(Tiểu luận) đồ án tốt nghiệp đề tài hệ thông cấp thoát nước

CÊp tho¸t n−íc -1- TRƯỜNG ………………… KHOA……………………… -[\ [\ - Đồ án tốt nghiệp Đề tài: h Hệ thơng cấp nước CÊp tho¸t n−íc -2- MỤC LỤC ‘Chuơng : HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHƯƠNG2 : THỐT NƯỚC BÊN NGỒI CƠNG TRÌNH 25 t2- : Hệ thống nước 25 Đ3-1 Khái niêm chung: .37 h Nhiệm vụ hệ thống cấp nước nhà : .37 CHƯƠNG : HỆ THỐNGTHOÁT NƯỚC TRONG NHÀ 50 t4-1 Khái niệm chung 50 ] CÊp tho¸t n−íc -3- ‘Chuơng : HỆ THỐNG CẤP NƯỚC t1-1 : Những khái niệm 1) Khái niệm : Hệ thống cấp nước tổ hợp cơng trình có chức thu nước, xử lý nước, điều hồ dự chữ nước, vận chuyển phân phối nước Nguån n¦íc 7 Hình 1-1 : Sơ đồ hệ thống cấp nước trực tiếp 1,2 Cơng trình thu trạm bơm cấp I Bể lắng, 4_ Bể lọc ; 5_ Bể chứa nước _ Trạm bơm cấp ; 7_ Đường ống dẫn nước _ Đài nước ( tháp nước ) ; _ Mạng lưới cấp nước h 2) Các yêu cầu hệ thống cấp nước : - Bảo đảm đưa đầy đủ liên tục lượng nước cần thiết đến nơi tiêu dùng - Bảo đảm chất lượng nước đáp ứng yêu cầu sử dụng - Bảo đảm chi phí xây dựng quản lý thấp - Bảo đảm thi công quản lý dễ dàng, thuận tiện - Có khả tự động hố, giới hố q trình xây dung khai thác Phân loại hệ thống cấp nước : a) Theo đối tượng phục vụ : Hệ thống cấp nước đô thị, hệ thống cấp nước công nghiệp, nông nghiệp, đường sắt … b) Theo chức phục vụ : - Hệ thống cấp nước sinh hoạt - Hệ thống cấp nước sản xuất - Hệ thống cấp nước chữa cháy - Hệ thống cấp nước kết hợp c) Theo phương pháp sử dụng : - Hệ thống cấp nước trực tiếp ( Nước dùng xong thổi ngay) - Hệ thống cấp nước tuần hoàn : Nước chảy tuần hồn chu trình kín Hệ thống thường dùng công nghiệp ( tiết kiệm nước, cần bổ xung phần nước tổn hao q trình tuần hồn) d) Theo phương pháp vận chuyển : - Hệ thống cấp nước có áp : Nước chảy ống chịu áp lực bơm đài nước tạo - Hệ thống cấp nước không áp : Nước tự chảy theo ống mương hở chênh lệch độ cao e) Theo phạm vi phục vụ : CÊp tho¸t n−íc -4- - Hệ thống cấp nước thành phố - Hệ thống cấp nước tiểu khu - Hệ thống cấp nước nhà Tiêu chuẩn chế độ dùng nước : - Tiêu chuẩn dùng nước lượng nước trung bình tính cho đơn vị tiêu thụ đơn vị thời gian( thường ngày đêm ) hay cho đơn vị sản phẩm ( lít/người/ngày; lít/đơn vị sản phẩm ) - Tiêu chuẩn dùng nước thông số thiết kế hệ thống cấp nước ( dùng để xác định quy mô hay công suet cấp nước ) - Hệ thống khơng điều hồ ngày lớn (Kng.max) nhỏ (Kng.min) : Là tỷ số lượng nước tiêu thụ ngày dùng nước lớn nhỏ so với ngày dùng nước trung bình năm - Hệ số khơng điều hồ lớn (Kh max) nhỏ (Kh min) : Là tỷ số lượng nước tiêu thụ dùng nước lớn nhỏ so với dùng nước trung bình ngày - Khi thiết ké hệ thống cấp nước cần xác định tổng lưu lượng theo tiêu chuẩn tong nhu cầu dùng nứơc (sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy, tưới cây… ) a) Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt : - Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt cho dân cư thị tính bình qn đầu người (Lít/người/ngày đêm ) xss định theo quy phạm tiêu chuẩn cấp nước hành ( TCXD 33 – 85 ) bảng 1-1 - Tiêu chuẩn dùng cho nhu cầ ăn uống sinh hoạt tronh nhà ở, phụ thuộc vào mức độ trang bị kỹ thuật vệ sinh nhà, điều kiện khí hậu, tập quán sinh hoạt điều kiện có ảnh hưởng khác địa phương h Bảng 1-1 : Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt hệ số khơng điều hồ Kh max cho khu dân cư đô thị Trang bị tiện nghi nhà Nhà khơng có hệ thống cấp nước thiết bị vệ sinh lấy nước vịi cơng cộng ngồi phố Nhà có vịi lấy nước khơng có thiết bị vệ sinh Nhà có hệ thống cấp nước thiết bị vệ sinh, khơng có thiết bị tắm Nhà có hệ thống CTN, có thiết bị vệ sinh Tiêu chuẩn dùng nước trung bình (lít/người/ng.