mạng lưới cấp và thoát nước đô thị

Hệ thống cấp nước bao gồm:Công trình thu nước Các công trình vận chuyểnCác công trình xử lý Các công trình điều hòa Mạng lưới đường ống... Trạm xử lý nước là thành phần quan trọng trong

MẠNG LƯỚI CẤP VÀ THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ

GV: Ngô Phương Linh Viện CNSH & MT

ĐT: 093 810 9597 Email: Linhn87@gmail.com

NỘI DUNG

1 Các khái niệm cơ bản về cấp nước đô thị

2 Nguồn nước, công trình thu và trạm xử lýnước cấp

3 Mạng lưới cấp nước và các công trình trên mạng lưới cấp nước

4 Các khái niệm cơ bản về thoát nước đô thị

5 Mạng lưới và các công trình trên mạng lưới thoát nước

6 Kiểm soát nước thải đô thị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ và cộng sự, Cấp thoát nước, NXB KHKT, 2007

Hoàng Văn Huệ, Mạng lưới cấp nước, NXB Xây dựng Hà Nội, 2010

Đỗ Trọng Miên, Vũ Đình Dịu, Giáo trình Cấp thoát nước, NXB Xây dựng Hà Nội, 2010

TCXDVN 33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và Công trình – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 51:1984 Thoát nước – Mạng lưới bên ngoài và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế

David Butler and John W Davies, Urban Drainage, Spon Press, 2011

Vấn đề 1 Các khái niệm cơ bản về cấp

nước đô thị

I Các thành phần cơ bản của hệ thống cấp

nước

II Phân loại hệ thống cấp nước đô thị

III Tiêu chuẩn dùng nước, chế độ dùng nước

và chất lượng nước sử dụng

IV Lưu lượng tính toán, công suất và áp lực

trong hệ thống cấp nước

Khái niệm: Hệ thống cấp nước là tập hợp

các công trình, thiết bị có chức năng thunước, xử lý nước, vận chuyển, điều hòa vàphân phối nước tới các nơi tiêu thụ

Hệ thống cấp nước bao gồm:

Công trình thu nước

Các công trình vận chuyểnCác công trình xử lý

Các công trình điều hòa

Mạng lưới đường ống

Theo đối tượng phục vụ

nối tiếp

Vấn đề 2 Nguồn nước, công trình

thu và trạm xử lý nước cấp

I Nguồn cung cấp nước

II Công trình thu nước

III Trạm xử lý nước cấp

I Nguồn cung cấp nước

Các nguồn nước trong tự

nhiên bao gồm:

Nước mưa Nước mặt Nước ngầm Nước biển

1 Nguồn nước

Nước mưa

Tương đối sạch, không chứa các tạp chất khoáng vật

Là nước mềm nhất Độ cứng dưới 100 micro đươnglượng/l

Độ bẩn trong khí quyển quyết định phần lớn đếnthành phần và chất lượng nước mưa

Chứa khí hòa tan

Chứa nhiều chất rắn lơ lửng

Hàm lượng chất hữu cơ cao

Chứa nhiều vi sinh vật, nhiều loại tảo

Gồm nước trong các ao, đầm, hồ chứa, sông, suối …

Nước ngầm

Chất lượng nước phụ thuộc vào

thành phần khoáng hóa, cấu trúc địa

tầng và hoạt động của con người.

Đặc trưng của nước ngầm:

Độ đục thấp

Nhiệt độ và thành phần hóa học

tương đối ổn định

Không có oxy hòa tan

Chứa nhiều chất khoáng hòa tan

chủ yếu là Fe, Mn,…

Ước tính phân bố nước toàn cầu

Khi nghiên cứu nguồn nước cần làm rõ một số chỉ

tiêu cần thiết

Đối với nước mặt:

Lưu lượng tối đa ứng với mực nước cao nhất

Lưu lượng tối thiểu ứng với mực nước thấp nhất

Tốc độ dòng chảy

Tình trạng bồi lở của dòng sông

Đối với nước ngầm:

Mực nước tĩnh

Mực nước động

Đường cong giảm áp

Bán kính giảm áp

2 Lựa chọn nguồn cấp nước:

Nguồn nước phải có lưu lượng trung bình nhiều năm theo tần suất yêu cầu của đối tượng tiêu thụ Trữ lượng nguồn nước phải đảm bảo khai thác được nhiều năm.

Chất lượng nước đáp ứng yêu cầu vệ sinh theo TCVN, ưu tiên chọn nguồn nước nào dễ xử lý và ít dùng hóa chất.

Ưu tiên chọn nguồn nước gần nơi tiêu thụ, có sẵn thế năng

để tiết kiệm năng lượng.

Có địa chất công trình phù hợp với yêu cầu xây dựng, có điều kiện bảo vệ nguồn nước.

Không gây trở ngại cho các nhu cầu dùng nước khác

Thuận tiện cho việc thiết kế, thi công, lắp đặt, vận hành, quản lý với chi phí thấp.

3 Bảo vệ nguồn nước

Nguồn nước phải được bảo vệ khỏi sự khô kiệt bởi khai thác quá mức và sự ô nhiễm từ các hoạt động vô ý thức của cong người gây nên.

Đối với nước ngầm:

Khu vực bảo vệ I: nghiêm cấm xây dựng các công trình, người không có trách nhiệm không được đi lại.

Bán kính 50m nếu tầng bảo vệ dày hơn 6m

Bán kính 100m nếu độ dày tầng bảo vệ ≤ 6m

Khu vực bảo vệ II: là khu vực hạn chế xung quanh khu vực I.

Bán kính bảo vệ lấy 50 ÷ 300m phụ thuộc vào độ thấm nước và cỡ hạt của tầng bảo vệ.

Nếu bán kính 300m, cho phép chỉ xây các công trình của

hệ thống cấp nước.

3 Bảo vệ nguồn nước

Đối với nước mặt:

Đối với sông:

Khu vực bảo vệ I: nghiêm cấm xây dựng, tắm giặt, làm bến bãi

và xả nước vào nguồn.

Phạm vi: cách công trình thu về phía thượng nguồn từ 200 ÷ 500m, về phía hạ nguồn từ 100 ÷ 200m tùy thuộc lưu lượng, tốc

độ ảnh hưởng của thủy triều đến dòng sông.

Khu vực II: không cho phép xả nước bẩn vào.

Phạm vi tính về phía thượng nguồn của các con sông:

Đối với hồ chứa, đập nước:

 Khu vực I: Nghiêm cấm nuôi cá,

xả nước bẩn vào, nghiêm cấm xây dựng, chăn nuôi, trồng trọt Phạm vi:

 300 ÷ 500m gần bờ nếu địa hình khu vực bằng phẳng

 Toàn bộ lưu vực nếu đất dốc về phía hồ.

 Khu vực II: 300m tiếp theo

3 Bảo vệ nguồn nước

I Nguồn cung cấp nước

I Nguồn cung cấp nước

I Nguồn cung cấp nước

III Trạm xử lý nước

III Trạm xử lý nước

Trạm xử lý nước là thành phần quan trọng trong hệ thống cấp nước

Các điều kiện cần xem xét khi chọn vị trí xây dựng nhà máy nước:

Quy hoạch chung cư khu vực cấp nước và hướng phát triển của khu vực

Các điều kiện thuận lợi và hạn chế của khu vực xung quanh

Các công trình thành phần nằm trong nhà máy xử lý nước Điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn tại khu vực định chọn

Tác động của môi trường xung quanh đến nhà máy và ngược lại

III Trạm xử lý nước

II Cấu tạo mạng lưới cấp nước

III Tính toán mạng lưới cấp nước

IV Các công trình điều hòa và dự trữ nước

I Sơ đồ và nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước

1 Sơ đồ mạng lưới cấp nước

Quy hoạch mạng lưới đường ống cấp nước là tạo nên một sơ

đồ hình học trên mặt bằng quy hoạch kiến trúc, gồm ống chính, ống nhánh và xác định đường kính của chúng.

1 Sơ đồ mạng lưới cấp nước

Mạng lưới cụt: là mạng lưới đường ống chỉ có thể cấp nước cho

các điểm theo 1 chiều nhất định và kết thúc tại các đầu mút của các tuyến ống.

Ưu điểm:

 Dễ tính toán

Kinh phí đầu tư ít

 Tổng chiều dài đường ống ngắn

Nhược điểm: không đảm bảo an

toàn cấp nước

1 Sơ đồ mạng lưới cấp nước

Mạng lưới vòng: là mạng lưới

đường ống khép kín mà trên đó

tại mọi điểm có thể cấp nước từ

hai hay nhiều phía.

1 Sơ đồ mạng lưới cấp nước

Mạng lưới hỗn hợp: kết hợp

 Mạng lưới vòng dùng cho các

ống truyền dẫn và các đối tượng

tiêu thụ nước quan trọng.

1 Sơ đồ mạng lưới cấp nước

Mạng lưới hỗn hợp:

Các đường ống truyền dẫn, các đường ống

chính và ống nối tạo thành các vòng khép

kín.

Các ống phân phối và đặc biệt là các ống

dịch vụ tạo thành các nhánh đưa nước vào

các tiểu khu và các công trình.

Các tuyến ống cấu thành mạng lưới tùy

thuộc vào quy mô mạng lưới và kích thước

ống.

Quy mô nhỏ: chia thành 2 cấp

Quy mô lớn: chia thành 3 cấp

Nhiệm vụ: dẫn và phân phối nước cho các khu vực

Đầu nối với các tuyến cấp III bằng các tê chờ

Tuyến ống cấp III: là tuyến ống dịch vụ, là mạng lưới cụt dạng nhánh cây

2 Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước

1) Mạng lưới phải bao trùm được các điểm tiêu thụ nước.

2) Tổng chiều dài toàn mạng lưới mạng lưới là nhỏ nhất.

3) Các tuyến ống chính phải đặt theo đường phố lớn, có hướng

đi từ nguồn nước Một mạng lưới phải có ít nhất 2 tuyến chính, có thể làm việc thay thế lẫn nhau khi có sự cố Khoảng cách giữa các tuyến chính lấy từ 300 - 600m phụ thuộc qui

mô của thành phố.

4) Tuyến ống chính nối với nhau bằng các ống nhánh, khoảng

cách 400 - 900m Các tuyến phải vạch theo đường ngắn nhất, cấp nước được về 2 phía.

2 Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước

5) Tránh bố trí đường ống đi qua: ao hồ, đường tàu và xa các khu

nghĩa địa.

6) Vị trí đặt ống trên mặt cắt ngang đường phố do quy hoạch xác

đinh, tốt nhất nên đặt trên vỉa hè Khoảng cách nhỏ nhất trên mặt bằng tính từ thành ống đến các công trình được quy định như sau:

 Đến móng nhà và công trình: 3m

 Đến chân taluy đường sắt: 5m

 Đến mép mương hay mép đường ô tô: 1,5 – 2m

 Đến mép đường ray xe điện: 1,5 – 2m

 Đến đường dây điện thoại: 0,5m

2 Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước

 Đến đường điện cao thế: 1m

 Đến mặt ngoài ống thoát: 1,5m

 Đến chân cột điện đường phố:1,5m

 Đến mép cột điện cao thế: 3m

 Đến các loại tường rào: 1,5m

 Đến trung tâm hàng cây: 1,5 – 2m

7) Có thể kết hợp được với các công trình khác và phát triển trong

tương lai.

2 Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước

Khi thiết kế mạng lưới phải đảm bảo các yêu cầu:

Cung cấp nước đủ lưu lượng tới mọi đối tượng tiêu dùng nước dưới áp lực yêu cầu và chất lượng tốt.

Cung cấp nước liên tục và chắc chắn tới mọi đối tượng tiêu dùng nước.

Chi phí xây dựng và quản lý bản thân và những công trình liên quan là rẻ nhất

II Cấu tạo mạng lưới cấp nước

Các loại ống

Ống thép: được khá phổ biến trong mạng lưới cấp nước(ví dụ như: sử dụng trong nội bộ trạm xử lý nước, đầuống đẩy, ống hút máy bơm, ống qua đường ô tô, đườngtàu, qua cầu, qua sông, qua nền đất yếu, …)

– Dễ bị lão hóa khi chịu ảnh hưởng của nhiệt độ

Chọn loại ống hay vật liệu nào là tùy theo áp lực công tác, điều kiện địa chất, phương pháp lắp đặt, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

và các điều kiện cụ thể khác.

Thiết bị nối ống

Nguyên tắc bố trí đường ống cấp nước

Không nông quá để tránh tác dụng động lực (xe cộ đi lại làm vỡ ống) và tránh ảnh hưởng của thời tiết

Không sâu quá để tránh đào đắp đất nhiều Trong điều kiện nước ta có thể lấy độ sâu chôn ống từ mặt đất đến đỉnh ống khoảng 0,8 – 1m

Vấn đề 4 Các khái niệm chung về

thoát nước đô thị

I Nguồn gốc, lưu lượng, đặc điểm các loại nước thải

đô thị

II Điều kiện tiếp nhận nước thải vào mạng lưới thoát

nước

III Phân loại hệ thống thoát nước

IV Hiện trạng hệ thống thoát nước tại các đô thị Việt

Nam

V Định hướng hệ thống thoát nước đô thị ở Việt Nam

I Nguồn gốc, lưu lượng, đặc điểm các loại nước

thải đô thị

Phân loại nước thải đô thị

Nước thải sinh hoạt Nước thải công nghiệp Nước mưa, nước thấm

1 Nguồn gốc

Nước thải sinh hoạt: là nước được thải bỏ sau khi sửdụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm,giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,

Nước thải sinh hoạt được thải

ra từ các căn hộ, cơ quan,

trường học, bệnh viện, chợ và

các công trình công cộng khác

1 Nguồn gốc

Nước thải công nghiệp: là nước thải xả ra từ các cơ sởsản xuất sau khi sử dụng cho các nhu cầu sinh hoạtcông nhân và sử dụng cho các công đoạn sản xuất

Tại các cơ sở công nghiệp, nước thải có thể chia làm

ba loại:

 Nước mưa;

 Nước thải sinh hoạt;

 Nước thải sản xuất

 Nước mưa:

Được xem là nước thải sạch,

Tuy nhiên trong một số trường hợp có thể bị nhiễmbẩn ở các mức độ khác nhau (vd: Nước mưa chảyqua các kho bãi xăng dầu/hóa chất, ), cần phải thugom và xử lý;

Mức độ nhiễm bẩn của nước mưa thường chỉ xuấthiện ở những trận mưa đầu mùa và trong thời gianđầu của mỗi cơn mưa

1 Nguồn gốc

 Nước thải sinh hoạt: nước thải do sinh hoạt của công

nhân trong XNCN, nước thải từ căn tin, văn phòng

 Nước thải sản xuất: Chia thành 2 loại:

Nước thải quy ước sạch: giải nhiệt máy móc thiết

bị, làm nguội một số sản phẩm không hòa tan(nhựa, cao su, da…);

Nước thải nhiễm bẩn: nhìn chung rất đa dạng tùytheo đặc điểm của từng ngành nghề sản xuất và chế

độ vệ sinh công nghiệp

1 Nguồn gốc

Nước mưa/nước thấm:

 Nước thấm (infiltration): nước bên ngoài (nước

ngầm, nước mặt) đi vào HT thu gom qua các mốinối không kín, vết nứt, vỡ và thành rỗ của cống

 Dòng vào (Inflow): nước mưa đi vào mạng lưới thu

gom từ các điểm nối với ống thoát nước mưa, thoátnước sân nhà hoặc qua các nắp hố ga

2 Lưu lượng thải

Nước thải sinh hoạt: Khối lượng nước thải sinh hoạtcủa một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào:

 Quy mô dân số;

 Tiêu chuẩn cấp/ thải nước;

 Đặc điểm của hệ thống thoát nước

Loại dịch vụ Đơn vị Lưư lượng L/đơn vị.ngày

Dãy Trung bình

C ửa hàng bách hoá Phòng toilet 1300-2300 1500

Loại công sở Đơn vị Lưư lượng L/đơn vị.ngày

Nước thải công nghiệp: lưu lượng nước thải công nghiệp phụ thuộc vào:

 Công nghệ sản xuất;

 Công suất của nhà máy;

 Tiêu chuẩn thoát nước (cấp nước) công nghiệp

Xác định lưu lượng thiết kế, cần quan tâm các yếu tốsau:

Lưu lượng nền hiện tại: lưu lượng thực tế đo được trừ đi dòng vào/thấm

Lưu lượng dự đoán trong tương lai (thương mại, dịch

Lưu lượng dòng thấm = 150 L/người.ngày

Đánh giá lưu lượng thải

Lưu lượng nước thải cho khu dân cư:

Đối với đô thị cũ: Dựa trên số liệu nước cấp = 60-70%lượng nước cấp tiêu thụ

Đô thị mới: dựa trên số dân/số hộ quy hoạch và tiêuchuẩn thải nước:

Nhà có vòi tắm hoa sen: 100-120 L /người.ngày

Nhà có bồn nước nóng: 200-250 L/ người.ngày

Khu du lịch/resort: 400-600 L /người.ngày

Đánh giá lưu lượng thải

T ổng cacbon hữu cơ, mg/l COD, mg/l

D ầu mỡ, mg/l Coliform No/100 mL

Ch ất hữu cơ bay hơi, µg/l

250 100 5 110 80 250 20 8 12 0 0 4 1 3 30 20 50

10 6 ÷ 10 7

<100

500 220 10 220 160 500 40 15 25 0 0 8 3 5 50 30 100

10 7 ÷ 10 8

100 ÷ 400

850 350 20 400 210 1000 85 35 50 0 0 15 5 10 100 50 150

10 7 ÷ 10 9

> 400

Các chỉ tiêu Đồng Hiệp Khác

232mg/l 15.10 5 -24.10 7

26 - 30 0 C 5,5 - 7,8

3.10 2 - 3,5 10 3

5 - 16 MPN/10 ml

28 - 280 trứng/lít

Nước thải chăn nuôi heo

Nước thải cơng nghiệp

Nước thải dệt nhuộm

Nhà máy Lưu

lượng

m 3 /ngđ

pH Độ

màu Pt- Co

BOD mg/

l

COD mg/

l

SS mg/l mg/ SO 4

l

PO 4 mg/l

Thành Công 6500 9,2 1160 280 651 98 298 0,25 Thắng Lợi 5000 5,6 1250 350 630 95 76 1,31

Phước Long 1800 5,6 490 190 486 57 121 0,96 Việt Thắng 4800 10,1 969 250 506 30 145 0,40

Nước thải giấy và bột giấy

Thành phần Nước xeo Nước thải dịch đen

Độ màu thực (Pt.Co) 1106 - 1050 37 200 - 38 100

Độ màu biểu kiến

Tác hại đến mơi trường

Thông số ảnh hưởng đến môi trường

COD, BOD Sự khoáng hóa/ổn định chất hữu cơ  thiếu hụt DO của nguồn

tiếp nhận  ảnh hưởng đến thủy sinh, nếu thiếu hụt trầm trọng

 điều kiện yếm khí hình thành  mùi hôi

SS Lắng đọng ở nguồn tiếp nhân, gây điều kiện yếm khí

pH ảnh hưởng đến thủy sinh vật, gây ăn mòn đường ống thiết bị

hoặc lắng cặn trong mương dẫn/đường ống Nhiệt độ ảnh hưởng đến thủy sinh vật

Vi trùng gây bệnh Bịnh lan truyền bằng đường nước

Ammonia, P dẩn đến hiện tượng phú dưỡng hóa

Chất HC khó

phân hủy sinh học Bền vững trong các qt xl thông thường (thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu)  gây độc hại và tích lũy sinh học  ung thư

Dầu mỡ Gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt, trứng cá bị

nhiểm dầu  hư hỏng

Kim loại S ử dụng liên quan

Cr H ợp kim và các chất mạ lên bề

m ặt nhựa/kim loại để chống ăn mòn, l ớp phủ bảo vệ của các phụ tùng xe, thành phần thuốc nhu ộm vô cơ

H ợp chất Cr (VI) gây ung thư

và ăn mòn da Dài hạn: tổn thương thận và da mất cảm giác

Cd Mạ nhúng/tỉnh điện, men sứ,

thu ốc chống nấm, phim ảnh,

h ợp kim đồng thau, đồng thi ếc, tế bào quang điện

Tác hại đến gan, thận, tuỵ, tuy ến giáp, gây tăng huyết áp

R ất độc ở hàm lượng cao

Pb Pin, acqui, phụ gia của xăng,

l ớp phủ dây cáp Ảnh hưởng đến thần kinh và th ận và khuyết tật sinh sản

Hg Thi ết bị điện xúc tác, đèn hơi

thuỷ ngân, lớp phủ gương. Độc tố cao qua hấp thụ vào da Dài hạn: độc cho hệ thần

kinh trung ương, gây khuyết

t ật sinh sản

As Phụ gia trong sản xuất hợp

kim, các bản trong bình acqui,

Vi sinh B ệnh Tri ệu chứng

II Điều kiện tiếp nhận nước thải vào mạng lưới

thốt nước

Điều kiện xả nước thải công nghiệp vào cống TP:

 Không có chất bẩn kích thước lớn;

 Không có tính xâm thực;

 Nhiệt độ < 40 0 C.

 Không chứa dầu mỡ;

 Không chứa các chất độc hại.

III Phân loại hệ thống thoát nước

Hệ thống thoát nước chung

Hệ thống thoát nước riêng

Hệ thống thoát nước nửa riêng

Hệ thống thoát nước chung (Combined system)

Nước mưa & nước thải được vận chuyển trong cùngmột tuyến ống tới trạm xử lí

Ưu điểm:

 Toàn bộ các loại nước thải đều được xử lí

 Kinh tế đối với các khu nhà cao tầng vì tổng chiều

dài của mạng tiểu khu và mạng đường phố giảm (30– 40%) so với hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn

 Chi phí quản lí giảm