Quy hoạch hệ thống thoát nước cho thị xã Thái Hòa, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An; giai đoạn 2020 – 2030

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC BẢNG DANH MỤC VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ XÃ THÁI HÒA, HUYỆN NGHĨA ĐÀN, TỈNH NGHỆ AN 3 1.1.Điều kiện tự nhiên 3 1.1.1.Vị trí địa lý 3 1.1.2.Đặc điểm khí hậu 3 1.1.3.Thủy văn 4 1.1.4.Địa hình 4 1.1.5.Địa chất công trình 4 1.2.Đặc điểm kinh tế xã hội 5 1.2.1.Hiện trạng sử dụng đất 5 1.2.2.Dân cư 5 1.2.3.Giáo dục 5 1.2.4.Y tế 6 1.2.5.Công nghiệp 6 1.2.6. Giao thông 6 1.2.7. Thương mại, dịch vụ 6 1.3.Hiện trạng cấp nước và thoát nước 7 1.3.1.Hiện trạng cấp nước 7 1.3.2.Hiện trạng thoát nước sinh hoạt 7 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 9 2.1.Tính toán lưu lượng thoát nước, quy mô công suất trạm xử lý 9 2.1.1.Lưu lượng nước thải sinh hoạt 9 2.1.2.Lưu lượng nước thải bệnh viện 9 2.1.3.Lưu lượng nước thải trường học 11 2.1.4.Lưu lượng nước thải từ các cụm công nghiệp 12 2.2.Vạch tuyến mạng lưới thoát nước 12 2.2.1.Đề xuất phương án vạch tuyến thoát nước 13 2.2.2.Tính toán diện tích tiểu khu 14 2.2.3.Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống 14 2.2.4. Tính toán thủy lực tuyến cống 14 2.2.5. Hệ thống giếng thăm nước thải 15 2.2.6. Khái toán kinh tế mạng lưới thoát nước 15 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 17 3.1. Xác định các thông số tính toán 17 3.1.1. Tính toán lưu lượng nước thải 17 3.1.2. Nồng độ chất bẩn trong hỗn hợp nước thải 17 3.2. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý 20 3.2.1. Bậc xử lý 20 3.2.2. Quy trình xử lý nước thải 21 3.2.3. Dây chuyền công nghệ 21 3.3. Tính toán chi tiết các công trình theo phương án 1 26 3.4. Tính toán chi tiết các công trình theo phương án 2 46 3.5. Khái toán kinh tế trạm xử lý 58 3.6. Cao trình nước và cao trình bùn 58 3.6.1. Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt nước 58 3.6.2. Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt bùn 61 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 1. TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH CÁC TIỂU KHU PHỤ LỤC 2. XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN CỦA TUYẾN ỐNG PHỤ LỤC 3. TÍNH TOÁN THỦY LỰC TUYẾN CỐNG PHỤ LỤC 4. HỆ THỐNG GIẾNG THĂM NƯỚC THẢI PHỤ LỤC 5. KHÁI TOÁN KINH TẾ MẠNG LƯỚI PHỤ LỤC 6. TÍNH TOÁN MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TRONG TRẠM XỬ LÝ PHỤ LỤC 7. KHÁI TOÁN TRẠM XỬ LÝ

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ XÃ THÁI HÒA, HUYỆN NGHĨA ĐÀN, TỈNH NGHỆ AN 3 1.1.Điều kiện tự nhiên 3

1.1.1.Vị trí địa lý 3

1.1.2.Đặc điểm khí hậu 3

1.1.3.Thủy văn 4

1.1.4.Địa hình 4

1.1.5.Địa chất công trình 4

1.2.Đặc điểm kinh tế - xã hội 5

1.2.1.Hiện trạng sử dụng đất 5

1.2.2.Dân cư 5

1.2.3.Giáo dục 5

1.2.4.Y tế 6

1.2.5.Công nghiệp 6

1.2.6 Giao thông 6

1.2.7 Thương mại, dịch vụ 6

1.3.Hiện trạng cấp nước và thoát nước 7

1.3.1.Hiện trạng cấp nước 7

1.3.2.Hiện trạng thoát nước sinh hoạt 7

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 9

2.1.Tính toán lưu lượng thoát nước, quy mô công suất trạm xử lý 9

2.1.1.Lưu lượng nước thải sinh hoạt 9

2.1.2.Lưu lượng nước thải bệnh viện 9

2.1.3.Lưu lượng nước thải trường học 11

2.1.4.Lưu lượng nước thải từ các cụm công nghiệp 12

2.2.Vạch tuyến mạng lưới thoát nước 12

2.2.1.Đề xuất phương án vạch tuyến thoát nước 13

2.2.2.Tính toán diện tích tiểu khu 14

2.2.3.Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống 14

2.2.4 Tính toán thủy lực tuyến cống 14

2.2.5 Hệ thống giếng thăm nước thải 15

2.2.6 Khái toán kinh tế mạng lưới thoát nước 15

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 17

3.1 Xác định các thông số tính toán 17

3.1.1 Tính toán lưu lượng nước thải 17

3.1.2 Nồng độ chất bẩn trong hỗn hợp nước thải 17

3.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý 20

3.2.1 Bậc xử lý 20

3.2.2 Quy trình xử lý nước thải 21

3.2.3 Dây chuyền công nghệ 21

3.3 Tính toán chi tiết các công trình theo phương án 1 26

3.4 Tính toán chi tiết các công trình theo phương án 2 46

3.5 Khái toán kinh tế trạm xử lý 58

3.6 Cao trình nước và cao trình bùn 58

3.6.1 Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt nước 58

3.6.2 Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt bùn 61

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 1 TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH CÁC TIỂU KHU

PHỤ LỤC 2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN CỦA TUYẾN ỐNG PHỤ LỤC 3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC TUYẾN CỐNG

PHỤ LỤC 4 HỆ THỐNG GIẾNG THĂM NƯỚC THẢI

PHỤ LỤC 5 KHÁI TOÁN KINH TẾ MẠNG LƯỚI

PHỤ LỤC 6 TÍNH TOÁN MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TRONG TRẠM XỬ LÝ PHỤ LỤC 7 KHÁI TOÁN TRẠM XỬ LÝ

LỜI CAM ĐOAN

Với đề tài: “Quy hoạch hệ thống thoát nước cho thị xã Thái Hòa, huyện

Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An; giai đoạn 2020 – 2030”,tôi xin cam đoan:

Đồ án này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên

cơ sở nghiên cứu lý thuyết và kiến thức đã được chọn lọc Các tài liệu tham khảohoàn toàn là tài liệu chính thống đã được công bố Đồ án dựa trên sự hướng dẫn củaThS Lương Thanh Tâm – Giảng viên Khoa Môi trường – Trường Đại học Tàinguyên và Môi trường Hà Nội và TS Lê Xuân Sinh

Tôi xin cam đoan đồ án này chưa được công bố ở bất kỳ tài liệu nào

Nội dung đồ án có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tảitrên các tài liệu theo danh mục tài liệu của đồ án

Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Đào Thị Phương Anh

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp “Quy hoạch hệ thống thoát nước

cho thị xã Thái Hòa, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An; giai đoạn 2020 – 2030”,

em đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ, những ý kiến đóng góp và chỉ bảo nhiệt tìnhcủa thầy cô, gia đình và bạn bè

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Lương Thanh Tâm – Giảng viênKhoa Môi Trường - Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội và TS LêXuân Sinh Thầy cô đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện

đồ án tốt nghiệp này

Em cũng xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy giáo, cô giáo tham gia giảngdạy tại Khoa Môi trường Thầy cô đã trang bị cho chúng em những kiến thức vôcùng quý báu và đã từng bước hướng dẫn chúng em trong quá trình học tập vànghiên cứu Nếu không có sự giúp đỡ của các thầy cô thì chắc chắn chúng em sẽkhông có được những kiến thức như ngày hôm nay

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn tạo điềukiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ

án tốt nghiệp này

Do kinh nghiệm và kĩ năng của em còn nhiều hạn chế Em rất mong được sựchỉ bảo, góp ý của các thầy cô giáo

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Đào Thị Phương Anh

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Bảng lưu lượng tập trung từ các công trình công cộng 12

Bảng 2.2: Bảng hệ số không điều hòa 14

Bảng 2.3 Bảng tổng hợp khái toán kinh tế mạng lưới 15

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp lưu lượng nước thải tính toán 17

Bảng 3.2 Nồng độ chất bẩn có trong hỗn hợp nước thải 20

Bảng 3.3 Kích thước mương dẫn nước thải 26

Bảng 3.4 Bảng thông số song chắn rác 27

Bảng 3.5 Bảng tổng hợp kích thước bể lắng cát 27

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp kích thước sân phơi cát 28