đ) Hệ số khơng điều hồ Kh max 40 ÷ 60 2.5 – 2.0 80 - 100 2.0 - 1.8 120 ữ 150 1.8 - 1.5 Cấp thoát n−íc -5- có thiết bị tắm hương sen Nhà có hệ thống CTN, có thiết bị vệ sinh, có bồn tắm cấp nước cục 150 - 200 1.7 - 1.4 200 - 300 1.5 - 1.3 ™ Ghi : - Tiêu chuẩn dùng nước bao gồm lượng nước công cộng khu nhà - Hệ số khơng điều hồ ngày Kng max = 1,35 ÷ 1,5 - Khi chọn cấp nước tiêu chuẩn sinh hoạt cần lưu ý vùng khí hậu xét khả phục vụ hệ thống tối thiểu – 10 năm b) Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp : - Tiêu chuản xác định sở dây chuyền cơng nghệ xí nghệp - Tiêu chuẩn nước cơng nghiệp tính theo đơn vị sản phẩm ( lít/đơn vị sản phẩm, m /đơn vị sản phẩm ), lấy theo bảng 1.2 h Bảng 1.2 : Tiêu chuẩn nước dùng cho nhu cầu sản xuất TT Các Loại Nước Đơn vị đo Tiêu chuẩn cho đơn vị đo (m3/1 đv đo ) CÊp tho¸t n−íc 10 11 12 13 14 15 16 -6- Nước làm lạnh NM nhiệt điện Nước cấp nồi NM nhiệt điẹn Nước làm nguội động đốt Nước khai thác than Nước lam giàu than Nước vận chuyển than theo máng Nước làm nguội lò luyện gang Nước làm nguội lò Mác Tanh Nước cho xưởng cán ống Nước cho xưởng đúc thép Nước để xây loại gạch Nước rửa sỏi để đổ bê tông Nước rửa cát để đổ bê tông Nước phục vụ để đổ 1m3 bê tông Nước để sản xuất loại gạch Nươc để sản xuất ngói 1000 kw/h 1000 kw/h 1CV/h tấn tấn thép tấn 1000 viên m3 m3 m3 1000 viên 1000 viên 160 – 400 3–5 0.015 – 0.04 0.2 – 0.5 0.3 – 0.7 1.5 – 3.0 24 – 42 13 – 43 – 25 – 20 0.09 ÷ 0.21 – 1.5 1.2 – 1.5 2.2 – 3.0 0.7 – 1.0 0.8 – 1.2 h - Nước cấp cho công nghiệp địa phương ( phân tán khơng tính cụ thể ) lấy ÷ 10% lượng nước ăn uống sinh hoạt ngày dùng nước tối đa cho điểm dân cư (TCVN 33 – 85 ) - Tiêu chuẩn dùng nước cho nhu cầu ăn uống sinh hoạt công nhân sản xuất xí nghiệp cơng nghiệp lấy theo bảng 1.3 Bảng 1.3 : TC dùng nước sinh hoạt XNCN Loại phân xưởng Tiêu chuẩn Kh max (l/người ca ) Phân xưởng nóng, toả nhiệt > 20 kcal.m3/h 35 2.5 Các phân xưởng khác 25 3.0 - Lượng nước tắm công nhân sau làm việc tính theo kíp với tiêu chuẩn 40 người vòi tắm 500l/h với thời gian tắm 45 phút c) Tiêu chuẩn nước tưới đường, tưới : - Tiêu chuẩn nước dùng để tưới cây, vườn hoa, quảng trường, đường phố thị lấy từ 0.5 – 1l/m2 [ng.đ] diện tích tưới tuỳ thuộc vào loại mặt đường, loại trồng, điều kiện khí hậu… d) Tiêu chuẩn dùng nước chữa cháy : Được xác định theo TCVN 33 – 85 Bảng1.4 Số đám Số dân Lưu lượng cho đám cháy, L/S cháy Nhà tầng với bậc Nhà hỗn hợp Nhà tầng (1000 người ) đông thời chịu lửa tầng không phụ không phụ thuộc ² , ²² , ²²² ²V , V thuộc bậc chịu lửa bậc chịu lửa Đến 5 10 10 CÊp tho¸t n−íc 25 50 100 200 300 400 500 2 3 3 -710 15 20 20 10 20 25 - 15 20 30 30 40 50 60 15 25 35 40 55 70 80 4 % h % L¦ U LƯợNG ngy đêm e) Nc rũ r ca mng li : Lượng nước khơng có tiêu chuẩn rõ rệt , tuỳ theo tình trạng mạng lưới lấy ÷ 10% tổng suất hệ thống - Chế độ dùng nước hay lượng nước tiêu thụ ngày đêm số liệu quan trọng thiết kế hệ thống cấp nước ( Dùng để lựa chọn công suất bơm, xác định dung tích bể chứa, đài nước ) - Chế độ dùng nước thay đổi tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu, chế độ làm việc, nghỉ ngơi người…, xây dung sở công tác điều tra thực nghiệm biểu diễn lượng nước tiêu thụ tong ngày đêm (H 1.2) Hình 1.2 : Biểu đồ dùng nước ngày đêm cho thành phố : % Lượng nước tiêu thụ trung bình 2: 4Lượng tiêu 10thụ12tong 14 18 20 22 24 giê nước 16 ngày - Từ biểu đị ta xác định hệ số khơng điều hồ Kh max Kh 5) Lưu lượng nước tính tốn : ™ Lưu lượng nước tính tốn cho khu dân cư xác định theo công thức : q *N q *N Qmax ng.