TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ TIỂU LUẬN MÔN HỌC M¤ H×NH CHÊT lîng níc ®Ò 7 1 Tính toán và lập biểu đồ sự lan truyền chất ô nhiễm không bền vững trong kênh thẳng có chiều rộng trung bình B = 22 m, vận tốc dòng chảy trung bình v=0,29 m/s đến khoảng cách x = 4900 m với nồng độ ban đầu của chất ô nhiễm trong nước thải Cx,0 = 210 mg/l Hệ số phân huỷ chất ô nhiễm theo thời gian K= 1,5.10-5/s 2.Các quá trình chuyển hoá chất ô nhiễm trong nguồn nước mặt Bµi lµm Câu 1: 1 Phần mềm Qual2E: Qual2E là phần mềm tính toán cho dòng chảy mặt, chủ yếu áp dụng cho sông ngòi Chương trình có khả năng tính toán mô phỏng tới 15 chỉ tiêu chất lượng nước với mọi kết cấu định nghĩa mô hình tính toán do người dùng đề ra Các chi tiết đó bao gồm: Oxy hòa tan DO - Nhu cầu oxy sinh hóa BOD - Nhiệt độ - Tảo tính theo Chlorophyll A - Nitơ hữu cơ tính theo Nitơ - Ammonia tính theo Nitơ - Nitrit tính theo Nitơ - Nitrat tính theo Nitơ - Phospho hữu cơ tính theo Phospho - Phospho hòa tan tính theo Phospho - Coliform - Một số thông số đặc trưng chất bền vững - 3 thông số các chất không bền vững - Phần mềm Qual2e là một chương trình mô phỏng quá trình xáo trộn khuếch tán các chất thải từ các điểm xả hoặc nhánh sông vào lưu vực sông cần kiểm soát nồng độ ô nhiễm Dựa vào các dữ liệu đưa vào như: BOD, COD, pH, N, P, tảo…từ cửa các điểm xả hoặc nhánh sông từ đó máy sẽ cho kết quả thành phần các chất ô nhiễm có trong lưu vực sông tại điểm tính toán Qua đó có thể kết luận được tại 1 điểm bất kỳ của lưu Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 1 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ vực sông có đạt tiêu chuẩn cho phép hay không và đưa ra các kết luận nhận xét, giải pháp phù hợp Giới hạn tính toán của chương trình: Lưu vực tính toán tối đa: 25 lưu vực - Số phân đoạn tính toán cho một khu vực: không lớn hơn 20 phân đoạn/lưu vực Tổng số phân đoạn không quá 250 phân đoạn - Số điểm lưu vực: tối đa là 7 - Số điểm nối: Tối đa là 6 - Số điểm xả và điểm lấy nước: tối đa là 25 - Cấu trúc dữ liệu đưa vào gồm 2 thành phần: Cài đặt các đơn vị tính toán trong chương trình : áp lực, vận tốc, nhiệt độ, - Các thông số cần nhập vào của một kênh, hồ hay nhánh sông : -    Tên kênh, sông hay nhánh sông Nhiệt độ, DO, BOD, lưu lượng Cốt điểm nghiên cứu, hệ số pha loãng, tình trạng độ phủ của mây, áp suất không khí, tốc độ gió Hình 1: Giao diện tính toán Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 2 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 3 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ 2 LËp biÓu ®å sù dao ®éng BOD: 3 KÕt qu¶ ch¹y m« h×nh cô thÓ: QUAL 2-E for Windows (32 bit version) copyright 1997/99 by C.R Nippert and J Davis Widener University, Chester Pa all rights reserved ====================== CONTROL DATA ========================= Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 4 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ INPUT DATA File : C:\De so 7-CNMT 2009.TXT Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC Run : Lap bieu do su lan truyen chat o nhiem khong ben vung trong kenh Date : 7/13/2010 Time : 0:46 SIMULATION OPTIONS Temperature NO BOD YES Algae NO Periphyton NO Phosphorous cycle Nitrogen cycle NO NO Disolved oxygen Fecal Coliforms YES NO Conservative Minerals NO Arbitrary Non-conservative NO CONTROL OPTIONS List data input NO Write optional summary NO Flow Augmentation NO Steady state simumlation YES Trapezoidal channels YES Print LCD/solar data NO Plot BOD on CRT YES Set downstream quality NO Data is METRIC YES SIMULATION PARAMETERS Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 