bài tập tính tải lượng

Tính tải lượng đối với máy móc, thiết bị chạy bằng dầu DO
Căn cứ vào khối lượng nguyên liệu thi công xây dựng tại bảng 1.5 thì lượng
dầu DO tiêu thụ một ngày tối đa khoảng 500 lít/ngày ~ 417,5 kg/ngày (tỷ trọng
của dầu 0,835 kg/lít) ~ 52,175 kg/h (ngày thi công 8 giờ).
Thành phần dầu DO:
Ap
Cp
Hp
Np
Op
Sp
Wp

:
:
:
:
:
:
:

0,15%.
85,55%.
11,5%.
0,2%.
0,2%.
0,4%.
2,0%.

Lượng nhiên liệu tiêu thụ (B)

: 52,175 kg/h.

Hệ số cháy không hoàn toàn (η): 1,4%.
Hệ số thừa không khí (α)

: 1,2.

Hệ số tro bụi bay theo khói (a) : 0,4.
: 2200C.

Nhiệt độ
Tính được:

- Lưu lượng khí thải ở điều kiện thực tế

: 2,482 m3/s.

- Lưu lượng khí thải ở điều kiện tiêu chuẩn: 1,374 m3/s.
Ghi chú: Kết quả tính toán dựa trên giáo trình Ô nhiễm không khí và xử lý
khí thải của tác giả Trần Ngọc Chấn, tập 3, NXB KH&KT, Hà Nội - 2001.
Tải lượng, nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải do hoạt động của các
máy móc thiết bị thi công được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 3.2. Tải lượng, nồng độ khí thải phát sinh từ các máy móc thiết bị
Thông số

Tải lượng
(mg/s)

Nồng độ ở đk
tiêu chuẩn

(mg/Nm3)

QCVN
19:2009/BTNMT
(Kv = 1,2, Kp = 1)

Bụi

8,696

23,589

240

SO2

115,855

314,271

600


NOx

50,885

138,031

1.020

CO

404,666

1.097,760

1.200

Tính tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải từ phương tiện vận
chuyển
Theo hệ số đánh giá ô nhiễm nhanh do Tổ chức Y tế thế giới (WHO), 1993
thiết lập đối với động cơ chạy bằng dầu Diezel loại trọng tải > 16 tấn chạy ở vùng
ngoại ô thì tải lượng chất ô nhiễm trong khí thải do các phương tiện giao thông gây
ra là (tính với mật độ xe có tải 525 lượt/ngày):
Bảng 3.19. Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải từ phương tiện vận chuyển
Định mức tải lượng
Tải lượng
TT Chất ô nhiễm
(kg/1000 km)
(mg/m/s)
01 TPS
1,6
0,034
02 SO2
3,715
0,078
03 NOx
24,1
0,507

04 CO
3,7
0,078
05 VOC
3
0,063
Ghi chú: S - Hàm lượng lưu huỳnh trong dầu Diezel, lấy S = 0,25%.

Tính tải lượng chất bẩn của nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt phát sinh do hoạt động của công nhân trong thời gian xây
dựng công trình.
Theo tính toán tại chương 1 thì lưu lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trong
quá trình xây dựng dự án ước tính khoảng bằng 80% nhu cầu nước cấp: 2,25×80%
= 1,8m3/ngày. Tuy nhiên, hầu hết công nhân là người địa phương nên các hoạt
động sinh hoạt tắm giặt đều được thực hiện tại nhà nên nhu cầu lượng nước xả thải
thực tế thấp hơn rất nhiều.
Thành phần nước thải chứa các chất hữu cơ, cặn bã, cặn lơ lửng, các chất dinh
dưỡng và vi sinh vật gây bệnh.
Lượng chất bẩn tính cho 1 người để xác định nồng độ chất bẩn của nước thải
có thể được trình bày trong bảng sau:
Bảng 3.8. Lượng chất bẩn do sinh hoạt hàng ngày của 1 người thải ra
Stt

Chất ô nhiễm

Khối lượng (g/người/ngày)

