Bài tập Mô hình hóa môi trường

Chia sẻ: Huỳnh Mạnh Phúc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

348
lượt xem 71
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài tập Mô hình hóa môi trường bao gồm những bài tập và bài giải trong môn học Mô hình hóa môi trường. Thông qua việc tham khảo những bài tập này sẽ giúp cho các bạn nắm bắt tốt hơn về các dạng bài tập cũng như phương pháp giải những bài tập đó.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập Mô hình hóa môi trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN BÀI TẬP MÔN HỌC MÔ HÌNH HÓA MÔI TRƯỜNG GVGD: Nguyễn Linh Vũ Sinh viên thực hiện: Họ tên: Huỳnh Mạnh Phúc Lớp: DH12MT MSSV: 12127134 TP. Hồ Chí Minh, tháng 6, năm 2015
I. Bài tập 1 Câu 1: Nồng độ giới hạn của SO2 trong khí thải của ống khói nhà máy nhiệt điện là 500 mg/m3 ở điều kiện chuẩn (25oC, 1 atm.). Khối lượng riêng của khí thải ở điều kiện chuẩn là 1,184 kg/m3. Tính: a) Nồng độ (ppm) 500 mgSO2 1m 3 kk 1kgkk 10 6     422,3 ppm 1m 3 kk 1,184 kgkk 10 6 mgkk 10 6 b) Nồng độ (ppm-v) 500 mgSO2 10 3 gSO2 1molSO2 24,8lSO2 10 3 m 3 SO2 10 6      6  129,2 ppmv 1m 3 kk 1mgSO2 96 gSO2 1molSO2 1lSO2 10 c) Áp suất riêng phần 500 mgSO2 10 3 gSO2 1molSO2 24,8lSO2 10 3 m 3 SO2 500  24,8  10 6 m 3 SO2       1atm  1,3 1m 3 kk 1mgSO2 96 gSO2 1molSO2 1lSO2 96m 3 kk x10-4 atm Câu 2: Ở điều kiện chuẩn 1 atm và nhiệt độ 25oC, khí CO có nồng độ tối đa trong khói lò đốt củi là 5.000 ppmv. Biết khối lượng riêng của khói là 1,3 g/L. Đổi nồng độ này sang: a) Nồng độ mol/m3 m 3 CO 3 3 m CO 10 3 l 1mol 5000 ppmv  5000  10 6  5  10    0,2 mol/m3 m 3 kk m 3 kk 1m 3 24,8l b) Nồng độ mg/m3 0,2mol 10 3 mg 3  28 g   5600 mg/m3 1m 1g c) Nồng độ ppm 5600 mgCO 1lkk 10 3 gCO 10 3 m 3 kk 10 6     6  4307,7 ppm 1m 3 kk 1,3 gkk 1mgCO 1lkk 10 d) Áp suất riêng phần của CO 3 Pa CO VCO  6 m CO   1atm  5000  10 3  1atm  5  10 3 atm Pkk Vkk m kk Câu 3: Kết quả phân tích một mẫu nước thải cho thấy nồng độ của ion phốt phát PO43 () là 5.2 mg/L. Chuyển đổi nồng đó sang: a) Nồng độ của phốt pho (mg/L P)
5,2mgPO43 1molPO43 10 3 gPO43 31gP 1molP mgP  3  3    1,697 (mg/l) 1l 95 gPO4 1mgPO4 3 1molP 1molPO4 10 3 gP b) Nồng độ mol của ion phốt phát 5,2mg 1mol 10 3 g    5,5  10 5 mol / l 1l 95 g 1mg c) Nồng độ phần tỉ của ion phốt phát (ppb) 5,2 mg/l = 5,2 ppm = 5200 ppb d) Số mol điện tích âm 3x5,5x10-5 = 1,65x10-4 mol/l Câu 4: Một nhà máy có lưu lượng nước thải Q = 3.000 m3/ngày vào một dòng sông. Nồng độ BOD trong nước thải là C = 60 ppm. Cho biết đoạn sông ngay trước khi đến miệng cống xả có lưu lượng dòng chảy là 30 m3/s, vận tốc là 0,8 km/h. Trước khi đến miệng ống xả, nồng độ BOD trong nước sông là 5 mg/L. Tính: a) Tải lượng thải của nhà máy. 3000 m 3 60 mg 10 6 kg 1d