Bảng 3.7 Bảng thông số bể điều hòa 28

Bảng 3.8 Bảng tổng hợp kích thước bể lắng ly tâm đợt I 31

Bảng 3.9 Bảng tổng hợp kích thước bể Aeroten 36

Bảng 3.10 Bảng tổng hợp kích thước bể lắng ly tâm đợt II 39

Bảng 3.11 Bảng tổng hợp kích thước máng trộn 39

Bảng 3.12 Bảng tổng hợp kích thước bể tiếp xúc 39

Bảng 3.13 Bảng tổng hợp kích thước bể nén bùn ly tâm 42

Bảng 3.14 Bảng tổng hợp kích thước bể mêtan 44

Bảng 3.15 Bảng tổng hợp kích thước sân phơi bùn 46

Bảng 3.16 Bảng thông số bể lắng ngang đợt 1 49

Bảng 3.17 Bảng tổng hợp kích thước bểBiophin 52

Bảng 3.18 Bảng thông số bể lắng ngang đợt 2 53

Bảng 3.19 Bảng tổng hợp kích thước bể mêtan 55

Bảng 3.20 Bảng tổng hợp kích thước sân phơi bùn 57

Bảng 3.21 Tổng hợp khái toán kinh tế trạm xử lý nước thải 58

Bảng 3.22 Hiệu quả xử lý các chỉ tiêu qua các công trình

DANH MỤC BẢNGDANH MỤC VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxi sinh học

BTNMT Bộ tài nguyên môi trường

COD Nhu cầu oxi hóa học

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TỔNG N Tổng số Nitơ

TỔNG P Tổng số Photpho

UBND Ủy ban nhân dân

THCS Trung học cơ sở

THPT Trung học phổ thông

GDTX Giáo dục thường xuyên

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Bảo vệ môi trường hiện nay đang là vấn đề cấp thiết trên toàn cầu nhất là tạicác nước đang phát triển Nước ta đang trên đường hội nhập với thế giới nên việcquan tâm đến môi trường là điều tất yếu Bảo vệ môi trường sống, bảo vệ sức khỏecon người trong đó có bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm là trách nhiệm của toàn xãhội Một trong các biện pháp tích cực để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nướcthiên nhiên tránh không bị ô nhiễm bởi các chất thải do hoạt động sống và làm việccủa con người gây ra là việc thu gom và xử lý nước thải trước khi xả ra nguồn tiếpnhận để đáp ứng được các quy chuẩn hiện hành và giảm thiểu nồng độ chất trongnguồn nước thải này

 Thị xã Thái Hòa nằm ở vị trí địa lý quan trọng, được xác định là trung tâmtrong quy hoạch chung vùng Phủ Quỳ và vùng trọng điểm phát triển kinh tế - xã hộicủa miền tây Nghệ An Thị xã có các trục chính giao thông kết nối thuận lợi với cácđịa phương trong và ngoài tỉnh (đường Hồ Chí Minh, Quốc Lộ 48, 48E, 48D, 15A,tuyến đường Thái Hòa - Hoàng Mai ), là cửa ngõ, đầu mối giao lưu kinh tế - xã hộigiữa các địa phương trong vùng với các cực tăng trưởng của tỉnh Nghệ An Trong đóđịnh hướng phát triển kinh tế - xã hội thị xã Thái Hòa là đẩy nhanh tốc độ phát triểnbền vững trên cơ sở chuyển dịch cơ cấu kinh tế, cơ cấu nội ngành và mở rộng cáchoạt động dịch vụ, thương mại, du lịch, thông tin liên lạc Quy hoạch chung xâydựng mở rộng đô thị Thái Hòa – Huyện Nghĩa Đàn đã được UBND tỉnh Nghệ Anphê duyệt, định hướng các khu chức năng đô thị nhằm mục tiêu tạo dựng đô thị đặcthù với hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật và hạ tầng xã hội đồng bộ nhằm đẩy nhanhtốc độ tăng trưởng đô thị hóa khu vực và nâng cao chất lượng cuộc sống cho ngườidân trong đô thị Cùng với nhu cầu sống của người dân tăng lên là việc sử dụng vàthải nước cũng tăng

Thị xã Thái Hòa mặc dù đã hình thành rất nhiều năm, song các khu vực chứcnăng của đô thị công viên cây xanh, các khu hành chính, đặc biệt là hệ thống thoátnước đầu tư còn thiếu đồng bộ, chưa hoàn chỉnh, không còn đáp ứng được lượng thảicủa người dân Nếu theo định hướng phát triển đến năm 2030 sẽ gây tắc nghẽn, ngậplàm ô nhiễm nguồn nước mặt, ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến hệ thủy sinh vậttrong nước

Vì vậy, việc tìm và đưa ra một phương pháp thoát nước và xử lý nước thải vừađảm bảo mang lại hiệu quả tối ưu đồng thời vừa tiết kiệm chi phí cho các đơn vị, cơquan doanh nghiệp trên địa bàn thị xã Thái Hòa trở thành một trong số những vấn đềcần thiết và quan trọng hàng đầu cần được giải quyết

Nhận thức được mức độ cấp thiết của vấn đề, em đã lựa chọn đề tài “Quy

hoạch hệ thống thoát nước cho thị xã Thái Hòa, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An; Giai đoạn 2020 - 2030” để nghiên cứu, thiết kế.

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng được phương án quy hoạch hệ thống thoát nước phù hợp với quyhoạch kinh tế - xã hội cho thị xã Thái Hòa, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An;giai đoạn 2020 – 2030

- 02 phương án thoát nước

- 02 phương án thiết kế nhà máy xử lý nước thải

- Khái toán kinh tế 2 phương án và lựa chọn phương án

3 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập tài liệu về thị xã Thái Hòa: Dân số, hạ tầng cơ sở, thuyết minh quyhoạch (đặc điểm đường xá, bề rộng mặt đường, độ dốc địa hình, tỷ lệ gia tăngdân số )

- Vạch tuyến thoát nước theo 02 phương án

- Thiết kế hệ thống xử lý theo 02 phương án

- Khái toán kinh tế cho 02 phương án để đưa ra phương án tối ưu

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:Hệ thống thoát nước thị xã Thái Hòa, huyện NghĩaĐàn, tỉnh Nghệ An

- Phạm vi nghiên cứu: Nước thải từ các hộ dân, khu công cộng, trường học,bệnh viện, khu công nghiệp giai đoạn 2020 - 2030

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu về khu dân cư, tìm hiểu thànhphần, tính chất nguồn nước thải và số liệu cần thiết khác

- Phương pháp tính toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các côngtrình đơn vị trong hệ thống xử lý nước cấp, dự toán chi phí xây dựng theoTCVN 7957:2008 thoát nước - mạng lưới và công trình bên ngoài

- Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả các mạng lưới, côngtrình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ XÃ THÁI HÒA, HUYỆN NGHĨA ĐÀN,

- Phía Bắc, Tây, Nam giáp

-Nhiệt độ trung bình năm: 22,8oC

-Nhiệt độ cao nhất trong năm: 41,2oC

-Nhiệt độ thấp nhất trong năm: 15 oC, trong vụ Đông Xuân số ngày nhiệt độdưới 15 oC là 30 ngày[6]

 Mưa

Lượng mưa trung bình năm 1,457mm Lượng mưa phân bố không đều, mưa tậptrung vào các tháng 8,9,10 gây ngập úng ở các vùng thấp ven sông Hiếu Mùa khôlượng mưa không đáng kể (có tháng chỉ đạt 12mm), các tháng 12,1,2 lượng mưa chỉđạt 229 mm do đó gây hạn kéo dài [6]

 Độ ẩm: Từ 60% - 65%

 Gió

-Hướng gió chính Tây Nam về mùa Hè, Đông Bắc về mùa Đông

-Tốc độ gió trung bình 29m/s, lớn nhất 40m/s [6]

 Bão

-Nghệ An nói chung và huyện Nghĩa Đàn nói riêng là vùng chịu ảnh hưởng củabão Gió bão tới khu vực huyện Nghĩa Đàn có thể đạt tới 30-35m/s nhưng suy yếunhanh chóng khi đi về phía Tây[6]

-Dòng chảy mùa kiệt chỉ đạt: 15m3/s

-Sông Hiếu có 5 nhánh chảy vào đó là:

