểm tức thời (g kg) Một số kết luận  Nồng độ ô nhiễm tỉ lệ thuận bậc với cường độ phát thải  Sự pha loãng khí thải cách hòa trộn thêm không khí vào khí thải tác dụng đáng kể đến việc giảm nồng độ chất ô nhiễm mặt đất • Thêm không khí để pha loãng khí thải  làm tăng chiều cao hiệu ống khói vận tốc thoát khí miệng ống khói tăng  Điều có ý nghĩa vận tốc gió bé • Khi pha loãng khí thải nhiệt độ giảm  độ nâng cao luồng khói nhiệt giảm • Tóm lại, pha loãng có tác dụng trực tiếp đến giảm nồng độ chất ô nhiễm luồng khói vùng gần ống khói  Chiều cao hiệu quả ống khói gồm thành phần : chiều cao hình học h, độ nâng luồng khói vận tốc thoát ∆hv độ nâng luồng khói chênh lệch nhiệt độ ∆ht : H = h + ∆hv + ∆ht Một số kết luận (TIẾP)  Khi độ cao hiệu ống khói tương đương  nồng độ ô nhiễm cuối hướng gió tỉ lệ nghịch với vận tốc gió  Vận tốc gió tăng gấp nồng độ ô nhiễm mặt đất giảm khoảng 1,5 lần  Các công thức xác định nồng độ mặt đất thu với giả thiết mặt đất phẳng  Ảnh hưởng địa hình không phẳng kể đến hệ số hiệu chỉnh độ cao hiệu ống khói  Vị trí mặt đất có nồng độ cực đại Cmax hàm số độ ổn định khí • Trong điều kiện không ổn định  vị trí có Cmax nằm gần ống khói • Khi khí ổn định  vị trí có Cmax nằm xa ống khói Bảng 3.3 - Các hệ số a, b, c, d công thức 3.38 x ≤ km Cấp ổn định x ≥ km a b c d b c d A 213 440,8 1,941 9,27 459,7 2,094 -9,6 B 156 106,6 1,149 3,3 108,2 1,098 2,0 C 104 61 0,911 61 0,911 D 68 33,2 0,725 -1,7 44,5 0,516 -13 E 50,5 22,8 0,678 -1,3 55,4 0,305 -34 F 34 14,35 0,740 -0,35 62,6 0,180 -48,6  Tính toán σy σz theo công thức (3.38) cho kết sát với số liệu tra biểu đồ với cấp ổn định D, E, F Tuy nhiên số trường hợp có sai số lớn Ví dụ cấp ổn định B x = km sai số -60% Các cấp ổn định khí  Theo Pasquill Gifford cấp ổn định khí có liên quan chặt chẽ tới biến thiên nhiệt độ không khí theo độ cao  Tùy theo chiều hướng mức độ thay đổi nhiệt độ theo chiều cao ta có trường hợp: đẳng nhiệt, đoạn nhiệt, siêu đoạn nhiệt nghịch nhiệt (hình 3.11)  Sự biến thiên nhiệt độ theo chiều cao phụ thuộc vào yếu tố thời tiết xạ mặt trời ban ngày, độ mây ban đêm, vận tốc gió,…  Ở bảng 3.4 cấp ổn định khí phụ thuộc vào yếu tố khí hậu khác Pasquill đề xuất ứng với đường cong σy σz biểu đồ hình 3.9 3.10 Các cấp ổn định khí (tiếp) Các cấp ổn định khí (tiếp) Bảng 3.4 Xác định cấp ổn định khí theo Pasquill Bức xạ mặt trời ban ngày vgió h > 10m, m/s Mạnh Vừa Yếu