L = QxC =  3 3    7,5 kg/h d 10 m 1mg 24 h b) Lưu lượng và vận tốc dòng chảy sau miệng ống xả. + Lưu lượng của dòng chảy sau miệng cống xả: 3000 Qx = + 30 = 30,03 (m3/s) 86400 + Diện tích mặt cắt ngang của dòng sông:  s  3600 30 m 3 1h s A= = 135 (m2)  h  101kmm 3 0,8 km + Vận tốc của dòng chảy sau cống xả: Q x 30,03(m 3 / s ) v=  = 0,22 (m/s) A 135(m 2 ) c) Nồng độ BOD trong đoạn sông sau miệng ống xả. 3000 m  d  86400 3 d  60 g   30m  5 g   m  3 3 s  m   5,06 (g/m ) = 5,06 (mg/l) 3 30,03m  Cs = s 3 3 s
d) Thông lượng BOD của sông sau miệng ống xả L 7,5(kg / h) J=   0,056 (kg/m2.h) A 135(m 2 )
II. Bài tập 2 Câu 1: Mot thùng kín chứa 10 L nước và 10 L không khí và 1 kg bùn có hàm lượng chất hữu cơ là 10%. Cho vào thùng một lượng benzen và khuấy đều đến khi nồng độ benzen trong nước, không khí và bùn không đổi. Biết:  Ðộ tan của benzen là 1,8 g/L  Hằng số Henry (không thứ nguyên) của benzen là 0,225  Hệ số phân chia octanol-nướcc Kow của benzen là 131,8 Hệ số phân chia cacbon hữu cơ- nước Koc (L/kg) của benzen phụ thuộc vào Kow theo công thức : log10 Koc = 1,01 log10 Kow – 0,72 Tính nông độ benzen đã cho vào thùng nếu nồng độ benzen trong bùn đo được là 0,2 mg/kg. Giải Ta có: + Thể tích không khí chứa benzen: Va = 10 l, + Thể tích nước chứa benzen: Vw = 10 l, + Khối lượng bùn chứa benzen: ms = 1 kg, + Nồng độ benzen trong bùn: Cs = 0,2 mg/kg, + Nồng độ benzen trong nước: Cw (mg/l) + Nồng độ benzen trong không khí: Ca (mg/l) + Thành phần cacbon hữu cơ trong chất rắn: foc = 10% + Hằng số henry không thứ nguyên: Hc = 0,225 Khối lượng của benzen cho vào thùng: Mb = Va.Ca + ms.Cs + Cw.Vw Cs C 0,2 Kp = => Cw = s =  0,076 (mg/l) Cw Kp 2,63 Mà Kp = focxKoc = focx 10 (1,01log10Kow - 0,72) = 2,63 Ca Ở trạng thái cân bằng: Hc = => Ca = 0,017 (mg/l) Cw  Mb = 0,076(mg/l) x 10(l) + 0,017(mg/l)x10(l) + 0,2(mg/kg) x 1(kg) = 1,13 (kg) Câu 2: Chọn Acenaphthene và 2 chất bất kì khác trong Bảng 36 trong file đính kèm. 100 kg của từng chất phân bố thế nào ở trạng thái cân bằng trong một không gian kín có: 150 tấn đất (5% organic carbon) 5000 m3 nước và 106 m3 khí? Các giá trị độ tan (solubility), hằng số
Henry (HLC) và hằng số Henry không thứ nguyên (H’) được cho trong bảng. Sử dụng quan hệ giữa Koc (L/kg) và Kow theo công thức (Koc) = 0.41 (Kow) Giải: Với chất: Acenaphthene Tra bảng 3.6 Ta có: + Hằng số Henry HLC = 1,55x10-4 (atm.m3/mol) + Hằng số Henry không thứ nguyên H’ = 6,36x10-3 + logKow = 3,92 => Kow = 103,92 + Thể tích nước: 5000 m3 + thể tích không khí: 106 m3 + Khối lượng đất: 150 tấn đất + Thành phần cacbon hữu cơ trong đất: foc = 5% Hằng số phân chia rắn – nước: Cs Kp =  f oc  K oc  0,05  0,41  10 3,92  170,5 (l/kg) => Cs = 170,5Cw (1) Cw Trạng thái cân bằng: Ca H’ =  