Quy hoạch hệ thống thoát nước sinh hoạt cho thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa; giai đoạn 2020 2030

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục tiêu nghiên cứu 2 3. Nội dung nghiên cứu 2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 5. Phương pháp nghiên cứu 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3 1.1. Điều kiện tự nhiên 3 1.1.1. Vị trí địa lý 3 1.1.2. Địa hình, địa chất 3 1.1.3. Khí hậu 3 1.1.4.2. Tài nguyên khoáng sản 4 1.1.4.3. Tài nguyên nước 4 1.1.4.4. Tài nguyên rừng 4 1.2. Điều kiện kinh tế xã hội 4 1.2.1. Hiện trạng dân số và lao động 4 1.2.2. Hiện trạng kinh tế 4 1.2.3. Hiện trạng cấp thoát nước 5 1.3. Số liệu thiết kế của khu vực 5 1.3.1. Dân số thiết kế 5 1.3.2. Tiêu chuẩn thoát nước sinh hoạt 6 1.3.3. Tiêu chuẩn thoát nước thải trường học 6 1.3.4. Tiêu chuẩn thoát nước thải bệnh viện 7 1.3.5. Tiêu chuẩn nước thải công cộng 8 CHƯƠNG II: VẠCH TUYẾN THOÁT NƯỚC 9 2.1. Đề xuất phương án vạch tuyến thoát nước 9 2.1.1. Phương án 1 9 2.1.2. Phương án 2 9 2.2. Tính toán vạch tuyến 9 2.2.1. Phương án 1 9 2.2.1.1. Tính toán diện tích tiểu khu 9 2.2.1.2. Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống chính 9 2.2.1.3. Tính toán thủy lực tuyến cống chính 10 2.2.1.4. Tính toán thủy lực tuyến cống kiểm tra 10 2.2.2. Phương án 2 10 2.2.2.1. Tính toán diện tích tiểu khu 10 2.2.2.2. Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống chính 10 2.2.2.3. Tính toán thủy lực tuyến cống chính 10 2.2.2.4. Tính toán thủy lực tuyến cống kiểm tra 10 2.3. Khái toán kinh tế 11 2.3.1. Khái toán kinh tế phương án 1 11 2.3.2. Khái toán kinh tế phương án 2 11 2.3.3. So sánh khái toán kinh tế 2 phương án 11 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ 12 3.1. Lựa chọn phương án xử lý 12 3.1.1. Tính toán tải lượng ô nhiễm 12 3.1.2. Thông số chỉ tiêu của nguồn tiếp nhận 13 3.1.3. Tính toán mức độ xử lý cần thiết 13 3.1.4. Quy mô trạm xử lý 15 3.1.5. Đề xuất dây truyền công nghệ 16 3.1.5.1. Phương án 1 16 3.1.5.2. Phương án 2 17 3.2. Tính toán thiết kế 19 3.2.1. Tính toán thiết kế theo phương án 1 19 3.2.1.1. Ngăn tiếp nhận nước thải 19 3.2.1.2. Song chắn rác 20 3.2.1.3. Bể lắng cát ngang 23 3.2.1.4. Sân phơi cát 25 3.2.1.5. Bể lắng ngang đợt 1 25 3.2.1.6. Xác định thể tích của ngăn hiếu khí (Aerotank) 28 3.2.1.7. Bể lắng ngang đợt 2 33 3.2.1.8. Trạm khử trùng 35 3.2.1.9. Máng trộn kiểu vách ngăn có lỗ 36 3.2.1.10. Bể tiếp xúc li tâm 38 3.2.1.11. Bể nén bùn đứng 39 3.2.1.12. Bể metan 41 3.2.2.3. Bể lắng cát ngang 43 3.2.2.4. Sân phơi cát 43 3.2.2.5. Bể lắng li tâm đợt 1 44 3.2.2.6. Bể lọc sinh học cao tải 46 3.2.2.7. Bể lắng li tâm đợt 2 48 3.2.2.8. Trạm khử trùng 49 3.2.2.9. Máng trộn kiểu vách ngăn có lỗ 50 3.2.2.10. Bể tiếp xúc li tâm 50 3.2.2.11. Bể nén