5 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Length of element 0.50 km Maximum iterations 12 Temperature 1.000 C Nitrification Inhibition 0.00100 Algae growth rate 0.01000 1/hr Dissolved Oxygen 0.00100 mg/L ======================= BASIN DATA =========================== BASIN STRUCTURE Number of headwaters 1 Number of reaches w/o headwaters 0 Total reaches 1 Number of junctions 0 Number or point loads/sinks Number of dams 1 0 Number of all elements 12 BASIN GEOGRAPHY Latitiude Longitude 45.00 45.00 Standard Meridian 45.00 BASIN METEORLOGICAL DATA Day of year Date 1 mon/dy 1/1 Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 6 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Time of Day 12.00 Evaporation coefficients AE 6.2E-06 m/hr mbar BE 5.5E-06 m/hr mbar (m/sec) Net solar radiation 0.000 Langleys/hr REACH CLIMATE DATA No Name Elevation Dust Cloudiness Wind Attenuation (m) Speed (mps) -1 Thuong nguon Kenh thang 0.00 0.0650 0.0000 2.000 REACH CLIMATE DATA (cont.) No Name Dry Wet Pressure Bulb Bulb (C) (C) (mbar) -1 Thuong nguon Kenh thang 25.0 20.0 1013.00 TEMPERATURE CORRECTION FACTORS BOD Decay 1.04700 BOD Settling 1.02400 Reareation SOD Uptake 1.02400 1.06000 Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 7 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Organic N Decay 1.04700 Organic N Settling 1.02400 Ammonia Decay 1.08300 Ammonia Source 1.07400 Nitrite Decay 1.04700 Organic P Decay 1.04700 Organic P Settling 1.02400 Dissolved P Source 1.07400 Algae Growth 1.04700 Algae Respiration Algae Settling 1.04700 1.02400 Coliform Decay 1.04700 Nonconservative Decay 1.00000 Nonconservative Settling 1.02400 Nonconservative Source 1.00000 ALGAE, NITROGEN AND PHOSPHOROUS DATA Oxygen Balance Data O2 uptake by NH3 oxidation 0.000 mg O2/mg N O2 uptake by NO2 oxidation 0.000 mg O2/mg N O2 production by algae O2 uptake by algae 1.600 mg O2/mg algae 2.000 mg O2/mg algae Algae properties Algae Nitrogen Content 0.085 mg N/mg algae Algae Phosphorous Content 0.013 mg P/mg algae Algae Growth Rate 0.000 1/dy Algae Respiration Rate Nitrogen half sat coef P half sat coef 0.000 1/dy 0.150 mg/L 0.025 mg/L Algae selfshade extinction coefficients Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 8 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Linear term 0.000 1/m(ug cha/L) Nonlinear term 0.000 1/m(ug cha/L)^2/3 Algae Pref for Ammonia 0.000 Periphyton properties Temperature Factor 1.0000 Max Photosynthesis Rate Respiration Rate Ratio 0.000 3.0000 N half sat coef 0.000 mg/L P half sat coef 0.000 mg/L Fraction of solar radiation converted to heat 1.0000 Nitrification coefficient 10.0000 LIGHT SIMULATION OPTIONS Light function option: Half Saturation Daily averaging option: Daily Average Algae growth option: Multiplicative Light saturation coef 1.0000 Langleys/min Light averaging factor 0.920 Hours of daylight 12.000 Total daily radiation 0.000 Langleys DOWNSTREAM CONDITIONS Set downstream quality Temperature Coliform DO BOD Mineral 1 NO -17.8 C 0.00 0.00 0.00 0.00 Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 9 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Mineral 2 0.00 Mineral 3 0.00 Arbitrary Nocnonservative Algae 0.00 0.0000 Organic Nitrogen 0.00 Ammonia 0.00 Nitrite 0.00 Nitrate 0.00 Orgainc Phosphorus 0.00 Dissolved Phosphorous 0.00 ====================== REACH DATA =========================== IDENTIFICATION No Name From (km) To Elements (km) -1 Thuong nguon Kenh thang 6.00 0.00 12 Temp DO INITIAL CONDITIONS No Name BOD Coliform (C) (mg/L) (mg/L) (No/100mL) -1 Thuong nguon Kenh thang 