6,36x10 -3 => Ca = 6,36x10-3Cw (2) Cw Mặt khác: 100 kg = 5000xCw + 106xCa + 15x104Cs (3) Thay (1), (2) vào (3)  100(kg) = 5000(m3)Cw + 15x104(kg)x10-3(m3/l)x170,5(l/kg)Cw+ 106(m3)x6,36x10-3 Cw  Cw = 2,7x10-3 (kg/m3) => mw = 13,54 (kg)  Cs = 4,62x10-4 (mg/kg) => ms = 69,24 (kg)  Ca = 2,72x10-5 (g/m3) => ma = 17,22 (kg) Với chất: Benzene Tra bảng 3.6 Ta có: + Hằng số Henry HLC = 5,55x10-3 (atm.m3/mol) + Hằng số Henry không thứ nguyên H’ =2,28x10-1 + logKow = 2,13 => Kow = 102,13 + Thể tích nước: 5000 m3
+ thể tích không khí: 106 m3 + Khối lượng đất: 150 tấn đất + Thành phần cacbon hữu cơ trong đất: foc = 5% Hằng số phân chia rắn – nước: Cs Kp =  f oc  K oc  0,05  0,41  10 3,92  2,77 (l/kg) => Cs = 2,77Cw (1) Cw Trạng thái cân bằng: Ca HLC =  2,28x10 -1 => Ca = 2,28x10-1 Cw (2) Cw Mặt khác: 100 kg = 5000(m3)xCw + 106(m3)xCa + 15x104(m3)Cs (3) Thay (1), (2) vào (3)  100(kg) = 5000(m3)Cw(g/m3) + 2,77(l/kg)x10-3(m3/l)x15x104(kg)Cw+ 106x2,28x10-1Cw (g/m3)  Cw = 4,28x10-4 (kg/m3) => mw = 2,14 (kg)  Cs = 1,18x10-6(mg/kg) => ms = 0,18 (kg)  Ca = 9,77x10-5 (kg/m3) => ma = 97,68 (kg) Với chất: DDD Tra bảng 3.6 Ta có: + Hằng số Henry HLC = 4x10-6 (atm.m3/mol) + Hằng số Henry không thứ nguyên H’ =1,64x10-4 + logKow = 6,1 => Kow = 106,1 + Thể tích nước: 5000 m3 + thể tích không khí: 106 m3 + Khối lượng đất: 150 tấn đất + Thành phần cacbon hữu cơ trong đất: foc = 5% Hằng số phân chia rắn – nước: Cs Kp =  f oc  K oc  0,05  0,41  10 6,1  25808 (l/kg) => Cs = 25808Cw (1) Cw Trạng thái cân bằng:
Ca HLC =  2,28x10 -1 => Ca = 1,64x10-4 Cw (2) Cw Mặt khác: 100 kg = 5000(m3)xCw + 106(m3)xCa + 15x104(m3)Cs (3) Thay (1), (2) vào (3)  100(kg) = 5000(m3)Cw(g/m3) + 25808(l/kg)x10-3(m3/l)x15x104(kg)Cw+ 106x1,64x10-4Cw (g/m3)  Cw = 2,58x10-5 (kg/m3) => mw = 0,129 (kg)  Cs = 6,66x10-4(mg/kg) => ms = 99,87 (kg)  Ca = 4,23-9 (kg/m3) => ma = 0,004 (kg)
III. Bài tập 3. Câu 1: Kết quả của một thí nghiệm nhằm xác định tốc độ phân hủy của chất ô nhiễm Z như sau: t (h) 0 2 4 6 8 10 C (ppb) 10,5 5,1 3,1 2,8 2,2 1,9 Xác định bậc và hằng số vận tốc của phản ứng phân hủy chất Z. Giải t (h) 0 2 4 6 8 10 C (ppb) 10,5 5,1 3,1 2,8 2,2 1,9 lnC 2,4 1,6 1,1 1 0,8 0,6 -1/C ppb-1 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 -0,5 -0,5 + Công thức xác định bậc phản ứng là: r = -KCn + Đồ thị biểu diễn bậc phản ứng 0 là: + Đồ thị biểu diễn bậc phản ứng 1 là:
+ Đồ thị biểu diễn bậc phản ứng 2 là: Dựa vào 3 đồ thị ta có thể thấy, thí nghiệm phân hủy chất ô nhiễm Z là phản ứng ở bậc 2. Hằng số phân hủy, K = - 0,0857. Câu 2: Môt vụ tràn đổ hóa chất A xảy ra trên sông lúc 8h tối. Kết quả mô phỏng nồng độ của chất A trên sông ở các thời điểm sau khi tràn đổ xảy ra 2, 4, 6 và 10 giờ được trình bày trong hình dưới đây.