+ Sông Sáo: có lưu vực 160km2, dài 34km

+ Khe Cái: dài 23km

+ Khe Ang: dài 23km

+ Khe Dêu: dài 16km

+ Khe Đá: dài 17km, có diện tích lưu vực 50km2

Ngoài 5 nhánh trên còn có 43 khe suối nhỏ Đặc điểm của các khe suối là hẹp

và sâu về mùa mưa đi lại khó khăn, còn mùa khô thường bị cạn

Hệ thống sông Hiếu có nguồn nước mặt phong phú với lưu lượng 3,7 tỷ m3nước Nguồn nước ngầm của huyện Nghĩa Đàn nói chung và thị xã Thái Hòa nóiriêng rất hiếm Chưa có tài liệu nào đánh giá chính thức về nguồn nước ngầm, nhưngqua thực tế cho thấy mạch nước ngầm tương đối sâu và có nhiều tạp chất, khả năngkhai thác nguồn nước ngầm phục vụ sinh hoạt, sản xuất là khó khăn.[6]

1.1.4 Địa hình

Thái Hòa là đô thị miền núi có địa hình phức tạp và bị chia cắt bởi sông Hiếu,bao gồm một số đồi thấp, có chỗ sâu trũng và có thung lũng xen giữa các sườn đồi.Nhìn chung địa hình khá thuận lợi cho việc xây dựng và phát triển đô thị Độ caotrung bình từ + 45m đến + 55m

Địa hình có hướng dốc tự nhiên về phía Đông với độ dốc từ 0,4% đến 1,2% [6]

1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

1.2.1 Hiện trạng sử dụng đất

Khu vực nghiên cứu bao gồm các loại đất chủ yếu là đất khu dân cư làng xómchiếm tỷ lệ khoảng 30,1%, đất công trình công cộng chiếm 3,8%, đất các cơ quanban ngành chiếm tỷ lệ 3,2%, đất nông nghiệp chiếm tỷ lệ 29,9%, ngoài ra là các loạiđất kênh mương ao hồ chiếm 8,4%, đất chưa sử dụng chiếm tỷ lệ 2,6% và đất khácĐịa hình lãnh thổ phân bố chủ yếu là đồi núi thoải chiếm khoảng 60% tổng diệntích, đồng bằng thung lũng chiếm khoản 30%, đồi núi cao chiếm khoảng 10% Dokiến tạo của địa chất nên Thái Hoà có những vùng đất tương đối bằng phẳng, quy môdiện tích lớn và tương đối thuận lợi để phát triển nông nghiệp

Thổ nhưỡng: Địa bàn có 14 loại đất chính thuộc hai nhóm thuỷ thành và đạithành; hai nhóm đất này có ưu điểm là rất hợp với việc trồng các loại cây côngnghiệp và cây ăn quả có giá trị kinh tế cao như: Cà phê, cao su, chè, cam, bưởi, mít,quýt, dưa, dưa hấu [14]

Trước năm 2025, Thị xã Thái Hòa phấn đấu trở thành trung tâm kinh tế, vănhóa, xã hội, y tế, giáo dục và đào tạo, tài chính- ngân hàng của vùng tây bắc Nghệ An

và trở thành thành phố loại 3 của vùng kinh tế Nam Thanh - Bắc Nghệ [9]

1.2.3 Giáo dục

-Công trình giáo dục bao gồm:

 Trường mầm non (Quang Tiến, Nghĩa Thuận, Tây Hiếu, Nghĩa Tiến, HòaHiếu, Đông Hiếu, Nghĩa Hòa)

 Trường tiểu học (Quang Tiến, Nghĩa Thuận, Tây Hiếu, Nghĩa Tiến, HòaHiếu, Đông Hiếu, Nghĩa Hòa)

 Trường THCS (Quang Tiến, Nghĩa Thuận,Tây Hiếu, Nghĩa Tiến, Hòa Hiếu,Đông Hiếu, Nghĩa Hòa)

 Trường PTTH (Đông Hiếu, Tây Hiếu, Thái Hòa)

 Trung tâm giáo dục thường xuyên Thái Hòa

-Hệ thống giáo dục thành phố có:

 Tổng số học sinh mầm non là 3530 học sinh

 Tổng số học sinh tiểu học là 4782 học sinh

 Tổng số học sinh THCS là 3282 học sinh.

 Tổng số học sinh THPT và trung tâm GDTX là 4406 học sinh.[16][14]

1.2.4 Y tế

-Bệnh viện đa khoa Tây Bắc : 250 giường bệnh

-Bệnh viện đa khoa huyện Nghĩa Đàn : dự kiến 650 giường bệnh

Bên cạnh đó là các trung tâm tư vấn sức khỏe, khám bệnh tại các cơ sở, địaphương rải rác trong thị xã.[17][9]

1.2.5 Công nghiệp

Thị xã Thái Hòa có 2 cụm công nghiệp tập trung được quy hoạch là :

-Cụm công nghiệp xã Nghĩa Mỹ quy mô 30 ha thuộc xã Nghĩa Mỹ, bao gồmcác loại hình sản xuất chủ yếu: vật liệu xây dựng bột đá,công nghiệp chế biến (càphê, cao su, dầu thực vật, thức ăn gia súc), công nghiệp chế tạo công cụ và sản xuấtphân bón phục vụ nông nghiệp, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng mới, maymặc xuất khẩu

-Cụm công Nghiệp Tây Hiếu quy mô 45 ha, bao gồm các loại hình sản xuấtchủ yếu:công nghiệp chế biến (cà phê, cao su, dầu thực vật, thức ăn gia súc), côngnghiệp chế tạo công cụ và sản xuất phân bón phục vụ nông nghiệp, công nghiệp sảnxuất vật liệu xây dựng mới.[9][14]

Ngoài ra thành phố còn có một số xí nghiệp, nhà máy công nghiệp quy mô nhỏphân bố dải rác trong thành phố

1.2.6.Giao thông

a Đường bộ:

-Quốc lộ 48: Là trục đường đối ngoại chính qua thị xã Thái Hòa từ ngã ba Yên

Lý lên Quỳ Hợp Đoạn qua thị xã dài 6km, hiện đang được cải tạo nâng cấp, mặtđường nhựa rộng 15m, hè mỗi bên 6m

-Quốc lộ 15a: Hiện trạng tuyến đường đang xuống cấp, đường rải nhựa, mặtđường rộng 3,5m; nền 5,5m Hiện đã có dự án cải tạo và nâng cấp đạt tiêu chuẩnđường cấp 3 đồng bằng

-Tỉnh lộ 545: Mặt cắt ngang hiện trạng của tuyến đường hẹp, mặt đường nhựarộng 3,5m, mương đất hai bên

-Đường Hồ Chí Minh đi qua phía Đông thị xã, cách thị xã khoảng 10km

-Bến xe đối ngoại gần trung tâm thị xã [6]

b Đường sắt:

-Tuyến đường sắt từ Cầu Giát lên thị xã Thái Hòa chủ yếu để chuyên chở hànghóa nông sản, khai thác đá, hiện không được sử dụng thường xuyên Ga đường sắt cóđường đưa tiễn dài khoảng 200m

c Đường thủy:

-Sông Hiếu chảy qua đô thị, lòng sông rộng nhưng sự chênh lệch mức nướcgiữa mùa mưa lũ và mùa kiệt lớn nên việc khai thác giao thông thủy trên sông Hiếukhông được thuận lợi.

-Trên sông hiện tại có vài điểm khai thác cát, chỉ có các tàu bè tải trọng nhỏchuyển chở vật liệu trên sông.[6]

1.2.7 Thương mại, dịch vụ

Tổng mức bán lẻ hàng hóa ước đạt1.529,8 tỷ đồng, tăng 9,2% so với năm 2015.Doanh thu một số ngành dịch vụ: ngành thông tin và truyền thông ước đạt 20  tỷđồng; dịch vụ tư vấn kiến trúc xây dựng, quảng cáo 26,3 tỷ đồng, hoạt động hànhchính, dịch vụ hỗ trợ15,6 tỷ đồng; vui chơi, giải trí 8,2 tỷ đồng

Hoạt động tín dụng - ngân hàng tăng trưởng khá, có thêm 01 phòng giao dịchcủa ngân hàng Liên Việt, nâng tổng số lên 12 tổ chức tín dụng hoạt động trên địabàn Tổng vốn huy động ước đạt 3.519 tỷ đồng, tăng 178 tỷ đồng, tổng dư nợ ước đạt4.124 tỷ đồng, tăng 746 tỷ, tỷ lệ nợ xấu 1,23% giảm 0,18% so với đầu năm

1.3 Hiện trạng cấp nước và thoát nước

1.3.1 Hiện trạng cấp nước

-Hiện nay thị xã Thái Hòa đã có hệ thống cấp nước tập trung công suất 2000

m3/ngđ Nguồn cấp nước từ sông Hiếu [6]

Trạm bơm xây dựng cạnh bờ sông Hiếu tại xóm Quyết Thắng cách trạm bơmthủy lợi khoảng 100 m về phía cầu Hiếu

Khu xử lý có các công trình đã được xây dựng:

-Bể trộn: Xây dựng kiểu máng trộn có vách ngăn

-Bể lắng đứng: Gồm 4 ngăn, kích thước mỗi ngăn 3 x 4,3m; cao 6,3m

-Bể chứa nước sạch: Hình tròn dung tích 500 m3

-Bểlọc nhanh: 3 ngăn, kích thước 3 x 3m; cao 3,5m

-Trạm bơm cấp 2: 3 bơm( 2 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng)

-Dây chuyền công nghệ xử lý: Công trình thu và trạm bơm cấp I – Bể trộn –Lắng đứng – Lọc nhanh – Bể chứa nước sạch – Trạm bơm – Mạng tiêu thụ

Mạng lưới đường ống: Đã xây dựng đường ống có kích thước từ 100mm đến300mm chiều dài khoảng 8500m

1.3.2 Hiện trạng thoát nước sinh hoạt

-Hệ thống thoát nước là hệ thống thoát nước chung cả nước mưa và nước thải

Hệ thống thoát nước chỉ mới được đầu tư xây dựng một số tuyến cống, mương xâynắp đan dọc theo các tuyến đường và tập trung chủ yếu tại khu vực trung tâm hànhchính của huyện Nghĩa Đànvà tuyến quốc lộ 48

-Lưu lượng thoát nước được chia dưới dạng phân tán theo địa hình để nướcthoát nhanh nhất tránh ngập úng cục bộ Chia thành 2 lưu vực chính Đông sông Hiếu

và Tây sông Hiếu

+ Lưu vực phía Đông sông Hiếu: Nước thải từ các công trình qua hệ thốngthoát nước, giếng tràn và các tuyến cống bao có đường kính D400mm dẫn về trạmbơm nước thải và trạm xử lý nước thải số 1 ở phía Nam thị xã Thái Hòa bên lưu vựcphía Đông có công suất 2500 m3/ngđ, diện tích 0,5 ha

+ Lưu vực phía Tây sông Hiếu: Nước thải được thu gom bằng hệ thống thoátnước chung, giếng tràn và các tuyến cống bao có đường kính D400mm dẫn về trạmbơm nước thải và trạm xử lý số 2 ở phía Nam thị xã Thái Hòa bên lưu vực phía Tây

có công suất 2500 m3/ngđ, diện tích 0,5 ha

-Hệ thống thoát nước trên địa bàn thị xãThái Hòa đã được xây dựng từ khá lâu

từ năm 2007 khi có quyết định điều chỉnh địa giới hành chính huyện Nghĩa Đàn đểthành lập thị xã Thái Hòa Đến nay dân số tăng nhanh, các khu công nghiệp dần lấpđầy khi đó quy mô 2 nhà máy xử lý với công suất 2500 m3/ngđ/NM không thể đápứng cho nhu cầu hiện tại; cùng với hệ thống đường giao thông đã bộc lộ nhiều hạnchế cần khắc phục: tỷ lệ các hộ đấu nối vào mạng lưới thoát nước đô thị nhiều nơicòn thấp; nhiều tuyến cống có độ dốc kém, bùn cặn lắng nhiều, không ngăn đượcmùi hôi thối; nhiều tuyến cống lại không đủ tiết diện thoát nước hay bị phá hỏng, xâydựng lấn chiếm, gây úng ngập cục bộ;hệ thống thoát nước tại thị xã Thái Hòa chủyếu là hệ thống mương máng hở gây ra tình trạng ô nhiễm cho người dân khu vực.Hiện nay hệ thống thoát nước của thị xã ngày một xuống cấp và cần có những dự ánđầu tư xây dựng để đáp ứng yêu cầu của khu vực [6] Vì vậy cần thiết phải thiết kế

hệ thống xử lý nước thải mới cho thị xã, nâng công suất trạm xử lý để đáp ứng xử lýlượng nước thải được thải ra trong sinh hoạt và công nghiệp

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 2.1 Tính toán lưu lượng thoát nước, quy mô công suất trạm xử lý

 Cơ sở tính toán:

-Dân số năm 2008: 67,500 người Tỷ lệ gia tăng dân số tại đây có nhưng biếnđộng về dân số không theo quy luật

-Dân số định hướng 2030: 120000 người

-Tiêu chuẩn thải nước: 150 l/ng.ngđ sử dụng cho đô thị loại III

-Số học sinh: 16 000 học sinh [15]

-Số giường bệnh: 900 giường [9]

-Định hướng phát triển đến năm 2030 Thái Hòa sẽ trở thành đô thị loại III.[9]-Thị xã Thái Hòa gồm 2 cụm công nghiệp:[9]

 Cụm công nghiệp Nghĩa Mỹ 30 ha

 Cụm công nghiệp Tây Hiếu 45 ha

2.1.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt

-Lưu lượng nước thải trung bình ngày - Q m 3 /ngđ

Trong đó:

+ N: Dân số tính toán của thành phố, người

+ q0: Tiêu chuẩn thải nước của khu vực, l/ng.ngđ

QSH = N × q o

1000 = 120000× 1501000 = 18000 (m3/ngđ) = 0,21 (m3/s)-Tổng lưu lượng nước thải trung bình giây:

QSH tb = 18000× 1000 24 ×3600 = 208,33(l/s)Nội suy theo [1,bảng 2] hệ số không điều hoà chung của nước thải sinh hoạtphụ thuộc lưu lượng nước thải trung bình ngày ta có hệ số không điều hòa:

K ch max = 1,57

-Lưu lượng nước thải giây lớn nhất - qsmaxl/s

Trong đó:

+ qsmax: Lưu lượng nước thải giây lớn nhất (l/s)

+ qstb: Lưu lượng nước thải giây trung bình (l/s)

+ Kch: Hệ số không điều hoà chung

-Toàn thị xã: q s max = 208,33 x 1,57= 327,1( l/s)

2.1.2 Lưu lượng nước thải bệnh viện

-Chọn tiêu chuẩn thải nước cho bệnh viện trong khu vực là qtc = 300(l/ng.ngày) theo tiêu chuẩn 250 – 300 ( l/ng.ngày) [13]

 Đến năm 2030, bệnh viện đa khoa huyện Nghĩa Đàn quy hoạch tăng sốgiường bệnh lên 650 giường

-Lưu lượng thải của bệnh viện đa khoa Nghĩa Đàntrung bình ngày là:

Q BV tb

❑ =G B × q tc

1000 = 650 x 3001000 =195(m3/ngđ)Trong đó:

+ Quy mô giường bệnh: G = 650giường bệnh

+ Tiêu chuẩn thải nước q0 = 300 l/người.ngđ

-Lưu lượng thải trung bình giờ là:

Q h TB=Q ngày tb

24 =19524 = 8,1(m3/h)-Lưu lượng giờ lớn nhất:

Q max h =Q hờ tb x K h =8,1x 2,5=20,3 m 3 /h

Trong đó:

+ Kh = 2,5 hệ số không điều hòa đối với bệnh viện

-Lưu lượng giây lớn nhất là:

q max S

❑ =Q max h

3,6 = 20,33,6 = 5,64 l/s

 Bệnh viện đa khoa Tây Bắc: số giường bệnh là 250 giường

-Lưu lượng thải của bệnh viện đa khoa Tây Bắc trung bình ngày là:

Q BV tb

❑ =G B × q tc

1000 =250 x 3001000 =75(m3/ngđ)Trong đó:

+ Quy mô giường bệnh: G = 250 giường bệnh

+ Tiêu chuẩn thải nước q0 = 300 l/người.ngđ

-Lưu lượng thải trung bình giờ là:

Q hờ tb

❑ =Q ngày tb

24 = 7524 = 3,1 (m3/h)-Lưu lượng giờ lớn nhất:

Q max h =Q giờ tb x K h =3,1 x2,5=7,8 m 3 /h

Trong đó:

+ Kh = 2,5 hệ số không điều hòa đối với bệnh viện

-Lưu lượng giây lớn nhất là:

q max S

❑ =Q max h

3,6 = 7,83,6 = 2,2 l/sTổng lưu lượng thải của bệnh viện là: 195+75 = 270 (m3/ngđ)

2.1.3 Lưu lượng nước thải trường học

-Chọn tiêu chuẩn thải nước cho trường học khu vực là qtc = 20 (l/người/ng.đ)theo tiêu chuẩn 15 - 20 (l/ng.ngày) [13]

-Tổng số học sinh mầm non là 3530học sinh

-Tổng số học sinh tiểu học là 4782 học sinh.