bùn đứng 51 3.2.2.12. Bể metan 51 3.3. Bố trí cao trình 51 3.3.1. Bố trí cao trình theo phương án 1 51 3.3.1.1. Theo mặt cắt nước 51 3.3.1.2. Theo mặt cắt bùn 54 3.3.2. Bố trí cao trình theo phương án 2 55 3.3.2.1. Theo mặt cắt nước 55 3.3.2.2. Theo mặt cắt bùn 59 3.4. Khái toán kinh tế 59 3.4.1. Khái toán kinh tế theo phương án 1 59 3.4.2. Khái toán kinh tế theo phương án 2 60 3.4.3. So sánh khái toán kinh tế 2 phương án 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 1. KẾT LUẬN 61 2. KIẾN NGHỊ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62  

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC SƠ ĐỒ DANH MỤC VIẾT TẮT CĐ : Cao đẳng THCS : Trung học sở THPT : Trung học phổ thông BV : Bệnh viện BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam SS : Hàm lượng chất rắn lơ lửng SCR : Song chắn rác LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: Phạm Thị Hương Trang MSSV: DH00301343 Hiện sinh viên lớp ĐH3CM2 – Khoa Môi trường – Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Với đề tài “ Quy hoạch hệ thống thoát nước cho thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa; giai đoạn 2020-2030”, xin cam đoan: công trình nghiên cứu riêng hướng dẫn Ts Nguyễn Thu Huyền Ts Lê Xuân Sinh Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá thu thập từ nguồn tài liệu liên quan Nếu phát có gian lận xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả (kí tên) Phạm Thị Hương Trang LỜI MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trong năm gần đây, vấn đề đảm bảo vệ sinh môi trường vấn đề nhiều quan chức năng, đơn vị, cộng đồng quan tâm Môi trường nơi sinh hoạt, nơi tồn hoạt động người diễn phạm vi sống Tốc độ đô thị hóa công nghiệp hóa phạm vi nước gia tăng mạnh mẽ Nhu cầu khai thác sử dụng tài nguyên thiên nhiên người không ngừng tăng lên, vấn đề môi trường ngày tăng, ngày phải đối mặt nhiều với thách thức môi trường Khi khu đô thị đời, xử lý nước thải sinh hoạt vấn đề quan tâm hàng đầu tốn nhiều chi phí không đầu tư hiệu Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cần đáp ứng nhiều yêu cầu Trong đó, yếu tố quan trọng phải đảm bảo sau xử lý xong, nước tái sử dụng an toàn Các thành phần ô nhiễm đăc trưng thường thấy nước thải sinh hoạt BOD5, COD, Nito Photpho Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng nước thải sinh hoạt loại mầm bệnh lây truyền vi sinh vật, vi khuẩn, virus Các hợp chất nước thải không xử lý mà xả trực tiếp môi trường làm ảnh hưởng đến môi trường sống loài thực vật, vi sinh vật, động vật nước Nếu loài sinh vật, động - thực vật không cung cấp đầy đủ dưỡng chất cần thiết trình sống chúng không trì ảnh hưởng lớn đến môi trường sống người Những hợp chất nước thải không xử lý mầm mống dịch bệnh nguy hiểm như: nhiễm khuẩn, viêm da, biến đổi