Nồng độ cao nhất của chất ô nhiễm trong nước sông sau 4 giờ kể từ khi tràn đổ xảy ra là bao nhiêu mg/L, đo được ở vị trí cách nơi tràn đổ bao xa? Nồng độ cho phép của chất A trong nước dùng cho cấp nước là 3 µg/L. Nhà máy nước nằm cách vị trí tràn đổ 18 km về phía hạ lưu. Việc tràn đổ có làm ảnh hưởng đến hoạt động của nhà máy nước không? Giải: Dựa vào đồ thị có thể nhận xét rằng, nồng độ của chất ô nhiễm A trong nước sông sau 4 giờ từ khi tràn đổ xảy ra (tức 24h) là 4,13x10-6 mg/l. Vị trí có nồng độ cao nhất của chất ô nhiễm sau khi tràn đổ 4 h là 7,2 km. Nồng độ chất ô nhiễm nằm cách vị trí tràn đổ 18km (nhà máy nước) là 2,6x10 -6 (g/l) = 2,3 g / l < nồng độ cho phép của chất A trong nước dùng cho nước cấp. Vì vậy không ảnh hưởng đến hoạt động của nhà máy. Câu 3: Một tên khủng bố thả một ống nghiệm chứa 1011 vi khuẩn bệnh than vào một con kênh. Điểm thả cách miệng ống lấy nước của nhà máy xử lý nước 900 m về phía thượng lưu. Mặt cắt dòng chảy của kênh là 0.6 m2. Nếu vận tốc dòng chảy là 40 cm/s và hệ số khuyếch tán của dòng chảy là 0.1 cm2/s, sau bao lâu thì nồng độ khuẩn than ở tại miệng ống của nhà máy nước sẽ cao nhất? Nồng độ đó là bao nhiêu? Nếu khuẩn than có thời gian bán phân hủy là 10 h, thì nồng đô khuẩn than cao nhất tại miệng ống nhà máy nước là bao nhiêu? Giải Ta có: + Hệ số khuếch tán của dòng chảy là: E = 0,1 cm2/s = 10-4 m2/s 0,693 + Thời gian bán phân hủy là  = 10h => K = = 0,0693 (1/h) = 1,93x10-5 (1/s) 
+ Vận tốc dòng chảy là: v = 40 cm/s = 10-4 (m/s) + Diện tích mặt cắt của dòng sông: A = 0,6 (m2),  Thời gian mà vi khuẩn than di chuyển từ nơi thả ống nghiệm đến nhà máy nước là: 900 m t=  2250 (s) 0,4(m / s )  Nồng độ khuẩn than tại vị trí của nhà máy là: + Với t = 2250 (s) + x = 900 (m) M  ( x  vt ) 2  C= exp   A 4Et  4 Et  1011  (900 (m)  0,4 (m/s)  2250 ( s )) 2  = exp   0,6(m 2 ) 4  10 4 (m 2 / s )  2250 ( s )  4  10 4 (m 2 / s )  2250 ( s )  = 9,91x1010 (vk/m3)  Nồng độ khuẩn than tại miệng ống nhà máy sau khi phân hủy: M  ( x  vt ) 2  C= exp   Kt  = A 4Et  4 Et  1011  (900 (m)  0,4 (m/s)  2250 ( s )) 2  exp  4  1,93  10 5 (1 / s )  2250 ( s )  0,6(m ) 4  10 (m / s )  2250 ( s ) 2 4 2  4  10 (m / s )  2250 ( s ) 2  = 9,5x1010 (vk/m3) Câu 4: Một tàu chở hóa chất bị thủng và một lượng chất hữu cơ A bị tràn đổ ra sông. Nước sông có pH là 7,5. Vận tốc dòng chảy là 0,3 m/s, hệ số khuyếch tán của