CHƯƠNG 1
Câu 1: Tính toán thể tích của hồ chứa trong mùa khô nếu tổng lưu lượng vào là 100 m3/s, tổng lưu lượng ra là 110 m3/s và lưu lượng ra sẽ tăng 1 m3/s mỗi ngày do bay hơi và nhu cầu sử dụng nước. Biết thể tích ban đầu của hồ là 1x109 m3.
Câu 2: Tính toán nồng độ hoá chất độc hại trong hồ ở trạng thái
ổn định khi biết lưu lượng nước thải vào hồ bằng lưu lượng nước chảy ra khỏi hồ Qin = Qout = 10 m3/s,
nồng độ chất độc hại trong nước thải là 100 mg/L và khối
lượng mất đi do phân hủy của chất độc hại là 50 kg/ngày.
Câu 3: Xác định nồng độ theo thời gian của một chất khuếch tán không phản ứng trong một
đọan sông xáo trộn hoàn toàn với các điều kiện sau đây:
i. Nồng độ đầu vào: Cin = 300 mg/L xả liên tục
ii. Lưu lượng: Q = 700 m3/ngày
iii. Nồng độ ban đầu trong nước sông: Co = 50 mg/L
iv. Thể tích của đoạn sông tính toán là: V = 200 m3
Câu 4: Mô hình hóa một đoạn sông được mô phỏng như là một dãy 3 bể phản ứng dòng chảy
liên tục xáo trộn hoàn toàn. Một chất ô nhiễm của thuốc nhuộm không phản ứng được thải vào đầu đoạn sông (thượng lưu). Xác định nồng độ ở trạng thái
ổn định tại các điểm cuối đoạn sông về phía hạ lưu điểm xả, biết rằng:
·
Nồng độ chất ô nhiễm tại điểm xả thượng nguồn là 100 g/m3
·
Thể tích của các đoạn sông mô phỏng là: V1 = 1,8x104 m3;
V2 = 2,7x104 m3; V3 = 3,6x104
m3
·
Thời gian lưu nước trung bình của các đoạn sông: K = V/Q, K1 = V1/Q
= 0,018 ngày; K2 = V2/Q
= 0,027 ngày; K3 = V3/Q = 0,035 ngày
·
Giả sử rằng tốc độ phân hủy chất ô nhiễm tuân theo phản ứng bậc 1 và
k = 0,3 ngày-1.
Câu 5: Một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bao gồm dãy 2 hồ sinh học xáo trộn hoàn toàn, hồ thứ nhất có thời gian lưu nước là 10 ngày, và hồ thứ 2 có thời gian lưu nước là 5 ngày. Hãy kiểm tra hệ thống hồ trên có đáp ứng được hiệu quả xử lý loại
bỏ 99,9% coliform theo tốc độ chết bậc 1 của vi sinh vật hay không? Biết rằng hằng số tốc chết bậc 1, k của vi sinh vật là một hàm của thời gian lưu nước k = 0,2K – 0,3.
CHƯƠNG 2
Câu 6: Một dòng sông có vận
tốc là 0,4 m/s, chiều sâu là 0,3 m và nhiệt độ của nước sông
là 23oC. Tính hệ
số nạp khí.
Câu 7: Một dòng sông rộng
(B = 200m) có lưu lượng là 800m3/s và chiều sâu trung bình là 2,7m. Nhiệt độ trung bình của nước sông là 25oC. Xác định tốc độ nạp khí khi dòng sông này chịu tác dụng của gió với vận tốc 1,5 m/s.
Câu 8: Xác định nồng độ oxy bão hòa của một hồ nước mặn có độ cao so với mặt nước biển là 1 km, độ mặn 10 ppt và nhiệt
độ nước hồ là 25oC?
Câu 9: Một khu đô thị
thải mỗi ngày ra sông 17.360m3 nước thải đã được xử lý có BOD5 = 12mg/L và có hằng số tốc độ BOD là
k=0,12 ngày-1 ở
nhiệt độ 20oC. Sông có lưu lượng 0,43 m3/s và BOD toàn phần là 5,0 mg/L. DO của nước sông là 6,5 mg/L và DO của nước thải sau khi xử lý là 1,0 mg/L. Tính toán DO và BOD toàn
phần đầu tiên sau khi xáo trộn.
