Điều kiện tự nhiên đặc điểm kinh tế xã hội

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN- ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

Thành phố Nha Trang nằm ở vị trí trung tâm tỉnh Khánh Hòa Bắc giáp huyện Ninh Hòa, Nam giáp thị xã Cam Ranh, Tây giáp Diên Khánh trong một thung lũng núi vây 3 phía Bắc - Tây - Nam và nằm bên bờ biển Đông ở 12, o 15 độ vĩ bắc và 109, o 12 kinh đông Cách Đà Lạt 220 km về phía Tây, cách thành phố Hồ Chí Minh 450km về phía Nam Thành phố Nha trang nằm ở điểm cực đông của đất nước gần hải phận quốc tế, có mối liên hệ giao thông thuận lợi đối với cả nước và quốc tế.

Sông Cái Nha Trang và sông Cửa Bé chia Nha Trang thành 3 phần, gồm 27 xã, phường:

Phía Bắc sông Cái gồm các xã Vĩnh Lương, Vĩnh Phương, Vĩnh Ngọc và khu vực Đồng Đế gồm các phường Vĩnh Phước, Vĩnh Hải, Vĩnh Hoà, Vĩnh Thọ Phía Nam sông Cửa Bé là xã Phước Đồng

Trung tâm Nha Trang nằm giữa hai con sông, gồm khu vực nội thành với các phường Xương Huân, Vạn Thanh, Vạn Thắng, Phương Sài, Phương Sơn,Ngọc Hiệp, Phước Tiến, Phước Tân, Phước Hòa, Tân Lập, Lộc Thọ, Phước Hải,Phước Long, Vĩnh Trường, Vĩnh Nguyên và các xã ngoại thành phía tây gồmVĩnh Hiệp, Vĩnh Thái, Vĩnh Thạnh, VĩnhTrung.

Nha trang có khí hậu ôn hòa trong cả năm mùa hè nắng nhiều nhưng không nóng bức mùa đông mưa nhiều nhưng không lạnh.

 Nhiệt độ trung bình năm : 26,50 0 C

 Nhiệt độ thấp tuyệt đối : 14,60 0 C

 Nhiệt độ cao tuyệt đối : 39,50 0 C

 Nhiệt độ trung bình tháng : 23,0 0 C

 Tổng lượng mưa trung bình trong cả năm : 1252mm

 Tổng lượng mưa năm cao nhất : 2552mm ( năm1981)

 Tông lượng mưa năm thấp nhất : 641mm

 Tháng có lượng mưa lớn nhất : 1061mm(tháng 11-1917)

 Lượng mưa phân bổ không trong năm 85% lượng mưa tập trung vào những tháng mùa mưa (tháng 9 đến 12)

Trung tâm thành phố Nha Trang có địa hình dốc đều về 4 phía Nơi thấp nhất có cao độ là 4m Nơi cao nhất với cao độ là +8m Với địa hình này rất thuận lợi cho việc tổ chức thoát nước.

1.1.4 Địa chất công trình. Điều kiện địa chất khá ổn định, và được phân bố theo kết quả thể hiện trong bảng dưới đây:

HK Số hiệu lớp đất Độ sâu

(m) Mô tả Sức kháng xuyên(N30)

Chiều sâu mực nước ngầm(m) 17

Thành phố Nha Trang nằm sát vịnh Nha Trang Chế độ thủy triều trong vịnh Nha Trang có dạng không đều Theo số liệu quan trắc tại trạm thuỷ văn Cầu Đá thuộc tỉnh Khánh Hòa, trong tháng có 18-20 ngày nhật triều , thời gian triều dâng nhiều hơn thời gian triều rút Mực nước biển động có tính chu kỳ tương đối rõ ràng với biên độ lớn nhất là 2,4m , biên độ trung bình kỳ triều cường là 1,2 - 2 m , kỳ triều kém là 0,5 m Mực nước thủy triều dao động từ -1,37m đến +1,03m (hệ toạ độ Quốc gia VN2000).

1.1.5.2 Sóng: Độ cao sóng cực đại quan trắc đựơc ở bờ biển thuộc trụ sở UBND tỉnh Khánh Hòa là 2,5m (ngày 15/11/1990) Trong vịnh Nha Trang sóng quan trắc được là sóng có cao độ lớn hơn 2,0m

Dòng chảy năm trung bình nhiều năm trên sông Cái tại Đồng Trăng với diện tích lưu vực 1244km2 đạt 56,5 m3/s , ứng với số môđun dòng chảy là 45,5 l/ s/km2 và tổng số lượng dòng chảy là 1,78 tỉ m3/năm

Tuy nhiên sự biến động dòng chảy năm trong nhiều năm khá lớn Hệ số biến sai

Cv dòng chảy năm 0,37 Dòng chảy năm với tần suất 75% là 41,3 m3/s , tương ứng với 1,3 tỷm3 nước

Dòng chảy mùa lũ : Mùa lũ hàng năm của sông Cái Nha Trang bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12 với sự xê dịch một vài tuần

Bảng 3.2 : Lưu lượng đỉnh lũ tại đỉnh Hà Ra - Xóm Bóng

1.1.5.4 Sông Quán Trường và sông Tắc:

Chế độ thủy văn của sông Quán Trường ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực phía Nam sân bay Nha Trang Nó chỉ là một nhánh của sông Cái Nha Trang, về mùa khô không có nước, về mùa mưa nước từ sông Cái Nha Trang tràn qua cùng với nước ruộng Diễn Khánh tập trung lại rồi xả ra cửa Bé, sông Đồng Bò, gây ra ngập lụt hai bên bờ sông.

Theo quy hoạch sông Quán trường sẽ được cải tạo, nắn thẳng đi sát vào khu vực được mở rộng thành phố về phía tây để đảm bảo thoát nước lũ một phần lưu lượng sông Cái về Cửa Bé

ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI

1.2.1 Vai trò của thành phố Nha Trang.

Nha Trang có nhiều danh lam thắng cảnh nổi tiếng và là một trung tâm du lịch lớn của cả nước Ở Nha Trang có nhiều trường đại học, học viện, viện nghiên cứu, các trường cao đẳng, trường day nghề, các trung tâm triển khai các tiến độ kỹ thuật chuyên ngành đã biến nơi đây thành một trung tâm khoa học - đào tạo của cả vùng Nam Trung bộ

Các danh lam thắng cảnh ở Nha Trang có Tháp Bà Ponagar, Hòn Chồng,Hòn Đỏ, Đảo Yến, Hòn Nội, Hòn Ngoại, Hòn Miếu, Hòn Tre, Hòn Tằm, HònMun, Hòn Lao, Hòn Thị, Sông Lô, bãi Tiên, đảo Ngọc Thảo, đồi La-San, biệt thự Bảo Đại, chùa Long Sơn, tượng Kim Thân Phật Tổ, hồ cá Trí Nguyên, Thuỷ cung,chùa Đá Hang, đảo Khỉ Cù lao

1.2.2 Quy hoạch và phát triển TP Nha Trang.

1.2.2.1 Dân số và diện tích

TT Tên phường Dân số Tỷ lệ tăng dân số D.T đất Mặt độ dân số

(người) (người) (người) (%) (%) (ha) (người/ha) (người/ha) (người/ha)

1.2.2.2 Hiện trạng cấp nước đô thị

Hệ thống cấp nước thành phố Nha Trang được xây dựng trước năm 1955.

Sau nhiều lần được cải tạo và nâng cấp, đặc biệt là sau khi kết thúc “ Dự án Cấp nước và Vệ sinh môi trường các thành phố thị xã “ trong đó có Tiểu dự án Nha

Trang thì thành phố này đã có một hệ thống sản xuất và cung cấp nước sạch khá hoàn chỉnh bao gồm hai Nhà máy nước Xuân Phong và Võ Cạnh sử dụng nguồn nước sông Cái Nha Trang với tổng công suất thiết kế là 75.000m3/ngày Mạng lưới truyền dẫn và phân phối nước sạch gồm 165.512m đường ống cấp I (D>200);

161.528m đường ống cấp II (Du-200) và 256.560m đường ống cấp III (DP-

60), chủ yếu bằng ống thép tráng kẽm và ống PE Trong thời gian tới Công ty Cấp thoát nước Khánh Hòa đang có kế hoạch mở rộng đường ống truyền dẫn và phân phối theo qui hoạch tổng thể đã được phê duyệt, mặt khác tích cực xây dựng đường ống dịch vụ và đấu nối cấp nước vào nhà.

Sản lượng nước sản xuất hàng năm (năm 2003) đạt 20.476.454 m3 Số liệu tháng 6 năm 2004 sản lượng đạt 1.374.133m3/ngày, lượng nước thất thoát chiếm 25,9%, tỷ lệ không thu được tiền nước chiếm 31,9% Trong tổng số lượng nước cấp tháng 6-2004 bao gồm 999.544m3 cấp cho sinh hoạt, 179.293 m3 cấp cho hành chính sự nghiệp, 97.562 m3 cấp cho công nghiệp và 97.734 m3 cấp cho dịch vụ, thương mại. Đánh giá nhu cầu dùng nước của các đối tượng khác nhau qua phân tích số liệu thống kê tháng 6/2004

Kết quả phân tích trình bày trong bảng 2.2 dưới đây:

Nước sinh hoạt Hành chính sự nghiệp

Sản xuất Dịch vụ Cộng

Khối lượng m 3 /ngày l/ng- ngày

Khối lượng m 3 / ngày l/ng- ngày

Khối lượng m 3 /ngày l/ng- ngày

Khối lượng m 3 /ngày l/ng- ngày

Trung tâm 24398,3 130,4 1440 7,0 1396,3 7,09 2235,4 11,35 155,84 Bắc sông Cái

Tất cả đều qui về dân số theo niên giám thống kê năm 2003 (theo dân số kiểm soát được) Tỷ lệ cấp nước giữa các loại:

Tổng lượng nước sinh hoạt + hành chính-sự nghiệp+Dịch vụ tính theo đầu người là 166,4 l/người-ngày.

Hiện nay Công ty Cấp thoát nước Khánh Hòa đã có 52.126 hộ khách hàng bao gồm các cơ quan, công sở, bệnh viện, trường học, nhà hàng, khách sạn, các sơ sở kinh doanh dịch vụ, các cơ sở công nghiệp và các hộ gia đình, tỷ lệ dân số được dùng nước sạch toàn thành phố chiếm 73,18%, trong đó các hộ có đồng hồ đo nước chiếm 99,8% (52.075 hộ) Theo số liệu khảo sát kinh tế xã hội, riêng đối với khu vực dự án VSMT giai đoạn 1 tại Nha Trang, 96,7% số hộ dân sử dụng nước máy cho cả ăn và uống, để tắm, giặt, có 89,4% và 88,5% số hộ Trung bình các hộ dân ở Nha Trang sử dụng 27,5m3 nước/tháng

1.2.2.2 Hiện trạng thoát nước a, Hiện trạng hệ thống thoát nước thành phố Nha Trang

Hệ thống thoát nước ở thành phố Nha Trang thường được gọi là hệ thống thoát nước mưa nhưng do một phần thiết kế và thi công không đúng qui cách, phần khác thì do chất lượng rất kém do xây dựng đã quá lâu Vì vậy nó vừa không đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường khu dân cư, vừa khó khăn cho công tác quản lý vận hành.

Trong tổng số 55,54 km cống ngầm hiện có thì khoảng 10,3 km được xây dựng trước năm 1975 nay đã xuống cấp nghiêm trọng Phần lớn (trên 30km) được xây dựng sau năm 1995 nhưng chất lượng cũng rất thấp

Khu vực trung tâm mà phần lớn là khu vực thành phố cũ có những tuyến cống chính với đường kính lớn, chạy dài từ Na đến Bắc rồi xả vào Sông Cái Nha Trang và sông Quán Trường

Khu vực phía Bắc sông Cái và phía Nam sân bay chủ yếu là những tuyến cống chính theo hướng Đông Tây xả về phía biển hay về phía đồng ruộng thấp.

Khu vực trung tâm có mạng lưới cống tương đối dày đặc, tỷ lệ chiều dài cống so với chiều dài đường phố 46%, mật độ cống 45m/ha Trong khi đó khu vực Bắc sông Cái các giá trị tương ứng là 32% và khu vực Nam Sân bay là 36%

Vào mùa mưa nhiều điểm trong thành phố vẫn còn bị ngập lụt, nghiêm trọng nhất vẫn là khu vực thuộc phường Phương Sài, phường Vĩnh Phước, phường Vĩnh Hải vv trong đó có cả khu vực ga đường sắt ở phường Phước Tân. b, Hệ thống thu gom và xử lý nước thải

Hiện nay, ở thành phố Nha Trang chưa có hệ thống thoát nước thải và Trạm xử lý nước thải tập trung, do vậy để tránh tình trạng nước thải sinh hoạt xả trực tiếp xuống biển và sông mà không qua xử lý gây ô nhiễm môi trường thì UBND thành phố Nha trang có chỉ thị cấm các hộ gia đình đấu nối cống vào cống đô thị Như vậy với những tuyến cống xây dựng từ sau 1995 thì về lý thuyết là không có nước thải Phòng quản lý đô thị Nha trang nhận định rằng có khoảng 5% đấu nối trộm.

Song song với việc cấm đấu nối, UBND thành phố Nha trang đã ban hành mẫu bể tự hoại có ngăn thấm (để nước thải thấm vào đất) Với mật độ dân cư cao, mật độ xây dựng dày đặc trong khu vực đô thị thì đây cũng là một việc làm bất cập, hậu quả đối với môi trường sẽ là lâu dài vì đây là nguồn gây nên ô nhiễm môi trường đất và nước ngầm.

MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC THẢI

CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN

Mật độ dân số khu vực tính toán trong giai đoạn 1 là : n = 213 người/ha

Tiêu chuẩn thải nước q0 = 160 l/người – ngđ.

XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN KHU DÂN CƯ

Từ bản đồ qui hoạch thành phố cho cuối giai đoạn tính toán ta xác định được diện tích:

Diện tích đất xây dựng toàn khu đô thị: F = 752,75 ha.

Mật độ dân số : n = 213 người/ha.

Tiêu chuẩn thải nước : q = 160 l/người – ngđ.

Hệ số xen kẽ các công trình công cộng:  = 0,85

2.2.2 Dân số tính toán: Đây là dân số sống ở cuối thời hạn tính toán thiết kế mạng lưới thoát nước (năm 2020), được tính theo công thức:

N: Dân số tính toán của khu vực n: Mật độ dân số của khu vực

: Hệ số kể đến việc xây dựng xen kẽ các công trình công cộng trong khu dân cư.

2.2.3 Xác định lượng nước thải tính toán.

2.2.3.1 Lưu lượng nước thải trung bình ngày: Q tb ng

N - Dân số tính toán. q0 - Tiêu chuẩn thải nước

2.2.3.2 Lưu lượng nước thải trung bình giây: q s tb

Từ lưu lượng trung bình giây tra bảng II – TCVN 7957-2008 Ta có hệ số không điều hòa Kch

2.2.3.3 Lưu lượng nước thải giây lớn nhất: q s max

Công thức: qs max = qs tb  Kch

Trong đó: qs max : Lưu lượng nước thải giây lớn nhất. qs tb : Lưu lượng nước thải giây trung bình.

Kch : Hệ số không điều hoà chung. qs max = qs tb  Kch = 252,4  1,35 = 340,74 (l/s)

(ha) ng/ha người m 3 /ng.đ (l/s)

Ta có hệ số không điều hòa chung toàn khu vực là Kch = 1,35 từ đó ta xác định được lưu lượng nước thải ra trong các giờ trong ngày.