dòng chảy là 5x10 -2 m2/s và lưu lượng là 1 m3/s. Ở pH 7.5, chất đó chủ yếu. Khoảng cách (km) Nồng độ (g/L) bị phân hủy do thủy phân với hằng số tốc độ phản ứng bậc nhất là 2x10 - 4 /s. Nồng độ lớn nhất của chất đó đo được tại trạm quan trắc 1080 m cách điểm tràn đổ về phía hạ nguồn là 153 mg/L hay 0,153 kg/m3. Ước tính khối lượng chất A đã tràn đổ. Sau 2 giờ kể từ khi tràn đổ, nồng độ chất A tại điểm cách vị trí tràn đổ 2200 m là bao nhiêu? Giải Ta có:
+ Hệ số khuếch tán của dòng chảy là: E = 5x10-2 m2/s, + Hằng số tốc độ phản ứng bậc nhất là: K = 2x10-4 /s, + Vận tốc dòng chảy là: v = 0,3 m/s, + Nồng độ lớn nhất của chất đó đo được tại trạm quan trắc là: Cmax = 0,153 kg/m3, + Lưu lượng của sông: 1 m3/s, + Diện tích mặt cắt của dòng sông: A = 1/0,3 = 3,3 (m2),  Thời gian mà chất A di chuyển từ nơi tràn đổ đến trạm quan trắc: 1080 m t=  3600 (s) 0,3(m / s )  Khối lượng chất A đã tràn đổ là: + Với t = 7200 (s) + x = 1080 (m) M  ( x  vt ) 2  C. A 4Et C= exp   => M = A 4Et  4 Et   ( x  vt ) 2  exp   Kt   4 Et  0,153 kg 3   3,3(m 2 ) 4  5  10 2 m  m  2 s    3600 ( s) =  49 (kg)    (1080 (m)  0,3(m / s)  3600 ( s)) 2  exp     2  10 (1/s)  3600(s)  -4 2  4  5  10 2 m  3600 ( s)   s   Nồng độ chất A tại vị trí cách nguồn thải 2200 m là: + Với t = 2 (giờ) = 7200 (s) + x = 2200 (m) M  ( x  vt ) 2  C= exp   Kt  = A 4Et  4 Et  49(kg )  (2200 (m)  0,3 (m/s)  7200( s)) 2  exp  2  2  10 4 (1 / s )  7200 ( s)  3,3(m 2 ) 4  5  10 2 (m 2 )  7200 ( s)  4  5  10 (m / s)  7200 ( s ) 2  s 3 = 0,018 (kg/m ) = 18 (mg/l) Câu 5: Một thùng chứa m = 200 kg chất X bị tràn đổ ra sông vào lúc 7h tối từ một nhà máy. Một trạm quan trắc nằm ở 2 km về phía hạ lưu của nhà máy. Số liệu quan trắc cho thấy vận
tốc dòng chảy là 0.1 m/s, hệ số khuyếch tán của dòng chảy là 30 m2/s và lưu lượng dòng chảy là 2 m3/s. Nếu ngưỡng phát hiện chất X của máy đo tại trạm quan trắc là 0.1 ppm thì tại thời điểm nào trạm quan trắc bắt đầu phát hiện chất X? Nồng độ lớn nhất của chất đó đo được tại trạm là bao nhiêu? Nồng độ đó đo được vào lúc nào? Khi đó chiều dài của khúc sông bị ô nhiễm (chứa 95% lượng chất ô nhiễm đã đổ) là bao nhiêu? Khi nào thì trạm quan trắc không còn phát hiện được chất X nữa? Nếu vụ tràn đổ xảy ra vào lúc 9h sáng, do chất X dễ bị phân hủy bởi ánh sáng, Giải Ta có: + Hệ số khuếch tán của dòng chảy là: E = 30 m2/s, + Vận tốc dòng chảy là: v = 0,1 