Bài giảng mô hình hóa môi trường - ( Bùi Đức Long ) chương 10

Ví dụ 1 (về sông): Bốn chu trình trong một mô hình sông § Áp dụng nguyên lý cân bằng vật chất cho một lắt cắt nhỏ của sông. Điều này dẫn tới 3 phương trình vi phân sau: qU- vận tốc trung bình của dòng chảy dL U = -K1L qL
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng mô hình hóa môi trường - ( Bùi Đức Long ) chương 10 TÍCH HỢP CÁC MÔ HÌNH 361 Bốn quá trình phức tạp cần lưu ý Ảnh hưởng của gió đến hệ số nạp khí,§ Sự sản sinh oxy từ quá trình quang hợp,§ Sự hô hấp của phiêu sinh thực vật§ Nhu cầu oxy cho bùn đáy§ 362 Ví dụ 1 (về sông): Bốn chu trình trong một mô hình sông§ Áp dụng nguyên lý cân bằng vật chất cho một lắt cắt nhỏ của sông. Điều này dẫn tới 3 phương trình vi phân sau: qU- vận tốc trung bình của dòng chảy dLU = -K1L qL – nồng độ các chất hữu cơ theo BOD dt qP – sản phẩm sơ cấp của quá trình quang hợp dNU = -KN N qR – lượng oxy tiêu hao do quá trình hô dt hấp qS – nhu cầu oxy của lớp cặn đáy dC = - K1 L - K N N +U qN – tải trọng ammonia dt qKN – tốc độ tiêu thụ oxy do nitrat hóaK a (C s - C ) + p - R - S 363 Ví dụ 2 (về hồ): xem hồ như một hệ xáo trộn hoàn toàn dL = W - QL - VK1LV dt dC = QCin - QC + Ka A(Cs - C ) - VK1L ± WOV dt Trong đó W là tải trọng BOD trong mỗi đơn vị thời gian, § Q là vận tốc dòng chảy trong hồ, § V là thể tích hồ, § A là diện tích hồ, § WO là tất cả các nguồn vào và tiêu thụ oxy bao gồm quang § hợp, hô hấp và nhu cầu oxy trầm tích. 364 Trạng thái ổn định dL = W - QL - VK1LV dt dC = QCin - QC + Ka A(Cs - C ) - VK1L ± WOV dt dL dC = =0 dt dt W L= Q + K1V QCin Cs K a A VK1L WO C= + - ± Q + Ka A Q + Ka A Q + Ka A Q + Ka A 365 Bài tập ứng dụngMột nhà máy có thải nước thải sinh hoạt ra một dòng chảymặt. Điều kiện xấu nhất xuất hiện trong những tháng mùahè, khi mà dòng chảy chậm và nhiệt độ của nước cao.Dòng nước thải có dòng chảy đạt là 12000 m3/ngày,BOD5=40 mg/l (ở 20oC), nồng độ oxy hòa tan là 2 mg/l,nhiệt độ là to=25oC. Dòng chảy có lưu lượng là 1900 m3/h,BOD5=3mg/l (ở 20oC), nồng độ oxy hòa tan là 8 mg/l. Sửdụng K1=0.15 (xem bảng 8.1 cho dòng pha trộn). Nhiệt độcủa dòng chảy đạt max xấp xỉ 22oC. Sự hòa trộn hoàntoàn tức thời. Dòng chảy trung bình (sau khi hòa trộn) là0.2 m/s, độ sâu dòng chảy là 2.5 m. Nồng độ oxy bão hòalà 8.7 mg/l. Hãy tính độ thiếu hụt oxy cực đại cùng thờigian đạt được. 366 Bài giải§ Tính Ka tại nhiệt độ 200C: 2.26´ 0.2 Ka (20 C) = = 0.25(ngay-1 ) 0 2.52 / 3 § Sự pha trộn: 500m3 / h (nuocthai) + 1900m3 / h (nuoc song) = 2400m3 / h § BOD5 pha trộn 500.40 + 1900.3 = 10.7mg / l 2400 10.7 10.7 L0 = = = 20.3 mg / l ( ) - 0.15´.5 1- e 5276 367 Bài giải§ Oxy hòa tan là: 500.2 +19008 . DOmixture = = 6.7 m / l 2400 § Nhiệt độ pha trộn là: 500.25+190022 . Tmixture = = 22.60 2400 § K1 tại 22.60 là K 1 = 0.15.1.05 22.6- 20 = 0.17 § Ka tại 22.60 là K a = 0.25.e 0.024( 22.6- 20) = 0.27 368 Bài giải§ Thời gian đạt tới hạn là: é0.27 æ 2(0.27 - 0.17) öù 1 -1 tc = ç1- ÷ú = 4.25 ngay lnê 0.27 - 0.17 ë0.17 è 0.17.20.3 øû§ Độ thiếu hụt oxy cực đại là: 0.17.20.3.e-0.17.4.25 K1 -K1t Dc = Loe = = 6.2 mg/ l Ka ...