2.2.4 Xác định lưu lượng tập trung.

Trong phạm vi đồ án này chỉ xét tới lưu lượng nước thải của các bệnh viện, trường học và các khu công nghiệp

2.2.4.1 Xác định nước thải từ khu công cộng a, Bệnh viện:

Tổng số bệnh nhân chiếm 0,6% dân số toàn khu vực

Số bệnh nhân là: B = 100 0 , 6 136285 = 817 người.

Số bệnh viện là : 4 với quy mô là 205 giường trên một bệnh viện.

Tiêu chuẩn thải nước của bệnh viện là : q = 500 l/giường - ngđ.

Hệ số không điều hoà giờ : Kh = 2,5

Số giờ thải nước : 24 h/ngày

Lưu lượng trung bình ngày:

Lưu lượng nước thải trung bình giờ.

Lưu lượng nước thải max giờ.

Qh max = Qh tb  Kh = 4,27  2,5 = 10,68 (m 3 /h) Lưu lượng giây max:

+ Tổng số học sinh chiếm 14% dân số khu vực.

Số học sinh là: N = 100 14 136285 = 19078 (người) ị Cú 14 trường trung học với số học sinh là 1400 học sinh/ trường

+ Tiêu chuẩn thải nước là : 20 l/người – ngđ.

+ Hệ số không điều hoà giờ : Kh = 1,8 + Số giờ thải nước : 12 h/ngày Lưu lượng trung bình ngày:

Lưu lượng trung bình giờ :

Lưu lượng nước thải ra trong 12h mỗi ngày.

Với Kh = 1,8 - Hệ số không điều hoà giờ đối với trường học.

Bảng 0-1:Thống kê lưu lượng nước thải của các công trình công cộng

Số Giờ Q 0 người làm việc (l/ng.ngđ) K h Lưu lượng

(h) Q tb ngđ Q h tb Q h max q s max

1 Tr học 1400 12 20 1,8 28 2,33 4,19 1,16 c, Lưu lượng nước thải từ khu công nghiệp.

Khu công nghiệp 1 có diện tích 22,05 ha Tiêu chuẩn thải nước tính theo diện tích 45 m 3 /ha-ngđ.Lưu lượng nước thải công nghiệp xả vào mạng lưới thoát nước

Các nhà máy trong khu công nghiệp 1 làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ:

Ca 1: 40% QCN tức là Qca 1 = 40% x 992,25 = 396,9 (m 3 /ca)

Ca 2: 40% QCN tức là Qca 2 = 40% x 992,25 = 396,9 (m 3 /ca)

Ca 3: 20% QCN tức là Qca 3 = 20% x 992,25 = 198,45 (m 3 /ca)

- Hệ số không điều hòa giờ của nước thải sản xuất Kh = 1 nếu lưu lượng nước thải của các giờ trong ca được phân bố:

Lưu lượng giây lớn nhất lấy lưu lượng lớn nhất trong các ca

-Nước thải sinh hoạt và nước tắm cho công nhân.

Số công nhân khu công nghiệp là: NCN = 2400 công nhân

Số công nhân làm việc trong các ca tương ứng là 40%,40%,20%

Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng là 40% trong đó số công nhân được tắm là 80%.

Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội là 60% trong đó số công nhân được tắm là 50%.

- Lưu lượng nước thải sinh hoạt của công nhân trong các ca sản xuất

N1: Số công nhân làm việc trong các phân xưởng nguội.

N2: Số công nhân làm việc trong các phân xưởng nóng.

25, 45 là tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt tại nơi làm việc trong các phân xưởng nóng và phân xưởng nguội (l/ng.ca).

Lưu lượng nước tắm của công:

N3:Số công nhân được tắm trong các phân xưởng nguội.

N4:Số công nhân được tắm trong các phân xưởng nóng.

40, 60 là tiêu chuẩn nước tắm của công nhân trong phân xưởng nóng và phân xưởng nguội (l/ng.ca).

Các số liệu tính toán cụ thể được thể hiện trong bảng

Bảng 0-2:- Lưu lượng nước thải sinh hoạt và tắm của công nhân

Công nhân Nước thải sinh hoạt Nước tắm

K h % Người q tc Qca l/ng-ca m 3 /ca l/ng-ca m 3 /ca

Sự phân bố lưu lượng nước bẩn sinh hoạt của công nhân ở các phân xưởng nóng (với K=2,5) và các phân xưởng nguội (với K=3) ra các giờ trong các ca sản xuất bằng % như sau:

Bảng 0-3:Bảng phân phối lưu lượng nước sinh hoạt các giờ trong ca

Giờ Các phân xưởng nóng Các phân xưởng nguội

Lưu lượng nước thải sinh hoạt của công nhân ghi ở trong bảng thống kê lưu lượng bảng II-6.

* Tính toán lưu lượng tập trung từ khu công nghiệp1: Đối với nước thải sinh hoạt của công nhân trong các ca sản xuất được vận chuyển chung với nước tắm của công nhân Ta tính lưu lượng nước thải sinh hoạt trong giờ nước thải lớn nhất và so sánh với nước tắm của công nhân lấy giá trị lớn hơn cộng với lưu lượng nước thảisản xuất tính toán ta sẽ được lưu lượng tập trungcủa khu công nghiệp để tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước của thị xã.

Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất:

N1 và N2: Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội và phân xưởng nóng tính với ca đông nhất.

Kh1 = 3 - Hệ số không điều hòa của phân xưởng nguội.

Kh2 = 2,5 - Hệ số không điều hòa của phân xưởng nóng.

Lưu lượng nước tắm lớn nhất:

N3 và N4: Số công nhân được tắm ở phân xưởng nguội và phân xưởng nóng với ca lớn nhất.

So sánh qs1 max và qs2 max lấy giá trị lớn hơn làm lưu lượng tập trung

Vậy lưu lượng tập trung của khu công nghiệp1: qCN = qs max + qs2 max = 13,78+ 11,1 = 24,89 l/s

 Khu vực sân bay Nha Trang

Khu sân bay Nha Trang có quy mô gồm có:

- 300 nhân viên với tiêu chuẩn thải nước là 45 l / người.ca.

- 500 lượt khách / ngày với tiêu chuẩn thải nước là 15 l / người.ngày.

+ Số khách và nhân viên trong sân bay theo các ca tương ứng là 40%,40%,20%.

Các số liệu tính toán cụ thể được thể hiện trong bảng sau.

Bảng 0- 4:- Lưu lượng nước thải sinh hoạt của nhân viên và hành khách

Số người Nước thải sinh hoạt

Sự phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt của nhân viên (với K=2,5) và hành khách (với K=3) ra các giờ trong các ca sản xuất bằng % như sau:

Bảng 0-5:Bảng phân phối lưu lượng nước sinh hoạt các giờ trong ca

Giờ Nhân viên Hành khách

Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất:

N1 và N2: Số hành khách trong sân bay làm việc trong ca và số nhân viên trong ca đó.

Kh1=3 - Hệ số không điều hòa của hành khách

Kh2=2,5 - Hệ số không điều hòa của nhân viên.

- Trong khu vực sân bay còn có 1 xí nghiệp chế biến xuất ăn hàng không với: + Lưu lượng nước thải là: 150 m 3 / ngày ( qh max = 12,5 m 3 / h ).

+ Hệ số không điều hòa Kh = 2. ị Lưu lượng giõy lớn nhất là : qs max 6 , 3 max q h

= 12 3 , 6 , 5 = 3,47 (l/s) Lưu lượng thải nước tập trung của khu vực sân bay Nha Trang là: qs max = 3,47 + 0,97 = 4,44 (l / s).

Xác định lưu lượng riêng

Trong đó: QCC = QBV + QTH.

Trong khu vực tính toán này có 14 trường học và nên:

QCC =1 4 QTH + 4 QBV = 14.28 + 4.102,5= 802 m 3 /ngđ Lưu lượng nược thải ở khu vực tính toán là:

Q < 5% nên trong tính toán lưu lượng riêng ta tính theo công thức.

Trong đó: n: Mật độ dân số (ng/ha) q0: Tiêu chuẩn thải nước của khu dân cư (l/ng.ng)

LẬP BẢNG TỔNG HỢP LƯU LƯỢNG THÀNH PHỐ

2.3.1 Nước thải sinh hoạt khu dân cư.

Căn cứ vào hệ số không điều hoà chung Kch = 1,35 ta xác định được lượng phân bố nước thải theo các giờ trong ngày (Cột 2, bảng II.6)

2.3.2 Nước thải từ bệnh viện.

Từ hệ số không điều hoà giờ Kh = 2,5 ta được sự phân bố lưu lượng nước thải của bệnh viện theo các giờ, (cột 4, bảng II.6.)

2.3.3 Nước thải từ trường học.

Từ hệ số không điều hoà giờ Kh = 1,8 ta được sự phân bố lưu lượng nước thải của trường học theo các giờ, (cột 6, bảng II.6.)

2.3.4 Nước thải từ các khu công nghiệp.

Nước thải sản xuất từ khu công nghiệp được xử lý sơ bộ đạt tiêu chuẩn cho phép xả vào mạng lưới thoát nước thải toàn thành phố Nước thải sản xuất coi như xả điều hoà theo các giờ cùng ca sản xuất ( Cột 8, bảng II.6).

2.3.5 Nước thải sinh hoạt của CN trong ca sản xuất của khu công nghiệp.

Các giá trị theo hệ số Kh ghi trong cột 9, bảng II.6.

2.3.6 Nước tắm của công nhân theo các ca.

Nước tắm của công nhân ca trước được đổ vào mạng lưới thoát nước vào giờ đầu của ca tiếp sau đó.

Các giá trị theo hệ số Kh ghi trong cột ( 11, bảng II.6).

QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC

2.4.1 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước thải.

Như ta đã phân tích ở trên, điều kiện địa hình của thành phố Nha Trang là cao ở khu vực trung tâm với cao độ lớn nhất là +8m và dốc dần về cả 4 phía với cao độ thấp nhất là khoảng +3.5m.

Nguồn tiếp nhận nước thải:

Dựa vào các đặc điểm trên mà ta có hai phương án thoát nước thải như sau. Phương án 1: Ta đặt 1 trạm xử lý nước thải tại phía Nam thành phố Nước thải từ các khu dân cư và khu công nghiệp thải ra được vận chuyển theo 2 tuyến cống chính Tuyến số 1 chạy song song với sông Quán Trường: A-B-C-D-E-F-F’-G-H- I-K-J-L-M-O-P-Y-S-S5-S6-S7-T-Q thu gom nước thải từ các tuyến cống lưu vực vuông góc với tuyến cống chính Tuyến số 2 chạy dọc bờ biển: 1A1-2A1-3A1- 4A1-5A1-6A1-7A1-8A1-9A1-10A1-11A1-11A1.1-11A1.2-12A1-13A1-14A1 thu gom nước thải của các tuyến cống lưu vực vuông góc với tuyến chính Sau đó nước thải tới trạm xử lý và sau đó được đưa ra nguồn tiếp nhận là Cửa Bé rồi đưa ra biển.

+ Ta đặt 2 trạm xử lý nước thải tập trung Trạm số 1 nằm ở phía Bắc Thành Phố thu gom nước thải ở lưu vực phía Bắc Mạng lưới số 1 này gồm 2 tuyến chính Tuyến I’-I-H-G-F’-F-E-D-C-B-A-A1-A2-A3-1A6-1A5-1A4-1A3- 1A2-1A1 Tuyến cống chính số 2 là: 9A1.1-9A1-8A1-7A1-6A1-5A1-4A1-3A1- 2A1 Các tuyến cống lưu vực đều vuông góc với tuyến cống chính.

+ Trạm xử lý thứ 2 nằm ở khu vực phía Nam thành phố Nước thải được thu về theo hai tuyến cống chính K-J-L-M-O-P-Y-S-S5-S6-S7-T-Q và 10A1- 11A1-11A1.1-11A1.2-12A1-13A1-14A1 Các tuyến cống lưu vực cũng vuông góc với tuyến cống chính

Sơ đồ vạch tuyến mạng lưới được thể hiện trong hình 1 và 2 ở trang sau:

0 400 600 800 1000 m tỉ lệ : sông cái txl mặt bằng hệ thống thoát n ớc thành phố Nha Trang paI tỷ lệ - 1 : 10000 hồ hồ a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c b b b d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d e e c

4 ghi chó đ ờng kính - chiều dài độ dốc : txl : trạm xử lý n ớc thải trạm bơm n ớc thải tr ờng học bệnh viện khu vực cây xanh công viên khu công nghiệp

: : : : : c b a b n b t ® sông cái txl mặt bằng hệ thống thoát n ớc thành phố Nha Trang paIi tỷ lệ - 1 : 10000 hồ hồ a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c b b b d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d e e c

4 ghi chó đ ờng kính - chiều dài độ dốc : txl : trạm xử lý n ớc thải trạm bơm n ớc thải tr ờng học bệnh viện khu vực cây xanh công viên khu công nghiệp

2.4.2 Tính toán mạng lưới thoát nước thải.

2.4.2.1 Tính toán diện tích tiểu khu

- Việc tính toán diện tích tiểu khu dựa trên các số liệu đo đạc trực tiếp trên bản đồ quy hoạch.

- Việc phân chia các ô thoát nước dựa vào sơ đồ mạng lưới.

- Việc tính toán cụ thể được thể hiện ở bảng 1 phụ lục 1.

2.4.2.2 Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống.

Lưu lượng tính toán của đoạn cống được coi là lưu lượng chảy suốt từ đầu tới cuối doạn ống và được tính theo công thức: q n-1 tt = (q n dd + q n nhb + q n vc) x Kch + Sqttr

Trong đó: q n tt: Lưu lượng tính toán của đoạn cống thứ n. q n dd: Lưu lượng dọc đường của đoạn cống thứ n. q n dd = SFi x qr

SFi: Tổng diện tích tất cả các tiểu khu đổ nước thải vào dọc theo đoạn cống đang xét. qr: Lưu lượng đơn vị của khu vực. q n nhb = SFi x qr q n nhb: Lưu lượng của các nhánh bên đổ vào đầu đoạn cống thừ n.

SFi: Tổng diện tích tất cả các tiểu khu đổ nước thải vào đoạn cống đang xét. q n vc: Lưu lượng vận chuyển qua đoạn cống thứ n, là lưu lượng tính toán của đoạn cống thứ (n - 1). qtt n-1=(qdd n-1+qnhb n-1+qvc n-1) x Kch+Sqttr.

Kch: Hệ số không điều hoà chung, được xác định dựa vào:

SQ = (qdd n-1+qnhb n-1+qvc n-1) của đoạn cống đó.

Sqttr:Lưu lượng tính toán của các công trình công cộng, nhà máy, xí nghiệp đổ vào đầu đoạn cống tính toán.

Kết quả tính toán lưu lượng cho các đoạn tuyến cống tính toán và kiểm tra được thể hiện trong các bảng II.8 và ở phần phụ lục 1.

2.4.2.3 Tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước sinh hoạt a, Tính toán độ sâu đặt cống đầu tiên.

Căn cứ vào các bảng tính toán cho từng đoạn ống ở trên ta tiến hành tính toán thuỷ lực cho từng đoạn ống để xác định được đường kính ống (D), độ dốc thuỷ lực (i), vận tốc dòng chảy (v) Sao cho phù hợp với các yêu cầu về đường kính nhỏ nhất, độ đầy tính toán, tốc độ chảy tính toán, độ dốc đường cống, độ sâu chôn cống được đặt ra trong qui phạm. Độ sâu chôn cống nhỏ nhất của tuyến cống được tính theo công thức:

Trong đó: h: Độ sâu đặt cống đầu tiên của cống trong sân nhà hay trong tiểu khu, lấy h = 0,5(m). i: Độ dốc của cống thoát nước tiểu khu hay sân nhà 0 /00.