đ = tb Kngđ max = t , [m3/ngđ] (1-1) 1000 1000 Qmax ng d Qmax h = Kh max ; [m3/h] (1-2) 24 Q × 1000 Qmax S = max h ; [l/S] (1-3) 3600 Trong : - N : Dân số tính tốn khu dân cư ( người) - Qmax ng ; Qmax h ; Qmax s : Lưu lượng tính tốn lớn ngày, giờ, giây - Kngđ max, Kh max : Hệ số khơng điều hồ lớn ngày, - qtb : Tiêu chuẩn dùng nước trung bình (l/người.ngđ) - qt : Tiêu chuẩn dùng nước tính tốn ngày dùng nước lớn (l/người ngđ) ™ Lưư lượng nước tưới đường, tưới xác định theo công thức; Cấp thoát nớc -8- 10000q t ì Ft = 10 q t × Ft 1000 Qtngd Qt ngđ = Qt.h = [m3/ngđ] [m3/h] T Trong : qt : Tiêu chuẩn dùng nước tưới đường Ft : Diện tích cần tưới (ha) Qt ngđ : Lượng nước tưới ngày đêm (m3/ngđ) Qt h : Lượng nước tưới (m3/h) T : Thời gian tưới ngày đêm (h) Thông thường tưới đường từ 8h đén 16h, tươi từ 5h đén 8h 16h ÷ 19hhàng ngày ™ Lưu lượng nước sản xuất : Được coi phân bố trình sản xuất xác đinh theo tiêu chuẩn tính đơn vị sản phẩm ™ Lưu lượng nước tắm cơng nhân xí nghiệp : QCNth = 500 × n ; 1000 [m3/h] (1-6) h QCNt ng.đ= QCNt h * C ; [m3/ng.đ] (1-7) CN CN Trong : Qt.ngđ , Qt h : lưu lượng nước tắm công nhân ngày đêm ( thời gian tắm qui định 45 phút sau tan ca ) - n : Số buồng tắm hoa sen nhà máy - C : Số ca làm việc nhà máy ™ Công suất cấp nước đô thị thường xác định theo công thức : Q = ( a.QSH + Qt + QSHCN + QtCN + QSX ).b.c ; [m3/ng.đ] (1.8) Trong : QSH , Qt , QSHCN, QtCN, QSX : lưu lượng nước sinh hoạt khu dân cư, lưu lượng nước tưới đường, tưới cây, nước sinh hoạt, tắm công nhân lưu lượng nước sản xuất nhà máy ngày đêm - a : Hệ số kể đến lượng nước dùng cho công nghiệp địa phương tiểu thủ công nghiệp, a= 1,1 - b : Hệ số kể đến lượng nước rò rỉ ( điều kiện quản lý chi phối , b = 1,1 ÷ 1,15 ) - c : Hệ số kể đến lượng nước dùng cho thân trạm nước ( rửa bể lắng, bể lọc … ), c = 1,05 – 1,1 6) Áp lực nước mạng lưới cấp nước : - Nước đưa đến vị trí tiêu dùng nhờ áp lực máy bơm hay đài nước tạo Muốn cung cấp nước liên tục thf áp lực phải đủ để đưa nước tới vị trí bất lợicủa mạng lưới ( vị trí xa nhất, cao so với trạm bơm , đài nước ), địng thời vị trí phải có áp lựuc tự cần thiết để đưa nước tới vị trí bất lợi bên nhà - Áp lực tự cần thiết vị trí bất lợi mạng lưới cấp nước bên hay áp lực cần thiết nhà bất lợi Hnhct lấy sơ sau : - Nhà tầng : H nhct = 10m - Nhà tầng : Hnhct = 12m - Nhà tầng : H nhct= 16m - Khi nhà tăng lên tầng áp lực cần thiết tăng thêm 4m - Đối với hệ thống cấp nước chữa cháy áp lực thấp, áp lực cần thiết cột lấy nước bất lợi tối thiểu 10m CÊp tho¸t n−íc -9- - Đối với hệ thống cấp nước chữa cháy áp lực cao, áp lực cần thiết phải đảm bảo đưa nước qua ơng vải gai chữa cháy có chiều dài 50 – 100m với cột nước tối thiểu 100m - Sự liên hệ áp lực cơng trình hệ thống cấp nước thể trờn hỡnh 1.3 : ĐƯờng đo áp h2 hđ h1 Hb H® nh H ct Z® h - Hình 1.3 : Sơ đồ liênZ bhệ áp lực cơng trình hệ thống cấp nước Znh 1- Bể chứa nước ; 2- Máy bơm 3- Đài nước ; 4- Ngôi nhf bất lợi Mặt phẳng chuẩn - T hỡnh 1.3 cú th xỏc định chiều cao đặt đài nước áp lực công tác máy bơm sau : Hđ = Znh + Hnhct + h1 – Zđ (1.9) Hb = Zđ - Zb + Hđ + h2 + hđ (1.10) Trong : Zđ, Zb, Znh : Độ cao đặt bơm, đài nước, nhà bất lợi ( So với mặt phẳng