gen, ung thư, xử lý nước thải trước thải môi trường bảo vệ sức khỏe người Nước thải nghĩa sử dụng nữa, có hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn tái sử dụng chúng nguồn nước khác Điều giúp tiết kiệm bảo vệ nguồn nước ngày khan Bên cạnh đó, hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cần đảm bảo tiết kiệm chi phí để giảm chi phí nước, đảm an sinh xã hội tăng hiệu sử dụng Do nước thải sinh hoạt phát sinh từ hoạt động sinh hoạt cộng đồng dân cư như: khu đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giản trí, quan công sở, Ngày nay, nước ta tập trung xử lý nước thải sinh hoạt Thành phố, khu đô thị lớn mà chưa có kế hoạch quản lý nước thải sinh hoạt thị xã phát triển Thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa lộ trình phát triển trở thành đô thị xanh, sạch, đẹp, bước đại hóa sở hạ tầng, nhu cầu môi trường sống người sinh vật nâng cao, việc xử lý nước thải sinh hoạt để phù hợp với phát triển xã hội nói chung cải thiện môi trường nước nói riêng quan tâm, nên đề tài “Quy hoạch hệ thống thoát nước sinh hoạt cho thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa; giai đoạn 2020 - 2030” cần thiết Đề tài nhằm tạo điều kiện cho việc quản lý nước thải sinh hoạt dễ dàng hơn, đồng thời đảm bảo môi trường sống xanh đẹp Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng hệ thống thoát nước thải sinh hoạt phù hợp với quy hoạch kinh tế xã hội khu vực thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa + 02 phương án thoát nước xử lý + 02 phương án thiết kế + Khái toán 02 phương án (hệ thống xử lý đường ống thu gom) Nội dung nghiên cứu + Vạch tuyến thoát nước (02 phương án) + Thiết kế hệ thống xử lý (02 phương án) + Khái toán kinh tế (02 phương án) Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Nước thải sinh hoạt Thị xã Bỉm Sơn Tỉnh Thanh Hóa - Phạm vi nghiên cứu: Thị xã Bỉm Sơn giai đoạn 2020 – 2030 Phương pháp nghiên cứu  Phương pháp thu thập tài liệu: tìm hiểu, quan sát thu thập số liệu, trạng môi trường khu vực  Phương pháp thống kê: thu thập xử lý số liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội địa bàn  Phương pháp tính toán: dựa vào tài liệu thông tin thu thập để tính toán  thiết kế công trình đơn vị nước thải Phương pháp đồ họa: Thể kết vẽ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU Điều kiện tự nhiên 1.1 1.1.1 Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu khu vực nội thị thị xã Bỉm Sơn Bao gồm phường: Ngọc Trạo, Ba Đình, Bắc Sơn, Lam Sơn, Phú Sơn Thị xã Bỉm Sơn nằm toạ độ 20°2’ – 20°9’ vĩ độ Bắc 105°47’ – 105°56’ kinh độ Đông, Bỉm Sơn cách thủ đô Hà Nội 120 km phía nam, cách thành phố Thanh Hóa 34 km phía bắc, nằm mạng lưới giao thông vận tải thuận lợi với tuyến đường sắt Bắc - Nam, quốc lộ 1A chạy qua, tạo nên mối giao