Theo qui ước, trong tiểu khu, lấy tối thiểu D= 200 mm Đường kính ống thoát nước đường phố lấy tối thiểu D00mm

Z1: Cốt mặt đất đầu tiên của giếng thăm trong nhà hay tiểu khu.

Z2: Cốt mặt đất tương ứng với giếng thăm đầu tiên của mạng lưới thoát nước thành phố.

Dd: Độ chênh cao trình giữa cốt đáy cống thoát nước sân nhà hay tiểu khu và đáy cống của mạng lưới thoát nước thành phố, sơ bộ lấy Dd = 0.1(m)

- Các đoạn đầu của mạng lưới thoát nước vì phải theo qui định về đường kính nhỏ nhất, nên mặc dù lưu lượng không lớn cũng phải dùng ống cỡ 200mm. Đối với trường hợp này không đảm bảo được điều kiện về vận tốc tối thiểu (v 0,7m/s) của dòng nước Vì vậy nên muốn đảm bảo cho đoạn ống không bị lắng cặn thì phải thường xuyên tẩy rửa vì vậy ta bố trí thêm giếng rửa trên những đoạn ống này.

- Khi tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước tại một số điểm tính toán của mạng lưới có độ sâu chôn ống quá lớn (H > 6m), do vậy để đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật trong xây dựng và vận hành ta bố trí các trạm bơm chuyển bậc tại những vị trí đó.

Ta có bảng tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên của các tuyến như sau

Bảng II.8: Bảng tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên của các tuyến

STT Tên điểm L1 + L2 i ∆ d (m) Z1 (m) Z2 (m) hd (m) Hđ (m)

34 14A2 200 0.005 0.1 3.9 3.6 0.4 1.2 b, Tính toán thủy lực mạng lưới.

Dựa vào Phần mềm tính toán thủy lực Hwase – ThS Nguyễn Hữu Hòa ta có bảng tính toán thủy lực của các tuyến tính toán và kiểm tra của 2 phương án thoát nước như sau.

Phương án 1: Kết quả thủy lực của tuyến tính toán và kiểm tra được thể hiện trong bảng II.9 và II-10.

Phương án 2: Kết quả thủy lực của tuyến tính toán và kiểm tra phương án 2 được thể hiện như sau:

+ Mạng lưới 1: Kết quả thủy lực tuyến tính toán thể hiện ở bảng II-11 và kết quả thủy lực tuyến ống kiểm tra thể hiện ở bảng II-12.

+ Mạng lưới 2: Kết quả thủy lực tuyến tính toán thể hiện ở bảng II-13 và kết quả thủy lực tuyến ống kiểm tra thể hiện ở bảng II-14.

Kết quả tính toán thủy lực của các tuyến kiểm tra khác trên toàn mạng lưới thoát nước sẽ được thể hiện trong phần phụ lục1.

TÍNH TOÁN KINH TẾ - LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THOÁT NƯỚC

TÍNH TOÁN KINH TẾ PHẦN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

Cơ sở tính toán dựa vào tài liệu: Định mức dự toán cấp thoát nước ban hành và quyết định 411/BXD ngày 29/6/1999 của bộ xây dựng

3.1.1 Khái toán kinh tế phần đường ống

Bảng khái toán kinh tế đường ống - Phương án 1 Đường kính Chiều dài Vật liệu Đơn giá Giá thành

(mm) (m) (triệu đồng/m) (triệu đồng)

Bảng khái toán kinh tế đường ống - Phương án 2 Đường kính Chiều dài Vật liệu Đơn giá Giá thành

(mm) (m) (triệu đồng/m) (triệu đồng)

3.1.2 Khái toán kinh tế phần giếng thăm

Giếng thăm được xây dựng bằng bê tông và bê tông cốt thép Các giếng thăm có đường kính trung bình 1m, thành giếng dày 0,15 m, tính trung bình các giếng sâu 3,5m Giá thành trung bình mỗi giếng là 2 triệu đồng/giếng.

Khoảng cách giữa các giếng thăm lấy trung bình là 40m - Khi đường kính ống 150 600 mm

- Số lượng giếng thăm là 12533 : 40 = 313 giếng.

- Tổng giá thành xây dựng giếng thăm: 313 x 2 = 626 (triệu đồng).

- Số lượng giếng thăm là 14736 : 40 = 368 giếng.

- Tổng giá thành xây dựng giếng thăm: 368 x 2 = 736 (triệu đồng).

3.1.3 Khái toán kinh tế cho trạm bơm cục bộ

Giá thành xây dựng trạm bơm cục bộ lấy sơ bộ là 200 triệu đồng/ trạm.

- Số lượng trạm bơm cục bộ là 4 trạm.

- Tổng giá thành xây dựng trạm bơm cục bộ: 4 x 200 = 800 (triệu đồng).

- Số lượng trạm bơm cục bộ là 2 trạm.

- Tổng giá thành xây dựng trạm bơm cục bộ: 2 x 200 = 400 (triệu đồng).

3.1.4 Khái toán kinh tế cho phần đào đắp xây dựng mạng.

- Tính sơ bộ lấy giá thành cho 1 m 3 đất đào đắp: 20000 (đồng/m 3 ) = 0,02 (triệu)

- Dựa vào chiều dài đường cống , độ sâu đặt cống và đường kính cống ta tính được thể tích khối đất cần đào đắp.

- Với tổng chiều dài tuyến cống L = 12533 (m).

- Sơ bộ lấy chiều rộng trung bình đường hào là b = 1,6 (m) và chiều cao trung bình đường hào là h = 2,1 (m) Ta có:

- Giá thành đào đắp: 42111 x 0,02 = 842 (triệu).

- Với tổng chiều dài tuyến cống L = 14736 (m).

- Sơ bộ lấy chiều rộng trung bình đường hào là b = 1,5 (m) và chiều cao trung bình đường hào là h = 2 (m) Ta có:

- Giá thành đào đắp: 47155 x 0,02 = 943 (triệu).

3.1.5 Chi phí quản lí mạng lưới trong 1 năm

- Chi tiêu hành chính sự nghiệp cho cơ quan quản lý:

MXD: Vốn đầu tư để xây dựng mạng lưới.

Ta có MXD = S( G đường ống, G giếng thăm, G trạm bơm cục bộ, G đào đắp).

- Lương và phụ cấp cho cán bộ quản lý:

N: Số cán bộ,công nhân viên quản lý mạng lưới b: lương và phụ cấp cho công nhân, b = 0,9 triệu/người.tháng

- Chi phí tiền điện chạy máy bơm tại các trạm bơm tăng áp cục bộ trên mạng được tính theo công thức

Q – Lưu lượng ngày đêm (m 3 /ngđ)

H- Áp lực trung bình của bơm. n1- Hiệu suất bơm n1= 0,8. n2- Hiệu xuất động cơ n2= 0,6. a : Giá điện = 1500đ/KWh.

- Chi phí sửa chữa mạng lưới:

- Chi phí sửa chữa trạm bơm:

- Tổng chi phí sửa chữa:

- Tổng chi phí quản lý:

- Chi phí khấu hao cơ bản hàng năm:

Kc = 3% giá thành xây dựng mạng lưới thoát nước.

* Các chỉ tiêu kinh tế của phương án I:

+ Vốn đầu tư để vận chuyển 1 m 3 nước thải đến trạm xử lý

+ Giá thành vận chuyển 1m 3 nước thải đến trạm bơm chính:

= 175,46 (đ/m 3 ) + Chi phí quản lý hàng năm tính theo đầu người:

- Chi tiêu hành chính sự nghiệp cho cơ quan quản lý:

MXD: Vốn đầu tư để xây dựng mạng lưới.

Ta có MXD = S( G đường ống, G giếng thăm, G trạm bơm cục bộ, G đào đắp).

- Lương và phụ cấp cho cán bộ quản lý:

N: Số cán bộ,công nhân viên quản lý mạng lưới

14 = 10 (người) b: lương và phụ cấp cho công nhân, b = 1,2 triệu/người.tháng

- Chi phí tiền điện chạy máy bơm tại các trạm bơm tăng áp cục bộ trên mạng được tính theo công thức

Trong đó: Q – Lưu lượng ngày đêm (m 3 /ngđ)

H- Áp lực trung bình của bơm. n1- Hiệu suất bơm n1= 0,8. n2- Hiệu xuất động cơ n2= 0,6. a : Giá điện = 1500đ/KWh.

STT Q H N Thành tiền l/s m KW (triệu đồng)

- Chi phí sửa chữa mạng lưới:

- Chi phí sửa chữa trạm bơm:

- Tổng chi phí sửa chữa:

- Tổng chi phí quản lý:

- Chi phí khấu hao cơ bản hàng năm:

Kc = 3% giá thành xây dựng mạng lưới thoát nước.

* Các chỉ tiêu kinh tế của phương án II:

+ Vốn đầu tư để vận chuyển 1 m 3 nước thải đến trạm xử lý Theo đồng/m 3 : V = M xd Q

+ Giá thành vận chuyển 1m 3 nước thải đến trạm bơm chính:

= 159,86 (đ/m 3 )+ Chi phí quản lý hàng năm tính theo đầu người:

SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

- Giá thành xây dựng mạng lưới: MXD = 18121,4 triệu đồng.

- Chi phí quản lý mạng lưới: P = 1069 triệu/năm

- Giá thành vận chuyển 1m 3 nước thải: G = 175,46 đ/m 3

- Giá thành xây dựng mạng lưới MXD = 15088,77 triệu đồng.

- Chi phí quản lý mạng lưới: P = 1080,19 triệu/năm

- Giá thành vận chuyển 1m 3 nước thải: G = 159,86 đ/m 3

Qua phân tích các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hai phương án ta thấy:

Phương án II giá thành xây dựng mạng lưới, chi phí quản lý mạng lưới, giá thành vận chuyển 1m 3 nước thải ra khỏi khu đô thị đến TXL đều thấp hơn phương án I. Phương án II dễ quản lý hơn, nước thải tập trung vào tuyến cống chính nhanh hơn.

Do đó ta kiến nghị chọn phương án II

TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA

LỰA CHỌN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA

- TP Nha Trang Phía Nam giáp cửa Bé, phía Đông giáp biển Đông, phía Tây giáp sông Quán Trường Địa hình san nền dốc về phía bờ sông và biển nên rất thuận lợi cho việc thoát nước mưa Hệ thống thoát nước mưa được xây dựng trên cơ sở bám sát tính chất lưu vực tự nhiên hiện có và quy hoạch san nền.

- Cường độ mưa trong khu vực lớn q20 = 156,4 l/s.ha, mưa theo mùa nên xẩy ra hiện tượng mùa mưa lưu lượng lớn nhưng mùa khô lưu lượng nhỏ

- Hệ thống thoát nước được thiết kế cho năm 2020 và lượng mưa trong khu vực lớn nên ta không thể thiết kế hệ thống thoát nước mưa chung với hệ thống thoát nước sinh hoạt. ị Với những đặc điểm trờn ta chọn hệ thống thoỏt nước mưa nước riờng hoàn toàn

XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG MƯA TÍNH TOÁN

4.2.1 Chọn chu kỳ vượt quá cường độ mưa tính toán.

Nói chung các lưu vực thoát nước mưa đều có diện tích tính toán nhỏ hơn 150ha, địa hình dốc thuận lợi cho việc thoát nước mưa.

Lưu lượng mưa vào mùa mưa rất lớn tập trung vào tháng 9,10,11,12 TP Nha Trang là đô thị loại II nên ta chọn chu kỳ mưa tính toán cho khu dân cư và khu công nghiệp là P = 2 năm.

4.2.2 Cường độ mưa tính toán.

Cường độ mưa tính toán của TP Nha Trang được xác định theo công thức: n n b t p C b q q

Trong đó: q20, b, n, p là các thông số lấy theo từng địa phương Theo bảng 9,1 giáo trình “Mạng lưới thoát nước” ta có: q20 = 156,4 (l/s-ha) c = 0,2738 b = 12,9 n = 0,8768

Khi đó công thức có dạng:

Với các giá trị biết trước của t ta tính được q cho từng đoạn cống tính toán để đưa vào công thức tính toán lưu lượng nước mưa cho tuyến cống đó.

4.2.3 Xác định thời gian mưa tính toán.

Thời gian mưa tính toán được xác định theo công thức: ttt = to + tr + tc (phút).

Trong đó: ttt: thời gian tập trung nước mưa trên bề mặt từ điểm xa nhất trên lưu vực chảy đến rãnh thu nước mưa (phút) Trong điều kiện tiểu khu không có hệ thống thu nước mưa ta có tm = 10 phút. to: thời gian tập trung nước mưa trên bề mặt từ điểm xa nhất trên lưu vực chảy đến rãnh thu nước mưa (phút) to = 10 phút. tr:thời gian nước chảy theo rãnh đến giếng thu đầu tiên: r r r V t  1 , 25 l (phút) lr, Vr là chiều dài và vận tốc nước chảy ở cuối rãnh thu nước mưa.

1,25 là hệ số kể đến sự tăng dần vận tốc ở trong rãnh

  t r (phút) tc: thời gian nước chảy trong cống đến tiết diện tính toán và được xác định theo công thức:

Với: lc: chiều dài mỗi đoạn cống tính toán (m),

Vc: vận tốc nước chảy trong mỗi đoạn cống (m/s). r: hệ số kể đến sự làm đầy không gian tự do trong cống khi có mưa.

Với độ dốc khu vực nhỏ hơn 0,01 ta có r = 2.

Vậy ta có: ttt = 10 + 3 + tc = 13 + tc (phút).

4.2.4 Xác định hệ số dòng chảy.

Số liệu thành phần mặt phủ và hệ số mặt phủ theo bảng 2.6- TCVN 7957- 2008

Bảng 0-4 Thành phần mặt phủ và hệ số mặt phủ theo Bảng2.6-TCVN7957- 2008

STT Loại mặt phủ % Diện tích

Do diện tích mặt phủ ít thấm nước lớn hơn 30% tổng diện tích toàn thành phố cho nên hệ số dòng chảy được tính toán không phụ thuộc vào cường độ mưa và thời gian mưa Khi đó hệ số dòng chảy được tính theo hệ số dòng chảy trung bình:

4.2.5 Xác định hệ số mưa không đều.

Do diện tích các lưu vực nhỏ hơn 150 ha nên ta lấy hệ số mưa không đều là

4.2.6 Công thức tính toán lưu lượng nước mưa.

- Lưu lượng nước mưa được tính theo công thức sau:

 tb - hệ số dòng chảy ( tb = 0,665). q - Cường độ mưa tính toán (l/s-ha).

F - diện tích thu nước tính toán (ha).

 = 1- hệ số mưa không đều.

4.2.7 Tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước mưa

- Việc tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước mưa dựa vào “Phần mềm tính toán thủy lực Hwase của Th.S Nguyễn Hữu Hòa – Trường ĐHXD” Sơ đồ tính toán lưu vực thoát nước mưa được thể hiện trong hình 3 (thể hiện ở trang sau) a b a b a b a b a a a a b b b b

- Đường cống tính toán với độ đầy h/d = 1(cống chảy đầy)

- Chọn tuyến cống tính toán là tuyến M1- CX.

- Độ sâu chôn cống ban đầu được tính theo công thức:

Chiều sâu đặt cống đầu tiên được xác định đảm bảo đặt cống dưới nền đưòng tránh được tác dụng cơ học của các xe cộ đi lại,

Trong đó: h = 0,7 (m) là chiều sâu đặt cống tính từ mặt đất đến đỉnh cống.