25.00 6.90 3.10 0.00 INITIAL NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS No Name Chloropyhll Organic Dissolved Phosphorus Phosphorus (ug/L) (mg/L) (mg/L) Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 10 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ ============== SOURCE/SINK & DAM SITE DATA ================== POINT SOURCE/SINK PROPERITES No Name Type Prcnt Flow Temp DO BOD (cms) (mg/L) (mg/L) Treat (C) 1 Thuong nguon Kenh thang 2 Nuoc thai xa vao k SOURCE 0.0000 0.752 25.0 1.00 210.00 POINT SOURCE/SINK Minerals No Name Coliform Chlorophyll Organic Dissolved Phosphorus Phos (No/100ml) (ug/L) (mg/L) (mg/L) 1 Thuong nguon Kenh thang 2 Nuoc thai xa vao kenh 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 POINT SOURCE/SINK Minerals No Name Organic Ammonia Nitrite Nitrate Nitrogen As N As N As N (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) -1 Thuong nguon Kenh thang 2 Nuoc thai xa vao kenh 0.000 0.000 0.000 0.000 Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 16 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ QUAL 2-E for Windows (32 bit version) copyright 1997/99 by C.R Nippert and J Davis Widener University, Chester Pa all rights reserved ==================== CONTROL DATA ========================= HYDRAULIC DATA File : C:\De so 7-CNMT 2009.HYD Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC Run : Lap bieu do su lan truyen chat o nhiem khong ben vung trong kenh Date : 7/13/2010 Time : 0:46 ================ STEADY STATE SIMULATION =================== HYDRAULICS SUMMARY (part 1) El Rch El Begin End Flow No No No (km) (km) (cms) Point Inc Source Flow (cms) (m/s) -Thuong nguon Kenh thang 1 1 1 6.00 5.50 0.29 0 0 2 1 2 5.50 5.00 1.04 0.752 3 1 3 5.00 4.50 1.04 0 0 4 1 4 4.50 4.00 1.04 0 0 5 1 5 4.00 3.50 1.04 0 0 6 1 6 3.50 3.00 1.04 0 0 7 1 7 3.00 2.50 1.04 0 0 0 Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 17 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ 8 1 8 2.50 2.00 1.04 0 0 9 1 9 2.00 1.50 1.04 0 0 10 1 10 1.50 1.00 1.04 0 0 11 1 11 1.00 0.50 1.04 0 0 12 1 12 0.50 0.00 1.04 0 0 HYDRAULICS SUMMARY (part 2) El Rch El Velocity Travel Depth No No No Width Volume Time (m/s) (day) (m) (m) (m^3) -Thuong nguon Kenh thang 1 1 1 0.153 0.038 0.086 22.001 946 2 1 2 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 3 1 3 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 4 1 4 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 5 1 5 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 6 1 6 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 7 1 7 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 8 1 8 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 9 1 9 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 10 1 10 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 11 1 11 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 12 1 12 0.255 0.023 0.186 22.002 2.05e+03 HYDRAULICS SUMMARY (part 3) Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 18 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ El Rch El Bottom X-sec Dispersion No No No Area Area Coef (m^2) (m^2) (m^2/s) -Thuong nguon Kenh thang 1 1 1 1.109e+04 1.892 0 2 1 2 1.119e+04 4.092 0 3 1 3 1.119e+04 4.092 0 4 1 4 1.119e+04 4.092 0 5 1 5 1.119e+04 4.092 0 6 1 6 1.119e+04 4.092 0 7 1 7 1.119e+04 4.092 0 8 1 8 1.119e+04 4.092 0 9 1 9 1.119e+04 4.092 0 10 1 10 1.119e+04 4.092 0 11 1 11 1.119e+04 4.092 0 12 1 12 1.119e+04 4.092 0 QUAL 2-E for Windows (32 bit version) copyright 1997/99 by C.R Nippert and J Davis Widener University, Chester Pa all rights reserved ================ CONTROL DATA ========================= WATER QUALITY DATA File : C:\De so 7-CNMT 2009.QUA Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC Run : Lap bieu do su lan truyen chat o nhiem khong ben vung trong kenh Date : 7/13/2010 Time : 0:46 STEADY STATE SIMULATION Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 19 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ WATER QUALITY VARIABLES (part 1) El Rch El Conservative Minerals No No No Temp (C) -Thuong nguon Kenh thang 1 1 1 25.00 2 1 2 25.00 3 1 3 25.00 4 1 4 25.00 5 1 5 25.00 6 1 6 25.00 7 1 7 25.00 8 1 8 25.00 9 1 9 25.00 10 1 10 25.00 11 1 11 25.00 12 1 12 25.00 STEADY STATE SIMULATION WATER QUALITY VARIABLES (part 2) El Rch El No No No DO (mg/L) BOD OrgN NH3N NO2N (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) -Thuong nguon Kenh thang 1 1 1 7.84 2.919 2 1 2 3.07 148.337 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 20 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ 3 1 3 1.84 143.001 0.000 0.000 0.000 4 1 4 1.21 137.857 0.000 0.000 0.000 5 1 5 0.94 132.899 0.000 0.000 0.000 6 1 6 0.88 128.118 0.000 0.000 0.000 7 1 7 0.95 123.510 0.000 0.000 0.000 8 1 8 1.09 119.067 0.000 0.000 0.000 9 1 9 1.28 114.784 0.000 0.000 0.000 10 1 10 1.48 110.655 0.000 0.000 0.000 11 1 11 1.70 106.675 0.000 0.000 0.000 12 1 12 1.92 102.838 0.000 0.000 0.000 STEADY STATE SIMULATION WATER QUALITY VARIABLES (part 3) El Rch El No No No Total NO3N (mg/L) Total N OrgP (mg/L) (mg/L) DisP P (mg/L) (mg/L) -Thuong nguon Kenh thang 1 1 1 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 2 1 2 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 3 1 3 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 4 1 4 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 5 1 5 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 6 1 6 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 7 1 7 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 8 1 8 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 9 1 9 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 10 1 10 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 11 1 11 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 12 1 12 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 21 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ WATER QUALITY VARIABLES (part 3) El Rch El Coliform No No No NO3N CHLA (#/100mL) (ug/L) (SI) -Thuong nguon Kenh thang 1 1 1 0.00 0.000 2 1 2 0.00 0.000 3 1 3 0.00 0.000 4 1 4 0.00 0.000 5 1 5 0.00 0.000 6 1 6 0.00 0.000 7 1 7 0.00 0.000 8 1 8 0.00 0.000 9 1 9 0.00 0.000 10 1 10 0.00 0.000 11 1 11 0.00 0.000 12 1 12 0.00 0.000 Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 22 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ 4 Đề xuất các giải pháp kiểm soát ô nhiễm nguồn nước kênh phù hợp điều kiện Việt Nam Trên cơ sở tính toán lan truyền chất ô nhiễm trong kênh, có thể đề xuất được các biện pháp để kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ chất lượng nước cho các kênh Các biện pháp này gồm biện pháp kĩ thuật và biện pháp quản lý 4.1 Biện pháp kỹ thuật Để bảo vệ nguồn nước có hiệu quả, tất cả các tính toán kiểm tra các chỉ tiêu môi trường của nguồn nước phải được thực hiện trong điều kiện xáo trộn nước thải với nước nguồn yếu nhất Nếu trong trường hợp này, chất lượng nước nguồn đảm bảo thì trong các trường hợp khác, với mức độ tự làm sạch cao hơn, chất lượng nước chắc chắn sẽ đảm bảo yêu cầu sử dụng Đối với kênh, hồ chứa nước và biển ven bờ, do dòng chảy luôn thay đổi, điểm kiểm tra cách cống xả nước thải 1000m Sơ đồ kiểm tra đánh giá chất lượng nước