Vi sinh vật

(MPN/100ml)
1

Chất rắn lơ lửng

70 – 145

2

BOD5

45 – 54

3

COD

72 – 102

4

Dầu mỡ

10 – 30

5

Tổng nitơ

6 – 12

6

Tổng photpho

7

Coliform

0,8 – 4,0
106 – 109

Nguồn : Rapid Inventory Techniques in Environmental Pollution, WHO, 1993.
Thời gian làm việc của công nhân 8h/1ca/1 ngày nên ta có thể lấy hệ số phát
thải của 1 người dân/ngàyđêm tương đương 2 công nhân.
Dựa vào các hệ số ô nhiễm nêu trên, có thể dự báo tải lượng và nồng độ các
chất ô nhiễm sinh ra từ nước thải sinh hoạt trong giai đoạn thi công xây dựng dự án
trong bảng sau;
Bảng 3.9. Tải lượng chất ô nhiễm sinh ra từ nước thải sinh hoạt trong giai
đoạn thi công xây dựng dự án.
Stt

Chất ô nhiễm

Tải lượng (g/ca)

Nồng độ các chất ô
nhiễm

QCVN

14:2008/BTNMT

(mg/l)

(cột B)

1

Chất rắn lơ lửng

1750 - 3625

972,2 – 2013,9

100

2

BOD5

1125 – 1350

625 – 750

50

3

COD

1800 – 2550

1000 – 1416,7

-

4

Dầu mỡ

250 – 750

138,9 – 416,7

20

5

Tổng nitơ

150 - 300

83,3 – 166,7

-

6

Tổng photpho

20 - 100

11,1 – 55,5

-


Stt
7

Chất ô nhiễm
Coliform

Tải lượng (g/ca)
106 – 109 (MPN)

Nồng độ các chất ô
nhiễm

QCVN
14:2008/BTNMT

(mg/l)

(cột B)

106 – 109 (MPN)

5.000

- Tải lượng và nồng độ chất ô nhiễm:
Tổng số cán bộ công nhân viên làm việc khi dự án hoạt động ổn định với
công suất 400 tấn/ngày là 196 người, với định mức sử dụng nước là 70
lít/người/ngày. Như vậy tổng lượng nước thải sinh hoạt phát sinh khoảng 11
m3/ngày (80% lượng nước cấp cho sinh hoạt) tương đương khoảng 330 m3/tháng.
Trên cơ sở hệ số phát thải ô nhiễm do nước thải sinh hoạt do Tổ chức Y tế
Thế giới thiết lập, ta tính được nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
(chưa xử lý) của Nhà máy được thể hiện tại bảng sau:
Bảng 3.23. Tải lượng chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
Chất ô
nhiễm

Tải lượng
(g/người.ngđ)

Nồng độ
ô nhiễm
(mg/l)

Vượt quy
chuẩn
(lần)

962,18

QCVN
14:2008/BTNMT
cột B (mg/l)
50

BOD5

54

COD

102

1817,45

-

-

TSS

145

2583,64

100

25,84

Dầu mỡ

30

534,55

20

26,73

Tổng nitơ

12

213,82

50

4,28

Amoniac
Tổng
photpho
Tổng
Coliforms
(MPN/100m)

4,8

85,53

10

8,55

4,0

107

71,27
1,7.108

Tải lượng khí ô nhiễm từ máy phát điện

10
5.103

19,24

7,13
3,5. 104


Để ổn định cho sản xuất trong trường hợp điện lưới có sự cố, Dự án có sử
dụng 03 máy phát điện dự phòng với công suất 1500KVA. Khi chạy, máy phát
điện định mức tiêu thụ nhiên liệu khoảng 400kg dầu DO/giờ/máy phát
Dựa trên các hệ số tải lượng của Tổ chức y tế thế giới (WHO)
Bảng 3.21. Hệ số các chất ô nhiễm do sử dụng dầu DO (máy phát điện)
Chất ô nhiễm
CO
NOx
SO2
SO3
Bụi
VOC
Hệ số (g/tấn dầu)
1.14 5.010 10.40 280

369
415
0
0
Nguồn: Assessment Sources of Air, Water, Land Polluition, Who, Geneva, 1993