Dựa vào phần mềm tính toán thủy lực Hwase của TH.S Nguyễn Hữu Hòa – Trường ĐHXD ta có kết quả tính toán thủy lực đoạn cống M1 – M5 được thể hiện trong bảng IV-2

Tính toán hồ điều hoà

Theo tiêu chuẩn TCVN 7957-2008, dung tích điều hoà được xác định bằng biểu đồ đường lưu lượng chảy vào và xả ra hồ, có xét mức nước trung bình và lớn nhất của nó. Đối với những công trình nhỏ, không yêu cầu độ chính xác cao thì dung tích điều hoà của hồ được xác định theo công thức:

+ Qtt: Lưu lượng tính toán nước mưa chảy tới hồ (tại miệng xả- m 3 /s) +ttt: Thời gian mưa tính toán kể từ điểm xa nhất của lưu vực thoát nước tới hồ, s;

+K: Hệ số biến đổi phụ thuộc vào thời gian dòng chảy từ hồ, xác định dựa vào đại lượng  (: mức độ điều hoà của hồ = Qo/Q, Qo: lưu lượng nước không chảy vào hồ) - lấy theo Bảng 8.6 và đại lượng n (thông số khí hậu của từng địa phương) – tham khảo Bảng 8.7- sách “ Mạng lưới thoát nước ”- PGS.TS Hoàng Văn Huệ chủ biên Đối với TP Nha Trang, lấy n = 2.

- Lưu lượng nước sau hồ điều hoà xác định theo công thức:

+Qo: lưu lượng nước không xả vào hồ (Qo =  Qtt), l/s;

+Qtc : lưu lượng tính toán trung bình tháo cạn hồ được tính toán dựa vào thời gian tháo cạn trung bình của hồ Chọn ttháo cạn = 8h đối với hồ chảy bên và ở trong nội thành.

+Q1 : lưu lượng nước mưa tính toán của khu vực phía sau hồ

- Sơ đồ hồ điều hoà:

Hồ điều hoà chảy bên của tuyến cống M6-CX, theo bảng 4.3 - Tính toán lưu lượng mạng lưới thoát nước mưa tuyến cống nước mưa.

Diện tích trung bình của hồ Ftb = 2,05 (ha)

Lưu lượng lưu vực trước khi chảy vào hồ Q= 5140 (l/s) = 5,14 (m 3 /s)

Thời gian mưa tính toán ttt= 58,7 (phút) = 3522 (s)

Với n = 2 tra bảng được giá trị K = 0,3

Lưu lượng nước không xả vào hồ của lưu vực phía trước hồ:

Q0 = Q. = 5,14 * 0,15 = 0,77 (m 3 /s) Lưu lượng nước mưa chảy vào hồ

Qtt = 5,14 – 0,77 = 4,37 (m 3 /s ) Thể tích điều hoà của hồ là:

Wđh= K Qt tt = 1,1* 4,37* 3522= 16 930 (m 3 ) Chiều cao điều hoà:

Lưu lượng nước chảy trong cống sau hồ:

Với Qtc: lưu lượng trung bình tháo cạn từ hồ, m 3 /s

Thời gian tháo cạn của hồ T = 8 (h)

Từ kết quả tính toán trên và phần mềm tính toán thủy lực của ThS Nguyễn HữuHòa – Trường ĐHXD ta có kết quả tính toán thủy lực tuyến cống M6 –CX trong bảng IV-3.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

Ta chọn phương án thoát nước cho thành phố Nha Trang là chọn 2 trạm xử lý nước thải do đó khi tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải ta chỉ tính toán thiết kế cho trạm có công suất lớn hơn.

Dựa vào bảng tính toán lưu lượng của mạng lưới ta có công suất toàn trạm là : Q = 16500 (m 3 / ngày.đêm)

Nước thải công nghiệp là của khu công nghiệp 1 với lưu lượng là : 992,25 (m 3 / ngày)

Trạm xử lý nước thải này tiếp nhận nước thải của:

+ 10 trường học với lưu lượng là: 28.10 = 280 (m 3 / ngày).

+ 3 bệnh viện với lưu lượng là : 102,5.3 = 307,5 (m 3 / ngày). ị Lưu lượng nước thải sinh hoạt của khu vực trạm xử lý tiếp nhận là:

Từ lưu lượng trung bình giây tra bảng 2.1 - TCVN 7957-2008 Ta có hệ số không điều hòa Kch = 1,6.

Ta có bảng tổng hợp lưu lượng nước thải của khu vực tính toán ( Bảng 5.1)

Từ bảng tổng hợp ta có:

Lưu lượng tính toán giờ max:

Lưu lượng tính toán giờ min:

Lưu lượng tính toán trung bình:

5.1.2 Xác định nồng độ chất bẩn: a, Nước thải sinh hoạt:

 Hàm lượng chất lơ lửng được tính theo công thức:

Trong đó: aSS – Tiêu chuẩn thải chất lơ lửng theo đầu người, aSS = 60 g/ng.ngđ qo – Tiêu chuẩn thải nước tính theo đầu người, qo = 160 l/ng.ngđ

 Hàm lượng BOD5: được tính theo công thức

Trong đó: aBOD – Tiêu chuẩn thải chất lơ lửng theo đầu người, aBOD = 30 g/ng.ngđ qo – Tiêu chuẩn thải nước tính theo đầu người, qo = 160 l/ng.ngđ

L (mg/l) b, Nước thải sản xuất:

Hàm lượng CSS trước khi xả vào hệ thống thoát nước là: 210 (mg/l)

Hàm lượng BOD trước khi xả vào hệ thống thoát nước là: 180 (mg/l) c, Tổng hợp số liệu:

 Hàm lượng chất lơ lửng có trong nước thải:

Hàm lượng cặn lơ lửng có trong hỗn hợp nước thải:

 Hàm lượng BOD có trong hỗn hợp nước thải:

5.1.3 Xác định dân số tính toán: a, Dân số tương đương:

BOD CN i CN i BOD CN tđ a

N L (người) b Dân số tính toán: a Theo chất lơ lửng:

Ntt SS = N + Ntđ SS = 93250 + 3476 = 96726 ( người) b Theo BOD5:

Ntt BOD = N + Ntđ BOD = 93250 + 5958= 99208 (người)

5.1.4 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết.

Việc xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo hàm lượng CSS và hàm lượng BOD5 với nguồn tiếp nhận là của biển được thực hiện theo quyết định số 22/2006 QĐ- Bộ Tài Nguyên và Môi Trường ngày 18/12/2000.

Kf : hệ số kể đến lưu lượng của nước thải xả vào nguồn tiếp nhận.

5.1.4.1 Xác định mức độ xử lý nước thải cẩn thiết theo hàm lượng C SS

Hàm lượng CSS của nước thải là :

Cth = Cyc.Kq.Kf = 50.1.0.9 = 45(mg/l) Mức độ xử lý nước thải cần thiết tính theo hàm lượng BOD là :

5.1.4.2 Xác định mức độ xử lý nước thải cẩn thiết theo hàm lượng BOD 5 :

Hàm lượng BOD của nước thải là :

Lth = Lyc.Kq.Kf = 50.1.0.9 = 45 (mg/l) Mức độ xử lý nước thải cần thiết tính theo hàm lượng BOD là :

LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Song chắn rác máy nghiền rác

Máy ép lọc chân không

Bể mê tan Thu khí Sân phơi cát xả ra nguồn rá c n g h iề n khÝ nÐn

Bể lắng ngang đợt II

Bể đông tụ sinh học Đến nơi xử lý Đi đến nơi xử lý

Thuyết minh phương án I Ở phương án này, nước thải từ hệ thống thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải bơm đến trạm xử lý bằng ống dẫn có áp đến ngăn tiếp nhận Qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền được đưa đến bể Mêtan để lên men còn nước thải đã được tách các loại rác lớn tiếp tục được đưa đến bể lắng cát ngang Sau một chu kỳ, cát lắng từ bể lắng cát được đưa đến sân phơi cát

Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể đông tụ sinh học để loại bỏ một phần cặn lắng, và để làm tăng hiệu quả lắng của công trình lắng tiếp theo Sau đó nước được đưa đến bể lắng ngang đợt I, tại đây các chất thô không hoà tan trong nước thải như chất hữu cơ, được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể Mêtan còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể Lọc sinh học cao tải.

Sau khi đi ra khỏi bể Lọc sinh học cao tải nước được đưa đến bể lắng ngang đợt II Để tăng hiệu lắng ở bể lắng ngang, một phần bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàn về trước bể và bể đông tụ sinh học, Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mêtan đưa ra sân phơi bùn làm khô đến một độ ẩm nhất định Bùn cặn sau đó được dùng cho mục đích nông nghiệp

Sau bể Lọc sinh học, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu xử lý xong vẫn còn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn, … gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau các công đoạn đó nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận.

Phương án đảm bảo hiệu quả xử lý.

Song chắn rác máy nghiền rác

Bể mê tan Thu khí Sân phơi cát xả ra nguồn rá c n g h iề n khÝ nÐn

Bể lắng ngang đợt II

Bể đông tụ sinh học Đến nơi xử lý Đi đến nơi xử lý

Thuyết minh phương án II Ở phương án này, nước thải từ hệ thống thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải bơm đến trạm xử lý bằng ống dẫn có áp đến ngăn tiếp nhận Qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền được đưa đến sân phơi bùn cặn còn nước thải đã được tách các loại rác lớn tiếp tục được đưa đến bể lắng cát Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát được đưa đến sân phơi cát

Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể đông tụ sinh học để giảm bớt một phần cặn Sau đó nước được đưa đến bể lắng ngang đợt I, tại đây các chất thô không hoà tan trong nước thải như chất hữu cơ, được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể Mêtan còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể Aeroten, để tăng hiệu quả xử lý một phần bùn hoạt tính từ bể lắng đợt II, sẽ được đưa quay trở lại trước bể aeroten và trước bể đông tụ sinh học Sau khi ra khỏi bể Aeroten nước sẽ được đưa tới bể lắng ngang đợt II.

Nước sau bể lắng đợt hai, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu xử lý xong vẫn còn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn,… gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau các công đoạn đó nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận.

Toàn bộ lượng bùn cặn dư sau bể aeroten sẽ được nén lại trong bể nén bùn và sau đó sẽ được lên men ở bể Mêtan rồi đưa ra sân phơi bùn làm khô đến một độ ẩm nhất định Bùn cặn sau đó được dùng cho mục đích nông nghiệp

Phương án đảm bảo hiệu quả xử lý.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH PHƯƠNG ÁN I

+ Các thông số tính toán.

Lưu lượng tính toán giờ max:

Lưu lượng tính toán giờ min:

Lưu lượng tính toán trung bình:

Kích thước cơ bản, mm Dống, mm

1000-1400 2000 2300 2000 1600 750 750 600 1000 1200 600 250 Nước thải thành phố được đưa vào trạm xử lý từ hai ống đẩy của trạm bơm thoát nước chính thành phố Ngăn tiếp nhận được bố trí ở độ cao đảm bảo từ đó nước thải có thể tự chảy qua các công trình xử lý trong trạm xử lý Ngăn tiếp nhận được làm bằng bê tông cốt thép, có dạng chữ nhật trên mặt bằng Theo lưu lượng lớn nhất của trạm là Qmax = 1233,49 (m 3 /h) ta có thể trọn kích thước của ngăn tiếp nhận như sau:

Lưu lượng tính toán , l/s qs TB = 190,97 qs max = 340,38 qs min = 81,65 Độ dốc i, 0 /00 3,4 3,4 3,4

Dựa vào kết quả tính toán ta chọn 1 song chắn rác.

Chiều cao xây dựng của mương :

Trong đó : hmax : chiều cao lớp nước lớn nhất trong mương , hmax = 0,468(m) Lấy tròn 0,47 m hbv : chiều cao bảo vệ của mương , hbv = 0,3 (m)

Do lưu lượng nước thải không lớn, thiết kế 2 song chắn rác ở hai mương dẫn riêng biệt song một mương hoạt động.Trong đó ta sử dụng song chắn rác cơ giới.

Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán ở mương dẫn ứng với lưu lượng lớn nhất : h = hmax = 0,47 (m)

Sơ đồ song chắn rác như ở hình sau:

Sơ đồ đặt song chắn rác

1 2 hp h hp a, Tính toán song chắn rác

Số khe hở của song chắn rác : n = q  k q  k

 q : Lưu lượng tối đa của nước thải, q = 0,340(m 3 /s)

 b : Khoảng cách giữa các khe hở b = 20 mm = 0,02 m

 v : Vận tốc nước chảy qua các khe hở của song chắn rác, lấy v = 1 (m/s)

 h : Độ sâu của nước ở chân song chắn rác, h = hmax = 0,47 (m)

 k = 1,05 hệ số kể đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cào rác ở SCR n = 0 , 02 0  , 340 0 , 47  1  1 , 05 = 36 (khe hở) b, Chiều rộng của song chắn rác bs= S.(n-1) + b n

 S : Chiều dày của thanh song chắn, chọn song hình chữ nhật lên chọn S = 8

Kiểm tra vận tốc dòng chảy qua song chắn rác với lưu lượng nhỏ nhất

 = 1 0,08465  0 , 212 = 0,41(m/s) thỏa mãn > 0,4(m/s) c, Chiều dài máng đặt song chắn rác

 l1 : Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn rác

 l2 : Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác

 Lp: Chiều dài máng dẫn nước qua song chắn rác l1 = , Với l1 =0,275(m) Lấy tròn là 0,3m. bk = 0,8 m bs = 1m l2 = 0,5 l1 = 0,5  0,3 = 0,15 (m) d, Chiều dài buồng đặt song tg  b b s k

Chiều dài buồng đặt song ls lấy không nhỏ hơn 1(m) nên chọn ls = 1,5 (m) Tổng cộng chiều dài máng là :

L = 0,3 + 1,5 +0,15=1,95 (m) e, Tính tổn thất áp lực qua song chắn rác hs = k

 Vmax =1,173m/s, vận tốc nước ở kênh trước song chắn ứng với lưu lượng lớn nhất. k - hệ số tính đến hệ số tổn thất áp lực do vướng mắc rác ở song chắn. k = 3,36.Vs - 1,32 = 3,36.1,173 – 1,32 = 2,62

  : Hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh đan   b sin 

+  = 60 0 - góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng nằm ngang.

+  : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn Với thanh song chắn có tiết diện hình chữ nhật thì  = 2,42. ị h s = 0,62 2 9,81 1,173 2 , 62 0 , 11

 (m) f, Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác

H = h + hs + 0,5 =0,47+ 0,11 + 0,5 = 1,08 (m) g, Lượng rác giữ lại sau song chắn rác

= 2,12 (m 3 /ngày) a -Lượng rác tính theo đầu người trong 1 năm, theo Bảng 5.4-TCVN 7957-

Ntt - Dân số tính toán theo chất lơ lửng Ntt = 96726 (người).

Với dung trọng rác là 750 kg/m 3 thì trọng lượng rác trong ngày sẽ là:

P = 750  2,12 = 1590 (kg/ngđ) = 1,59 (T/ngđ) Lượng rác trong từng giờ trong ngày đêm:

- Kh = 2 : Hệ số không điều hoà giờ của rác

- Rác được nghiền nhỏ để dẫn tiếp ngược lại song chắn rác

- Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác là 10 m 3 /1T rác

Chiều dài bể lắng cát ngang được tính theo công thức:

Uo - Độ lớn thủy lực của các hạt cát, chọn Uo = 24,2 mm/s.

