Bài giảng môn học thoát nước dương thanh lượng

TR NG I H C THU L I GS TS D NG THANH L NG BÀI GI NG MÔN H C THOÁT N D ng Thanh L ng Bài gi ng môn h c Thoát n c - Ch ng C 4-1 HÀ N I 2010 TÀI LI U THAM KH O Lê Dung Công trình thu n Hà N i, 1996 c tr m b m c p thoát n c NXB Xây d ng Lê Dung S tay máy b m NXB Xây d ng Hà N i, 1999 Giáo trình Máy b m tr m b m NXB T n bách khoa Hà N i, 2006 Hoàng V n Hu Thoát n k thu t Hà N i, 2002 Hoàng V n Hu Thoát n thu t Hà N i, 2002 c, T p M ng l i thoát n c, T p X lý n c NXB Khoa h c c th i NXB Khoa h c k D ng Thanh L ng H ng d n đ án môn h c Thi t k m ng l n c NXB Khoa h c t nhiên công ngh Hà N i, 2008 S tra c u máy b m thi t b Tr i thoát ng H Thu l i Hà N i, 1998 Nguy n Công Tùng Bài t p đ án môn h c Máy b m tr m b m NXB T n bách khoa Hà N i, 2006 iđ TCXDVN 33:2006 C p n chu n thi t k c - M ng l 10 TCXD 7957:2008 Thoát n thi t k c - M ng l 11 TCVN 4474-1987 Thoát n c bên - Tiêu chu n thi t k 12 TCVN 4513-1988 C p n D ng Thanh L ng ng công trình - Tiêu i bên công trình - Tiêu chu n c bên - Tiêu chu n thi t k ng Bài gi ng môn h c Thoát n c - Ch ng 4-2 M CL C Trg Ch ng Các h th ng s đ thoát n c I-1 Nhi m v c a h th ng thoát n c lo i n c th i I-2 S đ phân lo i h th ng thoát n c I-3 L a ch n s đ h th ng thoát n c I-4 S đ thoát n c khu dân c I-5 S đ thoát n c t ng h p liên vùng I-6 i u ki n thu nh n n c th i vào m ng l i thoát n c vào ngu n ti p nh n 1-6 Ch ng Nh ng v n đ c b n v thi t k h th ng thoát n II-1 Nh ng tài liêu c b n đ thi t k II-2 Dân s tính toán II-3 Tiêu chu n ch đ th i n c II-4 Công th c xác đ nh l u l ng tính toán n c th i II-5 Bi u đ dao đ ng n c th i II-6 T ng l ng n c th i 2-1 2-1 2-1 2-2 2-4 2-5 2-8 Ch ng Tính toán thu l c c ng thoát n c II3-1 c m chuy n đ ng c a n c th i c ng thoát n II3-2 Các ti t di n c ng đ c tính thu l c II3-3 Công th c tính toán thu l c II3-4 T n th t c c b m ng l i thoát n c II3-5 ng kính t i thi u đ đ y t i đa II3-6 T c đ đ d c II3-7 Th c hành tính toán th y l c c ng thoát n c c c Ch ng Thi t k m ng l i thoát n c IV-1 Các b ph n c a s đ h th ng thoát n c khu dân c IV-2 S đ v ch n m ng l i thoát n c IV-3 Nguyên t c v ch m ng l i IV-4 B trí c ng đ ng ph IV-5 sâu chôn c ng thoát n c IV-6 Xác đ nh l u l ng tính toán cho t ng đo n c ng IV-7 Nguyên t c c u t o m ng l i thoát n c thi t k tr c d c D ng Thanh L ng Bài gi ng môn h c Thoát n c - Ch ng 1-1 1-1 1-1 1-3 1-3 1-6 3-1 3-1 3-2 3-3 3-4 3-4 3-5 3-8 4-1 4-1 4-3 4-5 4-5 4-9 4-10 4-14 4-3 IV-8 c m v c u t o tính toán m ng l nghi p công nghi p i thoát n c xí 4-20 Ch ng Thoát n c m a thoát n c chung A- Thoát n c m a V-1 M a s hình thành dòng ch y V-2 Thi t k h th ng thoát n c m a V-3 Nh ng đ c m c a công trình h th ng thoát n c m a V-4 Tr m b m, h u hoà c a x n c m a B- Thoát n c chung V-5 i u ki n s d ng h ng c i t o h th ng thoát n c chung c a m t s đô th n c ta V-6 c m tính toán thi t k m ng l i c a h th ng thoát n c chung Ch ng C ng kênh m ng VI3-1 Nh ng yêu c u đ i v i c ng kênh m ng VI3-2 Các lo