+ Tiêu chuẩn thải nước q0 = 20 l/người.ngđ

-Lưu lượng thải trung bình giờ là:

Q h tb

❑ =Q ng à y tb

24 = 32024 = 13,33(m3/h)-Lưu lượng giờ lớn nhất:

Q max h =Q h ờ tb x K h =13,33 x 1,8=24 m 3 /h

Trong đó:

+ Kh = 1,8 hệ số không điều hòa đối với trường học

-Lưu lượng giây lớn nhất là:

q max S

❑ =Q max h

3,6 = 243,6 = 6,67 l/s

Bảng 2.1 Bảng lưu lượng tập trung từ các công trình công cộng

Nguồn

thải

Quy

mô thải nướ c

Đơn vị

Số giờ là m việ c

Tiêu chuẩ

n thải nước

Hệ số khôn g điều hòa

K h

Lưu lượng

Trung bình ngày

(m 3 /ng)

Trun g bình giờ

(

m 3 /h)

Lớn nhất giờ

(

m 3 /h)

Lớn nhất giây

tiểu học 4782 Họcsinh 12 20 1,8 95,64 7,97 14,35 4Trường

THCS 3282 Họcsinh 12 20 1,8 65,64 5,47 9,85 2,74Trường

THPT 4406 Họcsinh 12 20 1,8 88,12 7,34 13,22 3,67

2.1.4 Lưu lượng nước thải từ các cụm công nghiệp

-Thị xã Thái Hòabao gồm 2 cụm công nghiệp chính và được quy hoạch vớidiện tích:

+ Cụm công nghiệp Nghĩa Mỹ có diện tích: 30 ha.

+ Cụm công nghiệp Tây Hiếu có diện tích: 45 ha.

-Tiêu chuẩn thải nước công nghiệp qtc = 25 - 40 (m3/ha.ngđ)

-Giả sử đến năm 2030 các xưởng sản xuất lấp đầy diện tích cụm công nghiệpNghĩa Mỹ và Tây Hiếu với tiêu chuẩn thải nước là 30 m3/ha.ngđ

Lưu lượng nước thải công nghiệp:

QCN = 30× 30 + 45 x 30 = 2250 (m3/ngđ) = 26,04 l/s

2.2 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước

Về cơ bản, các tuyến cống thu gom nước thải cũng được đặt theo các tuyếnđường, các ngõ, ngách nhằm thu gom được toàn bộ lượng nước thải trong đô thị Cáctuyến thu gom nước thải phải đảm bảo đặt gần nhà dân nhất, có chiều dài tới trạmbơm ngắn nhất Các tuyến cống thu gom sẽ tập trung về các tuyến cống chính sau đóđược đưa về trạm xử lý

Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới thoát nước:

- Triệt để lợi dụng địa hình, đảm bảo lượng nước thải lớn nhất tự chảy theocống, tránh đào đắp, tránh đặt nhiều trạm bơm lãng phí

- Đặt cống đường phố thật hợp lý để tổng chiều dài là ngắn nhất, tránh trườnghợp nước chảy vòng vo, tránh đặt cống sâu

- Các cống góp chính vạch theo hướng về trạm xử lý và cửa xả nguồn tiếpnhận, trạm xử lý đặt ở phía thấp so với địa hình thành phố, nhưng không bị ngập lụt,cuối hướng gió chính vào mùa hè, cuối nguồn nước, đảm bảo khoảng cách vệ sinh,

xa khu dân cư và xí nghiệp là 500m

- Giảm tới mức tối thiểu cống chui qua sông hồ, cầu phà, đê đập, đường sắt,đường ôtô và các công trình ngầm khác

- Việc bố trí cống thoát nước phải kết hợp với các công trình ngầm khác để đảmbảo cho việc xây dựng, khai thác sử dụng được thuận lợi

Thực tế, thường không đồng thời thỏa mãn các yêu cầu đặt ra ở trên Tuy nhiên,cần đảm bảo các nguyên tắc chủ yếu khi vạch sơ đồ và đảm bảo hợp lý nhất có thể

 Trước khi nước thải từ các cụm công nghiệp đưa vào hệ thống xử lý nước thảicủa thị xã được tiền xử lý bằng các phương pháp chủ yếu là: phương pháp trung hòa,keo tụ tạo bông, điện hóa học, ozone hóa, màng sinh học MBR, công nghệ sinh họcSBR

 Hệ thống thoát nước được vạch tuyến với tuyến cống chính dọc theo một sốtuyến đường chính trên địa bàn, có thể trùng với tuyến cống chính được quy hoạchcủa thị xã trước đây do điều kiện không thể khảo sát thực tế nhưng được thay đổinâng cấp về hệ thống đường ống thoát nước

2.2.1 Đề xuất phương án vạch tuyến thoát nước

a) Phương án 1:

-Đặt trạm xử lý ở khu vực phía Nam thị xã Thái Hòa, sát phía Đông bờ sôngHiếu

-Đặt 2 tuyến cống chính để thu nước thải, 1 tuyến cống thu nước thải khu dân

cư phía Đông bờ sông Hiếu, 1 tuyến thu nước khu dân cư phía Tây bờ sông Hiếu, cáctuyến ống nhánh đổ vào tuyến ống chính Các tuyến cống đặt dọc theo trục đườngphố

-Nước thải từ cụm công nghiệp được thu theo hệ thống thu gom trong nhà máysau đó được xử lý tại chỗ đạt QCVN 40:2011/BTNMT sau đó xả vào hệ thống thoátnước chung của khu vực để xử lý

b) Phương án 2:

-Vị trí trạm xử lý tương tự phương án 1

-Đặt 2 tuyến cống chính để thu nước thải, 1 tuyến cống thu nước thải khu dân

cư phía Đông bờ sông Hiếu, 1 tuyến thu nước khu dân cư phía Tây bờ sông Hiếu, cáctuyến cống nhánh đổ vào tuyến ống chính Bố trí tuyến cống chính thu nước thải khudân cư phía Tây bờ sông Hiếu và một số tuyến cống nhánh thay đổi hướng với tuyếncống phương án 1

-Hệ thống thu gom nước thải công nghiệp tương tự phương án 1

2.2.2 Tính toán diện tích tiểu khu

-Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 1

2.2.3 Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống

-Xác định lưu lượng đơn vị:

q0 = 24 ×3600 q× P = 24×3600 150 ×92 = 0,16 (l/s.ha)Trong đó:

+ Tiêu chuẩn thải nước: q = 150 l/ng.ngđ

+ P là mật độ dân cư khu vực P = 92 người/ha

Bảng 2.2: Bảng hệ số không điều hòa

-Do không có số liệu cụ thể số học sinh của từng trường nên lưu lượng tậptrung của trường học được tính theo giá trị trung bình

+ Lưu lượng tập trung của trường mầm non là: q tt MN= 2,95

7 = 0,42 ( l/s)+ Lưu lượng tập trung của trường tiểu học là: q tt TH= 4

7 = 0,57 ( l/s)

+ Lưu lượng tập trung của trường THCS là: q tt THCS=2,74

7 = 0,4 ( l/s)+ Lưu lượng tập trung của trường THPT là: q tt THPT= 3,67

7 = 0,9 ( l/s)

-Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 2

2.2.4 Tính toán thủy lực tuyến cống

-Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 3

 Tính toán điuke qua sông: Điuke qua sông Hiếu đoạn A9 – TXL

- Lưu lượng tính toán của điuke: Q = 187,77 l/s

- Số đường ống n = 2 ( với D > 150 mm)

- Lưu lượng qua mỗi ống: q1 = 187,772 = 93,89 ( l/s)

- Chọn vận tốc nước chảy qua ống: v = 1,2 m/s Khi đó đường kính ống

d = √4 x q

π x v = √4 x 0,09389

3,14 x1,2 =315 mmChọn đường kính ống d = 350 mm Tra bảng tổn thất thủy lực có i = 0,004

Vận tốc nước chảy trong ống : v = 1,2 m/s

Vận tốc nước chảy ra khỏi ống vr = 0,9 m/s

Ta có ∆ v = v - vr = 1,2 – 0,9 = 0,3 m/s Với ∆ v = 0,3 m/s có h4 = 0,005 mH’ = 0,4 + 0,041 + 0,0128 + 0,005 = 0,46 ( m)

Lấy tổn thất tại vị trí đường ống vào ngăn thu phía trước điuke là H’’ = 0,1 mTổng tổn thất áp lực khi qua điuke là: H = H’ + H’’ = 0,46 + 0,1 = 0,56 m

2.2.5 Hệ thống giếng thăm nước thải

-Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 4

2.2.6 Khái toán kinh tế mạng lưới thoát nước

-Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 5

Bảng 2.3 Bảng tổng hợp khái toán kinh tế mạng lưới

Khái toán mạng lưới Thành tiền ( nghìn

đồng) Phương án 1

Thành tiền ( nghìn đồng) Phương án 2

Giá thành đào đất 11.160.567,16 10.946.587,03

Từ khái toán kinh tế, ta thấy: phương án 2 có giá thành thấp hơn phương án 1

- Về phương án 1 : Vạch 2 tuyến chính dẫn nước thải về khu xử lý tập trung cóđặc điểm sau :