m/s, + Lưu lượng của sông: 2 m3/s, + Diện tích mặt cắt của dòng sông: A = 2/0,1 = 20 (m2), + Khối lượng của chất X là: M = 200 (kg), + Ngưỡng phát hiện ra chất X của máy đo tại trạm quan trắc là: 0,01 ppm = 0,01 g/m3 Thời điểm mà trạm quan trắc bắt đầu phát hiện được chất X là: + Với x = 2000 m M  ( x  vt ) 2  C= exp   A 4Et  4 Et  200000 ( g )  (2000 (m)  0,1 (m/s)  t ( s )) 2   0,01 (g/m3)= exp   20(m 2 ) 4  30(m 2 / s )  t ( s )  4  30(m 2 / s )  t ( s )   10 5 10 t   1,94x10-5 t  exp       3t 3 12000   t = 4000 (s)  Thời điểm bắt đầu phát hiện chất X là 4000s Nồng độ cao nhất tại thời điểm t = 20000 s: M  ( x  vt ) 2  C= exp   A 4Et  4 Et  200  (2000  0,1  20000 ) 2  = exp    3,64  10 3 20 4 30  20000  4  30  20000 
IV. Bài tập 4 Mã số SV: 1 2 1 2 7 1 3 4 Y X Các thông số của dòng chảy (ở 25 toC) Thông số Đơn vị Phân khúc FA AC CD DOsat mg/L 8.5 8.9 8.7 kd /ngày 0.35 0.51 0.46 Độ sâu m 1 3.1 2.8 Diện tích mặt cắt m2 12 32 42 Độ dài km 15 25 20 AB = 15 km Các khu dân cư tại F và C xả nước thải chưa xử lý vào sông với các thông số cho trên hình. Yêu cầu: 1. Vẽ đường biễu diễn nồng độ oxy hòa tan và BOD của trên các phân khúc FA, AC, CD trong điều kiện cơ bản đã cho ở trên. 2. Chất lượng nước tại các điểm B, D có đạt tiêu chuẩn phù hợp với mục đích sử dụng không? Đề xuất hướng giải quyết nếu không đạt.
1. Vẽ đường biễu diễn nồng độ oxy hòa tan và BOD của trên các phân khúc FA, AC, CD trong điều kiện cơ bản đã cho ở trên.  Phân khúc FA: Ta có:  DOsat = 8,5 (mg/L)  kd = 0,35 (1/ngày)  Độ sâu: H = 1 m  Diện tích mặt cắt: S = 12 m2  Độ dài : x = 15 km  Lưu lượng của phân khúc FA: QFA = 40000 (m3/ngày)  Vận tốc dòng chảy: v = QFA/S =3333 (m/ngày) = 0,039 (m/s) + BOD sau khi hòa trộn 2 nguồn nước thải trên phân khúc FA: 4  35000  150  5000 BOD =  22,25 (mg/l) 40000 + DO sau khi hòa trộn 2 nguồn nước thải trên phân khúc FA: 5  35000  0  5000 DO =  4,4 (mg/l) 40000 Phương trình biểu diễn nồng độ BOD: x L = Lo.exp(-kdt) = Lo.exp(-kd ) (1) v Với: + Lo = BOD trong phân khúc FA = 22,25 (mg/l) x (1)  L = 22,25exp(-0,35 ) v Phương trình biểu diễn nồng độ DO:  x k d  Lo   x  x  DO = DOsat - D = Dosat - Do.exp   k a   exp  k d v   exp  k a v  (2)  v ka  kd      Với: + Do = 4,4 (mg/l), (tại thời điểm t = 0) + Lo = 22,25 (mg/l) (tại thời điểm t = 0 và x = 0), + Theo công thức thực nghiệm của O’connor – Dobbins (20oC): + v = 3333 (m/d).