i c ng dùng đ xây d ng c ng thoát n VI3-3 M i n i đ u c ng VI3-4 N n b c ng c 5-1 5-1 5-1 5-8 5-22 5-25 5-25 5-25 5-25 7-1 7-1 7-1 7-3 7-3 Ch ng Các công trình m ng l i VII3-1 Gi ng th m VI3-2 Gi ng chuy n b c VII3-3 Gi ng tràn tách n c m a h th ng thoát n c chung VII3-4 C ng đ t qua sông h kênh đào VII3-5 C ng qua đ ng s t đ ng ô tô VII3-6 H u hoà h th ng thoát n c m a đô th 8-1 8-1 8-3 8-9 8-12 8-14 8-16 Ch ng Tr m b m n c th i IX-1 Nhi m v v trí c a tr m b m n c th i IX-2 Phân lo i tr m b m n c th i IX-3 Các lo i máy b m n c th i IX-4 B ch a c a tr m b m thoát n c IX-5 Thi t k ng d n Tính c t n c b m ch n máy b m IX-6 M t s d ng k t c u tr m b m n c th i 9-1 9-1 9-1 9-3 9-3 9-6 9-7 D ng Thanh L ng Bài gi ng môn h c Thoát n c - Ch ng 4-4 Ch ng CÁC H TH NG VÀ S THOÁT N C (3LT) I-1 NHI M V C A H TH NG THOÁT N VÀ CÁC LO I N C TH I Ho t đ ng hàng ngày c a ng i C đô th m dân c t o n c th i Khái ni m v n c th i: Là ngu n ô nhi m, g m: ch t th i sinh lý c a ng i, đ ng v t, ch t th i trình s n xu t theo n c x vào môi tr ng xung quanh Tác h i c a n c th i: - Ch a nhi u ch t vô c đ c h i, ch t h u c d b phân hu th i r a, nhi u vi trùng gây b nh nguy hi m cho ng i đ ng v t - Gây ng p l t làm nh h xá, c/trình ki n trúc ng, h h i t i nhi u đ i t ng khác: đ t đai, đ ng Nhi m v c a HTTN: Thu gom, v n chuy n nhanh chóng NT kh i khu v c, đ ng th i x lý kh trùng đ t yêu c u VS tr c x vào ngu n ti p nh n Các lo i n c th i: - N c th i sinh ho t: T ch u r a, bu ng t m, nhà xí, ti u - N c th i s n xu t: Th i sau trình SX; thành ph n r t khác nhau, ph thu c vào tính ch t c a SX Phân bi t: + NTSX b n nhi u (n c b n): NT t c s SX hóa ch t, s n su t gi y, NT b nh vi n… ch a nhi u ch t b n, đ c h i + NTSX b n (NT s ch): n c đ r a thi t b , làm s ch thi t b , n c làm mát không mang nhi u ch t b n đ c h i - N c m a b n: Sau r i xu ng ch y m t đ dân c , xí nghi p b nhi m b n N c đô th : NTSH, NTSX, đ th i đô th I-2 S ng, qu ng tr c d n chung h n h p đ VÀ PHÂN LO I H TH NG THOÁT N c g i n D ng Thanh L c C Khái ni m: HTTN t h p c/trình, thi t b gi i pháp k thu t đ đ th c hi n nhi m v chuy n NT kh i khu v c Phân lo i HTTN: (tu thu c ph x lý s d ng NT): ng, khu c t ch c ng th c thu gom, v n chuy n, m c đính yêu c u ng Bài gi ng môn h c Thoát n c - Ch ng 4-5 - H th ng thoát n c chung - H th ng thoát n c riêng + Riêng hoàn toàn + Riêng không hoàn toàn - HT thoát n c n a riêng H th ng thoát n c chung HTTN chung C ng góp nhánh; C ng góp chính; Tr m b m chính; C ng x n c x lý; Gi ng tách n c m a; C ng x n c m a c m: T t c lo i n c (NM, NTSH, NTSX) đ t i tr m x lý ho c x ngu n c v n chuy n chung m t ML (Nhi u tr ng h p có gi ng tràn tách n c m a t i cu i c ng góp nhánh, đ u c ng góp đ gi m b t quy mô c/trình (m ng, tr m x lý)) H th ng thoát n c riêng HTTN riêng M ng thoát n c SH; M ng thoát n c m a; Tr m b m chính; C ng x n c x lý; C ng x NM NTSX quy c s ch D ng Thanh L ng Bài gi ng môn h c Thoát n c - Ch ng 4-6 c m: HT có nhi u m ng l i Riêng hoàn toàn: M