+ Tuyến A1-TXL : độ dài tuyến 5037 m và sử dụng 1 bơm

+ Tuyến B1-TXL : độ dài tuyến 2640 m và sử dụng 0 bơm

- Về phương án 2 : Vạch 2 tuyến chính dẫn nước thải về khu xử lý tập trung cóđặc điểm sau :

+ Tuyến C1-TXL : độ dài tuyến 5025 m và sử dụng 1 bơm

+ Tuyến B1-TXL : độ dài tuyến 2640 m và sử dụng 0 bơm

Kết luận: Phương án 1 và phương án 2 có chiều dài tuyến cống gần bằng nhau,

cả 2 phương án đều sử dụng 1 bơm Dựa vào khái toán kinh tế phương án 2 có kinhphí thấp hơn

So sánh chi phí đầu tư xây dựng, tuân theo nguyên tắc vạch tuyến vàmangtính kinh tế, em lựa chọn phương án 2 để thực hiện

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 Xác định các thông số tính toán

3.1.1 Tính toán lưu lượng nước thải

-Lưu lượng nước thải sinh hoạt của toàn thành phố là: Qsh = 18000 m3/ngđ-Lưu lượng nước thải công cộng là: Qcc = 270 + 320 = 590 m3 /ngđ

-Lưu lượng nước thải công nghiệp là: Qcn = 2250m3 /ngđ

Lưu lượng nước toàn thành phố:

Q = Q sh + Q cc + Q cn = 18000 + 590 + 2250 = 20840 m3/ngđ

Lấy Q = 21000m 3 /ngđ để tính toán thiết kế trạm xử lý.

Lưu lượng trung bình giờ:Q h TB = 24Q = 2100024 = 875 (m 3 /h)

Lưu lượng trung bình giây:Q s TB = Q h TB x1000

3600 = 875 x 10003600 = 243,1l/s

=0,243m 3 /s

Nội suy theo [1, mục 4.1.2, trang 8] và điều kiện khu vực dự án và lưu lượngnước thải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày của nước thải đô thị Kng =1,2, hệ số không điều hòa chung giờ lớn nhất là kmax=1,56, giờ nhỏ nhất kmin=0,61

Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất :Q ng max= Q ng TB x K ng=¿21000 x 1,2

= 25200m 3 /ngđ

Lưu lượng giờ lớn nhất:Q h max= Q h TBx kmax= 875 x 1,56 = 1365m3 /h

Lưu lượng giây lớn nhất:Q s max= Q h max x1000

3600 = 1365 x 10003600 = 379,2l/s

= 0,379m 3 /s

Lưu lượng giờ nhỏ nhất:Q h min= Q h TBx kmin= 875 x 0,61 = 533,8m3 /h

Lưu lượng giây nhỏ nhất:Q s min= Q h min x1000

Lưu lượngnước thải giâylớn nhất(m3/s)

Lưu lượngnước thải giờnhỏ nhất(m3/h)

Lưu lượngnước thải giâynhỏ nhất(m3/s)

CSHvà CCN lần lượt là nồng độ các loại chất bẩn trong nước thải sinh hoạt, nước

thải công nghiệp, mg/l

CCN= 50 mg/l[3, cột A], CSH = 400 mg/l

QSH, QBV, QTH và QCN lần lượt là lưu lượng trung bình của nước thải sinh hoạt,

bệnh viện, trường học và nước thải công nghiệp, m 3 /ngđ: QSH = 18000 m3 /ngđ, QTH =

b) Hàm lượng BOD 5 của hỗn hợp nước thải

L HH = L SH x(Q SH +Q TH +Q BV)+L CN xQ CN

Q sh +Q TH +Q BV +Q CN

Trong đó:

LSH và LCN lần lượt là nồng độ các loại chất bẩn trong nước thải sinh hoạt và

nước thải công nghiệp, mg/l

LCN= 30 mg/l [3, cột A], LSH = 233,33 mg/l

QSH, QBV, QTH và QCN lần lượt là lưu lượng trung bình của nước thải sinh hoạt,

bệnh viện, trường học và nước thải công nghiệp, m 3 /ngđ: QSH = 18000 m3 /ngđ, QTH =

320 m 3 /ngđ, QBV = 240 m3 /ngđ, QCN= 10000 m3 /ngđ

L HH = 233,33 x18000+270+320+2250(18000+270+320)+30 x2250 = 209,8 (mg/l)

3.1.2.3 Hàm lượng N trong nước thải

a) Hàm lượng N của nước thải sinh hoạt

CN- SH và CN -CN lần lượt là nồng độ các loại chất bẩn trong nước thải sinh hoạt,

nước thải công nghiệp, mg/l

CN- CN= 20mg/l [3, cột A], LSH = 53,33 mg/l

QSH, QBV, QTH và QCN lần lượt là lưu lượng trung bình của nước thải sinh hoạt,

bệnh viện, trường học và nước thải công nghiệp, m 3 /ngđ: QSH = 18000 m3 /ngđ, QTH =

320 m 3 /ngđ, QBV = 240 m3 /ngđ, QCN= 10000 m3 /ngđ

C HH = 53,33 x18000+270+320+2250(18000+270+320)+20 x2250 = 49,35(mg/l)

3.1.2.4 Hàm lượng photpho trong nước thải

a) Hàm lượng P của nước thải sinh hoạt

b) Hàm lượng P của hỗn hợp nước thải

C P−hh = C P−SH x(Q SH +Q TH +Q BV)+C P−CN x Q CN

Q sh +Q TH +Q BV +Q CN

CP- SH và CP -CN lần lượt là nồng độ các loại chất bẩn trong nước thải sinh hoạt,

nước thải công nghiệp, mg/l

CP- CN= 4mg/l [3, cột A], LSH = 22mg/l

QSH, QBV, QTH và QCN lần lượt là lưu lượng trung bình của nước thải sinh hoạt,

bệnh viện, trường học và nước thải công nghiệp, m 3 /ngđ: QSH = 18000 m3 /ngđ, QTH =

320 m 3 /ngđ, QBV = 240 m3 /ngđ, QCN= 10000 m3 /ngđ

C HH = 22x(18000+270+320+225018000+270+320)+4 x2250 = 19,9 (mg/l)

Bảng 3.2 Nồng độ chất bẩn có trong hỗn hợp nước thải

toán

Theo QCVN 14:2008/

- Xử lý bậc 1: Bao gồm các quá trình xử lý sơ bộ để tách các chất rắn lớn hơn

như rác, lá cây, xỉ, cát… có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các công trình xử lýtiếp theo và làm trong nước thải đến mức độ yêu cầu bằng phương pháp cơ học nhưchắn rác, lắng trọng lực, lọc… Đây là bước bắt buộc đối với tất cả các dây chuyềncông nghệ XLNT Hàm lượng cặn trong nước thải sau xử lý ở giai đoạn này phải nhỏ

hơn 150 mg/l nếu nước thải được xử lý sinh học tiếp tục hoặc bé hơn quy định nêu

trong các tiêu chuẩn môi trường liên quan nếu xả nước thải trực tiếp vào nguồn nướcmặt

Với hàm lượng cặn có trong hỗn hợp nước thải là 359,4mg/l, việc xử lý bậc 1 là cần thiết, đảm bảo nước thải sau khi xử lý ở giai đoạn này nhỏ hơn 150 mg/l Với

mức độ xử lý cao 86 %, sử dụng các công trình xử lý cơ học như song chắn rác, bểlắng cát…

- Xử lý bậc 2: (xử lý sinh học) Được xác định trên cơ sở tình trạng sử

dụng và quá trình tự làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải; Trong bước nàychủ yếu là xử lý các chất hữu cơ dễ oxy hóa (BOD) để khi xả ra nguồn nướcthải không gây thiếu hụt oxy và mùi hôi thối

Hàm lượng BOD có trong hỗn hợp nước thải là 209,8mg/l, trong khi đó hàm

lượng BOD5 cho phép khi xả nước thải vào nguồn là 30mg/l tương ứng với mức độ

xử lý 85,7%

- Xử lý bậc 3: Loại bỏ các hợp chất nitơ và photpho khỏi nước thải.