được nêu trên hình 4 Nước thải các xí nghiệp công nghiệp Nước thải khu dân cư Kiểm soát theo TCXDVN51:2006 Đối tượng sử dụng nước Kiểm soát theo tiêu chuẩn chất lượng nước sử dụng Trạm XLNT Điểm xả Trạm cấp nước Kiểm soát theo TCVN6772:2000 hoặc TCXD 188:1996 Điểm lấy nước Điểm kiểm tra Kênh Kiểm soát theo TCVN 5942-1995 Hình 4 Sơ đồ kiểm soát ô nhiễm nước Việc kiểm soát ô nhiễm để xác định mức độ XLNT cần thiết cho khu dân cư hoặc đô thị cũng được thực hiện theo sơ đồ nêu trên hình trên Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 23 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Theo những khoảng thời gian nhất định cần phải cải tạo kênh Xử lý nước thải đến đủ tiêu chuẩn cho phép trước khi xả vào kênh Định kỳ nạo vét đáy kênh nhất là vùng đầu kênh Xây dựng các vòi phun nước và tổ chức hình thức du thuyền đạp nước để tăng cường oxy cho quá trình tự làm sạch nước kênh Xây dựng các tuyến cống bao tách nước thải, tách hoàn toàn nước thải không cho vào kênh Có thể kết hợp các loại hình vui chơi giải trí như bơi thuyền… trong khuôn viên kênh, khai thác tiềm năng du lich của công viên kênh Tăng cường quá trình tự làm sạch trong kênh bằng biện pháp thực vật thuỷ sinh như trồng các loại sen, súng, rong đuôi chó, vùng mép bờ kênh Hình 5: Sơ đồ tổng hợp các biện pháp kỹ thuật bảo vệ nguồn nước Các biện pháp kỹ thuật bảo vệ nguồn nước Hạn chế xả chất thải vào kênh (kiểm soát cuối đường ống) Tăng cường tự làm sạch nguồn nước Quy hoạch hợp lý hệ thống cống xả nước thải Tăng cường xáo trộn tại cống xả nước thải Xử lý nước thải Bổ sung nước sạch để pha loãng nước thải Cấp nước tuần hoàn và sử dụng lại nước thải Sản xuất bằng công nghệ sạch và công nghệ ít chất thải Làm giàu oxi cho nguồn nước Nuôi trồng thủy sản Bảng 6: Các giải pháp kiểm soát ô nhiễm nước Nguyên lý Phương pháp Ví dụ A Giảm sự phát sinh chất thải 1 Cấp nước tuần hoàn cho sản xuất 2 Tách dòng thải có nồng độ chất ô nhiễm cao Thu gom nước làm nguội để tái tuần hoàn và sử dụng Loại chất thải rắn bằng thủ công hay cơ khí và thải riêng biệt một cách dễ dàng Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 24 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Nguyên lý Phương pháp 3 Loại trừ chất thải 4 Thay đổi loại nguyên liệu đầu vào 5 Thay đổi quá trình công nghệ sản xuất 6 Thay đổi hay hoàn thiện sản phẩm đầu ra B Giảm chất thải sau phát sinh 7 Thu hồi vật liệu 8 Sản xuất sản phẩm phụ 9 Xử lý chất thải 10 Tái sử dụng dòng thải Ví dụ Dùng bã thải công nghiệp thực phẩm để nuôi gia súc hoặc nuôi cá Nghiên cứu, tìm kiếm nguyên liệu thay thế thích hợp Đổi từ chiết suất bằng áp lực sang bằng dung môi trong công nghiệp dầu thực vật để đạt hiệu suất chiết cao và giảm hàm lượng dầu trong dòng thải Các chất tẩy rửa với hàm lượng phospho thấp hơn, thay đổi vật liệu bao bì từ loại thải bảo sang có thể thu hồi tái sử dụng trong công nghiệp đóng bao và đóng chai Thu gom xơ quả trong công nghiệp dầu cọ, phơi khô làm nhiên liệu đốt lò hơi Kết hợp chăn nuôi, trồng trọt thành thể thống nhất như hệ chăn nuôi gia cầm, gia súc, thủy vật thủy sinh và cây trồng Kênh oxy hóa tuần hoàn, hồ sinh học, bãi lọc ngập nước Nuôi trồng thực vật thủy sinh, tới cây làm màu mỡ đất, sản xuất khi sinh học C Tăng cường khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải 11 Bổ sung nước pha loãng 12 Xả nước thải phân tán 13 Khuấy trộn nước trong kênh 14 Cung cấp oxy cưỡng bức cho kênh 15 Quy hoạch, bố trí lại dòng thải vào kênh D Các giải pháp 16 Xử lý hóa học trong sinh thái chống kênh phủ dưỡng 17 Giảm sinh khối trong nguồn nước 4.2 Dùng phèn nhôm AL2(SO4)3 hoặc các loại hóa chất khác kết tủa với phospho Đa động vật ăn cỏ vào ăn cỏ trong kênh hoặc phun thuốc diệt cỏ để kiểm soát nồng độ tảo và cỏ Biện pháp quản lý Xác định rõ chức năng của từng kênh và nhiệm vụ quản lý kênh của các đơn vị; xây dựng quy chế quản lý và khai thác cụ thể cho từng kênh Có kế hoạch quan trắc định kì chất lượng nước của kênh Tổ chức thực hiện các biện pháp giáo dục, tuyên truyền ý thức bảo vệ môi trường cho người dân Phổ biến cho cộng đồng các thông tin về môi trường để tăng nhận thức cũng như thực hiện các hành vi thân thiện với môi trường Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 25 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Điều tra, tính toán lợi ích kinh tế từ việc bảo vệ môi trường nói chung, phổ biến cho người dân để họ thấy được lợi ích thiết thực và sẽ tự ý thức việc bảo vệ môi trường Có sự kiểm soát chặt chẽ tình trạng vệ sinh xung quanh kênh Lấy ý kiến đóng góp của người dân xung quanh kênh trong suốt quá trình theo dõi Câu 2: Các quá trình chuyển hoá chất ô nhiễm trong nguồn nước mặt • Chuyển hóa CBOD F(Lc)= -KcLc , M/TL3 • Chuyển hóa NBOD F(LN)= -KNLN , M/TL3 • Làm thoáng oxy bề mặt F(C)=K2 (Cp-C), M/TL3 • Hô hấp cặn lắng F(S)=KS/H , M/TL3 • Độ diệt khuẩn F(B)=-KbCb, 1/TL3 Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 26 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Thùc vËt bËc cao Sinh trt­ëng O2 bÒ mÆt Q.hîp Vi khuÈn ¤xy hoµ tan Bïn ®¸y Phan nitorat N­íc thai Ph©n huû Q hîp ChÕt VÈn næi Hîp chÊt nit¬ T¶o H« hÊp Vi khuÈn chÕt ChÕt L¾ng H« hÊp nitorit, nitorat ho¸ ChÕt vµ ph©n huû VÈn næi ChÕt H« hÊp Q.hîp ChÕt vµ ph©n huû ChÊt huu c¬ Sơ đồ chuyển hóa chất bẩn trong nguồn nước mặt sau khi nhận chất thải Oxy hòa tan và BOD là hai thông số cơ bản để đánh giá tình trạng chất lượng nước sông sau khi tiếp nhận nước thải Đại lượng oxy hòa tan và BOD có mối quan hệ khăng khít với nhau bởi vì bản chất của BOD chính là lượng oxy do vi khuẩn tiêu thụ để oxy hóa các chất hữu cơ Chất lượng nước nguồn và thành phần hệ sinh thái trong sông phụ thuộc vào chế độ và nồng độ oxy hòa tan Vi khuẩn tiêu thụ oxy đóng vai trò chủ đạo trong chu trình vật chất trong sông Khi xả nước thải vào sông sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất bẩn theo sơ đồ hình 4.4 Quá trình oxy hóa BOD và nitorat hóa có thể coi như gần đúng tuân theo quy luật của phản ứng bậc một: F(L) = - K1.L ( 2.1 ) Trong đó: F(L) – lượng BOD bị phân hủy trong một đơn vị thời gian, một đơn vị thể tích nước; L – nồng độ BOD trong nước; K1 – hằng số tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa chất hữu cơ hoặc quá trình nitorat hóa Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 27 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ Sự thâm nhập của oxy từ khí quyển vào nước qua bề mặt phân chia pha là hiện tượng rất quan trọng trong quá trình tự làm sạch của sông Nó cung cấp oxy cho phản ứng oxy hóa các chất hữu cơ và duy trì sự sống của các sinh vật nước Hiện tượng đó gọi là sự làm thoáng bề mặt Sự làm thoáng xảy ra khi nồng độ oxy hòa tan trong nước thấp hơn nồng độ bão hòa Lượng oxy hòa tan vào nước nhờ hiện tượng làm thoáng được xác định theo công thức: F(C) = K2(Cp – C) (2.2 ) Trong đó: F(C) – lượng oxy hòa tan nhờ thấm khí trong một đơn vị thời gian, một đơn vị thể tích nước; C – nồng độ oxy hiện có trong nước; Cp – nồng độ oxy bão hòa trong nước; K2 – hệ số khuếch tán oxy qua bề mặt thoáng và là hàm số của nhiệt độ, được xác định bằng cách tra bảng hoặc nhờ công thức thực nghiệm Các chất rắn được trong nước thải chứa một lượng đáng kể các chất hữu cơ Khi xả vào nguồn, do vận tốc dòng chảy giảm, chúng lắng đọng xuống đáy sông Một phần chất hữu cơ lắng đọng bị phân hủy nhờ hoạt động của vi sinh vật Quá trình phân hủy của cặn lắng có thể hiếu khí hoặc yếm khí tùy thuộc vào các điều kiện của môi trường nước Lượng oxy cần thiết cho sự phân hủy hiếu khí được gọi là nhu cầu oxy hóa của cặn lắng (SOD) Đây cũng là một thông số cần quan tâm đến trong kỹ thuật kiểm soát ô nhiễm nước Lượng oxy tiêu thụ để oxy hóa của cặn lắng đước xác định theo công thức sau: F(S) = KS H (2.3) Trong đó: F(S) – lượng oxy tiêu thụ bởi SOD trong một đơn vị thời gian và một đơn vị thể tích nước; Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 28 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ KS– hệ số hấp thụ oxy của cặn lắng; H – độ sâu trung bình của dòng chảy Cả ba quá trình nêu trên: sự oxy hóa của BOD, sự làm thoáng bề mặt và sự phân hủy của cặn lắng đều là những quá trình làm thay đổi oxy hòa tan trong nước (DO) Ngoài những quá trình đó DO còn bị ảnh hưởng bởi hoạt động sống của các sinh vật nước là tảo và cỏ dại Nếu tính đến quá trình quang hợp xảy ra trong sông, biểu thức mô tả chế độ oxy trong dòng chảy được biểu diễn như sau: F(C) = K2(CS – C) – α P – K1L (2.4) Trong đó: P – cường độ quang hợp; α – hệ số đặc trưng cho quá trình cung cấp oxy do quang hợp Ban ngày DO tăng lên nhờ quá trình quang hợp còn ban đêm DO giảm xuống do bị tiêu thụ trong quá trình hô hấp Như vậy, ảnh hưởng chính trong hoạt động sống của các loài sinh vật nước tới độ oxy hòa tan là làm cho DO dao động giữa ngày và đêm Trong quá trình sinh dưỡng , tảo và thực vật bậc cao sử dụng các chất dinh dưỡng có trong nước làm thức ăn Thành phần các chất dinh dưỡng N, P, C cần thiết với tỷ lệ N:P:C = 15:1:105 là thích hợp cho sinh vật phát triển Khi hàm lượng các chất dinh dưỡng thấp, tảo và cỏ dại phát triển ở mức độ bình thường thì ảnh hưởng của quang hợp và hô hấp tới DO có xu hướng cân bằng nhau và có thể bỏ qua Khi hàm lượng các chất dinh dưỡng cao sẽ gây ra sự tăng trưởng rất nhanh về sinh khối và có thể dẫn tới hiện tượng “phú dưỡng” Trong trường hợp này, quá trình quang hợp và hô hấp ảnh hưởng rất mạnh đến DO Ban ngày DO tăng cao còn ban đêm lại giảm xuống rất thấp Lúc này cần phải tính toán sự thay đổi DO do quang hợp và hô hấp thông qua vòng tuần hoàn của nitơ trong nước Như vậy, oxy hòa tan là chỉ tiêu cơ bản, giữ vai trò quan trọng trong hệ sinh thái sông, hồ Nồng độ DO phụ thuộc vào rất nhiểu yếu tố như quá trình khuếch tán oxy qua bề mặt, quá trình hô hấp, quang hợp của thực vật bậc cao, thực vật lơ lửng, thực vật đáy, quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật (đặc trưng là BOD) Các quá trình này thường rất phức tạp, luôn có quan hệ hữu cơ và chịu tác động của hàng loạt các yếu tố tác động đồng thời Các yếu tố làm thay đổi hàm lượng chất hữu cơ tính theo BOD, trong sông hồ là sự oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ nhờ vi khuẩn, nấm và một số loại vi sinh vật khác, các quá trình hóa lý trong nước như sự bay hơi các chất hữu cơ dễ bay hơi, quá trình Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 29 TiÓu luËn m«n häc: M« h×nh chÊt lîng níc ThÇy híng dÉn: PGS TS TrÇn §øc H¹ hấp thụ, quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ dạng keo, hòa tan thành cặn lắng trong chu chu trình dinh dưỡng, các quá trình quang hợp gây nước nở hoa làm tái nhiễm bẩn … Song yếu tố đảm bảo oxy là một trong những yếu tố cơ bản để quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ diễn ra theo chiều thuận Chính vì vậy mô hình cho hai chỉ tiêu này thường được xây dựng chung và chạy đồng thời Häc viªn: Lª thÞ H¶i §¨ng – Líp CH – CNMT 2009 30