i lo i có m ng riêng: - m ng thoát NM - m ng thoát NTSH - m ng thoát NTSX… Riêng không hoàn toàn: Có th g p m t s lo i NT vào m t m ng: - m ng đ thoát NT b n (NTSH, NTSX b n) - m ng đ thoát NT s ch (NM, NTSX s ch) có th x tr c ti p ngu n HT thoát n c n a riêng HTTN n a riêng M ng thoát n c b n; M ng thoát n c m a; Tr m b m chính; C ng x n c x lý; Gi ng tràn tách n c; C ng x n c m a c m: - HT có m ng l i: MLTN b n MLTN m a, làm vi c nh sau: Khi m a nh : NTSH+NM thoát chung Khi m a l n: NTSH NM thoát riêng - T i nh ng ch giao HT (NM NT) xây d ng gi ng tràn tách n c m a ***** (1) I-3 L A CH N S u nh H TH NG THOÁT N C c m u ki n ng d ng c a h th ng thoát n a H th ng thoát n c c chung u m: - D T ng chi u dài c a MLTN nh (gi m 30÷40% so v i HTTN riêng hoàn toàn), đ c bi t kinh t đ/v khu nhà cao t ng Chi phí QL m ng gi m 15÷20% ng Thanh L ng Bài gi ng môn h c Thoát n c - Ch ng 4-7 Nh cđ uđ T t nh t v VS toàn b lo i n c x lý (n u không tách NM) c m: - Ch đ th/l c (Q, H) c ng c/trình (TXL, TB ) không đ/hoà, nh t đ/k m a l n khu nhà th p t ng Khi Q nh : l ng c n, Q l n: ng p l t - V n đ u t ban đ u cao s u tiên cho t ng lo i NT i u ki n ng d ng: - Giai đo n đ u xây d ng c a HTTN riêng - Nh ng đô th ho c khu đô th nhà cao t ng, nhà có b t ho i - Ngu n ti p nh n l n, cho phép x NT v i m c đ XL th p a hình thu n l i cho TN, gi m đ - cs l ng TB c t n c b m ng đ m a nh C b H th ng thoát n c riêng u m: - Ch ph i làm s ch NTSH, NTSX b n, nên c/trình (c ng, TB, CTXL) nh ; giá thành XL n c th p - Gi m đ - Ch đ thu l c c a HT n đ nh - Qu n lý, b o d Nh c v n đ u t xây d ng ng d c m: - T ng chi u dài đ - T n t i song song nhi u HT c/trình, m ng đô th , chi m nhi u không gian - VS h n n c b n NM không đ c XL mà th i tr c ti p vào ngu n (nh t lúc ngu n n c, kh n ng pha loãng kém) ng ng l n (t ng 30÷40% so v i HTTN chung) i u ki n ng d ng: - ô th l n, ti n nghi, XNCN - a hình không thu n l i, đòi h i xây d ng nhi u TB, c t n c b m l n ng đ m a l n - C - NT đòi h i ph i XL sinh hoá c H th ng thoát n c n a riêng u m: - V VS t t h n HTTN riêng th i gian m a, ch t b n không theo n c m a x tr c ti p ngu n - Ph i h p đ Nh - D c u m c a lo i HT c m: V n đ u t ban đ u cao ph i xây d ng đ ng th i HT ng Thanh L ng Bài gi ng môn h c Thoát n c - Ch ng 4-8 - Gi ng tách n c m a th ng không đ t hi u qu mong mu n v VS i u ki n ng d ng: - ô th >50.000 ng i Yêu c u m c đ XLNT cao khi: + Ngu n ti p nh n đô th nh dòng ch y y u + Nh ng n i có ngu n n + Khi y/c t ng c c dùng vào m c đích t m, th thao ng b o v ngu n kh i b nhi m b n NT x vào M t s ý ch n lo i s đ HTTN - Tu theo u ki n c th mà ch n lo i s đ HTTN cho phù h p c s so sánh kinh t - k thu t - Không đ c x NT vào kênh h , n u vkQtk đ Qr[i]:=Qtk Qv[i].Δt + (P[i].F ) / 1000 − Qr[i].