chuẩn ), m - Hđ, Hb : Độ cao đặt đài cột nước bơm, m - hđ : Chiều cao thing chứa nước đài, m - h1, h2 : Tổng tổn thất cột nước từ đài đén nhà bất lợi từ máy bơm đến đài, m -&&& - t1-2 NGUỒN NƯỚC VÀ CƠNG TRÌNH THU NƯỚC I) Nguồn cung cấp nước : 1) Nguồn nước ngầm : - Nước ngầm tạo thành nước mưa rơi xuống, them qua lớp đất, giữ lại lớp đất chứa nước, lớp cản nước - Lớp đất giữ nước thường cát, sỏi cuội lẫn lộn với kích thước thành phần hạt khác - Lớp đất cản nước thường đất sét, đất thịt … - Ngoài nước ngầm cịn nước thấm từ đáy, thành sơng hồ tạo - Nước ngầm thường ưu tiên chọn làm nguồn nước để cấp cho sinh hoạt ăn uống có ưu điểm ( hàm lượng cặn nhỏ, vi trùng ), xử lý đơn giản nên giá thành rẻ Nhược điểm nước ngầm thăm dị lâu, khó khăn, đơi chứa nhiều sắt, hố chất bị nhiễm mặn, cần phải xử lý phức tạp - Nước ngầm có loại sau : • Nước ngầm khơng áp : Là nước ngầm mạch nông, độ sâu – 10m, lơại trữ lượng ít, chịu ảnh hưởng thời tiết, bị nhiễm bẩn nhiều • Nước ngầm có áp : Là nước ngầm mạch sâu 20m, có trữ lượng lớn chất lượng tốt CÊp tho¸t n−íc -10- h 2) Nguồn nước mặt : - Nước mặt chủ yếu nước mưa cung cấp tuyết tan chia loại sau : ™ Nước sông : Là loại nước mặt chủ yếu để cung cấp nước, có đặc điẻm lưu lượng lớn, dễ khai thác, độ cứng hàm lượng sắt nhỏ, nhiên hàm lượng cặn lớn, nhiều vi trùng nên giá thành xử lý cao ™ Nước suối : Mùa khô lưu lưọng nhỏ nước trong, mùa lũ lưu lượng lớn, nứơc đục, có nhiều cát, sỏi, mức nước biến đổi lớn ™ Nước đầm hồ : Tương đối trong, ven bờ đục ảnh hưởng sơng , có độ màu cao có rong, rêu thuỷ sinh vật, thường bị nhiễm bẩn 3) Nguồn nước mưa : - Nguồn nước mưa VN phong phú lượng mưa trung bình lớn (500 ÷ 2000 mm/năm ) - Nước mưa tương đối sạch, nhiên rơi qua khơng khí, mái nhà nên bị nhiễm bẩn II) Cơng trình thu nước ngầm 1) Giếng khơi : - Giếng khơi cơng trình thu nước ngầm mạch nơng, có đường kính từ 0.8 ÷ 2m, chiều sâu ÷ 20m phục vụ cấp nước cho đối tượng dùng nước nhỏ - Khi cần lượng nước lớn xây giếng lớn xây dung nhóm going khơi nố vào going tập trung ống xi phơng - Nước chảy từ going từ đáy hay từ thành bên qua khe hở thành - Thành giếng xây gạch, bê tông xỉ, bê tông đá hộc, đá ong - Nếu đất dễ sụt lở, thường dùng giếng bê tơng, gạch, ống sành… Có chiều cao 0.5 ÷ 1m , đánh tụt tong giếng xuống, dùng vữa xi măng nối giếng với - Để tránh nước mưa từ mặt kèo theo chất bẩn vào giếng, phải lát xây bờ xung quanh giếng cao 0.8m, bọc đất sét xung quanh giếng 0.5m xuống sâu 1.2m - Vị trì giếng nên chọn gần nhà cách xa chuồng ni gia súc, hố xí tối thiểu ÷ 10 m - Khi chọn vị trí đào giếng cần tham khảo tài liệu địa chất thuỷ văn kinh nghiệm dân gian để đỡ phải đào giếng sâu thu nguồn nước có chất lượng tốt 2) Giếng khoan : - Giếng khoan cơng trình thu nước ngầm mạch sâu với cơng suet từ ÷ 500 l/s, sâu từ 20m đến vài trăm mét, có đường kính 100 ÷ 600mm - Sơ đồ cấu tạo giếng khoan hình 1-4 : Hình 1.4 : SƠ ĐỒ GIẾNG KHOAN Cửa giếng ( miệng giếng ) động điện Máy bơm Nhà bảo vệ Ống vách (thân giếng ) Ống lọc Ống lắng - Cửa giếng : Dùng để kiểm tra, theo dõi làm việc giếng CÊp tho¸t n−íc -11- h - Thân giếng : Là ống thép khơng gỉ nối vơí ren, mặt bích mối hàn ( Có thể ống bê tơng cốt thép ) + Ống vách có nhiệm vụ chống sụt lỡ chống nhiễm bẩn - Ống lọc : Đặt trực tiếp lớp đất chứa nước để thu nước vào giếng ngăn không cho bùn vào giếng - Ống lắng : Có chiều dài từ ÷ 10m , giữ cặn cát chui vào ống, thau rửa giếng lớp cặn cát đưa lên mặt đất - Giếng