Câu 10: Tính độ thiếu hụt ban đầu của một dòng sông sau
khi hòa trộn với nước thải từ một khu đô thị (các dữ liệu được cho trong Câu 9).
Nhiệt độ của nước sông là 10oC
và nhiệt độ của nước thải cũng là 10oC. Biết giá trị DO bão hòa ở 10oC là 11,33 mg/L.
Câu 11: Khu công nghiệp A, tỉnh B có xả nước thải vào đối tượng tiếp nhận là sông C. Lưu lượng dòng nước thải là
9600 m3/ngày, BOD5 ở nhiệt độ 20°C là 30mg/l, nồng độ oxy hòa tan trong dòng nước thải là 2,0 mg/l nhiệt độ của dòng nước thải là 22°C.
Dòng chảy của sông C có lưu lượng là 1500 m3/giờ, BOD5 ở 20°C là 2,5 mg/l, nồng độ oxy hòa tan là 7,0 mg/l. Nhiệt độ dòng chảy là 20°C. Dòng chảy có vận tốc trung bình là 0,3 m/s, độ sâu trung bình là 2,5 m.
Biết rằng sự hòa trộn hoàn toàn diễn ra tức thời. Lấy hệ số tốc độ phân hủy các chất hữu cơ K1 tại nhiệt độ 20°C là 0,15 ngày-1. Sử dụng công thức
O’Connor - Dobbins tính Ka(20°C).
Trong đó V (m/s) là vận tốc trung bình của dòng chảy, H là độ sâu trung bình của con kênh.
Sử dụng mô
hình Streeter – Phelps hãy tính nồng
độ oxy hòa tan tại khoảng cách 5 km so với nguồn xả thải. Cho phép sử dụng Bảng nồng
độ oxy bão hòa trong nước, với
những giá trị nhiệt độ khác có thể lấy xấp xỉ hay nội suy tuyến tính.
Bảng: Nồng độ oxy bão hòa trong nước như một hàm số của nhiệt độ
STT
|
NHIỆT ĐỘ oC
|
NỒNG ĐỘ OXY BÃO HÒA (MG/L)
|
1
|
16
|
10,0
|
2
|
17
|
9,7
|
3
|
18
|
9,5
|
4
|
19
|
9,4
|
5
|
20
|
9,2
|
6
|
21
|
9,0
|
7
|
22
|
8,8
|
8
|
23
|
8,7
|
9
|
24
|
8,5
|
10
|
25
|
8,4
|
Câu 12: Khu công nghiệp A có xả nước thải vào một đối tượng tiếp nhận là một con kênh C. Lưu lượng dòng nước thải là
14400 m3/ngày, BOD5 ở nhiệt độ 20°C là 35 mg/l, nồng độ oxy hòa tan trong dòng nước thải là 2.5 mg/l nhiệt độ của dòng nước thải là 22°C.
Dòng chảy của con kênh có lưu lượng là 1500 m3/giờ, BOD5 ở 20°C là 2.5 mg/l, nồng độ oxy hòa tan là 7,5 mg/l. Nhiệt độ dòng chảy là 20°C. Dòng chảy có vận tốc trung bình là 0,3m/s, độ sâu 2,5m.
Tại khoảng cách
5 km so với nguồn thải người ta bơm nước sạch vào
với mục tiêu pha loãng và làm tăng nồng độ oxy hòa tan trong kênh sông. Dòng nước xả này có các thông số như sau: Lưu lượng
12000m3/ngày, BOD5 ở 20°C là 2,5 mg/l, nồng độ oxy hòa tan là 7,0 mg/l. Nhiệt độ dòng nước xả là 22°C.
Biết rằng sự hòa trộn hoàn toàn diễn ra tức thời. Lấy hệ số tốc độ phân hủy các chất hữu cơ K1 tại nhiệt độ 20°C là 0,15ngày-1.