Δt + Z[i − 1] F s Z[i]>Zmax đ Zmax:=Z[i] i8m) Theo tiêu chu n phân lo i khác * Theo đ cao đ t máy, có tr m đ t n i tr m đ t chìm * Theo m t b ng, có tr m m t b ng tròn, ch nh t, vuông * Theo lo i máy b m, có tr c ngang, tr c đ ng (li tâm, h ng tr c, h ng chéo) * Theo hình th c u n TB, có u n th công, bán t đ ng, t đ ng, u n t i ch , u n t xa, * Theo ph ng pháp xây d ng có: - TB BTCT t i ch - TB l p ghép dùng k t c u BTCT đúc s n - TB thi công đánh t t * K t c u TB c n đ m b o u ki n sau: - n đ nh (ch u l c, đ y n i, l t, tr t, lún) - Ch ng th m t t - D qu n lý, d thau r a n o vét - Kinh t - V sinh (c n kín, cách công trình khác m t kho ng cách t i thi u nh t đ nh) - *****(1) IX.3 CÁC LO I MÁY B M N C TH I B m ly tâm, h ng tr c, h ng chéo (1 c p, nhi u c p, c a n vào, tr c đ ng, tr c ngang, b m chìm) IX.4 B CH A C A TR M B M THOÁT N L u l c vào, c a n c C ng b m dung tích b ch a Nhi m v c a b ch a: i u hoà l u l ng: L u l ng NT t i TB luôn dao đ ng gi ngày làm cho l u l ng c a TB u hoà h n c n có b ch a m b o cho máy b m làm vi c n đ nh: đ ng p mi ng ng hút, tránh rung đ ng, tránh m c n c h đ t ng t đóng m máy C n xác đ nh th tích b ch a Wbc So sánh tr ng h p: Wbc↑→Qb↓, Gbc↑, Gb m↓, TB đ/hoà, c n b n d l ng, phân hu , l u lâu Wbc↓→Qb↑, Gbc↓, Gb m↑, TB không u hoà V y c n ch n th tích b ch a h p lý Th tích b ch a có quan h m t thi t v i l u l ng b m ch đ b m Ch đ NTSH ph thu c vào h s không u hoà Ch đ NTSX ph thu c trình công ngh c a XNCN % 110 100 90 19,95% 80 70 Lu tích n c th i %Qng 60 Lu tích n c b m Qb =4,17%Qng 50 Lu tích n c b m Qb =6,25%Qng 40 6,85% 30 20 Lu tích n c b m Qb =2,5%Qng 10 Qh (%Qng ) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ng lu tích n c b m n gi c th i - N u b m u hoà, m i gi 4,17%Qng → Wbc= 19,95%Qng - N u b m m i gi 6,25%Qng → Wbc= 6,85%Qng - N u b m m i gi 2,50%Qng → Không bao gi b m c n b đ gi m dung tích b ch a c n l y ch đ b m đ đ ng lu tích n c th i, cho: - M i l n b m ho t đ ng không d i 5' - M i gi đóng máy l n (n u đóng m t đ ng) - M i gi đóng máy l n (n u đóng m th công) ng lu tích n c b m sát v i Yêu c u th tích b : - Không nh Wmin v i Wmin = n - S l n đóng m máy h Qmin - L u l ng NT gi t i thi u - Không nh h n l ng n Q n ⎛ Q ⎜⎜1 − Qb ⎝ ⎞ ⎟⎟ ⎠ c MB b m l n nh t 5÷10 phút (đ tránh đóng m nhi u l n) - Không l n h n 50% Qh.max đ tránh hi n t ng th i r a, l ng c n *****(2) Ví d Xác đ nh dung tích b ch a Qtb.ng=10.368 m3/h Hình th dùng đ xác đ nh dung tích b ch a Qua đ th : Kh ng ch Qb=Qh.max=6,7%*Qng =6,7%*10.368=694,66 m3/h - V i gi n c đ n b ng 50%Qh.max=3,75Qng: Cho máy b m đóng l n/gi Wbc=0,56%*Qng=0,56%*10368=58,06 m3 Th i gian m i l n ngh : 10 ph Th i gian m i l n ch y: 10 ph - V i gi n c đ n nh nh t b ng 1,55%Qng: Cho máy b m đóng l n/gi Wbc=0,40%*Qng=0,40%*10368=41,47 m3 Th i gian m i l n ngh : 15,4 ph Th i gian m i l n ch y: 4,6 ph Ví d Xác đ nh dung tích b ch a Qh.max=300m3/h Hình th dùng đ xác đ nh dung tích b ch a Chú ý thêm: - TB l n (>50 kW) , th i gian ch y lâu, s l n ngh - TB l n có th ch n s máy b m n≥2, có th thay đ i ch đ b m cho phù h p v i l u l ng đ n nh m gi m th tích b - Khu dân c nh , ban đêm n c, TB nh có th ngh Lúc dung tích b c n đ đ ch a toàn b n c nh ng gi ngh - MNLN b b ng