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UNIVERSIDADE TÉCNICA DE LISBOA INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO

UNIVERSIDADE TÉCNICA DE LISBOA INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO. Modelação Ambiental Aula #9 Modelo de qualidade para uma massa de água bem misturada (Parte 1: construção simplificada). R Neves | M Mateus | G Riflet 2009-2010. Modelo de qualidade da água. Plano (da aula)

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  1. UNIVERSIDADE TÉCNICA DE LISBOA INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO Modelação Ambiental Aula #9 Modelo de qualidade para uma massa de água bem misturada (Parte 1: construção simplificada) R Neves | M Mateus | G Riflet 2009-2010

  2. Modelo de qualidade da água • Plano (da aula) • Desenvolver um modelo simplista de qualidade da água para um lago bem misturado (sem estratificação e gradientes) • Propósito do modelo • Simular a dinâmica da degradação de compostos orgânicos numa massa de água bem misturada e o seu impacto na qualidade da água (concentração de oxigénio dissolvido) • Objectivo • Avançar resposta para as duas questões mais frequentes que os modelos de qualidade da água tentam responder: • “Quanto” irá variar o estado de uma massa de água (concentrações das propriedades) • Quanto tempo será necessário para essa variação acontecer

  3. Modelo de qualidade da água • Passos • Definir os processos e variáveis de estado a simular • Modelo conceptual • Parametrizar os processos • Definir as equações de balanço de massa • Adicionar complexidade (mais processos e variáveis de estado)

  4. Lago bem misturado • Corpo de água bem misturado Um corpo de água completamente misturado (á semelhança do CMTR) e com volume constante • Processos • Nitrificação (conversão de amónia em nitrato) • Degradação da matéria orgânica dissolvida (glicose) • Forçamento • Caudal de entrada constante com concentrações de amónia e glicose • Variáveis de estado • Amónia • Nitrato • MOD (matéria orgânica dissolvida) • Oxigénio • Dióxido de carbono

  5. Processos Balanço de massa para o sistema: Acumulação = entrada – saída – reacções - sedimentação • Nitrificação • Conversão de amónia em nitrato • Consumo de oxigénio durante o processo entrada reacção NH4 NO3 O2

  6. Nitrificação Taxa de nitrificação • Grandezas • Taxa de nitrificação : T-1 • Taxa de nitrificação máxima : T-1 • Factor de limitação: não-dimensional

  7. Nitrificação Equações de balanço de massa Calculo estequiometrico

  8. Degradação da MOD • Conversão de glicose em dióxido de carbono e água • Consumo de oxigénio durante o processo • Entrada na forma de glicose • Ciclo em massa de C entrada reacção MOD CO2 O2

  9. Degradação da MOD Taxa de consumo • Grandezas • Taxa de nitrificação : T-1 • Taxa máxima de conversão: T-1 • Factor de limitação da temperatura: não-dimensional

  10. Degradação da MOD Equações de balanço de massa Calculosestequiometricos

  11. Modelo simplista • Equações de balanço de massa

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