Sử dụng công thức O’Connor - Dobbins tính Ka(20°C).
Sử dụng mô hình Streeter –
Phelps hãy tính nồng độ oxy hòa tan tại khoảng cách 5 km so với nguồn xả thải thứ hai.
Câu 13: Dòng thải từ trạm xử lý nước thải áp dụng công nghệ bùn hoạt tính có lưu lượng 2 m3/s;
BOD5 = 10 mg/L hệ số f = 1,4, thải vào dòng sông có lưu lượng 5m3/s ,
U = 0,3 m/s và BOD của nước sông bằng zero. Dòng sông có Ka (20oC) =
0,2/ngày. Nhiệt độ nước sông T = 28oC.
a. Xác định nồng độ BOD tại vị trí điểm xả (điểm xáo trộn nước thải và nước sông)?
b. Xác định khoảng cách mà tại đó nồng độ BOD trong nước sông giảm xuống còn 5% nồng độ BOD ban đầu?
Câu 14: Cho số liệu như hình vẽ
a.
Tính toán tải lượng ô nhiễm và nồng độ BOD
trong nước sông tại điểm xả
b.
Xác định các hằng số tốc độ phản ứng
c.
Xác định nồng độ DO bão hòa
d.
Xác định độ thiếu hụt DO cực đại
e.
Xác định nồng độ DO nhỏ nhất do nguồn xả
gây ra
Câu 15: Các số liệu khác cho trên hình vẽ
kèm theo, chú ý rằng chiều sâu của các đoạn sông thay đổi.
a.
Tính
toán tải lượng ô nhiễm
b.
Xác định độ thiếu hụt lớn nhất trong đoạn sông thứ nhất (MP0 – MP20) và thứ 2 sau MP20
c.
Xác định nồng độ DO nhỏ nhất
Câu 16: Xác định nồng độ DO trong hồ xáo trộn hoàn toàn và biểu diễn cân bằng vật chất cho CBODu và DO. Giả sử rằng nguồn thải có nồng độ DO bão hòa ở nhiệt độ nước hồ. Các số liệu khác cho trên hình vẽ kèm theo:
CHƯƠNG 4
Câu 17: Sulfur dioxide phát
thải với tốc độ 160g/s vào khí quyển từ một ống khói có chiều cao hiệu dụng là
H = 60m. Tốc độ gió tại đỉnh ống khói là 6m/s và độ bền vững khí quyển là D.
Xác định nồng độ của sulfur dioxide tại mặt đất dọc theo đường trục cách chân ống
khói 500m. Biết giá trị σy và σz tính theo công thức của Brigg G.:
a. Thành thị b.
Nông thôn
Câu 18: Sử dụng số liệu cho
trong câu 16, xác định nồng độ SO2 tại vị trí cách chân ống khói
500m và cách đường trục 50m theo phương trục y, C(500,50,0).
Câu 19: Tốc độ gió và vận tốc
khí thải lần lượt là 5 và 15m/s. Đường kính trong của ống khói tại miệng thải
là 2 m. Xác định độ nâng cao của luồng khói bằng công thức Holland, Davision và
công thức Briggs. Biết rằng nhiệt độ không khí xung quanh là 30oC và
nhiệt độ khí tại miệng ống khói là 45oC, độ ổn định khí quyển ở lớp
C và áp suất khí quyển là 1atm.
Câu 20: Hydrô sulfide (H2S)
thải ra từ ống khói có chiều cao hiệu dụng 50m trong khu vực nông thôn. Tốc độ
gió là 2,5m/s trong suốt thời gian khảo sát ban đêm, độ mây bao phủ >50%.
Xác định vận tốc gió tăng theo chiều cao? (xem Bảng tra độ ổn định khí quyển
theo vận tốc gió, ngày và đêm; Bảng tra giá trị số mũ p theo độ ổn
định khí quyển vùng thành thị và nông thôn)
Câu 21: Hãy xác định các giá
trị σy và σz tại khoảng cách x = 1000 m phụ thuộc vào độ ổn
định của khí quyển theo các trường hợp dưới đây:
a/ Điều kiện A, điều kiện nông thôn
b/ Điều kiện B, điều kiện nông thôn
c/ Điều kiện C, điều kiện nông thôn
d/ Điều kiện D, điều kiện nông thôn
e/ Điều kiện E, điều kiện nông thôn
f/ Điều kiện F, điều kiện nông thôn
Câu 22: Hãy xác định các giá
trị σy và σz tại khoảng cách x = 1000 m phụ thuộc vào độ ổn
định của khí quyển theo các trường hợp dưới đây:
a/ Điều kiện A, điều kiện thành thị
b/ Điều kiện B, điều kiện thành thị
c/ Điều kiện C, điều kiện thành thị
d/ Điều kiện D, điều kiện thành thị
e/ Điều kiện E, điều kiện thành thị
f/ Điều kiện F, điều kiện thành thị
Câu 23: Một nhà máy phát thải
có ống khói cao 45 m, đường kính của miệng ống khói bằng 2 m, lưu lượng khí thải
là 12,0 m3/s, tải lượng chất ô nhiễm SO2 bằng 20 g/s, nhiệt
độ của khói thải là 200ºC. Nhiệt độ không khí xung quanh là 30ºC và tốc độ gió ở
độ cao 10 m là 3 m/s. Cho trạng thái khí quyển là cấp C, điều kiện nông thôn.
Hãy:
1. Tính vệt nâng ống khói.
2. Tính sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc theo hướng
gió tại khoảng cách 1200 m.
Câu 24: Ống khói của một lò
nung gạch cao 20 m, đường kính của miệng ống khói bằng 0,8 m. Biết rằng ống
khói này năm giữa cánh đồng (điều kiện nông thôn). Ngày tính là 5.5.2008. Số liệu
đo đạc được như sau: lưu lượng khí thải là 2,05 m3/s, tải lượng chất
ô nhiễm SO2 bằng 2,7 g/s, nhiệt độ của khói thải là 150ºC, nhiệt độ
không khí xung quanh là 30ºC và tốc độ gió ở độ cao 10 m là 2,5 m/s. Cho trạng
thái khí quyển là cấp B.
Bằng cách sử dụng mô hình Gauss biến đổi, hãy:
1. Tính vệt nâng ống khói.
2. Tính toán hệ số khuếch tán σy(x), σz(x)
tại khoảng cách x = 520 m
3. Tính sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc theo hướng
gió tại điểm cách ống khói 1220 m.
Câu 25: Nhà máy A có ống
khói cao 40 m, đường kính trong của miệng ống khói là 2,0 m, vận tốc khí thải từ
ống khói phụt ra là Wo = 10 m/s, tải lượng CO là M = 90 g/s, nhiệt độ
của khói thải là Ts = 230ºC. Kích thước khuếch tán rối ngang ko=12
m, hệ số khuếch tán rối đứng k1 =0,03 m2/s, hệ số lưu ý tới sự thay
đổi vận tốc gió theo phương đứng n = 0,14. Biết rằng vận tốc gió đo đạc được tại
độ cao 10 m bằng 2 m/s và nhiệt độ không khí xung quang bằng 25°C. Dùng phương
pháp mô hình Berliand hãy tính nồng độ chất ô nhiễm CO theo hướng gió tại khoảng
cách x = 500 m so với ống khói.
Câu 26: Nhà máy A có ống
khói cao 40m, đường kính trong của miệng ống khói là 2,0 m, vận tốc khí thải từ
ống khói phụt ra là W0 = 10 m/s, tải lượng CO là M = 90 g/s, nhiệt độ
của khói thải là Ts = 230ºC. Kích thước khuếch tán rối ngang ko=12
m, hệ số khuếch tán rối đứng k1 =0,03 m2/s, hệ số lưu ý tới
sự thay đổi vận tốc gió theo phương đứng n = 0,14. Biết rằng thời điểm tính gió
lặng và nhiệt độ không khí xung quanh bằng 25°C. Dùng phương pháp mô hình
Berliand hãy tính nồng độ chất ô nhiễm CO theo hướng gió tại khoảng cách x =
500 m so với ống khói.