khoan thường bọc đất sét xung quanh ống vách 0.5m , sâu tối thiểu 3m kể từ mặt đất để tránh nhiễm bẩn - Người ta dùng giếng khoan đường kính nhỏ ( d = 42 ÷ 49 mm ), lắp bơm tay hay bơm điện với lưu lượng 2m3/h III) Cơng trình thu nước mặt : - Trong thực tế , phần lớn cơng trình thu nước mặt cơng trình thu nước sơng - Cơng trình thu nước sơng phải đặt đầu nguồn nước, phía thượng lưu khu dân cư khu cơng nghiệp, nơi bờ sơng lịng sơng ổn định, có điều kiện địa chất tốt, có đủ độ sâu cần thiết để lấy nước trực tiếp từ sông - Để đáp ứng u cầu trên, cơng trình thu nước thường bố trí phía bờ lõm sơng, nhiên bờ lõm hay bị xói lỡ nên phải gia cố bảo vệ - Cơng trình thu nước sơng thường chia loại sau: 1) Cơng trình thu nước bờ sơng : - Cơng trình thu nước bờ sơng áp dụng bờ sông dốc, nước bờ sâu, thường xây dung chung với trạm bơm cấp I ( Khi điều kiện địa chất tốt ) Nếu địa chất yếu trạm bơm cấp I phải bố trí xa bờ ( cơng trình thu nước phân ly) - Hình 1-4 : cơng trình thu nước Bờ sơng 1- Ngăn thu nước (Ngăn lắng) 2- Cửa thu nước 3- Lưới chắn mncn 4- Máy bơm mntn Ngăn hút - ca thu nc t cỏc song chắn thép Φ 10 ÷ 16 mm, cách 40 ÷ 50 mm để chắn vật ( rác, củi ,cây ) - Lưới chắn thường làm sợi dây thép Φ ÷ 1,5 mm, đan mắt lưới 2× đến × để chắn rác rưởi, rong rêu… , có kích thước nhỏ nước 2) Cơng trình thu nước lịng sơng : Được xác định bờ sông thoải, nước nông, mực nước dao động lớn mncn CÊp tho¸t n−íc -12- Hình 1-5 : Cơng trình thu nước lịng sơng 1- Cửa thu nước ( Họng thu nước ) 2- Ống tự chảy 3- Ngăn thu nước 4- Ống hút 5- Phao báo hiệu ( Tránh tàu bè va chạm ) -&&& - h t1-3 XỬ LÝ NƯỚC THIÊN NHIÊN I Khái niệm : - Nước thiên nhiên khai thác từ nguồn nước mát, hay nước ngầm thường chứa tạp chất dạng hoà tan, chứa vi sinh vật laọi vi khuẩn, sinh vật phù du Vì vậy, trước xử lý nước thiên nhiên phải tién hành xử lý cách thích đáng - Để chọn biện pháp xử lý phải vào tiêu, tính chất nước nguồn yêu cầu cụ thể chất lượng nước câp II Các tiêu chất lượng nước thiên nhiên yêu cầu chất lượng nước 1) Chỉ tiêu vật lý : ™ Nhiệt độ : Nhiệt độ nước thay đổi thao nhiệt độ khơng khí, liên quan trực tiếp đến người sử dụng trình sản xuất ™ Độ đục : Biểu thị hàm lượng chất lơ long ( bùn, cát, hợp chất hữu cơ… ) có nước, [mg/l] ™ Độ màu : Nước có màu hợp chất hoà tan, chất keo gây Độ màu đo theo thang màu cô ban ™ Mùi vị : Nước có mùi bùn, mùi mốc thực vật thối rữa gây ra, mùi sắt … , số chất hồ tancó thể làm cho nước có vị đặc biệt, mặn, chua… 2) Chỉ tiêu hoá học : ™ Độ PH : Biểu thị lượng ion H+ có nước , PH = nước có tính trung hồ, PH < nước có tính axít, PH > nước có tính kiềm ™ Độ cứng nước : Biểu thị lượng muối Ca Mg hoà tan nước, đo độ Đức ( độ Đức tương ứng 10mg Ca hay 9,19 mg MgO lít nước ) - Nước chứa nhiều muối nấu thức ăn lâu nhừ, giặt xà phịng bọt, gây lắng cặn nồi ™ Hàm lượng sắt mangan : Làm cho nước có mùi tanh, màu vàng, [mg/l] CÊp tho¸t n−íc -13- ™ Các hợp chất Nitơ làm nhiễm bẩn nước ( NH3, NO3-, NO2- ) chất gây độc thể người sử dụng nước đồng, chì, kẽm [mg/l] - TCVN 5942 – 1995 quy định chất lượng nước mặt dùng làm nguồn cấp nước sinh hoạt sau : ( Bảng 1.5 ) Trị số giới Trị số giới Thông số Đơn vị Thơng số Đơn vị hạn hạn Chì mg/l 0.05 Sắt mg/l Đồng 0.1 Thiếc Kẽm -1 Thuỷ ngân -0.001 Mangan -0.1 Chất lơ lửng -20 Niken -0.1 CRom -0.05 h 3) Chỉ tiêu vi trùng : ™ Chỉ số Coli : Biểu thị số vi trùng Coli ( E.Coli ) có lít nước Chỉ tiêu biểu thị khả có vi trùng gây bệnh đường ruột nước ™ Tổng số vi trùng hiếu khí : Biểu thị độ bẩn nước mặt vi trùng 4) Yêu cầu chất lượng nước : - Nước cấp cho sinh hoạt ăn uống phải sạch, không độc hại, không chứa vi trùng gây bệnh Yêu cầu chất lượng nước cấo cho sản xuất đa dạng, tuỳ thuộc vào tính chất q trình sản xuất ( Ví dụ nước làm nguội máy móc cần có nhiệt độ thấp, trong, chứa muối cứng… ) III Các phương pháp dây chuyền công nghệ xử lý nước : Nhiệm vụ xử lý nước : - Trong thực tế, ta thường phải thực trình xử lý sau : Làm khử màu khử sắt, khử trùng, trình xử lý đặc biệt khác làm mềm, làm nguội, khử muối Phương pháp xử lý : ™ Phưong pháp học : Dùng song, lưới chắn rác, lọc qua lưới, lắng tự nhiên… ™ Phương pháp vật lý học : Khử trùng tia tử ngoại, làm nguội nước ( dùng ozôn O3, dùng sang siêu âm ) ™ Phương pháp hoá học : Keo tụ phèn, khử trùng clo, làm mềm vôi … Dây chuyền công nghệ xử lý nước : - Tập hơp cơng trình thiết bị để thực trình xử lý nước theo phương pháp gọi dây chuyền công nghệ xử lý nước - Tuỳ thuộc vào chất lượng nước nguồn yêu cầu chât lượng nước cấp mà có dây chuyền cơng nghệ xử lý khác ( Khi dùng nguồn nước mặt thường phải làm trong, khử màu khử trùng, nước ngầm phải khử sắt khử trùng ) - Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý nước thể hình 1_6 1_7 Cl CÊp tho¸t n−íc -14- Hình 1.6 : SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC NGẦM 1- Giếng khoan trạm bơm cấp I 2- Dàn mưa ; 3- Bể lắng đứng tiếp xúc 4- Bể lọc nhanh ; 5- Đường dẫn clo 6- Bể chứa nước ; 7- Trạm bơm cấp II Dung dÞch phÌn 3 4 h 8 Hình 1.7 : DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC MẶT Trạm bơm cấp I 6- Bể lọc nhanh Bể trộn 7- Nguồn clo Bể phản ứng 8- Bể chứa nước Bể lắng ngang 9- Trạm bơm cấp II Máng thu nước &&& t1-4 MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC I Khái niện chung : 1) Khái niệm : Mạng lưới cấp nước phận quan trọng hệ thống cấp nước, làm nhiệm vụ vận vhuyển phân phối nước đến nơi tiêu thụ - Giá thành xây dựng mạng lưới cấp nước chiếm khoảng 50 ÷ 70 % giá thành xây dựng toàn hệ thống cấp nước - Mạng lưới cấp nước bao gồm : ƒ Các đường ống : Làm nhiệm vụ vận chuyển nước xa ƒ Các đường ống nhánh : Làm nhiệm vụ phân phối nước vào tiểu khu, vào ngơi nhà - Tuỳ theo quy mơ tính chất đối tượng dùng nước, mạng lưới cấp nước thiết kế theo sơ đồ mạng lưới cụt, mạng lưới vịng, hay hỗn hợp CÊp tho¸t n−íc -15- 2) - Các nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước : Mạng lưới phải bao trim điểm tiêu thụ nước Tổng số chiều dài đường ống nhỏ Các tuyến ống nên đặt theo đường phố lớn, mạng lưới phải có tuyến chính, đuờng kính ống phải chọn tương đương để thay tuyến có cố, khoảng cách tuyến tuỳ thuộc vào quy mơ thành phố, thường lấy từ 300 ÷ 600 m - Hạn chế bố trí đường ống qua sơng, đầm lầy, đê, đường xe lửa, tuyến ống nối với ống nhánh với khoảng cách 400 ÷ 900m - Vị trí đặt ống mặt cắt ngang đường phố qui hoạch xác định, nên đặt vỉa hè hay tuyến kỹ thuật Khoảng cách nhỏ mặt tính từ ống đến cá cơng trình đựoc qui định sau: Bảng 1-6 : Khoảng cách tối thiểu từ thành ống đến cơng trình, (m ) Khoảng cách quy định tối thiểu đến Móng nhà cơng trình Chân taluy đường sắt Mép đưòng ray xe điện Đường dây điẹn thoại Đưòng điện cao Mép đường ô tô Chân cột điện đường phố Mép cột điện cao Các loại tường rào Trung tâm hàng h - Trị số 1,5 ÷ 0.5 1,5 ÷ 1,5 1,5 1,5 ÷ * Ngoài nguyên tắc trên, quy hoạch mạng lưới cấp nước cần lưu ý: - Quy hoạch mạng lưới phải xét đến khr phát triển thành phố mạng lưới tương lai - Cần chọn điẻm cao để đặt đài nước, đài nứoc đặt đầu, cuối mạng lưới - Cùng đối tượng tiêu thụ nước quy hoạch theo nhiều sơ đồ khác nhau, qua so sánh mặt kinh tế kỹ thuật, chọn phương án tối ưu II Tính tốn mạng lưới cấp nước : Mục đích : Xác định lưu lượng tính tốn chảy đường ống, sở chọn đường kính ống hợp lý kinh tế, xác định tổn thất thuỷ lực đường ống để xác định chiều cao đài nước, áp lực công tác máy bơm 2.Các giả thiết để tính tốn : - Các đối tượng tiêu thụ nước ( Bể bơi, xí nghiệp cơng nghiệp ) coi điểm lấy nước tập trung, gọi điểm nút - Các hộ tiêu thụ nước nhỏ, lấy nứoc sinh hoạt vào nhà coi lây nước dọc tuyến ống - Đoạn có lưu lượng tập trung cuối đoạn ống thi lưu lượng đoạn ống khong đổi - Đoạn ống có lưu lượng phân bố dọc tuyến giả thiết phân phối Xác định lưu lượng tính tốn : - Tổng lưu lượng vào mạng lưới ứng với trường hợp tính tốn : CÊp tho¸t n−íc QΣ = Q dd + ∑ q t tr -16[l/s] (1_11) Trong : Qdd : Lưu lượng dọc đường toàn mạng lưới (l/s) ∑q t tr : Tổng lưu lượng tập trung toàn mạng lưới (l/s) - Lưu lượng dọc đường đơn vị : Q q dv = dd ∑ l tt Trong : ∑l tt [l/s.m] (1_12) : Tổng chiều dài tính tốn a( tổng chiều dài cấc đoạn ống có phân phối nứoc dọc h đường mạng lưới ) [m] - Lưu lượng dọc đưịng đoạn ơng ; qdđ = qđv * ltt (l/s) (1_13) - Ở : ltt – chiều dài tính tốn đoạn ống (m) để đơn giản tính tốn người ta thường đưa lưu lượng nước dọc đường nút, tức điểm đầu cuối đoạn ống Lưu lượng nút tổng số lưu lượng dọc đường đoạn ống đấu vào nút : ∑ q dv × ltt (l/s) (1_14) qnút = - Sau có giá trị lưu lượng nút, ta xác định lưu lượng tính tốn đoạn ống theo đièu kiện tổng lưu lượng vào nút phải tổng lưu lượng khoi nút đó, tức Σ qnút = Xác định đường kính ống : - Đường kính ống xác định theo công thức : 4Q D= (m) (1_15) π V Trong : Q – Lưu lượng tính tốn đoạn ống [m3/s] V – Vận tốc dòng chảy ống [m/s] - Đường kính ống khơng phụ thuộc vào Q mà cịn phụ thuộc vào V, Vì Q= const, nên V nhỏ D lớn, giá thành xây dựng mạng lưới tăng, V lớn D nhỏ giá thành xây dựng giảm chi phí quản lý tăng V tăng dần đến tăng tổn thất áp lực đoạn ống.Kết độ cao bơm nước chi phí điện tăng Do để xác định đường ống cấp nước ta phải dựa vào vận tốc kinh tế ( vận tốc có tổng chi phí xây dựng chi phí quản lý mạng lưới nhỏ ) - Vận tốc kinh tế VK xác định theo giáo sư V P SirơtKin (Bảng 1-7) CÊp tho¸t n−íc -17- Bảng 1-7 : Vận tốc kinh tế Vk ống cấp nước h 5) Xác định tổn thất áp lực đường ống : - mạng lưới cấp nước bên ngồi , thưịng tổn thất áp lực cục bộ, tính tổn thất áp lực ma sát theo chiều dài ( tổn thất dọc đường ) theo công thức : L.V h = λ (m) (1-16) D.2 g Trong : λ - Hệ số sức kháng ma sát , phụ thuộc vào vật liệu chế tạo ống, độ nhám thành ống đường kính ống L – Chiều dài đoạn ống (m) D - đường kính ống (m ) V - Vận tốc dòng chảy ống ( m/s ) - Dựa vào kết nghiên cứu , tiến sĩ Ph.A Sêvêlốp dã xác định hệ số λ cho loại ống khác đưa công thức xác định tổ thất áp lực 1m dài đường ống ( tổn thất áp h lực đơn vị i = ) sau L 0.021 λ = 0.3 ( V ≥ 1,2 ) D - Ống gang thép cũ : - Khi V > 1,2 m/s : - Khi V ≤ 1.2 m/s : 0.0179 ⎛ 0.867 ⎞ λ= 1+ ⎟ 0.3 ⎜ V ⎠ D ⎝ V2 i = 0.00107 1.3 D 0.3 V2 ⎛ 0.867 ⎞ i = 0.000912 1,3 ⎜1 + ⎟ V ⎠ D ⎝ (1-17) 0.3 (1-18 ) - Ống chất dẻo : i = 0.000685 V 1,774 D 1, 226 (1-19 ) CÊp tho¸t n−íc -18- - ống fibrơximăng : V ⎛ 3,51 ⎞ i = 0.000561 1,19 ⎜1 + ⎟ V ⎠ D ⎝ Độ cao đài nước : ( Theo công thức 1-9 ) Hđ = Znh – Zđ + Hctnh + ∑ h 0.19 (1-20 ) - áp lực công tác bơm ( Công thức 1-10 ) Hb = Zđ - Zb – Hđ + hđ +h2 - Với h2 : ổn thất áp lực đường ống từ trạm bơm đến đài III Ví dụ áp dụng : ™ Tính tốn mạng lưới cụt với cá số liệu hình vẽ 1-8 NHà khu vực xây dựng nhà tầng, ống gang bình thường Các tam giác cao trình mặt đất l/s G 30 0m H 15 l/s 400 m A 0m 30 12 l/s 500 m 750 m C D l/s 0m B 60 30 0m E h 11 l/s I Hình 1-8 : Mạng lưới cáp nước cụt : Xác định lưu lượng tính tốn cho đoạn ống Dựa vào bảng Sêvêlốp tìm D, V, 1000i tương ứng Xác định tổn thất cho đoạn h = iL cho toàn mạng lưới theo tuyến bất lợi Xác định chiều cao đài nước - Tính đường ống : Kết ghi bảng sau : Lưu lượng (l/s) Đường kính (mm) 100 Vận tốc (m/s) 1000i (m) H=i.L (m) AB Chiều dài (m) 750 0.73 12.1 9.075 CB 500 32 200 0.99 8.64 4.32 CD 400 43 200 1.33 15.2 6.08 TT Đoạn ống ∑ h = 19.475 CÊp tho¸t n−íc -19- Tính ống nhánh : Lưu lượng (l/s) Đường kính (mm) 100 Vận tốc (m/s) 1000i (m) H=i.L (m) 1.1 25.6 7.68 TT Nhánh EG Chiều dài (m) 300 BE 300 21 150 1.15 16.5 4.95 CH 300 15 125 1.18 21.9 6.57 CI 600 11 125 0.87 12.3 7.38 Vẽ đường đo áp cho tuyến ( ABCD ) - Cao trình điẻm đường đo áp xác định sau : * Điểm D : ∇ , D = ∇ D + H ctnh = + 16 = 22m ( Vì nhà tầng Hnhct = 16m ) * Điểm C : ∇ ,C = ∇ ,D + hCD = 22 + 6,08 = 28,08m * Điêm B : ∇ 'B = ∇ C' + hBC = 28,08 + 4,32 = 32,4m * Điểm A : ∇ 'A = ∇ ,B + h AB = 32,4 + 9,075 = 41,475m Đường đo áp lực dọc theo đường ống ABCD thể hình 1-9 h 41,475 32,4 ĐƯờng đo áp 28,08 22 33,575m 9,0 8,0 7,0 A B 6,0 C Hình 1-9 : Đường đo áp đường ống - Kết cho thấy cột nước đo áp đầu ống nhánh ( B, C ) lớn cột nước đo áp điềm cuối đoạn ( G, H, I ) việc chọn tuyến ABCD làm đường ống hợp lý Xác định độ cao đài nươc : Hđ = Znh – Zđ + Hnhct + ∑ h Hđ = – + 16 + 19,475 = 33,475 m * Chú ý : Tổn thất áp lực cho phép tuyến nhánh hiệu số cột áp lực củ nút đầu nút cuối nhánh Δh , Δh, > ∑ h tuyến nhánh chấp nhận D chọn, với Δh, < ∑ h phải chọn lại đoạn ống D CÊp tho¸t n−íc -20- + Có thể tìm đường kính ống nhánh theo phương pháp sau : - Tìm hd = h Đường đo áp đầu ống - Đường đo áp cuối ống h - Tìm J : J= d L - Tìm K → Đường kính ống ( phụ lục 6-1 ) IV Tính tốn mạng lưới vịng : - mạng lưới vịng nước chảy theo chiều hướng khác nhau, nên có nhiều phương án phân phối nước toàn mạng lưới tức lưu lượng nước đoạn ống thay đổi, đường kính ống thay đổi - Dịng chảy mạnh lưới kín phải thoả mãn điều kiện sau : Tại nút : ∑ Qđến = ∑ Qđi hay ∑ Qnút = Tổng số tổn thất cột nước vịng phải khơng ∑ hd = - Phương pháp giải tốn mạng lưới kín sau : + Phân phối lưu lượng vịng kín cho điều kiện thứ thoả mãn, điều kiện cân áp lực chưa đảm bảo, tức ∑ h ≠ + Để điều kiện thứ đảm bảo ta tiến hành điều chỉnh lưu lượng nhánh vòng ( Trên nhánh tải nhẹ tăng thêm lưu lượng ngược lại ta giảm nhánh tải nặng để đảm bảo ∑ Qnút = ) + Lưu lượng nước điều chỉnh xác định sau : ( theo giáo sư V.G Lôbachép ) Δh ( 1-21 ) Δq = 2.∑ S i Qi Trong : Δh : Sai số áp lực tổn thất vòng Si, Qi : Sức kháng lưu lượng ống thứ i Si = θ i Ai l i ; Với l i chiều dài đoạn ống θ i - Hệ số điều chỉnh tra bảng ( 1-8 ) Ai – Sức cản đơn vị đoạn ống thứ i tra bảng ( 1-9 ) [s2/m6] Ai = 8λ = , K = ωc R = gπ D i Ki Si = Ai Li = gπD 8λ (1-22) L i K i2 + Khi ∑ h < ± 0.5m đạt yêu cầu chưa đạt yêu cầu cần phải tiếp tục điều chỉnh lưu lượng, phương pháp điều chỉnh lưu lượng gọi phương pháp gần để tính tốn thuỷ lực mạng lưới vòng Bảng 1-8 : Các giá trị θ theo Sêvêlốp Vận tốc V ( m/s ) 0.4 0.5 Bình thường 1.19 1.14 Ống Gang 1.51 1.42 Thép 1.22 1.18