Tương tự như tính khí thải lò hơi ta có nồng độ các chất ô nhiễm trong máy
phát điện:
Vt = 23,915m3/kg nhiên liệu
Lưu lượng khí thải của máy phát điện là QK = 23,915 x 400 = 9.566m3/h
Nồng độ các chất ô nhiễm do đốt dầu DO sử dụng cho mát phát điện được
trình bày trong bảng sau:
Bảng 3.22. Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải máy phát điện trong 01giờ
Chất ô nhiễm
CO
NOx
SO2
SO3
Bụi VOC
Hệ số (g/tấn dầu)
1.14
5.010 10.400 280
369
415
0
Tải lượng (g/h)
456 2.004 4.160
112 147,6 166
3
Nồng độ (mg/m )

47,6 209,4
434,87 11,71 15,43 17,35
7
9
QCVN 19:2009/BTNMT
1000 1000
1500
100
400
(nguồn A – mg/m3)
(nguồn: ĐTM nhà máy kính)
Tải lượng của máy phát điện nhà máy nhíp
Quá trình hoạt động của máy phát điện sẽ sinh ra một số dạng khí thải như bụi,
SO2, NO2, CO, VOC. Lượng dầu DO sử dụng trong quá trình chạy 1 máy phát
điện với công suất 20 kVA là 6 lít/h tương ứng với 5,2 kg/h (với tỷ trọng dầu DO
là 0,87). Hệ số ô nhiễm và tải lượng khí thải sinh ra do hoạt động của một máy
phát điện chạy bằng dầu DO được trình bày ước tính trong bảng sau
TT

Các chất ô nhiễm

Hệ số ô nhiễm
(kg/tấn nhiên liệu)

Tải lượng ô nhiễm


1
Bụi
0,28

0,1218
2
SO2
20
0,0870
3
NOx
2,84
1,2354
4
CO
0,71
0,3089
S: hàm lượng lưu huỳnh trong dầu DO là 1%
Trong quá trình đốt nhiên liệu chạy máy phát điện, giả sử hệ số dư với tỷ lệ hợp
thức là 30% và nhiệt độ khí thải khoảng 700C, thể tích khí thải thực tế sinh ra khi
đốt 1 kg dầu được tính theo công thức:
=++++xT
Trong đó
a: hàm lượng % lưu huỳnh có trong dầu DO (1%)
b: hàm lượng % Nitơ có trong dầu DO (0,2%)
c: hàm lượng % hydro có trong dầu DO (22,8%)
d: hàm lượng % carbon có trong dầu DO (76%)
T: Nhiệt độ khí thải (3430K)
Vt: thể tích khí thải ở nhiệt độ T (với hệ số dư 30%)
Thay số liệu về thành phần dầu DO vào công thức trên ta có Vt = 25,56 m3. Vậy từ
hệ số ô nhiễm của các thành phần của bảng trên, nồng độ các khí ô nhiễm sinh ra
do hoạt động của một máy phát điện dự phòng chạy bằng dầu DO sẽ được ước tính
trong bảng sau:
TT

Các chất ô nhiễm
Nồng độ ô nhiễm
(mg/m3)
1
Bụi
10,59
2
SO2
7,82
3
NOx
111,11
4
CO
27,78
Khí thải phát sinh do vận hành các thiết bị, máy móc
* Nguồn tác động
Trong quá trình vận hành các máy móc, thiết bị khai thác như máy ủi, máy
xúc, mấy đầm sẽ làm phát sinh khí thải chứa bụi khói và các khí độc hại như CO,
SO2, NOx, VOC... ra môi trường xung quanh do việc đốt cháy nhiên liệu dầu DO
của động cơ.
Lượng dầu DO tiêu thụ ước tính khoảng 2.000 lít/ngày ~ 1.670 kg/ngày (tỷ
trọng của dầu 0,835 kg/lít). Tính mỗi ngày làm việc 8 giờ, khi đó lượng dầu tiêu
thụ là 209 kg/h.
Thành phần dầu DO:


Ap :
0,15 %
Cp : 85,55 %

Hp : 11,5
%
Np :
0,2
%
Op :
0,2
%
Sp
:
0,4
%
Wp :
2,0
%
Lượng nhiên liệu tiêu thụ (B)
: 209 kg/h
Hệ số cháy không hoàn toàn (η)
: 1,4%
Hệ số thừa không khí (α)
: 1,2
Hệ số tro bụi bay theo khói (a)
: 0,4
Nhiệt độ
: 2200C
Lưu lượng khí thải ở điều kiện thực tế
: 0,5540 m3/s
Lưu lượng khí thải ở điều kiện tiêu chuẩn
: 0,3068 m3/s
Nguồn: Trần Ngọc Chấn, 2001, Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 3,