K - Hệ số phụ thuộc vào kiểu bể lắng, lấy là 1,3 h - Chiều sâu công tác của bể lắng cát, chọn là 0,8m v - Vận tốc nước trong bể khi lưu lượng nước thải lớn nhất lấy là 0,2m/s

Chọn chiều dài bể là : 9m

Chọn bể lắng cát gồm hai đơn nguyên công tác khi đó chiều rộng của mỗi bể là: n v h b q

Trong đó: q - Lưu lượng nước thải giờ max, q = 0,34 m 3 /s n - Số đơn nguyên công tác, n = 2

Chọn chiều rộng bể là : 1,1 m

Thể tích phần lắng cát của bể lắng cát:

P - Lượng cát được giữ lại trong bể tính theo người, P = 0,02 (l/ng.ngđ)

T - Chu kì thải cát, T = 2 ngđ

N - Dân số tính toán theo chất lơ lửng, N = 96726 (người)

Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát:

Vậy: Chiều cao xây dựng bể lắng cát ngang là:

HXD = h + hc + hbv = 0,8 + 0,2 + 0,5 = 1,5 (m) Kiểm tra lại tính toán với điều kiện: vmin 0,15m/s min min min 2 B h v q s

Chiều cao đập tràn là: p 1 ) (

5.4.4 Tính toán sân phơi cát:

Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong hỗn hợp bùn cát, được xây dựng gần bể lắng cát.

Diện tích của sân phơi cát là:

Trong đó: hc - Chiều cao lớp bùn cát trong năm, hc = 5 m/năm

Chọn sân phơi cát gồm 2 ô, Kích thước mỗi ô là 98 m Tổng diện tích của sân phơi cát là 982 = 144 m 2

5.4.5 Tính toán bể đông tụ sinh học:

Khi sử dụng bể lắng ngang để xử lý, hiệu quả lắng chỉ đạt được E = 50% Hàm lượng cặn lơ lửng đầu vào là 365 mg/l Do đó để đảm bảo được điều kiện tiếp nhận khi xử lý sinh học là không quá 150 mg/l thì trước khi vào bể lắng đợt I ta bố trí bể đông tụ sinh học.

Thể tích bể đông tụ sinh học:

Trong đó: t- Thời gian thổi khí, lấy t = 20 phút

W = 0,5 1233 , 60 49  20 = 204,23 m 3 Diện tích mặt bằng ngăn đông tụ sinh học :

W = 204 2 , 5 , 23 = 81,69 m 2 Chọn h bằng chiều cao bể lắng ngang h = 2,5 (m)

Chọn ngăn đông tụ là hình vuông bố trí đầu bể lắng ngang với số lượng ngăn đông tụ là 4 Do đó ta có diện tích một ngăn đông tụ là : f = 4

Ta chọ kích thước của ngăn đông tụ sẽ là : 4,5 4,5 m.

5.4.6 Tính toán bể lắng ngang đợt I

Chiều dài bể lắng xác định như sau:

H: chiều sâu tính toán của vùng lắng H = 1,5 – 3 (m)

V: tốc độ tính toán trung bình trong vùng lắng 5 – 10 (mm/s)

K: hệ số lấy theo kiểu lắng và cấu tạo của thiết bị phân phối và thu nước ta lấy k = 0,5 – 0,8

Uo độ thô thuỷ lực của hạt cặn

Trong đó: a: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ đối với độ nhớt động học của nước thải ở 23 o c lấy 0.95 t: thời gian lắng,

Thời gian lắng (t) xác định theo công thức 2.14 trang 51 “Xử lý nước thải quy mô nhỏ và vừa” -PGS TS Trần Đức Hạ. t = E

N: hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng đối với các loại hạt chủ yếu, chọn n = 0,25 (do cặn có khả năng kết tụ) w: thành phần lắng đứng của tốc độ nước thải trong bể với v = 8 nội suy từ

Bảng 6.11 tiêu chuẩn TCXDVN 51:2006 được w = 0,03 mm/s

Với H = 2,5 m tra Bảng 6.13 TCVN 7957-2008 được ( h

Chọn chiều dài xây dựng là L = 30 (m)

Thời gian lưu nước trong bể là : t = 0 , 008 30 3600 = 1,04 (h) Diện tích ướt của bể là:

W = v q = 0,008 0.34 = 42,5 (m 2 ) Chiều rộng tổng cộng của bể là

Chọn số ngăn công tác trong bể lắng là 4 ngăn khi đó chiều rộng mỗi ngăn là 4,5 m. Để đảm bảo công trình làm việc khi có sự cố ta xây thêm một ngăn dự phòng

Thể tích ngăn bùn của bể lắng

Q: lưu lượng nước thải ngày đêm

E: hiệu xuất lắng có làm thoáng

T: thời gian tích luỹ cặn lấy 1 ngày

P: độ ẩm của cặn 95% n: số ngăn bể lắng công tác

Tỷ trọng lượng thể tích bùn 1tấn/m 3

W: bùn hoạt tính được tuần hoàn từ bể lắng đợt 2 ta lấy 50% lượng bùn.

Chiều cao lớp bùn cặn trong bể lắng:

W b = 30.4,5 44 , 06 = 0,36m b: chiều rộng của một ngăn bể

Chiều cao xây dựng bể

Hb:chiều cao lớp bùn

Hth:chiều cao lớp trung hoà 0,4m

Hbv: chiều cao lớp bảo vệ 0,4m

Hàm lượng chất lơ lửng còn trong nước thải sau khi lắng

5.4.6 Tính toán bể lọc sinh học cao tải

2 - hệ thống r nh thu n ớc ãnh thu nước

3 - dàn ống phân phối n ớc

4 - ống cung cấp n ớc vào bể chó thÝch

3 a Hệ số tính toán được xác định như sau

Vì ta sử dụng bể đông tụ sinh học trước bể lắng đợt 1 nên hàm lượng BOD5 sẽ giảm đi 10% Do đó hàm lượng BOD5 trước khi vào bể lọc sinh học cao tải còn lại là: La = 187.90% = 168,3 mg/l.

La , Lt hàm lượng BOD của nước thải trước và sau khi xử lý

Dựa vào Bảng 6.20 – TCVN 7957-2008 ta có các thông số tính toán bể lọc sinh học cao tải như sau

Chiều cao lớp vật liệu lọc H = 2m

Tải trọng thuỷ lực q = 20 m 3 /m 2 ngày

Lượng khí cấp cho bể là B = 8 m 3 /m 3 b Diện tích bề mặt bể lọc là

Bể lọc sinh học có dạng hình tròn trên mặt bằng Chọn 2 bể, diện tích mặt bằng của mỗi bể là f = n

825 = 412,5 (m 2 ) c Đường kính của mỗi bể lọc sinh học là

4 = 4 3 412 , 14 , 5 = 22,9(m) Ta chọn đường kính bể là: 23m. Tổng thể tích vật liệu lọc là

W = F.H = 825.3 = 2475 (m 3 )Lớp vật liệu lọc là đá dăm, cuội, sỏi, gạch vỡ với đường kính là 40 – 70 mm

5.4.7 Tính toán bể lắng ngang đợt II a Thời gian lắng:

Thời gian lắng được tính toán phụ thuộc vào quá trình xử lý sinh học Với bể lọc sinh học cao tải t > 1,5 h Ta chọn thời gian lắng là 2 giờ. b Thể tích của bể lắng:

W = Qtt.t Với bể lọc sinh học Qtt = Qtb = 687,5 m 3 /h

W = 687,52 = 1375 m 3 Chọn chiều cao vùng lắng là 2,5 m Khi đó diện tích mặt bể là:

2 hbv: Chiều cao lớp bảo vệ hth: chiều cao lớp trung hòa hct: chiều cao công tác hố thu cặn máng dẫn n ớc ra máng dẫn n ớc vào m ơng phân phối n ớc m ơng thu n ớc

F = W h = 1375 2 , 5 = 550 m 2 c Xác định vận tốc dòng chảy.

Với bể lắng ngang v < 5 mm/s Ta chọn v = 4 mm/s

Vậy chiều dài cần thiết của bể là

L = v.t = 4.7200 = 28800 mm = 28,8 m Chọn chiều dài xây dựng là 29 (m).

Chọn bể lắng ngang gồm 4 ngăn Khi đó chiều rộng mỗi ngăn là

Chọn phương án thu cặn ở đầu bể, thiết kế độ dốc của đáy bể là i= 0,005 d Tính toán thể tích hố chứa bùn.

Hàm lượng chất lơ lửng ra khỏi bể lắng đợt hai là Cnrh = 45 mg/l.

Vậy khối lượng bùn của một bể trong một ngày( chu kỳ xả bùn 1 ngày) chưa kể đến lượng bùn hoạt tính tuần hoàn là:

Gb = (C1 – Cnth) q1bể = (146 – 45)356400000 = 5,2.10 10 mg = 52 tấn

Do lượng bùn hoạt tính được tuần hoàn 50% lên trước bể đông tụ sinh học vì vậy trong một ngày lượng bùn được giữ lại trong một bể là: g = Gb /2 = 52/2 = 26 tấn

Thể tích của hố thu bùn là

 là khối lượng riêng của bùn hoạt tính lấy là 1 tấn/m 3

Wb = 26/1 = 26 m 3 Chiều cao lớp bùn là:

= 4 , 6 26 30 = 0,19 m Chiều cao xây dựng bể là

Các loại cặn dẫn đến bể mêtan bao gồm :

 Cặn từ bể lắng đợt I

 Rác đã nghiền từ song chắn rác

 Cặn từ bể lắng đợt II

2 D h1 hct h2 a, Cặn tươi từ bể lắng đợt I

Cặn tươi từ bể lắng đợt I với độ ẩm p = 95% được tính theo công thức:

 Q : Lưu lượng nước tính toán ngày đêm, Q 500 (m 3 /ng.đ)

 Chh : Hàm lượng cặn lơ lửng trong hỗn hợp nước thải, Chh = 365

 E : Hiệu suất từ bể lắng đợt I có kể đến đông tụ sinh học, E 60%

 K : Hệ số tính đến sự tăng lượng cặn do cỡ hạt lơ lửng lớn, K 1,1

  c : Dung trọng của cặn lắng, lấy c =1

365 + 26 ị Wbc = 105,5 (m 3 /ngđ) b, Lượng rác đã nghiền

Lượng rác đã được nghiền nhỏ từ độ ẩm P1 = 80% đến độ ẩm P2 = 95% được tính theo công thức:

 W1 : Lượng rác lấy khỏi máy nghiền với độ ẩm ban đầu P = 80% đã tính toán ở phần trước, W1 = 1,59 (m 3 /ngđ)

100 = 6,36 (m 3 /ngđ) c, Lượng cặn từ bể lắng II:

Lượng bùn tới từ bể lắng đợt 2 với độ ẩm là 95% được tính theo công thức :

Thể tích tổng hợp của hỗn hợp cặn:

W = Wbc+ Wb +WR = 105,5 + 46+ 6,36 = 157,86 (m 3 ) Độ ẩm trung bình của hỗn hợp cặn được tính theo công thức:

 Ck : Lượng chất khô trong cặn tươi:

 Bk : Lượng chất khô trong màng vi sinh vật từ bể lắng II:

 Rk : Lượng chất khô trong rác nghiền:

Vì độ ẩm của hỗn hợp lớn hơn 94% lên ta chọn chế độ lên men ấm, t = 33  35 0 C.

Dung tích bể Mêtan được tính theo công thức:

 D : Liều lượng cặn tải ngày đêm, tra bảng lấy d = 9%

Chọn 2 bể Mêtan, thể tích một bể là:V = 1754 2 = 877 (m 3 )

Theo bảng P3.7- Các kích thước cơ bản – Giáo trình XLNT- PGS.TS Trần Đức Hạ Ta chọn 2 bể Mê tan định hình có kích thước như bảng sau: Đường kính m

Lượng khí đốt thu đươc trong quá trình lên men cặn được tính: y  a  100 n D

Trong đó : - a: khả năng lên men lớn nhất của chất không tro trong cặn tươi

+ C0: lượng chất không tro của cặn tươi

Ac: độ ẩm háo nước ứng với cặn tươi Ac = 5  6%.

Tc: độ tro của chất khô tuyệt đối ứng với cặn tươi Tc = 25% + R0: lượng chất không tro của rác nghiền.

Ar: độ ẩm háo nước ứng với rác nghiền Ar = 5  6%.

Tr: độ tro của chất khô tuyệt đối ứng với rác nghiền Tr = 25% + B0: lượng chất không tro màng vi sinh vật đến từ bể lắng đợt II

Ab: độ ẩm háo nước ứng với màng vi sinh vật Ab = 6%.

Tb: độ tro của chất khô tuyệt đối ứng với bùn hoạt tính dư

- n: hệ số phụ thuộc vào độ ẩm cặn đưa vào bể lấy theo bảng 6- 33 TCVN

- D liều lượng cặn đưa về bể mêtan ngày đêm D = 9% ị Lượng khớ thu được trong quỏ trỡnh lờn men cặn là: kg nd m y a 0 , 45 /

* Lượng khí tổng cộng thu được là: wk = y.(C0 + R0 + B0) 1000 wk = 0,45 (4,33+0,224+1,76) x 1000 wk = 2841 (m 3 /ngđ)

Trạm khử trùng có tác dụng khử trùng triệt để các vi khuẩn gây bệnh mà chúng ta chưa thể xử lý được trong các công trình xử lý cơ học, sinh học trước khi xả ra sông Để khử trùng nước thải, ta dùng phương pháp Clorua hoá bằng Clo hơi.

Việc tính toán trạm khử trùng theo điều 6.26 –TCVN 7957 - 2008.

Quá trình phản ứng giữa Clo và nước thải xảy ra như sau:

Cl2 + H2O = HCl + HOCl Axit hypoclord một phần bị ion hóa

HOCl và đặc biệt ion OCl - với nồng độ xác định sẽ tạo điều kiện oxy hoá mạnh có khả năng tiêu diệt vi khuẩn

Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng được tính theo công thức: y = 1000

 Q: Lưu lượng đặc trưng của nước thải (m 3 /h)

 a : Liều lượng Clo hoạt tính, khi làm sạch sinh học không hoàn toàn, a = 5 (g/m 3 ), lấy theo điều 6.26.3 – TCVN 7957 – 2008. Ứng với lưu lượng đặc trưng max,tb, min ta có lượng Clo hoạt tính cần thiết như sau: y max 1000

= 1,47 (kg/h) Để định lượng Clo ,xáo trộn Clo hơi với nước công tác, điều chế và vận chuyển đến nơi sử dụng ta dùng Cloratơ chân

 Công suất theo Clo hơi : 0,40 2,05 (kg/h)

 Loại lưu lượng kế : PC -3

 áp lực nước trước ejector : 2,5 (kg/cm 3 )

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH PHƯƠNG ÁN II

5.5.1 Tính toán ngăn tiếp nhận nước thải (giống phương án I)

5.5.2 Tính toán mương tiếp nhận (giống phương án I)

5.5.3 Tính toán song chắn rác (giống phương án I)

5.5.4 Tính toán bể lắng cát ngang (giống phương án I)

5.5.5 Tính toán sân phơi cát (giống phương án I)

5.5.6 Tính toán bể đông tụ sinh học (giống phương án I)

5.5.7 Tính toán bể lắng ngang đợt 1 (giống phương án I)

Việc tính toán bể Aeroten dựa theo mục 6-15 và phụ lục VII- TCVN.7957 -

2008 Khi BOD5 của nước thải đưa vào bể Aerôten lớn hơn 150 (mg/l) nên thiết kế bể Aerôten đẩy có ngăn khôi phục bùn để xử lý nước thải.

Sơ đồ tính toán của bể Aeroten

6 - đập tràn thành mỏng ghi chó

5 - máng thu n ớc vào bể lắng đợt 2

4 - máng dẫn bùn hoạt tính

B B H a, Tính toán các kích thước cơ bản

- Thời gian thổi khí của hỗn hợp nước thải và bùn tuần hoàn ở nhiệt độ nước thải 23 0 C là:

Trong đó: aa: nồng độ bùn duy trì trong Aerôten aa = 1,5 (g/l)

La: BODcủa nước thải trước khi vào Aerôten Do qua các công trình xử lí cơ học hàm lượng BOD5 ban đầu giảm khoảng 10% ->20% Chọn 10% => La

Lt: BOD của nước thải sau khi ra khỏi Aerôten Lt = 45 (mg/l).