v 0,5 0,039 0,5 ka = 3,93 = 3,93 = 0,78 (1/d) => ka (25oC) = 0,78x1,0245 = 0,88 (1/d) H 1,5 11,5   x 0,35  22,25   x  x   (2)  DO = 8,5 – 4,4.exp  0,88    exp  0,35   exp  0,88   )   v 0,88  0,35   v  v   Bảng 4.1. Biểu diễn nồng độ DO và BOD theo thời gian t (ngày) x (m) BOD (L) (mg/l) DO (mg/l) 0,0 0 22,25 4,10 0,3 1000 20,03 3,18 0,6 2000 18,04 2,66 0,9 3000 16,24 2,44 1,2 4000 14,62 2,43 1,5 5000 13,16 2,56 1,8 6000 11,85 2,79 2,1 7000 10,67 3,08 2,4 8000 9,61 3,40 2,7 9000 8,65 3,75 3,0 10000 7,79 4,09 3,3 11000 7,01 4,43 3,6 12000 6,31 4,77 3,9 13000 5,68 5,08 4,2 14000 5,12 5,38 4,5 15000 4,61 5,65
Hình 4.1. Đồ thị biểu diễn nồng độ DO và BOD trên phân khúc FA  Phân khúc AC: Ta có:  DOsat = 8,9 (mg/L)  kd = 0,51 (1/ngày)  Độ sâu: H = 3,1 m  Diện tích mặt cắt: S = 32 m2  Độ dài : x = 25 km  Nồng độ BOD tại điểm A (từ nguồn F đi chuển tới): 4,61 (mg/l)  Nồng độ DO tại điểm A (từ nguồn F đi chuển tới): 5,65 (mg/l) Lưu lượng của phân khúc AC: QAC = 190000 (m3/ngày)  Vận tốc dòng chảy: v = QAC/S = 5937,5 (m/ngày) = 0,069 (m/s) + BOD sau khi hòa trộn 2 nguồn nước thải trên phân khúc FA: 3  150000  4,61  400000 BOD =  3,3 (mg/l) 190000 + DO sau khi hòa trộn 2 nguồn nước thải trên phân khúc FA: 5  150000  5,65  400000 DO =  5,1 (mg/l) 190000
Phương trình biểu diễn nồng độ BOD: x L = Lo.exp(-kdt) = Lo.exp(-kd ) (1) v Với: + Lo = 3,3 (mg/l) (tại t = 0) x (2)  L = 3,3exp(-0,51 ) v Phương trình biểu diễn nồng độ DO:  x k d  Lo   x  x  DO = DOsat - D = Dosat - Do.exp   k a    exp  k d   exp  k a  (2)  v ka  kd   v  v  Với: + Do = 5,1 (mg/l), (tại thời điểm t = 0) + Lo = 3,3 (mg/l) (tại thời điểm t = 0 và x = 0), + Theo công thức thực nghiệm của O’connor – Dobbins (20oC): + v = 5937,5 (m/d) = 0,069 (m/s) v 0,5 0,069 0 ,5 ka (20oC) = 3,93 = 3,93 = 0,19 (1/d) => ka (25oC) = 0,19x1,0245 = 0,21 (1/d) H 1,5 3,11,5   x 0,51  3,3   x  x   (2)  DO = 8,9 – 5,1.exp  0,21    exp  0,51   exp  0,21   )   v 0,21  0,51   v  v   Bảng 4.2. Biểu diễn nồng độ DO và BOD theo thời gian t (ngày) x (m) BOD (L) (mg/l) DO (mg/l) 0,0 0 3,30 3,80 0,3 2000 2,78 3,65 0,7 4000 2,34 3,58 1,0 6000 1,97 3,59 1,3 8000 1,66 3,65 1,7 10000 1,40 3,76 2,0 12000 1,18 3,90