NXB KH&KT, Hà Nội.
Kết quả tính toán tải lượng và nồng độ khí thải được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3.4. Tải lượng và nồng độ khí thải phát sinh từ các máy móc khai thác

Thông số
Bụi
SO2
NOx
CO

Tải lượng
(g/s)
0,026746
0,361312
0,122962
1,246544

Nồng độ ở đk
tiêu chuẩn
(mg/Nm3)
50,4132.6
376,5053
231,5237
1.299,0971

QCVN
19:2009/BTNMT
(Kv=1, Kp=1, cột
B)
200

500
850
1.000

Khí thải phát sinh do vận hành các phương tiện vận chuyển
* Nguồn tác động
Hoạt động của các phương tiện vận chuyển làm phát sinh các chất gây ô
nhiễm môi trường không khí như bụi khói, SO 2, NOx, CO, VOC... do việc đốt cháy
nhiên liệu dầu DO trong động cơ.


Theo hệ số đánh giá ô nhiễm nhanh do Tổ chức Y tế thế giới (WHO), 1993
thiết lập đối với động cơ chạy bằng dầu Diezel loại trọng tải (3,5 - 16) tấn chạy ở
vùng ngoại ô thì tải lượng chất ô nhiễm trong khí thải do các phương tiện giao
thông gây ra là:
Bảng 3.5. Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải từ phương tiện vận chuyển
TT

Chất ô nhiễm

Định mức tải lượng
(kg/1000 km)

Tải lượng (mg/m/s)

01

TPS

0,9

0,0068

02

SO2

4,15S

0,0125

03

NOx

14,4

0,1080

04

CO

2,9

0,0218

05

VOC

0,8

0,0060

Ghi chú: S - Hàm lượng lưu huỳnh trong xăng dầu. Giá trị đặc trưng của S
đối với dầu Diezel là (0,2 - 0,5)%, lấy S = 0,4%.
Tổng lượng nước thải, thành phần, nồng độ các chất ô nhiễm
* Nước thải sinh hoạt
Để đảm bảo thời gian xây dựng công trình đơn vị thi công huy động khoảng
200 công nhân làm việc trên công trường, như vậy lượng nước sinh hoạt thải ra
môi trường khoảng 9,0 m3/ngày (theo 20 TCN 33 – 2006, tiêu chuẩn dùng nước
trung bình của mỗi người khoảng 45 lít).
Thành phần của nước thải sinh hoạt bao gồm: chất cặn bã, chất rắn lơ lửng,
chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và các vi sinh vật gây bệnh.
Theo tính toán thống kê của nhiều Quốc gia đang phát triển, khối lượng các
chất ô nhiễm mỗi người đưa vào môi trường hàng ngày nếu không tiến hành xử lý
như sau:
Bảng 3.9. Tải lượng tác nhân ô nhiễm do con người đưa vào môi trường
Tác nhân ô nhiễm
BOD5
COD
Chất rắn lơ lửng (SS)
Dầu mỡ

Tải lượng
(g/người/ngày)
45 – 54
72 – 102,6
70 – 145

10 – 30


Tác nhân ô nhiễm
Tổng Nitơ
Amoniac
Tổng Photpho (Theo P)
Tổng Coliforms

Tải lượng
(g/người/ngày)
6 -12
2,4 - 4,8
0,8 - 4,0
6
10 - 109 (MNP/100ml)

Bảng 3.10. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
Nồng độ
(mg/l)

QCVN 14:2008/BTNMT
(cột B)

- BOD5

500 – 600

60

- COD

800 – 1.140

-

- TSS

778 -1.611

120

- Dầu mỡ

111 – 333

24

- Amoniac

66,7 – 133,3

-

- Tổng Nitơ

26,67 – 53,33

-

8,9 – 44,4

12

Chất ô nhiễm

- Tổng Photpho
Cách quy đổi
Thành phần
Bụi
SO2
NOx
CO
VOC

Nguồn thải E
(kg/km.h)
0,495
0,125
7,551
2,159
0,684

Quy đổi đơn vị
mg/m.s
0,138
0,035
2,097
0,600
0,190