Đề xuất phương án thoát nước dạng nông cho các khu đô thị cũ việt nam

I MỤC LỤC MỤC LỤC .I MỞ ĐẦU .1 Sự cần thiết đề tài Mục tiêu đề tài Nội dung phạm vi nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THOÁT NƯỚC ĐƠ THỊ 1.1 Tình hình nước xử lý thải thị giới 1.1.1 Thoát nước xử lý nước thải Liên Bang Nga 1.1.2 Thoát nước xử lý nước thải Đức 1.1.3 Thoát nước xử lý nước thải Nhật Bản 1.2 Hiện trạng nước xử lý nước thải thị Việt Nam 1.2.1 Hiện trạng nước thị trước năm 1945 1.2.2 Hiện trạng thoát nước đô thị trước năm 1954-1975 1.2.3 Hiện trạng nước thị trước năm 1975- 1.3.4 Hiện trạng thoát nước thành phố Hà Nội 13 CHƯƠNG : PHƯƠNG ÁN THỐT NƯỚC CHO CÁC ĐƠ THỊ CŨ VIỆT NAM .32 2.1 Hệ thống nước cho thị 32 2.1.1 Sơ đồ nước thị 32 2.1.2 Mô hình thu gom nước thải nước mưa thị 34 2.2 Hệ thoát nước thải dạng nông 39 2.2.1 Miêu tả hệ thống 39 2.2.2 Mơ hình hoạt động 44 II 2.2.3 Những ưu điểm hệ thống 44 2.2.4 Cấu tạo cống thoát nước, cấu tạo giếng thăm, cấu tạo trạm bơm 46 2.2.5 Những khu vực áp dụng hệ thống nước dạng nơng 52 2.3 Phương pháp tính tốn thiết kế nước thải 53 2.3.1 Phương pháp xác định lưu lượng 53 2.3.2 Tính tốn thuỷ lực 54 2.3.3 Độ dốc đặt cống, vận tốc, độ sâu chôn cống 55 2.4 Phương pháp tính tốn thiết kế trạm bơm nước thải 58 2.5 Điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế xã hội đô thị Cũ 58 2.5.1 Điều kiện tự nhiên 58 2.5.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 59 2.6 Tổ chức thoát nước xử lý nước thải đô thị Cũ 60 2.6.1 Nguyên tắc tổ chức 60 2.6.2 Lựa chọn hệ thống thoát nước cho khu đô thị 61 2.7 Đề xuất mơ hình nước thải cho đô Cũ 62 2.7.1 Cơ sở lựa chọn hệ thống mạng lưới thu gom 62 2.7.2 Các tiêu chí lựa chọn hệ thống mạng lưới thoát nước 63 2.7.3 Đề xuất phương án nước cho thị Cũ Việt Nam 64 CHƯƠNG : ĐỀ XUẤT MẠNG LƯỚI THU GOM NƯỚC THẢI CHO PHƯỜNG KIM LIÊN, TRUNG TỰ THÀNH PHỐ HÀ NỘI 65 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, phường Kim Liên-Trung Tự 65 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 65 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 68 3.2 Hiện trạng hệ thống hạ tầng kỹ thuật 70 3.2.1 Hiện trạng hệ thống giao thông 70 3.2.2 Hiện trạng hệ thống cấp nước 70 III 3.2.3 Hiện trạng hệ thống thoát nước 70 3.2.4 Các vấn đề môi trường tổng quan 75 3.2.5 Quy hoạch phát triển đến năm 2020 75 3.2.6 Các giải pháp thu gom nước thải 78 3.3 Đề xuất phương án thoát nước khu vực Kim Liên- Trung Tự 78 3.3.1 Cơ sở lựa chọn 78 3.3.2 Lựa chọn mạng lưới thoát nước 78 3.4 Tính tốn thiết kế mạng lưới thoát nước 79 3.4.1 Tính tốn lưu lượng nước thải 79 3.4.2 Xác định lưu lượng dịch vụ 80 3.5 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước thải 81 3.5.1 Nguyên tắc vạch tuyến 81 3.5.2 Phương án vạch tuyến thoát nước khu vực Kim Liên_Trung Tự 82 3.6 Xác định lưu lượng tính tốn đoạn cống 83 3.6.1 Tính tốn diện tích tiểu khu 83 3.6.2 Xác định lưu lượng tính tốn cho đoạn cống 83 3.7 Tính tốn thủy lực mạng lưới thoát nước 84 3.8 Đánh giá hiệu kinh tế - xã hội 85 3.8.1 Hiệu kinh tế - xã hội 85 3.8.1.1 Phương án thoát nước dạng nông 85 3.8.1.2 Phương án thoát nước truyền thống 92 3.8.1.3 So sánh hai phương án 96 3.8.2 Hiệu môi trường 96 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99 Kết luận 99 IV Kiến nghị 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO .101 PHỤ LỤC 103 V HÌNH VẼ Hình 1-1: Sơ đồ nước liên hệ vùng ngoại Moscow Hình 1-2: Sơ đồ cải tạo phát triển hệ thống thoát nước Gramburg Hình 1-3: Hiện trạng hệ thống thoát nước thành phố Hà Nội 31 Hình 2-1: Sơ đồ tổ chức thoát nước xử lý nước thải thị 34 Hình 2-2: Sơ đồ hệ thống nước kiểu riêng hồn tồn 36 Hình 2-3: Sơ đồ hệ thống thoát nước chung 37 Hình 2-4: Sơ đồ hệ thống thoát nước kiểu riêng 39 Hình 2-5: Mơ hình nước nơng cho khu chưa quy hoạch 40 Hình 2-6: Mơ hình nước nơng cho khu quy hoạch 41 Hình 2-7: Sơ đồ thệ thống TN truyền thống TN dạng nông 42 Hình 2-8: Sơ đồ hệ thống TN dạng nông cho khu quy hoạch chưa quy hoạch 43 Hình 2-9: Hệ thống nước tồn số tuyến phố Hà Nội 47 Hình 2-10: Sơ đồ nước có số khu thị Việt Nam 48 Hình 2-11: Phương án cải tạo hệ thống thoát nước tuyến phố 48 Hình 2-12: Sơ đồ bố trí hệ thống nước tiểu khu 49 Hình 2-13: Cấu tạo hố ga cho mạng lưới cống thoát nước nơng 49 Hình 2-14: Cấu tạo hố ga cho mạng lưới cống thoát nước nơng 50 Hình 2-15: Cấu tạo hố ga cho mạng lưới cống thoát nước nơng 50 Hình 2-16: Trạm bơm nâng sử dụng bơm chìm 51 Hình 2-17: Hệ thống nước dạng nơng Bralzin 52 Hình 2-18: Hệ thống nước dạng nông Pakistan 53 Hình 2-19: Sơ đồ tính tốn độ sâu chôn ống 56 Hình 2-20: Bản đồ Các trung tâm phát triển KT Việt Nam 59 Hình 3-1: Phạm vi nghiên cứu 66 Hình 3-2: Mặt vạch tuyến phương án nước truyền thống 97 Hình 3-3: Mặt vạch tuyến mạng lưới nước dạng nơng 98 VI BẢNG Bảng 1-1: Một số dự án thoát nước đầu tư xây dựng Việt Nam Bảng 1-2 Khối lượng thống kê thoát nước dạng hở thành phố Hà Nội 19 Bảng 1-3 Khối lượng thống kê thoát nước thành phố Hà Nội 21 Bảng 2-1: Hệ số không điều hoà nước thải 54 Bảng 3-1: Bảng thống kê tổng lượng mưa năm 67 Bảng 3-2: Bảng thống kê công nghiệp nông nghiệp 69 Bảng 3-3: Bảng thống kê dự báo GDP 69 Bảng 3-4: Tổng hợp lượng mưa địa bàn Hà Nội 72 Bảng 3-5: Diện tích đất sử dụng khu vực nghiên cứu tương lai năm 2020 77 Bảng 3-6 Dân số khu vực Kim Liên-Trung Tự 79 Bảng 3-7 Mô đun lưu lượng lưu vực 81 Bảng 3-8 Bảng khái toán kinh tế phần cống thoát nước thải 85 Bảng 3-9 Bảng khái tốn kinh tế phần cơng trình mạng lưới nước thải 86 Bảng 3-10 Bảng khái toán kinh tế phần trạm bơm nước thải 87 Bảng 3-11 Tổng mức đầu tư cho phương án nước nơng 89 Bảng 3-12 Bảng tính chi phí điện cho trạm bơm nước thải 91 Bảng 3-13 Bảng khái toán kinh tế phần cống thoát nước thải 92 Bảng 3-14 Bảng khái toán sơ giếng thăm mạng lưới 93 Bảng 3-15 Tổng mức đầu tư cho phương án thoát nước truyền thống 94 Bảng 3-16 Bảng so sánh kinh tế phần mạng lưới 96 VII PHỤ LỤC Phụ lục : Bản vẽ thiết kế Phụ lục : Tính tốn thủy lực mạng lưới nước Phụ lục : Kết tính tốn thiết kế trạm bơm Phụ lục : Chi phí xây dựng mạng lưới, chi phí quản lý vận hành mạng lưới VIII CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT N Nitơ P Photpho BOD Nhu cầu ơxy sinh hóa COD Nhu cầu ơxy hóa học SS Cặn rắn lơ lửng MLSS Chất rắn lơ lửng dạng lỏng hỗn hợp kf Hệ số thấm p.a năm p.e Dân số tương đương TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam KCN Khu công nghiệp NMXLNT Nhà máy xử lý nước thải WWF Lưu lượng nước thải mùa mưa DWF Lưu lượng nước thải mùa khô SBR Bể phản ứng theo mẻ GDP Tổng sản phẩm quốc nội VND Đồng Việt Nam US$ Đô la Mỹ EUR Đồng Euro WB Ngân hàng giới ADB Ngân hàng Phát triển Châu Á JBIC Ngân hàng hợp tác quốc tế Nhật Bản KfW Kreditanstalt für Wiederaufbau (Ngân hàng Phát triển Đức) ODA Hỗ trợ phát triển thức NPV Giá trị dòng DWA Hiệp hội nước nước thải Đức (trước ATV) EPA Tổ chức bảo vệ môi trường Mỹ MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Nước ta giai đoạn phát triển nhanh chóng lĩnh vực kinh tế xã hội, bên cạnh nảy sinh vấn đề nhiễm môi trường nhiệm vụ bảo vệ môi trường Trong chiến lược phát triển bền vững quốc gia bảo vệ môi trường đặt mục tiêu tất yếu song song với trình phát triển kinh tế-xã hội Trong vấn đề môi trường thị nước, xử lý nước thải quản lý chất thải rắn công việc quan trọng nhằm giảm thiểu mặt tiêu cực q trình thị hố gây Đầu tư cho nước thị địi hỏi số vốn đầu tư lớn, chi phí quản lý vận hành hàng năm tốn kém, cần có nghiên cứu đầy đủ lĩnh vực nhằm đưa phương án tối ưu cho điều kiện cụ thể Trong hệ thống hạ tầng đô thị hệ thống mạng lưới nước phần thiếu Đây phận quan trọng định đến vấn đề ô nhiễm môi trường đô thị Nếu hệ thống mạng lưới cấp nước, hệ thống điện sinh hoạt, hệ thống thông tin liên lạc… Nhằm phục vụ cho điều kiện sinh hoạt ban đầu người ngược lại hệ thống nước xử lý nước thải đóng vai trị quan trọng phát triển người xã hội Trong hệ thống cấp nước sinh hoạt khó khăn việc cấp nước đến hộ gia đình mạng lưới thu gom nước thải từ hộ gia đình toán nan giải cho xử lý nước thải Cho dù công nghệ xử lý nước thải đại đến mức độ không thu gom nước thải để xử lý công nghệ đại xây dựng lý thuyết Chi phí đầu tư cho nước xử lý nước thải nằm phần lớn vào chi phi mạng lưới Chi phí tuyến cống cơng trình mạng chiếm 60% đến 70% chi phí đầu tư xây dựng tồn hệ thống Hiện trạng nước thị nói chung khu thị Cũ nói riêng tình trạng manh mún, nước thải từ hộ gia đình chảy tràn theo bề mặt đường rãnh nước mưa sau chảy vào cống nước mưa ao hồ, sơng suối Đây nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước mặt, ô nhiễm môi trường đất trầm trọng Hiện nay, Việt Nam có số nghiên cứu dự án đầu tư xây dựng cơng trình nước vệ sinh chủ yếu thực đô thị lớn như: dự án thoát nước Thành phố Hà Nội, dự án cải tạo xây dựng hệ thống thoát nước Thành phố Vũng Tàu, dự án cải thiện môi trường nước thành phố Huế, dự án bảo vệ mơi trường thành phố Hạ Long, dự án nước vệ sinh thành phố Đà Nẵng… Tại đô thị nhỏ, đặc biệt đô thị chưa phát triển vấn đề xử lý nước thải mẻ chưa quan tâm mức Hầu thải thị có loại nước thải ô nhiễm nặng nước thải bệnh viện hay nhà máy xí nghiệp nằm thị, chưa xử lý trước xả vào nguồn tiếp nhận xung quanh gây ô nhiễm môi trường Mặc dù đầu tư số dự án thu gom xử lý nước thải với tổng mức đầu tư lớn, tất nhà máy xử lý nước thải xây dựng xong, khơng có nước thải để xử lý, lãng phí tiền công nghệ đầu tư cho dự án Điển trạm xử lý nước thải Đà Lạt công suất thiết kế 7.5000m3/ngđ, công suất thực đạt tầm 4.000 đến 5.000m3/ngđ Nhà máy xử lý nước thải Hạ Long, bao gồm trạm xử lý khu Bãi Cháy thiết kế công suất 3500m3/ngđ, đạt 2500m3/ngđ Trạm xử lý khu vực Hòn Gai thiết kế công suất 7.000m3/ngđ, công suất đạt 60% Và điển hình trạm xử lý nước thải Vân Trì cơng suất thiết kế 38.000m3/ngđ xử lý cho nước thải khu công nghiệp Đông Anh số nước thải từ cụm công nghiệp nhỏ lẽ khu vực lân cận Đấy thực trạng mà dự án xây dựng trạm xử lý nước thải không hoạt đông công suất Mạng lưới thu gom thoát nước thải gặp nhiều khó khăn thiếu khả thi số phương án thiết kế đưa Từ thực tiễn đó, yêu cầu có nghiên cứu để lựa chọn đề xuất mơ hình mạng lưới thu gom nước thải phù hợp với điều kiện tự nhiên kinh tế, xã hội đô thị nước ta, đặc biệt đô thị Cũ – nơi mà kinh tế phát triển cơng trình xây dựng tương đối ổn định, điều kiện sống người dân ngày đòi hỏi cao Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu, tìm hiểu mơ hình nước thải cho thị gii 90 Xây dựng Trạm bơm n-ớc thải B Chi phí thiết bị Thiết bị Trạm bơm nớc thải Thiết bị quản lý, vận hành 1,190,332 119,033 1,309,365 1,150,000 115,000 1,265,000 800,000 80,000 880,000 350,000 35,000 385,000 9,730,383 973,038 10,703,421 Tổng cộng xây lắp + Thiết bị C Chi phí khác (tạm tính 15%) 1,605,513 Tổng mức đầu t12,308,934 Bằng chữ: M-ời hai tỷ ba trăm linh tám triệu chín trăm ba t- nghìn đồng Chi phí quản lý mạng lưới cho năm -Chi tiêu hành nghiệp cho quan quản lý U = 0.2 % MXD Trong đó: MXD vốn đầu tư để xây dựng mạng lưới Thay số: U = 0.002  12308,934 = 24.62 (triệu đồng) -Lương phụ cấp cho cán quản lý LCN = N  b  12 (triệu đồng) Trong đó: N- Số cán bộ, công nhân viên quản lý mạng lưới N = L/(1000x2) = (người) (Mỗi công nhân quản lý km cống) b: lương phụ cấp cho công nhân, b = 1.5  106 (đ/người.tháng)  LCN =  1.5  12 = 36 (triệu đồng) -Chi phí tiền điện chạy máy bơm trạm bơm tăng áp cục mạng xác định theo công thức: D= .Q.H a.365 (đồng) 102 n1.n 91 Trong đó: - tỉ trọng riêng nước (kg/m3), lấy = 1(kg/m3) Q- lưu lượng riêng ngày đêm, (m3/ngđ) H- áp lực trung bình máy bơm n1- hiệu suất bơm, n1 = 0.8 n2- hiệu suất động cơ, n2 = 0.7 Giá điện a = 1500 đ/kwh Bảng 3-9 Bảng tính chi phí điện cho trạm bơm nước thải Kí hiệu Điện Qngđ tiêu Thành tiền trạm Qmax STT bơm (l/s) (m3/ngđ) H (m) TB1 72,36 3200 2.72 55619 83,43 TB2 9,9 300 5751 8,63 TB3 24,13 700 3,24 14492,65 21,74 TB4 49,57 1900 4,93 59855,65 89,78 thụ(Kwh) Tổng (triệu đồng) 203,56 * Lưu ý lưu lượng tính cho trạm bơm chuyển tiếp, xác định sơ theo lưu lượng tính tốn cống trước trạm Sau nhân hệ số điều chỉnh đế xác định lưu lượng trung bình ngày -Chi phí sửa chữa mạng lưới: S1 = 5%  Gcống = 0.05  7242,868 = 362,14 (triệu đồng) -Chi phí sửa chữa trạm bơm: S2 = 3%  GTB = 0.03  1190,332 = 35.71(triệu đồng) -Tổng chi phí sửa chữa: S = S1 + S2 = 362,14 + 35,71 = 397,85 (triệu đồng) -Chi phí khác: K = 5% (U + LCN + S + D) K = 0.05  ( 24,62 + 36 + 397,85 + 203,56 ) = 33,1 (triệu đồng) -Tổng chi phí quản lý: P = 1.05  (U + LCN + S + D + K) 92 P= 1.05  ( 24,62 + 36 + 397,85 +203,56+33,1 )= 730 (triệu đồng) -Chi phí khấu hao hàng năm: KC = 3% Giá thành xây dựng mạng lưới thoát nước KC = 0.03 MXD= 0.03  12308,934 = 369,27 (triệu đồng) Các tiêu kinh tế phương án: PA1 - Suất đầu tư: Vốn đầu tư để vận chuyển m3 nước thải đến trạm xử lý -Theo (đồng/m3): V = Mxd/Q = (12308934000/ 7000) = 1.762.700 (đồng/m3) -Theo(đồng/người):V = Mxd/N = (12308,9x106)/ 39345 = 312.846(đồng/người) -Theo(mcống/người): V = L/N = 4951/39345 = 0,13 (m/người) -Theo (mcống/ha): (m/ha) V = L/F= 4951/73,2 = 67,64 - Giá thành quản lý: -Giá thành vận chuyển m3 nước thải đến trạm xử lý G = (P + Kc)/(365xQ) = (730+369,27)x106/(365x7000) =430 (đ/m3) -Chi phí quản lý hàng năm tính theo đầu người  = P/N = (730x106)/39345 = 18554 (đ/người) 3.8.1.2 Phương án thoát nước truyền thống Khái toán kinh tế phần cống thoát nước ( Mxd) Bảng 3-10 Bảng khái toán kinh tế phần cống nước thải §VT: 1000 VN§ STT Tên hạng mục Đơn vị Khối lợng Đơn giá TH (tríc Thµnh tiỊn th) I Tun cèng thu gom n-ớc 20,499,625 thải * Mạng lới đ-ờng ống tự chảy Cống thoát BTCT D200, độ sâu chôn cống