cao trình đáy c ng d n vào - MNNN cao h n mi ng vào ng hút 0,5 m áy b có i=0,1 h ng v r n b ; chi u sâu r n b 0,4÷0,8m - Trong b c n có ng s c bùn - L ng rác qua khe h c a song ch n rác 16÷20mm l y kho ng 6l/ng/n m K t c u trang b b ch a Có lo i: - Lo i k t h p v i nhà b m - Lo i riêng bi t v i nhà b m - N u dùng MB chìm MB có th đ t b ch a k t c u tr m đ n gi n, không c n làm khô - N u dùng máy có đ ng c khô, ph i có gian b m riêng áy b làm d c có h thu đ gom c n - Thi t b s c c n - Song ch n rác c gi i song ch n rác th công - N u l u l ng rác l n (>0,1 m3/ngđ) có máy nghi n rác Sau nghi n đ tr c song ch n rác *****(3) IX.5 THI T K NG D N TÍNH C T N VÀ CH N MÁY B M CB M Thi t k ng hút - Th ng m i máy ng hút - Th ng b trí th ng hàng - v=0,7÷1,0 m/s Thi t k ng đ y - Có th riêng ho c ghép song song - S ng đ y ≥ - v=1,0÷2,5 m/s Tính c t n cb m Hb = Hđh + hh + hđ + h0 Hđh = Zđ − Zb Hb - C t n c b m Hđh - C t n c đ a hình Zđ - CT MN b x (n u mi ng x ng p) ho c CT tâm ng đ y (n u cao h n) Zb - CT MN th p nh t b ch a hh - T n th t thu l c ng hút hđ - T n th t thu l c ng đ y h0 - C t n c t t i c a c a ng đ y (l y b ng m) Ch n máy b m - Có Qb, Hb ti n hành ch n máy - Máy ch n ph i phù h p v i tính ch t c a NT - Cách ch n yêu c u ch n MB C t ng t nh cho TB nông nghi p TB c p n c - Th ng ch n thêm máy d tr *****(4) IX-6 M T S D NG K T C U TR M B M N C TH I Các nguyên lý tính toán xác đ nh cao trình, kích th c, c u t o b ph n c a nhà máy t ng t nh môn h c Máy b m tr m b m (cho nông nghiêp) D i gi i thi u m t s d ng k t c u nhà máy b m Tr m b m n c th i v i máy b m tr c ngang Máy b m ng c Song ch n rác máy Máy nghi n rác Song ch n rác th công 6, T m ch n Tr m b m n c th i v i máy b m tr c đ ng Máy b m ng c Song ch n rác máy Máy nghi n rác Song ch n rác th công 6, T m ch n Tr m b m n c th i v i máy b m chìm Máy b m ng c Song ch n rác máy Máy nghi n rác Song ch n rác th công 6, T m ch n *****(5) IX-7 CÁC V N C N NGHIÊN C U THÊM X s c cho tr m b m c m b trí máy b m đ ng ng a B trí máy b m b B trí ng đ y thi t b đo l ng Có đ ng h đ : ki m tra đ chân không c a vào, áp su t t i c a ra, l u l Tr m b m công su t nh Tr m b m cánh xo n T đ ng hoá tr m b m ng Câu h i ôn t p - Ch ng Phân lo i tr m b m n c th i Tr m b m n c th i: Nhi m v l a ch n v trí đ t tr m b m n c th i Nhi m v c a b ch a tr m b m n c th i; yêu c u cách xác đ nh l u l ng b m dung tích b ch a ... đính yêu c u ng Bài gi ng môn h c Thoát n c - Ch ng 4-5 - H th ng thoát n c chung - H th ng thoát n c riêng + Riêng hoàn toàn + Riêng không hoàn toàn - HT thoát n c n a riêng H th ng thoát n c chung... m x lý)) H th ng thoát n c riêng HTTN riêng M ng thoát n c SH; M ng thoát n c m a; Tr m b m chính; C ng x n c x lý; C ng x NM NTSX quy c s ch D ng Thanh L ng Bài gi ng môn h c Thoát n c - Ch ng... nghi p i thoát n c xí 4-20 Ch ng Thoát n c m a thoát n c chung A- Thoát n c m a V-1 M a s hình thành dòng ch y V-2 Thi t k h th ng thoát n c m a V-3 Nh ng đ c m c a công trình h th ng thoát n