Nồng độ N – NH4 không thỏa mãn, do đó phải xử lý N – NH4 Một phần Nitơamoni được xử lý cùng với quá trình xử lý sinh học không hoàn toàn

- Xử lý bùn cặn trong nước thải: Cặn lắng được phát sinh trong các

quá trình xử lý như song chắn rác, bể lắng đợt 1, xử lý sinh học… được thu vềcác khối công trình xử lý bùn cặn, tại đây các loại cát được phơi khô và đổ sannền, rác được nghiền nhỏ hoặc vận chuyển về bãi chôn lấp rác, bùn cặn sau xử

lý còn có thể được sử dụng để làm phân bón

- Khử trùng: Là yêu cầu bắt buộc đối với 1 số loại nước thải hoặc 1 số

dây chuyền công nghệ xử lý trong điều kiện nhân tạo

3.2.2 Quy trình xử lý nước thải

- Quy trình xử lý được thực hiện theo các bước:

+ Xử lý sơ bộ: Đảm bảo hàm lượng cặn có trong nước thải sau khối công trìnhnày nhỏ hơn 150 mg/l, nếu không đảm bảo có thể sử dụng các biện pháp làm thoáng

sơ bộ trước lắng, để nâng cao hơn nữa hiệu quả xử lý có thể thêm bùn hoạt tính Ởquá trình này, hàm lượng BOD5 không giảm

+ Xử lý sinh học: Được thực hiện sau quá trình xử lý sơ bộ, quá trình này làquá trình xử lý BOD5 Tuy thuộc vào người thiết kế, có thể xử lý bằng màng sinh họchoặc bùn hoạt tính để phù hợp với tính chất từng công trình thiết kế Sử dụng sơ đổ

xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

+ Các công trình xử lý bùn cặn: Sau khi đã lựa chọn được các công trình xử lý

sơ bộ, xử lý sinh học, ta xác định được ở những công trình nào phát sinh được bùn

cặn, từ đó xác định được khối tích công trình xây dựng, tính chất của bùn cặn cần xửlý.

+ Khử trùng nước: Thông thường là dùng clo hơi, đối với công suất nhỏ hơn

1000m 3 /ngđ dùng clorua vôi.

3.2.3 Dây chuyền công nghệ

- Việc lựa chọn dây chuyền công nghệ được dựa trên cơ sở: Quy mô(công suất) và đặc điểm của đối tượng thoát nước; đặc điểm nguồn tiếp nhậnnước thải và khả năng tự làm sạch của nó; …

- Với trạm xử lý có:

+ Công suất thiết kế trạm xử lý Q = 21000m 3 /ngđ

+ Mức độ xử lý theo hàm lượng cặn lơ lửng: ESS = 86 %

+ Mức độ xử lý theo BOD5: EBOD5 = 85,7 %

Phân tích lựa chọn dây chuyền công nghệ:

Quy mô, đặc điểm đối tượng thoát nước: khu vực thiết kế có công suất Q =

21000 m 3 /ngđ Đặc điểm nguồn tiếp nhận: nguồn tiếp nhận là sông Hiếu với nguồn

A1 QCVN 08:2015/BTNMT Điều kiện tự nhiên của khu vực: nằm trong khu vực cókhí hậu nhiệt đới nóng ẩm thích hợp sử dụng công nghệ sinh học để xử lý nước thảitriệt để.Đề xuất sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho khu vực thị xã TháiHòa có công suất 21000 m3/ ngđ

Bể Mêtan

Sân phơi bùn

Phục vụ cho nông nghiệp hoặc chôn lấp

Trạm cấp Clo

Nguồn tiếp nhậnĐạt tiêu chuẩn loại A QCVN

14 : 2008/BTNMT

Máng trộn

Bể tiếp xúc

Bùn tuần hoàn

Bùn dư

Nước thải đầu vàoNgăn tiếp nhậnSong chắn rác

Ngăn tiếp nhậnNước thải đầu vào

Thuyết minh phương án 1

Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằngđường ống áp lực Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công trìnhđơn vị tiếp theo trong trạm xử lý

Đầu tiên nước thải được dẫn qua mương dẫn có đặt song chắn rác Tại đây,rác và cặn có kích thước lớn được giữ lại, sau đó được thu gom, đưa về máy nghiềnrác Sau khi qua song chắn rác, nước thải được tiếp tục đưa vào bể lắng cát

Bể lắng cát ngang giữ lại lượng cát ở đáy bể, các hạt cặn và các chất vô cơ sẽđược tách ra khỏi nước thải Cát sau khi lắng sẽ được đưa ra khỏi bể bằng thiết bịnâng thủy lực và vận chuyển đến sân phơi cát

Nước thải chảy vào bể điều hòa, bể có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng

độ nước thải phù hợp với các công trình xử lý tiếp theo, góp phần làm tăng hiệu quả

xử lý và giảm kích thước các công trình phía sau

Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ly tâm đợt I Tại đây các chất hữu cơkhông hòa tan trong trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể mêtan

để lên men Nước thải tiếp tục đi vào bể Aeroten

Tại bể Aeroten, các vi khuẩn sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nướcthải trong điều kiện sục khí liên tục Quá trình phân hủy này sẽ làm sinh khối bùnhoạt tính tăng lên, tạo thành lượng bùn hoạt tính dư Sau đó nước thải được chảy qua

bể lắng đợt II, phần bùn trong hỗn hợp bùn - nước sau bể Aeroten sẽ được giữ lại,một phần sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể Aeroten nhằm ổn định nồng độ bùn hoạttính trong bể Aeroten, phần còn lại sẽ đưa về bể nén bùn để giảm độ ẩm và ổn địnhbùn hoạt tính dư, sau đó đưa qua bể mêtan

Sau khi xử lý sinh học và lắng đợt II, hàm lượng cặn và nồng độ BOD5 trongnước thải giảm đáng kể, đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu ra nhưng nồng độ vikhuẩn vẫn còn một lượng khá lớn do đó yêu cầu phải tiến hành khử trùng nước thảitrước khi xả vào nguồn tiếp nhận Nước thải được khử trùng bằng hệ thống Clo baogồm máng trộn và bể tiếp xúc Nước thải sau khi xử lý sẽ được thải ra sông Hiếu

Bùn sau khi được nén sẽ đưa vào bể mêtan để lên men ổn định yếm khí.Lượng khí thu được trong bể mêtan có thể được dự trữ trong bể khí hoặc sử dụngtrực tiếp làm nhiên liệu Bùn sau khi lên men sẽ được chuyển ra sân phơi bùn, cuốicùng được đem đi phục vụ cho mục đích nông nghiệp hoặc chôn lấp

3.2.3.2 Dây chuyền công nghệ phương án 2

24

Thuyết minh phương án 2

Nước thải chảy vào song chắn rác, bể lắng cát ngang và bể điều hòa tương tựphương án 1

Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ngang đợt 1 Tại đây các chất hữu cơ khônghòa tan trong trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được đưa đến sân phơi bùn.Nước thải tiếp tục đi vào bể Biophin

Bể Biophin: khi nước thải tưới qua lớp vật liệu lọc bằng nhựa PVC, các vikhuẩn sẽ được hấp phụ, sinh sống và phát triển trên bề mặt đó Sau một thời gianhoạt động, màng sinh vật dày lên, các chất khí tích tụ phía trong tăng lên và màng bịtách khỏi lớp vật liệu lọc Sự hình thành các lớp màng sinh vật mới lại tiếp diễn.Màng vi sinh được tạo nên ở bể Biophin cùng với nước thải được dẫn vào bể lắngngang đợt 2

Bể lắng ngang đợt 2: Bể này có nhiệm vụ giữ lại các màng vi sinh vật lại bểdưới dạng cặn lắng Nước thải sau lắng được đưa vào các công trình khử trùng bằngClo, còn bùn lắng được dẫn tới công trình xử lý bùn

Máng trộn, bể tiếp xúc: Nước sau bể lắng 2 được dẫn về máng trộn, bể tiếp xúc,tại đây nước thải được khử trùng bằng clo (tương tự như phương án 1)

Các công trình xử lý bùn: Bùn được thu từ bể lắng ngang đợt 2 dẫn qua bể nénbùn để làm giảm độ ẩm của bùn tiếp tục được dẫn về bể mê tan cùng với bùn từ bểlắng ngang đợt 1 Lượng bùn sau ép từ máy ép bùn băng tải được thu gom và làmphân bón

3.3 Tính toán chi tiết các công trình theo phương án 1

3.3.1 Ngăn tiếp nhận nước thải

- Tính toán ngăn tiếp nhận nước thải thể hiện ở phụ lục 6.1

3.3.2 Mương dẫn nước thải

- Tính toán mương dẫn nước thải thể hiện ở phụ lục 6.2

Bảng 3.3 Kích thước mương dẫn nước thải

-Tính toán song chắn rác thể hiện ở phụ lục 6.3

Hiệu suất xử lý BOD qua song chắn rác là 4-5% Chọn H = 5%

Hàm lượng chất rắn lơ lửng sau khi qua song chắn rác:

3.3.4 Bể lắng cát ngang

-Tính toán bể lắng cát ngang thể hiện ở phụ lục 6.4

Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau khi qua bể lắng cát với hiệu suất xử

3.3.5 Sân phơi cát

-Tính toán sân phơi cát thể hiện ở phụ lục 6.5

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp kích thước sân phơi cát

-Tính toán bể điều hòa thể hiện ở phụ lục 6.6

Hàm lượng BOD5 trong nước thải sau khi qua bể điều hòa với hiệu suất xử lý E

= 5%

L BOD3 5=189,3 ×(100−5)

Bảng 3.7 Bảng thông số bể điều hòa

Q: Lưu lượng tính toán của nước thải, m 3 /h

H: Chiều sâu tính toán của vùng lắng, Chọn H = 3 m [1, trang 46, bảng 34]

K: Hệ số phụ thuộc loại bể lắng và cấu tạo của thiết bị phân phối nước Đốivới bể lắng ly tâm K = 0,45 [1, trang 44, mục 8.5.4]

Uo: Độ lớn thủy lực của hạt cặn

N: Số bể lắng ly tâm công tác, chọn N = 2 bể

 T: Thời gian lắng, tra [1, bảng 33, trang 45], chọn hiệu quả lắng của bể lắng

ly tâm đợt I là E = 55% Với Chh = 324,3mg/l bằng phương pháp nội suy ta xác định

-Kiểm tra lại tốc độ thực tế trong bể lắng:

Vậy các giá trị đã chọn ở trên là thích hợp

-Vận tốc nước chảy trong ống trung tâm m/s, chọn v = 0,9m/s Đường

kính ống dẫn nước vào bể lắng:

-Phần loe ống trung tâm : 1,5 x 0,4 = 0,6 m

-Đường kính ống thu váng nổi Dvn = 300 mm

-Chiều cao xây dựng của bể lắng đợt I:

H = H1 +h1 + h2+ h3 = 3 + 0,3 + 0,5 + 0,4 = 4,2m

Trong đó :

H1 : Chiều cao vùng lắng của bể lắng , H1= 3,0 m

h1 : Chiều cao lớp nước trung hòa, h1 = 0,3m

h2 :Khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h2 = 0,5 m

h3 : Chiều cao phần chứa cặn, h3 = 0,4m

-Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng trong bể lắng :

Chọn máng răng cưa hình chữ V, góc đỉnh 90o để điều chỉnh cao độ mép máng

Chiều cao hình chữ V là 5 cm, đáy chữ V là 10 cm, mỗi mét dài có 5 khe chữ V, khoảng cách giữa các đỉnh là 20 cm.

Tổng số khe chữ V trên máng răng cưa: n = L x 5 = 56,5 x 5 = 282khe

Tải trọng máng tràn:L s= Q tb ngày

π x D= 3,14 x1821000 = 371,5m 3 /m.ngày

Lưu lượng nước qua 1 khe chữ V góc đỉnh 90o

qo = q n = 0,243282 = 8,6 10-4m3/sChiều cao mực nước qua khe chữ V:

Thể tích ngăn chứa cặn tươi của bể lắng ly tâm đợt I được tính:

W b = C1x Q x E xt

(100−P)x1000 x1000 xn

Trong đó :

C1: Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau bể lắng cát, C1 = 324,3mg/l

Q: Lưu lượng tính toán Qtt = 875m3 /h.

E: Hiệu suất lắng E = 55%

T: Thời gian tích lũy cặn t = 8h

P: Độ ẩm của cặn tươi P = 95% nếu xả cặn bằng tự chảy [1, trang 46, mục

Bùn cặn xả ra khỏi bể bằng thiết bị xả thủy tĩnh

Hiệu quả loại bỏ các chất bẩn trongnước thải trong bể lắng đợt I sẽ tăng lênkhoảng 10-15% khi sử dụng bể làm thoáng sơ bộ

Hàm lượng chất lơ lửng (SS) sau khi lắng ly tâm đợt I với hiệu suất 55% là :

C4 SS = C 2 SS × (100 – 55)% = 324,3 × 55% = 145,9mg/lHàm lượng BOD5 giảm với hiệu suất E = 25%:

C4 BOD5 = C 3 BOD5 × (100 – 25)% = 179,8 × 75% = 134,85mg/l

3.3.8 Bể Aeroten đẩy

Do BOD5 đầu vào là 134,85mg/l cùng với BOD5 đầu ra được xử lý là 30mg/lnên lựa chọn loại bể Aeroten đẩy không có ngăn tái sinh bùn [1, mục 8.16.1 và8.16.3]

Các thông số thiết kế

-Lưu lượng nước thải: Q = 21000 m 3 /ngđ

-Nhiệt độ nước thải: 26oC

-Hàm lượng BOD5 đầu vào: 134,85mg/l

-Cặn lơ lửng SS đầu vào: 145,9mg/l

-Hàm lượng BOD5 đầu ra BOD5 = 30mg/l

 Xác định thể tích của ngăn hiếu khí (Aeroten)

Các đại lượng tính toán

-Do BOD5 của nước thải đưa đi xử lí La = 134,85mg/l< 150 mg/l nên không cầnphải tái sinh bùn hoạt tính

-Trong bể Aeroten đẩy bùn và nước được cho vào cùng lúc ở đầu bể Bùn hoạt

tính được tiếp xúc dần với nước thải theo chiều dài của bể Bùn hoạt tính không cầnngăn tái sinh riêng

-Nước được đưa vào qua ngăn phân phối nước, qua các mương dẫn dẫn nước

vào từ đấu bể

-Khí được cấp từ máy thổi khí, cấp vào ống dẫn khí chính Ống dẫn khí chính

cấp khí vào 5 ống khí nhánh của từng đơn nguyên và cấp vào đĩa thổi khí để phân bốlượng khí đều trong bể

-Tốc độ oxy hóa riêng đối với các chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt được

xác đinh theo [1, trang 65, công thức 63]

ρ = ρ max x L L t xC0

t x C0+K l x C0+K0x L t x 1+φa1Trong đó

 : Tốc độ oxy hóa riêng lớn nhất (mg BOD5 /g chất khô không tro của bùn)trong 1h, theo [1, trang 65,bảng 46] = 85

Co: Nồng độ oxy hòa tan cần thiết phải duy trì trong Aeroten (mg/l),

46], ứng với loại nước thải đô thị.

Lt: BOD5 của nước thải sau khi xử lý, Lt = 30mg/l

Kp: Hệ số tính đến ảnh hưởng của quá trình trộn dọc theo bể, Lt = 30>20 mg/lnên lấy Kp = 1,25

Lhh: BOD5 của hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính tuần hoàn vào Aeroten, xácđịnh bằng biểu thực:

Q: Lưu lượng trung bình ngày, Q = 875m 3 /h

t: Thời gian thổi khí, t = 2 h

Chọn chiều cao bể (H): H = Hi +Hbv = 4+0,5 = 4,5 m

Trong đó:

Hi: Chiều cao hữu ích, chọn Hi = 4 m

Hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn Hbv = 0,5 m

Chọn kích thước bể Aeroten theo [1, trang 66, mục 8.16.8]

Chiều rộng bể: B = 6m

Chiều dài bể: L = 40 m

Thể tích thực 1 đơn nguyên:

Vt = L x B x H = 40 x 6 x 4 = 960m3

Số đơn nguyên n = 1750/960 = 2 đơn nguyên

Aeroten chia thành 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có 2 hành lang

-Lưu lượng không khí đơn vịđể làm sạch 1m3 nước thải:

k1× k2× n1× n2(C p −C) m 3 kk/ m 3 nt

Trong đó:

z: Lưu lượng oxi đơn vị tính bằng mg để làm sạch 1mg BOD5, chọn z = 1,1

mgO 2 /mgBOD 5 (xử lý sinh học hoàn toàn), theo [1, trang 67, mục 8.16.13]

K1: Hệ số kể đến thiết bị nạp khí, lấy theo [1, trang 67,bảng 47]

 CP : Độ hòa tan của oxy không khí trong nước (mg/l) được xác định theo công thức:

-Chọn số đĩa phân phối khí: chọn loại đĩa SSI - USA: Model AFD 350

 Hãng sản xuất: SSI – USA

 Lưu lượng thiết kế: 4,2 - 8,3 m 3 /h

Lựa chọn máy thổi khí:

Áp lực cần thiết của máy thổi khí: Ht = H + hc + hd = 5 m

Trong đó:

H: Độ ngập trong nước của thiết bị khuếch tán khí, H = 4 m

hc: Tổn thất cục bộ; hc = 0,5 m

hd: Tổn thất dọc đường; hd = 0,5 m

Lưu lượng của máy thổi khí:

Chọn 2 máy thổi khí cho 2 bể Aeroten: