Tiểu luận môn học mô hình chất lượng nước 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

Đề xuất các giải pháp kiểm soát ô nhiễm nguồn nước kênh phù hợp điều kiện Việt NamTrên cơ sở tính toán lan truyền chất ô nhiễm trong kênh, có thể đề xuất được các biệnpháp để kiểm soát ô

TIỂU LUẬN MễN HỌC

MÔ HìNH CHấT lợng nớc

đề 7

1 Tớnh toỏn và lập biểu đồ sự lan truyền chất ụ nhiễm khụng bền vững trong kờnh

thẳng cú chiều rộng trung bỡnh B = 22 m, vận tốc dũng chảy trung bỡnh v=0,29 m/s đến khoảng cỏch x = 4900 m với nồng độ ban đầu của chất ụ nhiễm trong nước thải C x,0 = 210 mg/l Hệ số phõn huỷ chất ụ nhiễm theo thời gian K= 1,5.10-5/s

2.Cỏc quỏ trỡnh chuyển hoỏ chất ụ nhiễm trong nguồn nước mặt

-Oxy hũa tan DO

-Nhu cầu oxy sinh húa BOD

-Nhiệt độ

-Tảo tớnh theo Chlorophyll A

-Nitơ hữu cơ tớnh theo Nitơ

-Ammonia tớnh theo Nitơ

-Nitrit tớnh theo Nitơ

-Nitrat tớnh theo Nitơ

-Phospho hữu cơ tớnh theo Phospho

-Phospho hũa tan tớnh theo Phospho

xả hoặc nhỏnh sụng từ đú mỏy sẽ cho kết quả thành phần cỏc chất ụ nhiễm cú trong

vực sông có đạt tiêu chuẩn cho phép hay không và đưa ra các kết luận nhận xét, giảipháp 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 suấtkhông khí, tốc độ gió

Hình 1: Giao diện tính toán

2 Lập biểu đồ sự dao động BOD:

3 Kết quả chạy mô hình cụ thể:

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

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

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

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 Speed

(m) (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 1.02400

SOD Uptake 1.06000

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 1.600 mg O2/mg algae

O2 uptake by 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 0.000 1/dy

Nitrogen half sat coef 0.150 mg/L

P half sat coef 0.025 mg/L

Algae selfshade extinction coefficients

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 0.000

Respiration Rate Ratio 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

No Name From To Elements

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)

1 Thuong nguon Kenh thang 0.000 0.000 0.000

INITIAL NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS (continued)

No Name Organic Ammonia Nitrite Nitrate

Trapezoidal channels YES

No Name Side Side Bottom Channel Manning

Slope Slope Channel Slope N

(m/m) (m/m) (m) (m/m)

1 Thuong nguon Kenh thang 0.010 0.010 72.2 0.000 0.020

Discharge coefficients NO

No Name Disp Vel Vel Depth Depth

K Coef Exp Coef Exp

1 Thuong nguon Kenh thang 0.00 0 0.000 0.000 0.000

1 Thuong nguon Kenh thang OConnor and Dobbins (3) 1.2960 0.0100

REACTION COEFFICIENTS (continued)

1 Thuong nguon Kenh thang 0.0000 0 0 0.0000

NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS

No Name Organic Organic Ammonia Benthos

No Name Nitrogen Nitrogen Oxidation Ammonia

Hydrolysis Settling Source

(1/dy) (1/dy) (1/dy) (mg/m^2 dy)

1 Thuong nguon Kenh thang 0.000 0.000 0.000 0.000

NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS (continued)

No Name Nitrite Phos Phos Dissolvd

Oxidation Decay Settling Phos

(1/dy) (1/dy) (1/dy) (mg/m^2 dy)

1 Thuong nguon Kenh thang 0.000 0.0000 0.0000 0.000

ALGAE AND OTHER COEFFICIENTS

No Name Chloropyll Algae Nonalgal Coliform

To Algae Settling Light Decay

Ratio Rate Extinc Coef

(ug chla/mg) (ft/dy) (1/ft) (1/dy)

1 Thuong nguon Kenh thang 0.00000 0.0000 0.0000 0.0000

ALGAE/OTHER COEFFICIENTS (continued)

No Name Abitrary Arbitrary Benthos

Noncons Noncons Source

Decay Settling Rate

(1/dy) (1/dy) (mg/m^2 dy)

1 Thuong nguon Kenh thang 0.000 0.000 0.000

INCREMENTAL INFLOW

No Name Flow Temp DO BOD Coliform

(cms) (C) (mg/L) (mg/L) (No/100mL)

1 Thuong nguon Kenh thang 0.000 0.0 0.00 0.00 0.00

INCREMENTAL INFLOW NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS

No Name Chloropyhll Organic Dissolved

Phosphorus Phosphorus

(ug/L) (mg/L) (mg/L)

1 Thuong nguon Kenh thang 0.000 0.0000 0.000

INITIAL NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS (continued)

No Name Organic Ammonia Nitrite Nitrate

1 Thuong nguon Kenh thang

Element 0.29 25.0 6.90 3.10

HEADWATER NITROGEN AND PHOSPHORUS

No Name Coliform Chlorophyll Organic Dissolved

============== SOURCE/SINK & DAM SITE DATA ==================POINT SOURCE/SINK PROPERITES

No Name Type Prcnt Flow Temp DO BOD

Treat

(cms) (C) (mg/L) (mg/L)

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

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 Point Inc No No No Source Flow (km) (km) (cms) (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 0

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

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 Width Volume No No No 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)

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

WATER QUALITY VARIABLES (part 1)

STEADY STATE SIMULATION

WATER QUALITY VARIABLES (part 2)

STEADY STATE SIMULATION

WATER QUALITY VARIABLES (part 3)

WATER QUALITY VARIABLES (part 3)

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 biệnpháp để kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ chất lượng nước cho các kênh Các biện pháp nàygồm 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 môitrường của nguồn nước phải được thực hiện trong điều kiện xáo trộn nước thải vớinước nguồn yếu nhất Nếu trong trường hợp này, chất lượng nước nguồn đảm bảo thìtrong các trường hợp khác, với mức độ tự làm sạch cao hơn, chất lượng nước chắcchắn sẽ đảm bảo yêu cầu sử dụng Đối với kênh, hồ chứa nước và biển ven bờ, dodòng chảy luôn thay đổi, điểm kiểm tra cách cống xả nước thải 1000m Sơ đồ kiểm trađánh giá chất lượng nước được nêu trên hình 4

Nước thải các

xí nghiệp công nghiệp

Nước thải khu dân cư Kiểm soát theo

sử dụng nước

Kiểm soát theo tiêu chuẩn chất lượng nước sử dụng Trạm XLNT

Trạm cấp nước Kiểm soát theo

TCVN6772:2000 hoặc TCXD 188:1996 Điểm xả Điểm lấy nước

Điểm kiểm tra

Kiểm soát theo

Kênh 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 đôthị cũng được thực hiện theo sơ đồ nêu trên hình trên

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 cườngoxy cho quá trình tự làm sạch nước kênh

Xây dựng các tuyến cống bao tách nước thải, tách hoàn toàn nước thải không chovào kênh Có thể kết hợp các loại hình vui chơi giải trí như bơi thuyền… trong khuônviên 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 nhưtrồng 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

Bảng 6: Các giải pháp kiểm soát ô nhiễm nước

Các biện pháp kỹ thuật bảo vệ nguồn nước

Hạn chế xả chất thải vào kênh

(kiểm soát cuối đường ống)

Quy hoạch hợp lý hệ thống cống

xả nước thải

Xử lý nước thải

Cấp nước tuần hoàn và sử dụng

lại nước thải

Nguyên lý Phương pháp Ví dụ

3 Loại trừ chất thải Dùng bã thải công nghiệp thực phẩm để nuôi gia súc hoặc nuôi cá.

4 Thay đổi loại nguyên liệu đầu vào Nghiên cứu, tìm kiếm nguyên liệu thay thếthích hợp

5 Thay đổi quá trình công nghệ sản xuất

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

6 Thay đổi hay hoàn thiện sản phẩm đầu ra

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

B Giảm chất

thải sau phát

sinh

7 Thu hồi vật liệu Thu gom xơ quả trong công nghiệp dầu cọ, phơi khô làm nhiên liệu đốt lò hơi.

8 Sản xuất sản phẩm phụ 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

9 Xử lý chất thải Kênh oxy hóa tuần hoàn, hồ sinh học, bãi lọc ngập nước

10 Tái sử dụng dòng thải Nuôi trồng thực vật thủy sinh, tới cây làm màu mỡ đất, sản xuất khi sinh học.

11 Bổ sung nước pha loãng

12 Xả nước thải phân tán

13 Khuấy trộn nước trong kênh

14 Cung cấp oxy cưỡng bứccho kênh

15 Quy hoạch, bố trí lại dòng thải vào kênh

17 Giảm sinh khối trong nguồn nước

Đa động vật ăn cỏ vào ăn cỏ trong kênh hoặc phun thuốc diệt cỏ để kiểm soát nồng

độ tảo và cỏ

4.2 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 trườngcho người dân Phổ biến cho cộng đồng các thông tin về môi trường để tăng nhận thức