Theo qui phạm (TCVN.7957-2008) thời gian nạp khí của hỗn hợp nước thải luôn luôn trong mọi trường hợp đều phải không nhỏ hơn 2 giờ Thời gian nạp khí của hỗn hợp nước thải ở nhiệt độ 23 0 C là không đảm bảo được tiêu chuẩn theo qui phạm Nên ta chọn thời gian nạp ta = 2 giờ

- Tỉ lệ bùn hoạt tính tuần hoàn so với lưu lượng tính toán của nước thải là:

Trong đó: a: Nồng độ bùn trong ngăn khôi phục bùn, theo mục 6.15.4 TCVN 7957-2008 ta chọn: a = 4 g/l.

Liều lượng bùn hoạt tính trong ngăn tái sinh được xác định theo công thức: a r = a.( 1 )

R = 4.( 2 0 1 , 47  1 ) = 8,25 g/l I: Chỉ số bùn Theo tiêu chuẩn chọn I = 80

- Thời gian cần thiết (giờ) để ôxy hoá chất bẩn là: t a a a L

Tr: độ tro của bùn trong bể Aerôten Tr = 0,3.

C 0 : nồng độ ôxy cần thiết duy trì trong bể Aeroten C 0 = 4 (mg/l)

: tốc độ ôxy hóa chất bẩn tính bằng mg BOD5 trên 1g chất không tro trong một giờ Ta tính theo công thức sau:

= 85 168 , 3 4  33 168 4 , 3  4 0 , 625 168 , 3 1  0 1 , 07 4 = 12,28 Thời gian cần thiết để tái sinh bùn hoạt tính là: tts = t0 - ta = 3,7 - 2 = 1,7 (h).

Thể tích riêng phần bể Aerôten được tính:

Qh : Lưu lượng trung bình của 8 giờ liên tục thải nước lớn nhất từ 8h tới 16h, trong bảng tổng hợp lưu lượng nước thải ta có Qh = 983,63(m 3 ).

- Thể tích ngăn khôi phục bùn là:

- Thể tích chung của bể Aerôten là:

- Thời gian xử lý nước thải tính toán là: t = ta (1 + R) + tts R = 2 (1 + 0,47) + 3,96 0,6 = 5,8 (h).

* Xác định kích thước bể Aerôten:

Chọn bể Aerôten với số hành lang trong một đơn nguyên là 4 hành lang: ba hành lang làm nhiệm cụ oxy hoá các chất bẩn còn một hành lang làm nhiệm vụ tái sinh bùn

Kích thước bể aeroten như sau:

- Số đơn nguyên là: N = 2 đơn nguyên

Diện tích mặt bằng của bể là: F H

- Chiều dài tổng cộng của các hành lang là:

- Chiều dài xây dựng của một hành lang: l = n N

229 = 28,7 m Lấy tròn là 29 m. n: Số hành lang trong mỗi đơn nguyên, n = 4

Hn - Chiều cao lớp nước trong bể Hn = 4 m hbv - Chiều cao bảo vệ hbv= 0,4 m

Vậy kích thước bể Aeroten là: B  L  H = 16  29  4,4 (m)

- Độ tăng sinh khối của bùn:

C1 :Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải vào bể C1= 146(mg/l).

5.5.9 Bể lắng ngang đợt II Đối với bể lắng đợt II, ta tính toán kích thước bể theo phương pháp tải trọng thuỷ lực bề mặt.

Sơ đồ tính toán bể lắng ngang đợt II

2 hbv: Chiều cao lớp bảo vệ hth: chiều cao lớp trung hòa hct: chiều cao công tác hố thu cặn máng dẫn n ớc ra máng dẫn n ớc vào m ơng phân phối n ớc m ơng thu n ớc

- Tải trọng thủy lực bề mặt được tính theo:

Trong đó: k: Hệ số sử dụng dung tích bể theo mục 6.16.2 TCVN 7957-2008 thì k

= 0,4 (đối với bể lắng ngang). at: Nồng độ sau khi ra khỏi bể lắng, at = 45 (mg/l). aa: Nồng độ bùn trong bể Aerôten, aa = 1,5 (g/l).

Ja: chỉ số bùn Mohlman, lấy Ja = 80 (cm 3 /g).

H: chiều cao lớp nước trong bể lắng H = 2,5 m.

- Diện tích mặt thoáng của bể lắng:

Chọn vận tốc nước chảy trong bể v = 8 mm/s = 0,008 m/s

- Diện tích mặt cắt ướt của bể:

- Chọn số đơn nguyên n = 4 bể, chiều rộng của một đơn nguyên b = 4,5m

- Chiều dài bể lắng ngang đợt II là:

- Thời gian nước lưu lại trong bể lắng ngang đợt II là: t = v 3600 L = 0 , 008 16 , 3600 5 = 0,57 (h)

Không đảm bảo thời gian lắng của bể lắng ngang đợt II sau aeroten làm sạh không hoàn toàn (t = 1÷ 2 h) Để đảm bảo thời gian nước lưu lại trong bể lắng, ta chọn thời gian lắng là 1h có chiều dài của bể lắng ngang đợt II là:

- Thể tích vùng chứa nén cặn:

B: Lượng bùn hoạt tính dư g/m 3 (trước khi lắng): B 7,29 (g/m 3 ). b: Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng II.

Theo Bảng 6.15 TCVN 7957-2008 với Lt = 45mg/l, thời gian lắng t= 1h, ta có b 58 (mg/l) = 58 (g/m 3 )

Q: lưu lượng nước thải trong 1 ngày, Q = 16500 (m 3 /ngđ). t: thời gian giữa hai lần xả cặn, t = 2 ngày p: độ ẩm của cặn, p = 99%. n: số bể lắng, n = 4

- Chiều cao lớp bùn trong bể lắng ngang đợt II:

- Chiều cao xây dựng của bể lắng ngang đợt II:

H - chiều cao công tác của bể; H = 2,5m. hth - chiều cao lớp nước trung hoà của bể; hth = 0,5 m. hb - chiều cao lớp bùn; hb = 0,03 m. hbv - chiều cao bảo vệ bể; hbv = 0,37 m.

Kích thước bể lắng ngang đợt II là: H  b L = 3,5 4,5  29 (m).

5.5.10 Tính toán trạm khử trùng nước thải (giống phương ánI)

5.5.11 Máng trộn vách ngăn có lỗ (giống phương án I)

5.5.12 Tính toán bể tiếp xúc li tâm (giống phương án I)

5.5.13 Thiết bị đo lưu lượng (giống phương án I)

5.5.14 Tính toán bể nén bùn ly tâm.

Bùn hoạt tính dư với độ ẩm p = 99% từ bể lắng đợt II dẫn về bể nén bùn và độ ẩm của bùn sau khi nén phải đạt p = 95% trước khi dẫn tới thiết bị cô đặc bùn. Thời gian nén bùn: t = 10 12 h.

- Hàm lượng bùn hoạt tính dư lớn nhất:

Pb - Độ tăng sinh khối của bùn từ bể aeroten, Pb = 167,29 (mg/l).

K - Hệ số không điều hoà tháng của bùn hoạt tính dư, lấy K = 1,3 (theo điều 6.15.9 – TCVN 7957 - 2008).

- Lưu lượng bùn dư lớn nhất được dẫn về bể nén bùn:

Q: lưu lượng nước thải tính bằng m 3 /ngđ; Q = 16500 (m 3 /ngđ).

C: nồng độ bùn hoạt tính dư trước khi nén, lấy C = 6000 (g/m 3 )

- Lượng nước tách ra trong quá trình nén qn = qmax.

P1, P2 : độ ẩm của bùn hoạt tính dư trước và sau nén

- Diện tích bể nén bùn ly tâm được tính theo công thức

V1: tốc độ chuyển động của bùn từ dưới lên

- Diện tích của ống trung tâm:

V2: tốc độ chuyển động của bùn trong ống trung tâm

- Diện tích tổng cộng của bể nén bùn:

Xây dựng 2 bể nén ly tâm, diện tích mỗi bể là:

- Đường kính mỗi bể nén bùn:

- Đường kính ống trung tâm:

- Đường kính phần loe của ống trung tâm: d1 = 1,35.d = 1,35 x 0,27= 0,365 (m)

- Đường kính tấm chắn: dc = 1,3 d1 = 1,3 0,365 = 0,474 (m)

- Chiều cao phần lắng của bể nén bùn: h1 = V1 t 3600 (m)Trong đó: t - thời gian lắng bùn, t = 10 h.

- Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 45 0

Với d là đường kính đáy bể: d = 0,5 m.

- Chiều cao bùn hoạt tính đã nén được tính theo công thức: hb = h2 - h3 - hth (m).

Trong đó: h3 - Khoảng cách từ đáy ống loe tới tấm chắn, h3 = 0,5 (m). hth - Chiều cao lớp nước trung hoà hth = 0,3 (m) hb = 2,05 - 0,5 - 0,3 = 1,25 (m).

- Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn:

Trong đó: hbv - chiều cao bảo vệ bể, hbv= 0,4 (m).

5.5.15 Tính toán bể mê tan

Các loại cặn dẫn đến bể mêtan bao gồm :

 Cặn từ bể lắng đợt I

 Rác đã nghiền từ song chắn rác

 Bùn hoạt tính dư đã nén từ bể nén bùn. a, Cặn tươi từ bể lắng đợt I

Cặn tươi từ bể lắng đợt I với độ ẩm p = 95% được tính theo công thức:

 Q : Lưu lượng nước tính toán ngày đêm, Q 500 (m 3 /ng.đ)

 Chh : Hàm lượng cặn lơ lửng trong hỗn hợp nước thải, Chh = 365

 E : Hiệu suất từ bể lắng đợt I có kể đến đông tụ sinh học, E 60%

 K : Hệ số tính đến sự tăng lượng cặn do cỡ hạt lơ lửng lớn, K 1,1

  c : Dung trọng của cặn lắng, lấy c =1

365 + 26 ị Wbc = 105,5 (m 3 /ngđ) b, Lượng rác đã nghiền

Lượng rác đã được nghiền nhỏ từ độ ẩm P1 = 80% đến độ ẩm P2 = 95% được tính theo công thức:

 W1 : Lượng rác lấy khỏi máy nghiền với độ ẩm ban đầu P = 80% đã tính toán ở phần trước, W1 = 1,59 (m 3 /ngđ)

100 = 6,36 (m 3 /ngđ) c, Lượng bùn hoạt tính dư từ bể nén bùn.

: Hệ số tính đến sự tăng không đều của bùn hoạt tính.

 =1,151,25,lấy  = 1,15. b: Hàm lượng bùn hoạt tính trôi theo nước ra khỏi bể lắng đợt II b = 58 mg/l.

P: Độ ẩm của bùn hoạt tính, P = 97%.

Thể tích tổng hợp của hỗn hợp cặn:

W = Wbc+ Wb +WR = 105,5 + 60,45+ 6,36 = 172,31 (m 3 ) Độ ẩm trung bình của hỗn hợp cặn được tính theo công thức:

 Ck : Lượng chất khô trong cặn tươi:

 Bk : Lượng chất khô trong bùn hoạt tính dư từ bể nén bùn.

 Rk : Lượng chất khô trong rác nghiền:

Vì độ ẩm của hỗn hợp lớn hơn 94% lên ta chọn chế độ lên men ấm, t = 33  35 0 C.

Dung tích bể Mêtan được tính theo công thức:

 D : Liều lượng cặn tải ngày đêm, tra bảng lấy d = 9%

Chọn 2 bể Mêtan, thể tích một bể là:V = 1916 2 = 957,27 (m 3 )

Theo bảng P3.7- Các kích thước cơ bản – Giáo trình XLNT- PGS.TS Trần Đức Hạ Ta chọn 2 bể Mê tan định hình có kích thước như bảng sau: Đường kính m

Lượng khí đốt thu đươc trong quá trình lên men cặn được tính: y  a  100 n D

Trong đó : - a: khả năng lên men lớn nhất của chất không tro trong cặn tươi

+ C0: lượng chất không tro của cặn tươi

Ac: độ ẩm háo nước ứng với cặn tươi Ac = 5  6%.

Tc: độ tro của chất khô tuyệt đối ứng với cặn tươi Tc = 25% + R0: lượng chất không tro của rác nghiền.

Ar: độ ẩm háo nước ứng với rác nghiền Ar = 5  6%.

Tr: độ tro của chất khô tuyệt đối ứng với rác nghiền Tr = 25% + B0: lượng chất không tro của bùn hoạt tính dư từ bể nén bùn.

Ab: độ ẩm háo nước ứng với bùn hoạt tính dư Ab = 6%.

Tb: độ tro của chất khô tuyệt đối ứng với bùn hoạt tính dư

- n: hệ số phụ thuộc vào độ ẩm cặn đưa vào bể lấy theo bảng 6- 33 TCVN

- D liều lượng cặn đưa về bể mêtan ngày đêm D = 9% ị Lượng khớ thu được trong quỏ trỡnh lờn men cặn là: kg nd m y a 0 , 46 /

* Lượng khí tổng cộng thu được là: wk = y.(C0 + R0 + B0) 1000 wk = 0,45 (4,33+0,224+0,99) 1000 wk = 2550 (m 3 /ngđ)

5.5.16 Tính toán sân phơi bùn.

Sơ đồ sân phơi bùn

Cặn sau khi lên men ở bể Mêtan và cặn từ bể tiếp xúc được dẫn đến sân phơi bùn để làm ráo cặn đến độ ẩm cần thiết.

- Thể tích cặn từ bể tiếp xúc được tính:

- Thể tích tổng cộng của cặn dẫn đến sân phơi bùn:

W - thể tích cặn từ bể Mê tan W = 172,31 (m 3 ).

W0 - thể tích cặn từ bể tiếp xúc W0 = 4,96(m 3 ).

- Diện tích hữu ích của sân phơi bùn được tính:

Trong đó: q0: Tải trọng lên sân bùn Theo bảng 5-5 Giáo trình  Xử lý nước thải - ĐHXD -1978” Với nền nhân tạo có hệ thống rút khi làm khô cặn và bùn hoạt tính lên men ta có q0= 2m 3 /m 2 năm. n: Hệ số kể đến điều kiện khí hậu n = 2,7.

- Chọn sõn phơi bựn chia ra làm 12 ụ ị Diện tớch mỗi ụ:

- Diện tích tổng cộng của sân phơi bùn:

MẶT BẰNG TỔNG THỂ VÀ CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH TRONG TXL

- Khi lập mặt bằng tổng thể của trạm xử lý phải xét đến khả năng mở rộng (theo mặt bằng, cao trình và tiết diện các kênh máng).

- Trên mặt bằng thể hiện các công trình chính và phụ để xử lý nước thải, đồng thời có các đường ống dẫn nước, điện, đường đi

- Ngoài các công trình sản xuất chính, tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương, trong phạm vi trạm xử lý còn phải có các công trình phục vụ khác như: lò hơi, xưởng cơ khí, trạm biến thế, nhà để xe, phòng hành chính, phòng thí nghiệm.

- Xung quanh trạm xử lý phải có hàng rào ngăn cách, trong trạm phải đầy đủ tiện nghi, trồng cây xanh, chiếu sáng, đường cấp phối và qua lại giữa các công trình, nhà cửa

- Mặt bằng tổng thể : Xem bản vẽ số 09

5.6.1.2 Cao trình trạm xử lý

- Cao độ mặt đất tại nơi xây dựng trạm xử lý là : 3,5m

- Để xác định sự liên quan giữa các công trình về mặt cao trình, song song với việc thiết lập mặt bằng tổng thể của trạm, ta phải dựng mặt cắt dọc theo chiều chuyển động của nước và bùn - gọi là mặt cắt dọc "theo nước" và "theo bùn".

- Mặt cắt "theo nước" là mặt cắt triển khai các công trình theo đường chuyển động dài nhất của nước từ kênh dẫn vào trạm đến cống xả ra sông hồ chứa.

- Mặt cắt "theo bùn" bắt đầu từ miệng van xả bùn từ bể lắng đợt II đến sân phơi bùn.

Việc xác định chính xác tổn thất áp lực qua mỗi công trình và ống dẫn là điều kiện đầu tiên bảo đảm cho trạm xử lý làm việc bình thường.

+ Tổn thất áp lực trong trạm xử lý gồm:

Bể làm thoáng sơ bộ : 15 - 25 cm

Bể lắng ly tâm : 50 - 60 cm

Bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng : 60 - 70 cm

Bể biôphin với tưới phản lực : H + 150 cm

Bể biôphin với vòi phun bất động : H + 250 cm

H - chiều cao lớp vật liệu lọc, cm + Xây dựng cao trình các công trình trong trạm xử lý :

- Cao trình đáy mương dẫn nước ra miệng xả là :2,82 m

- Cao trình đỉnh mương dẫn nước ra miệng xả là :

Trong đó : Hxd =1,15m – Chiều cao xây dựng của mương dẫn

- Cao trình mực nước trong mương :

- Với mương dài 250m tính từ sau bể tiếp xúc ngang đến miệng xả mương dốc với độ dốc i = 0,00125 thì cao trình đáy mương dẫn sau bể tiếp xúc là :

- Cao trình đỉnh mương sau bể tiếp xúc :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn ngay sau bể tiếp xúc là :

- Cao trình mực nước ở máng thu của bể tiếp xúc đứng :

- Cao trình mực nước trong bể tiếp xúc :

- Cao trình đỉnh bể tiếp xúc :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn trước bể tiếp xúc :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn sau máng trộn :

-Cao trình mực nước ở sau máng trộn :

- Cao trình mực nước ở đầu máng trộn :

- Cao trình đỉnh máng trộn :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn trước máng trộn :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn sau bể lắng ngang đợt II :

- Cao trình mực nước trong bể lắng ngang đợt II :

- Cao trình đỉnh bể lắng ngang đợt II :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn trước bể lắng II :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn sau bể Biophin:

- Cao trình mực nước trong bể Biophin phía cuối :

- Cao trình mực nước trong bể Biophin phía đầu :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn sau bể lắng ngang đợt I là 3,5 m.

- Cao trình mực nước trong bể lắng ngang đợt I

- Cao trình đỉnh bể lắng ngang I :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn trước bể lắng ngang đợt I :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn sau máng đo lưu lượng :

- Cao trình mực nước trong máng đo lưu lượng :

- Cao trình mực nước ở đầu máng đo lưu lượng :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn trước máng đo lưu lượng :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn sau bể lắng cát :

- Cao trình mực nước trong bể lắng cát :

- Cao trình mực nước phía đầu của bể lắng cát :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn trước bể lắng cát ngang ;

- Cao trình mực nước trong mương dẫn sau nhà đặt SCR :

- Cao trình mực nước sau SCR :

- Cao trình mực nước trước SCR :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn trước SCR :

- Cao trình mực nước trong mương dẫn sau ngăn tiếp nhận :

- Cao trình mực nước trong ngăn tiếp nhận :

- Cao trình đỉnh ngăn tiếp nhận :

+ Mặt cắt dọc theo tuyến nước và theo tuyến bùn : Xem bản vẽ số 10

- Trên mặt bằng thể hiện các công trình chính và phụ để xử lý nước thải, đồng thời có các đường ống dẫn nước, điện, đường đi

- Ngoài các công trình sản xuất chính, tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương, trong phạm vi trạm xử lý còn phải có các công trình phục vụ khác như: lò hơi, xưởng cơ khí, trạm biến thế, nhà để xe, phòng hành chính, phòng thí nghiệm.

- Xung quanh trạm xử lý phải có hàng rào ngăn cách, trong trạm phải đầy đủ tiện nghi, trồng cây xanh, chiếu sáng, đường cấp phối và qua lại giữa các công trình,nhà cửa

- Mặt bằng tổng thể : Xem bản vẽ số 11

5.6.2.2 Cao trình trạm xử lý

- Cao độ mặt đất tại nơi xây dựng trạm xử lý là : 3,5 m

+ Xây dựng cao trình các công trình trong trạm xử lý :

- Cao trình đỉnh mương dẫn nước ra miệng xả là : 3,5m

+ Mặt cắt dọc theo tuyến nước và theo tuyến bùn :

Việc tính toán giống như phương án 1 Kết quả thể hiện trên bản vẽ số 12.

KHÁI TOÁN KINH TẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

KHÁI TOÁN KINH TẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHƯƠNG ÁN I

6.1.1 Chi phí dây chuyền công nghệ

Bảng 6.1 khái kinh tế các công trình theo phương án 1

TT Công trình K.lượng Đơn giá Thành tiền Thiết bị Giá thành m3 1000đ 1000đ 1000đ 1000đ

4 Bể đông tụ sinh học 50.63 0 0

6 Bể lắng ngang đợt II 1,745.00 1000 1745000 100000 1845000

8 Bể tiếp xúc ly tâm 528.00 1000 528000 528000

11 Hệ thống làm khô bùn cơ khí 449.00 1000 449000 20000 469000

Vậy giá thành xây dựng của phương án I là : 9.760650000 (đồng).

6.1.2 Chi phí quản lý trạm xử lý

- Lương công nhân trạm xử lý

- Chi phí khâu hao tài sản

* Chi phí trả lương cho công nhân.

- Công nhân vận hành trạm bơm nước thải: 6 người

- Công nhân trong trạm xử lý 30 người

- Lương bình quân 1.200.000 đ / người.tháng.

Glương = 36  1.200.000  12 = 518.400.000 (đồng/năm) 518,4 (triệu/năm)

- Chi phí điện năng cho trạm bơm nước thải

Qb - lưu lượng của bơm (m 3 /h) Qb = 687,5 m 3 /h

Hb - áp lực của bơm ; Hb= 13,7 m

T - Thời gian hoạt động của bơm trong ngày t = 24 giờ.

đc - hiệu suất động cơ : đc = 0,65

Các chi phí điện khác như trạm bơm bùn, trạm khí nén, điện tháp sáng lấy bằng 50% Vậy tổng tiền điện là :

* Chi phí khấu hao tài sản.

- Khấu hao thiết bị, chi phí này lấy bằng 10% vốn thiết bị

- Khấu hao công trình, chi phí này lấy bằng 5% vốn xây dựng

- Tổng chi phí khấu hao

Gkhấu hao= G kh tb + G ct kh = 155,59 + 488 = 643,59 triệu/năm

- Lượng clo cần để khử trùng trong một năm.

Giá tiền 1 kg Clo là 4500 đ

- Tổng số tiền chi phí cho hoá chất là:

* Chi phí sữa chữa lấy bằng 5% tổng vốn xây dựng công trình.

* Chi phí khác lấy bằng 3% tổng vốn xây dựng công trình.

* Tổng chi phí quản lý :

Gquản lý= Glương + Gđiên + Gkhấu hao + Ghoá chất + Gsữa chữa + Gphụ

- Giá thành quản lý 1m 3 nước thải gquảnlý = Q G quanly 365 365 16500

- Giá thành đầu tư cho một m 3 nước thải

- Giá thành xử lý 1 m 3 nước thải

T = gquản lý + Vđầu tư = 915 + 1620 = 2535 đồng/m 3

KHÁI TOÁN KINH TẾ TRẠM XỬ LÝ PHƯƠNG ÁN II

6.2.1 Chi phí dây chuyền công nghệ

TT Công trình K.lượng Đơn giá Thành tiền Thiết bị Giá thành m3 1000đ 1000đ 1000đ 1000đ

4 Bể đông tụ sinh học 50.63 0 0

6 Bể lắng ngang đợt II 1,745.00 1000 1745000 100000 1845000

8 Bể tiếp xúc ly tâm 528.00 1000 528000 528000

Tổng giá thành xây dựng trạm xử lý là : 12.140.730.000 ( đồng ).

6.2.2 Chi phí quản lý trạm xử lý

- Lương công nhân trạm xử lý

- Chi phí khâu hao tài sản

* Chi phí trả lương cho công nhân.

- Công nhân vận hành trạm bơm nước thải: 6 người

- Công nhân trong trạm xử lý 30 người

- Lương bình quân 1.200.000 đ / người.tháng.

Glương = 36  1.200.000  12 = 518.400.000 (đồng/năm) 518,4 (triệu/năm)

- Chi phí điện năng cho trạm bơm nước thải

Qb - lưu lượng của bơm (m 3 /h) Qb = 687,5 m 3 /h

Hb - áp lực của bơm ; Hb= 13,7 m

T - Thời gian hoạt động của bơm trong ngày t = 24 giờ.

đc - hiệu suất động cơ : đc = 0,65

Các chi phí điện khác như trạm bơm bùn, trạm khí nén, điện tháp sáng lấy bằng 50% Vậy tổng tiền điện là :

* Chi phí khấu hao tài sản.

- Khấu hao thiết bị, chi phí này lấy bằng 10% vốn thiết bị

- Khấu hao công trình, chi phí này lấy bằng 5% vốn xây dựng

- Tổng chi phí khấu hao

Gkhấu hao= G kh tb + G ct kh = 153,6+ 607 = 760,6 triệu/năm

- Lượng clo cần để khử trùng trong một năm.

Giá tiền 1 kg Clo là 4500 đ

- Tổng số tiền chi phí cho hoá chất là:

* Chi phí sữa chữa lấy bằng 5% tổng vốn xây dựng công trình.

* Chi phí khác lấy bằng 3% tổng vốn xây dựng công trình.

* Tổng chi phí quản lý :

Gquản lý= Glương + Gđiên + Gkhấu hao + Ghoá chất + Gsữa chữa + Gphụ

- Giá thành quản lý 1m 3 nước thải gquảnlý 365

- Giá thành đầu tư cho một m 3 nước thải

- Giá thành xử lý 1 m 3 nước thải

T = gquản lý + Vđầu tư = 966 + 2016 = 2982 đồng/m 3

SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

- Về các chỉ tiêu kinh tế.

STT Chỉ tiêu Phương án I

- Về quản lý, vận hành:

Phương án II sử dụng bể Aeroten, vận hành đơn giản, không cần sử dụng bơm để dẫn nước vào như bể Biofin Hệ thống phân phối nước vào của bể Biophin cần được kiểm tra liên tục, tránh tắc nghẽn trong hệ thống tưới phản lực Đối với hệ thống xử lý bùn, cặn : phương án II sử dụng sân phơi bùn, do đó công suất bơm bùn lớn hơn phương án I sử dụng hệ thống xử lý bùn cặn bằng máy lọc chân không Hệ thống xử lý bùn cặn bằng máy lọc chân không đạt hiệu quả và cho năng suất cao hơn Ngoài ra, phương án II sử dụng sân phơi bùn nên diện tích công trình lớn hơn nhiều phương án I trong khi diện tích quy hoạch cho Trạm xử lý khá hạn chế Đồng thời phương án II sử dụng sân phơi bùn do đó gây ô nhiễm, hôi thối, ruồi nhặng.

Như vậy, so sánh giá thành và quản lý vận hành Trạm xử lý, ta thấy phương án I phù hợp hơn phương án II Chọn phương án I làm phương án thiết kế.

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÁC CÔNG TRÌNH

BỂ LẮNG NGANG

Theo phần tính toán sơ bộ (phần tính toán các công trình trong dây chuyền công nghệ xử lý – Chương V) ta có kích thước của bể lắng là:

- Chiều cao xây dựng bể: HXD = 3,7 m

- Số đơn nguyên của bể: n = 4

Nước thải được dẫn vào bể theo máng phân phối ngang với đập tràn thành mỏng đặt ở đầu bể theo chiều rộng Đối diện ở cuối bể cũng có máng tương tự để thu nước Kích thước của máng là: bh = 400600 mm. Đầu bể đặt tấm chắn bằng BTCT cách mép máng tràn 1,0 m Đặt nhô cao hơn mặt nước 0,2m và ngập 1,0m để phân phối đều nước theo chiều sâu của bể.

Cuối bể cũng đặt một tấm chắn bằng BTCT để ngăn các chất nổi Đặt cách máng tràn 0,5m, nhô cao hơn mặt nước 0,2m và ngập dưới nước 0,25m Để thu và xả các chất nổi ta đặt một máng đặc biệt với đập tràn kề sát tấm chắn ở cuối bể Kích thước máng là: bh = 200200 mm. Đáy bể được thiết kế với độ dốc i = 0,02 theo chiều ngược với chiều chuyển động của nước thải và về phía hố tập trung cặn ở đầu bể lắng Hố thu cặn được thiết kế hình chóp cụt , cạnh đáy dưới a = 0,5 m , cạnh đáy trên A = 4,5 m , chiều sâu hố thu cặn hc = 2m Thành hố thu cặn nghiêng so với phương ngang 45 0 Cặn lắng được dồn về hố thu cặn nhờ hệ thống gạt cặn bánh xích Và được xả ra khỏi bể lắng bằng tự chảy với áp lực thuỷ tĩnh là: 2,36m Kích thước ống xả cặn là: D 200 mm

Bể lắng ngang đợt I được xây dựng bằng BTCT, chiều dày thành bể là:  200 mm Thi công bể theo phương pháp đổ bê tông toàn khối.

Chi tiết kết cấu bể lắng ngang được thể hiện trên bản vẽ chi tiết

BỂ BIOPHIN

Theo kết quả tính toán ta có số liệu cơ bản của bể Biophin như sau:

- Chiều cao lớp vật liệu lọc: H =2 m

- Lưu lượng không khí đơn vị: B = 8 m 3 /m 3 nước.

- Tải trọng thuỷ lực: q= 20 m 3 /m 2 ngđ

Bể được xây dựng có dạng hình tròn trên mặt bằng, đặt nổi trên mặt đất tự nhiên.

Tường bể bằng bê tông cốt thép dày 200mm Tường được xây cao hơn bề mặt lớp vật liệu lọc là 0,6m để tránh gây bắn nước ra ngoài do hệ thống tưới phản lực hoạt động.

Hệ thống thu nước làm bằng các tấm bê tông cốt thép dày 100mm đục lỗ với kích thước lỗ là 20mmx20mm Các lỗ cách nhau 80mm Các tấm sàn thu nước lắp ghép trên một hệ trục đỡ bằng bê tông.

Dưới tấm sàn thu nước là hệ thống các máng thu với bề rộng 800mm.Khoảng cách giữa các mép máng là 200mm

Máng thu đặt với độ dốc 0,02 Các máng thu đổ nước về rãnh thu nước tập trung tại giữa bể và chảy về hố tập trung để thu sang bể lắng II.

Chiều cao không gian dưới lớp vật liệu lọc là 0,6m.

Vật liệu lọc sử dụng vật liệu địa phương sẵn có

Cỡ vật liệu lọc lấy theo bảng 34-TCN51-84 Với bể lọc sinh học cao tải sử dụng vật liệu đá dăm có đường kính quy ước là D@-70%.

Số % theo trọng lượng của vật liệu lọc được giữ lại trên giàn có kích thước lỗ d (mm) như sau: dpmmị 0-5% dUmmị 40-70% d@mmị 95-100%

Lớp vật liệu đỡ có chiều dày 0,2m và có cỡ hạt 70-100mm

7.2.2 Tính toán hệ thống phân phối.

Bể lọc sinh vật chỉ làm việc tốt khi nước thải được phân bố đều trên toàn bộ bề mặt của bể Muốn vậy ta phải sử dụng hệ thống phân phối nước kiểu quay phản lực.

+ Cấu tạo: ống tưới quay gồm bốn ống gắn trên một ống đứng, nước từ ống đứng chảy vào các ống đặt ly tâm qua lỗ và tưới lên bề mặt bể lọc Dưới tác dụng của phản lực xuất hiện khi nước chảy qua lỗ ống phân phối sẽ quay.

+ Tính toán hệ thống phân phối nước: Nội dung bao gồm

- Xác định đường kính hệ thống tưới.

- Số lỗ trên các ống phân phối ly tâm.

- Khoảng cách giữa các lỗ.

- Số vòng quay của hệ thống trong một phút.

- áp lực cần thiết của hệ thống tưới.

Tính toán hệ thống tưới phản lực:

Bể Biophin thiết kế dạng hình tròn, phân phối nước thải bằng hệ thống tưới phản lực với các cánh tưới đặt cách lớp vật liệu lọc 0,25 m.

- Lưu lượng tính toán trên 1 bể: 95 , 5

- Đường kính hệ thống tưới phản lực: DT= D - 200 #000 - 200 = 22800(mm). + Chọn 4 ống phân phối trong hệ thống tưới, đường kính của mỗi ống tưới được xác định theo công thức: D 4 4 q 4 4 0 , 3 0955 , 14  0 , 167 m

 Chọn ống có đường kính D = 200mm.

+ Số lỗ trên một ống xác định theo công thức:

Khoảng cách giữa các lỗ bất kỳ với tâm trục của hệ thống tưới được xác định theo công thức:

2 ( mm m i r i  D T  với: i - số thứ tự lỗ cách trục của hệ thống tưới.

Số vòng quay của hệ thống trong 1 phút:

Trong đó: d - Đường kính lỗ d =( 10 - 15mm) chọn d = 12 mm. q1- lưu lượng một ống: q1= 23,87 l/s Áp lực cần thiết của hệ thống tưới được xác định theo công thức: h = 0.65 m

Thoả mãn yêu cầu áp lực tối thiểu theo điều 6-TCVN 7957-2008 là: h>0,5 m.

Lưu lượng không khí đưa vào hệ thống bể

Qk=BQ h tb= 8687,5 = 5500 (m 3 /h) Lưu lượng không khí vào từng bể

Chọn máy nén khí áp lực thấp loại động cơ 10 KW. Đường kính ống dẫn khí vào từng bể D = 300 mm.

Tại cửa ra của máng thu nước có đặt các tấm chắn thuỷ lực ngăn không cho không khí lọt ra ngoài.

Tại đoạn ống dẫn khí vào từng bể có đặt các xiphông để tránh nước trong bể chảy vào ống cấp khí khi hệ thống cấp khí ngừng hoạt động.

7.2.4 Hệ thống dẫn nước vào bể.

Nước thải được bơm vào bể bằng ống có đường kính D = 400mm.

TRẠM BƠM NƯỚC THẢI

Để đưa nước thải từ mạng lưới lên trạm xử lý ta dùng trạm bơm nước thải Việc tính toán trạm bơm nước thải được thực hiện dựa theo chỉ dẫn ở mục 41- TCVN 7957-2008.

7.3.1 Xác định công suất của trạm bơm.

Các số liệu để thiết kế trạm bơm ( Theo bảng tổng hợp lưu lượng)

Q h min = 301,91 (m 3 /h) = 1,83% Qngđ. + Cao trình mặt đất nơi đặt trạm bơm: 3,7 m + Cao trình mực nước ngầm cao nhất: -0,8 m + Cao trình đáy ống xả nước tới trạm bơm: -1,96m + Mực nước cao nhất trên ngăn tiếp nhận: 0,46m

- Công suất thiết kế trạm bơm bằng lưu lượng giờ thải nước lớn nhất.

Chọn 2 bơm làm việc đồng thời, 1 bơm dự trữ cho trạm (theo định kì sẽ cho hai bơm luân phiên nhau hoạt động)

  Trong đó: n = 2: Số bơm làm việc đồng thời. k: Hệ số giảm lưu lượng khi các bơm làm việc đồng thời, với n = 2 ta có k = 0,9. k n

7.3.2 Xác định dung tích bể thu theo biểu đồ tích luỹ nước trong giờ.

Nước thải chảy đến trạm bơm không điều hoà theo các giờ trong ngày, có giờ nước chảy đến với lưu lượng rất lớn , có giờ nước chảy đến với lưu lượng rất nhỏ Chế độ thải nước không điều hoà nên ảnh hưởng trực tiếp đến chế độ làm việc của bơm Để đảm bảo chế độ làm việc của trạm bơm tương đối điều hoà thì trong trạm bơm cần bố trí bể thu Dung tích bể thu xác định phụ thuộc vào chế độ nước chảy đến, lưu lượng của máy bơm và chế độ làm việc của trạm bơm

Dung tích bể thu cần thoả mãn điều kiện :

- Wbt 50% Lưu lượng nước thải chảy đến trạm bơm trong giờ thải nước lớn nhất (Q h max = 340,38 l/s), để tránh hiện tượng thối rữa, lắng cặn.

- WbW5' -Lưu lượng nước do một tổ máy bơm lớn nhất bơm được trong 5 phút ( Để tránh hiện tượng phải đóng mở bơm nhiều lần).

Dung tích bể thu xác định dựa vào biểu đồ tích luỹ nước giờ, chọn chế độ điều khiển bơm bằng tự động, mỗi giờ bơm được đóng mở 6 lần

- Theo biểu đồ tích lũy nước thải ta có:

- Kiểm tra điều kiện làm việc của bể ta có:

Vậy ta chọn dung tích bể thu: Wb = 61 m 3

Ta xây dựng trạm bơm nước thải kiểu tròn.

Chọn chiều sâu mực nước trong bể thu Hct = 1,5 m

- Đường kính ngoài của nhà trạm là: D = 7,2 +0,252 = 7,7 (m).

Lấy đườngkính ngoài nhà trạm là: 7,7 m

(Lấy bề dày tường là 0,25m) Trong ngăn thu có đặt song chắn rác cơ giới (tính toán ở phần trạm xử lí)

- Mực nước cao nhất trong ngăn thu lấy bằng cốt đáy ống dẫn vào ngăn thu.

- Cao độ mặt đất nơi xây dựng trạm bơm: Zmđ = 3,7 m

- Cốt đáy cống dẫn nước vào ngăn thu: Zđc = -1,96 m

- Chiều cao mực nước cao nhất trong cống: h = 0,57 m

- Cốt đáy hố thu cặn : Z = -2,9 - 0,7 = -3,6m

- Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép dày 25 cm.

- Đáy có độ dốc 5% về phía hố thu cặn.

- Hố thu cặn có độ sâu 0,7m.

7.3.4 Xác định áp lực công tác của máy bơm.

- Cột áp toàn phần của máy bơm được tính theo công thức

Htp=Hđh + hh+ hđ + hdt m Trong đó:

Hđh - Chiều cao bơm nước địa hình, bằng hiệu cao trình mực nước cao nhất trong ngăn tiếp nhận và mực nước thấp nhất trong ngăn thu trạm bơm. hh, hđ - Tổn thất áp lực trên đường ống hút và trên đường ống đẩy của bơm (vì đặt bơm chìm nên tổn thất tren ống đẩy không đáng kể, hđ = 0) hdt - Tổn thất áp lực dự trữ hdt = 1m.

+ Cao trình mực nước cao nhất trên trạm xử lý: Z = 8,81 m + Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn thu lấy bằng cốt đáy ngăn thu cặn: Z = -2,9 m

- Dùng 2 ống đẩy bằng thép đưa nước về trạm xử lý với lưu lượng, với lưu lượng mỗi ống là: 136,78l/s (ống đẩy là ống thép)

Theo bảng 93 – “Bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới MLTN” ta có số liệu sau:

 hdd - Tổn thất dọc đường theo chiều dài hdd = iL

L - Chiều dài ống đẩy L= 300m hcb: Tổn thất cục bộ :

+ 1côn mở:  = 0,25 + 5 cút:  = 2,5 + 1 van một chiều:  = 2 + 1 tê:  = 1

- Sử dụng loại bơm trục đứng

- Thông số chọn bơm: Qb = 188,88 (l/s)

+ Chọn bơm KRT K200 – 300/297/245, có số vòng quay n = 1450 vòng/phút, công suất P = 22 KW

+ Chọn động cơ điện loại KRT 200-330/414X.

7.3.5 Xác định điểm làm việc của trạm bơm

* Xây dựng đường đặc tính ống:

- Tổn thất áp lực trên đường ống được tính theo công thức: Hô = Hđh + S x

- Sức kháng của đường ống:

Tổn thất áp lực trên đường ống với các lưu lượng khác nhau được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 7.1 tính toán tổn thất áp lực trên đường ống

Q2ống Q1ống Hđh S S x Q 2 Hô=Hđh+S.Q 2 l/s l/s m m

600 300 8.71 0.000055 4.95 13.660 Để bơm làm việc ổn định trong hệ thống, năng lượng do bơm cấp vào phải bằng năng lượng yêu cầu của hệ thống :

- Năng lượng do bơm cấp vào được biểu thị qua đường đặc tính bơm.

- Năng lượng yêu cầu của hệ thống được biểu thị qua đường đặc tính ống Vậy điểm làm việc của bơm là giao điểm của đường đặc tính ống và đường đặc tính bơm Khi trạm bơm làm việc bình thường: (02 bơm làm việc song song) thì điểm làm việc của 02 bơm trong hệ thống có: Q = 347,86 (l/s) ; H = 11,9 m So sánh với giá trị lưu lượng và cột áp yêu cầu: Qy/c = 340,38 (l/s) ; Hyc 11,76m Ta thấy: Q  Qyc ; H  Hyc Vậy bơm ta chọn đáp ứng được lưu lượng cột áp yêu cầu.

* Tính toán ống đẩy khi có sự cố:

Khi có sự cố ống đẩy phải đảm bảo việc dẫn nước không dưới 70% lưu lượng tính toán (Trạm bơm có cống xả sự cố)

Lưu lượng cần tải khi có sự cố:

Qsc = 70%Qtr = 0,7 x 340,38 = 238,27 l/s Tra bảng thuỷ lực ta có:

V = 1,69 m/s  2,5m/s Do vậy đảm bảo yêu cầu bảo vệ đường ống.

7.3.6 Tính toán lựa chọn thiết bị trong trạm bơm. Ống thông hơi. Để giảm bớt mùi hôi thối do các chất bẩn trong nước thải bị phân hủy gây ra ta đặt hai ống thông hơi có đường kính D = 100 mm bố trí gần tường, cao hơn mái nhà 1 m.

Cống xả sự cố đặt cuối đoạn cống thoát nước chính trước trạm bơm giếng, giếng thăm sát trạm bơm rồi xả ra sông. Đường kính cống xả sự cố được lấy bằng đoạn cống dẫn nước thải đi xử lý

D = 1000mm , i= 0,006. Ống thu nước. Để hút nước rò rỉ trong gian máy dùng ống thu nước D = 100 nối với ống hút của máy bơm đặt trong trạm bơm và hút từ hố tập trung nước trong gian máy.

Sử dụng song chắn rác cơ giới, trong đó có đặt một song chắn thủ công dự phòng.

Song chắn được đặt tại cửa ra của ống dẫn nước thải tới, có nhiệm vụ giữ lại những rác có kích thước lớn có khả năng làm giảm tuổi thọ của máy bơm.

Song chắn rác thủ công gồm những thanh thép 8 đặt song song với nhau, cách nhau 16 mm Ống xả nước đến bể thu có đường kính 600 mm.

Vận tốc nước chảy qua song v = 0,9 m/s

Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 80 0 so với phương ngang.

TỰ ĐỘNG HÓA TRONG TRẠM BƠM NƯỚC THẢI

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ

Hiện nay, việc tự động hóa trong trạm bơm nước thải là rất phổ biến Việc điều khiển hoạt động của bơm bằng tay gặp không ít khó khăn và phức tạp vì số lần đóng ngắt bơm trong một ngày là tương đối nhiều, thêm vào đó là sự thải nước không điều hòa của các đối tượng thải nước vào mạng lưới.Với lý do đó hệ thống điều khiển hoạt động của trạm bơm nước thải bằng điện tử được ưu tiên lưa chọn, nhờ sự linh hoạt trong vận hành,bảo dưỡng ,các thiết bị như đầu đo mực nước (Water level sensor), hay PLC ( programable logic controller ) được rất nhiều hãng sản xuất Việc sử dụng các thiết bị điện tử này trong việc tự động hóa điều khiển trong trạm bơm không những giúp việc vận hành dễ dàng, linh hoạt mà còn giúp tiết kiệm năng lượng một cách đáng kể.

Hệ thống này có thể phù hợp với mọi loại công suất của trạm bơm và các chế độ hoạt động khác nhau của bơm Trên cơ sở phân tích chế độ làm việc của các máy bơm và các thông số cơ bản của máy trong tính toán thiết kế và trong kết quả tính toán thuỷ lực mạng lưới mà ta có thể chọn lựa hình thức điều khiển của biến tần là: Điều khiển theo mực nước.

8.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ

THỐNG: a, Sơ đồ nguyên lý. sensor ®o mùc n íc

1 bể thu n ơc thải tín hiệu từ sensor plc tín hiệu phản hồi tín hiệu ®iÒu khiÓn ghi chó biÕn tÇn

1 tín hiệu vào ra plc bơm n ớc thải b, Nguyên tắc hoạt động của hệ thống.

Sensor đo mực nước phát tín hiệu xuống bể thu nước thải Tùy vào mức nước trong bể thu nước thải mà sensor nhận tín hiệu phản hồi nhanh hay chậm Khi nhận đuợc tín hiệu phản hồi sensor đo mực nước gửi tín hiệu về PLC và PLC làm nhiệm vụ phân tích kết quả và đưa ra tín hiệu điều khiển tới biến tần để biến tần điền khiển hoạt động của bơm một cách hiệu quả nhất.

LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG

8.3.1 Đầu đo mực nước (Water level sensor)

Yêu cầu kĩ thuật của đầu đo

- Độ sâu đo của đầu đo phải lớn hơn chiều dày lớp nước trong bể thu nước thải.

- Chất liệu cấu tạo nên thân đầu đo phải thích hợp với môi trường nước trong bể thu nước thải.

 Từ những yêu cầu trên ta chọn được đầu đo mực nước WL400, Độ sâu đo được là từ 3’ đến 500’

8.3.2 Lựa chọn thiết bị biến tần:

Khi chọn được máy bơm ta sẽ biết công suất trên trục của máy bơm.Từ đó ta tính công suất của động cơ theo công thức:

Nđc = k x Ntrục (KW) k: hệ số dự trữ công suất, lấy k = 1,1

Ntrục: công suất trên trục bơm (KW), Ntrục= 22 (KW)

Nđc: công suất trên trục động cơ (KW).

Nđc = 3 x 1,1x 22 = 72,3 (KW) Dựa vào tài liệu thiết bị biến tần ta lựa chọn thiết bị biến tần MICROMASTER

440 của hãng Siemens có các thông số cơ bản như sau:

- Biến tần công suất: 75 KVA.

- Nguồn cung cấp: 3 pha 380-480V, 45-63Hz.

- Dải tần số ra: 0.1 - 650 Hz.

- 6 đầu vào số lập trình được.

- 2 ngõ ra tương tự: 0.25 - 20mA.

- Phương pháp điều khiển: V/f; Vector, Moment; điều khiển dòng từ thông FCC.

- Cổng giao tiếp nối tiếp: RS-485, vận hành với USS protocol.

- Không tích hợp sẵn bộ lọc EMC.

- Bảo vệ: thấp áp, quá áp, quá tải, chạm đất, ngắn mạch, quá nhiệt

Khi chọn PLC cần phải có số đầu ra và đầu vào đủ, thích hợp

PLC cần tối thiểu 2 đầu vào và 3 đầu ra

Chọn PLC S7200 của hãng Siemen.