thương rộng lớn với tỉnh vùng trung tâm kinh tế lớn nước Ranh giới tiếp giáp: • • • • 1.1.2 Phía Bắc giáp Thành phố Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình Phía Đông giáp huyện Nga Sơn, tỉnh Ninh Bình huyện Hà Trung, Thanh Hóa Phía Nam giáp huyện Hà Trung, Thanh Hóa Phía Tây giáp huyện Thạch Thành, Thanh Hóa Địa hình, địa chất Tuy diện tích không rộng Bỉm Sơn vừa có vùng đồng bằng, vùng núi đá, vùng đồi sông suối Thị xã Bỉm Sơn thấp dần từ tây sang Đông; Vùng đồi núi kéo dài từ Tây Bắc đến Bắc Đông Bắc; núi đá có đặc điểm sa thạch đá rát, đá phiến sét xen kẽ mạch đá vôi chìm nổi, vùng đồng thuận tiện cho phát triển nông nghiệp diện tích dự trữ cho phát triển đô thị 1.1.3 Khí hậu Thị xã Bỉm Sơn chịu ảnh hưởng ba vùng khí hậu xen kẽ Tây Bắc- Đông bắc Bắc Bộ cân bắc Trung Bộ: • • • • 1.1.4.1 Nhiệt độ trung bình năm 23,60 Lượng mưa trung bình đạt 1.514mm/năm Độ ẩm không khí trung bình 80% Chế độ gió biến chuyển theo mùa, nắng lắm, mưa nhiều 1.1.4 Tài nguyên thiên nhiên Tài nguyên đất Thị xã Bỉm Sơn có nhóm đất đất phù sa, đất xám, cụ thể: 1.1.4.2 Đất phù sa: Đất phù sa biến đổi Glây nặng, phân bố địa hình vàn, vàn cao, thuận lợi cho việc trồng lúa, màu công nghiệp hàng năm, kharnawng tăng vụ cao Đất xám: gồm loại đất xám Feralit đá lẫn nông đất xám Feralit đá lẫn sâu Độ dày tầng đất thuận lợi cho công nghiệp dài ngày, ngắn ngày phát triển Tài nguyên khoáng sản Bỉm Sơn có khoáng sản chủ yếu đá vôi, đá sét Trong đó, đá vôi mỏ Yên Duyên: 3000 triệu tấn, diện tích phân bố 1000ha, đá phiến sét mỏ Cổ Đam, trữ lượng 60 triệu tấn, diện tích phân bố: 200ha; Sét xi măng (mỏ Tam Điệp) trữ lượng 240 triệu tấn, diện tích phân bố: 200ha; đất san lấp (Thung Cớn) trữ lượng: 3,5 triệu tấn, diện tích: 100ha, mỏ sét để sản xuất gạch ngói xã Hà Lan trữ lượng 19 triệu tấn, diên tích 30ha Tài nguyên nước 1.1.4.3 Hệ thống sông ngòi, ao , hồ Bỉm Sơn, sông suối ngắn nhỏ; nguồn nước mặt nghèo nàn biến động thất thường theo mùa: mùa mưa ngập úng, mùa khô thiếu nước Nước ngàm phong phú, địa hình đá vôi, Bỉm Sơn có nhiều hang động, sông suối ngầm cung cấp nước cho Thị xã Tài nguyên rừng 1.1.4.4 Rừng Bỉm Sơn chủ yếu rừng trồng, thực vật tự nhiên núi đá chủ yếu lùm bụi, gỗ mọc rải rác Động vật rừng nghèo nàn, chủ yếu vài loài bò sát chồn, cáo núi đá 1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 1.2.1 Hiện trạng dân số lao động Theo điều tra dân số Thị xã Bỉm Sơn đến 2016 70000 người.Trong dân số nội thị 58363 người ( chiếm khoảng 83% dân số toàn thị xã) Ở dân số phường là: phường Ngọc Trạo:8527 người; phường Ba Đình: 11853 người, phường Lam Sơn: 10652 người; phường Đông Sơn: 9921 người; phường Bắc Sơn: 8726 người; phường Phú Sơn: 8663 người Tỉ lệ gia tăng dân số 7,8%; tăng tự nhiên 1% 1.2.2 Hiện trạng kinh tế Thị xã Bỉm Sơn mũi nhọn phát triển công nghiệp xứ Thanh Theo thống kê năm 2016, cấu kinh tế thị xã: Công nghiệp- xây dựng 75,2%, Thương mại- dịch vụ 20,5%, Nông- Lâm nghiệp 4,3% Trong giai đoạn 2015- 2020, thị xã đạt thành tựu kinh tế sau: • Giá trị sản xuất công nghiệp- xây dựng tăng bình quân hàng năm 13,9%, gấp 1,9 lần so với năm 2015 • Kinh tế quốc doanh phát triển nhanh, loại hình phong phú, đa dạng, địa bàn thị xã có 233 doanh nghiệp, có 160 doanh nghiệp sản xuất kinh doanh đạt hiệu • • • • 1.2.3 Giá trị dịch vụ tăng bình quân hàng năm 27,6%, gấp 3,4 lần so với 2005 Tổng mức bán lẻ hàng hóa năm 2010 ước đạt 678 tỷ đồng, gấp 2,4 lần năm 2015 Giá trị hàng hóa xuất năm 2020 ước đạt 30 triệu USD Mức huy động vốn năm 2020 ước đạt 1796 tỷ đồng, tăng 2,65 lần năm 2015 Hiện trạng cấp thoát nước Dân cư nguồn phát sinh nước thải chủ yếu, chiếm đến 80% lượng nước thỉ thị xã, nước thải sinh hoạt hàng ngày người dân thải từ việc nấu nướng, tắm giặt sinh hoạt khác Do hệ thống thu gom nước thải nên nhiều người dân, hộ dân sống vùng ven đô xã, không lắp đặt hệ thống thoát nước thải mà chủ yếu cho chảy sau nhà, trước sân chảy tràn đường sau thấm vào đất 1.3 1.3.1 - Số liệu thiết kế khu vực Dân số thiết kế Dân số khu vực nội thị thị xã Bỉm Sơn năm 2016: 58.362 người Tỉ lệ gia tăng dân số: 7,8% Dự kiến dân số thị xã Bỉm Sơn đến năm 2030 Tỉ lệ gia STT Năm tăng dân Dân số số (%) 1.3.2 2016 7.8 58362 2017 7.8 62914 2018 7.8 67822 2019 7.8 73112 2020 7.8 78814 2021 7.8 84962 2022 7.8 91589 2023 7.8 98733 2024 7.8 106434 10 2025 7.8 114736 11 2026 7.8 123685 12 2027 7.8 133333 13 2028 7.8 143733 14 2029 7.8 154944 15 2030 7.8 167000 (nguồn: http://bimson.gov.vn/CT/default.aspx?ctl=article&aID=7) Tiêu chuẩn thoát nước sinh hoạt 10 Khoảng cách từ lỗ tới tâm bể lọc ri là: theo [6, 6.21] ri = i: số thứ tự lỗ kể từ trục cánh tưới Với lỗ từ trục cánh tưới: r1 = =812(mm) - Số vòng quay hệ thống phút: n = q0 Trong đó: q0 : lưu lượng ống tưới, 0,025 m3/s = 25 l/s m= 102 lỗ, d1: đường kính lỗ ống tưới, (10-15mm), chọn 10mm Dt = 16,4 103mm  n = 25 = 5,2 (vòng/phút) - Áp lực cần thiết cho hệ thống tưới: [6, 6.22 ] h = q12 ( )  h = 252 ( ) = 1602 (mm) = 1,602(m) h > 0,5m => hệ thống tưới quay - Trong đó: K modul lưu lượng, xác định theo bảng 6.7 (xử lý nước thải – TS.Trần Đức Hạ) với d=200mm; tra bảng ta K=300 l/s - Bảng 3.19: Thông số thiết bể lọc cao tải phương án Tên công trình Số bể bể lọc cao tải D Hlv Hbv Hxd (m) (m) (m) (m) 16, 0,5 5,3 3.2.2.7 Bể lắng li tâm đợt Tính toán bể lắng ly tâm đợt II theo Giáo trình Xử lý nước thải đô thị công nghiệp – PGS.TS Lâm Minh Triết Thời gian lắng ứng với QMax với xử lý sinh học hoàn toàn : t = 2h Thể tích bể: W = QMax,h x t = 1679x = 3358 m3 - Chọn bể làm việc song song Khi đó, thể tích bể là: W1 = W / = 1679 m3 - Chọn đường kính bể lắng đợt II với đường kính bể lắng đợt I, D = 25 m Do đó, diện tích bể tính theo công thức: => (m2) - Chiều sâu vùng lắng bể (m)  Chiều cao xây dựng bể: HXD = Hl + Hth + Hb + Hbv Trong đó: Hth chiều cao lớp nước trung hoà Lấy Hth = 0,3m Hb chiều cao lớp bùn Hb = 0,5m Hbv chiều cao bảo vệ Hbv = 0,5m 51  HXD = 3,4 + 0,3 + 0,5 + 0,5= 4,6 m - Việc xả bùn bể lắng II thực áp lực thuỷ tĩnh 0,9 ÷1,2m Đường kính ống dẫn bùn : D = 200mm Các thông số thiết kế bể Bảng 3.20: Kích thước bể lắng li tâm đợt phương án Đường kính bể (m) Chiều cao công tác (m) Chiều cao xây dựng (m) Đường kính ống dẫn nước vào ( mm) Đường kính ống xả cặn (mm) 25 3,4 4,7 500 200 3.2.2.8 Trạm khử trùng Sau giai đoạn xử lý học, xử lý sinh học điều kiện nhân tạo, vi khuẩn gây bệnh bị tiêu diệt hoàn toàn Vì vậy, nước thải phải khử trùng trước xả sông Để khử trùng nước thải, ta dùng phương pháp Clorua hoá Clo Quá trình phản ứng diễn sau: Cl2 + H2O = HCl + HOCl - Lượng Clo cần dùng tính theo công thức: Y= a×Q (kg / h) 1000 Trong đó: Q lưu lượng nước thải ( m3/h) A hàm lượng Clo hoạt tính xử lý, lấy 3mg/l [5, 8.28.3 ] Ứng với lưu lượng nước thải, lượng Clo cần cung cấp tương ứng sau (kg/h) (kg/h) Để định lượng Clo, xáo trộn Clo với nước công tác, điều chế vận chuyển đến sử dụng, ta dung Clorator chân không loại 10πUU-100 ( Liên Xô cũ) Chọn Clorotor với công suất Clorator 1,28 ÷ 8,1 kg/h ( làm việc dự phòng) Các thùng chứa Clo có dung tích 512 lit chứa 500kg Clo với đường kính thùng D = 0,64m, Chiều dài L = 1,4m 52 Theo quy phạm, lượng Clo lấy từ 1m bề mặt bên thùng chứa 3kg/h Diện tích bề mặt thùng chứa 3,6m Như vậy, lượng Clo lấy từ thùng chứa q c = 3,6 x = 10,8kg - Số thùng Clo dung cho tháng Thùng => Lấy N = thùng - Lưu lượng nước Clo lớn tính sau - = 3,4 (m3/h) Với b nồng độ Clo hoạt tính nước Lấy b = 15% Lượng nước tổng cộng cần cho nhu cầu trạm Clorator tính: 6,6 (m3/h) Trong đó: v1 độ hoà tan Clo nước: v1 = 1( l/g ) v2 lượng cần thiết để bốc Clo; v2 = 300 (l/kg)  Nước Clo dẫn máng trộn ống cao su mềm nhiều lớp, đường kính ống 70mm, tốc độ 1,5m/s 3.2.2.9 Máng trộn kiểu vách ngăn có lỗ Bảng 3.21: Kích thước máng trộn kiểu vách ngăn có lỗ phương án HXD(m) h3(m) h2(m) h1(m) L(m) B(m) 1,9 1,4 1,25 1,1 3.2.2.10 Bể tiếp xúc li tâm Bảng 3.22 : Kích thước bể tiếp xúc li tâm phương án H(m) hc(m) h1(m) D(m) 4,1 0,7 17,5 3.2.2.11 Bể nén bùn đứng Bảng 3.23: Kích thước bể nén bùn đứng phướng án H(m) h1(m) h2(m) h3(m) hbv(m) D(m) 6,9 3,6 2,8 0,5 0,5 3.2.2.12 Bể metan 53 Bảng 3.24: Kích thước bể Metan phướng án Đường kính Chiều cao, m m Thể tích hữu ích h1 H h2 12,5 1000 1,9 6,5 2,15 3.3 Bố trí cao trình 3.3.1 Bố trí cao trình theo phương án 3.3.1.1 Theo mặt cắt nước Việc xác định xác tổn thất cột nuớc qua công trình ống dẫn cần thiết để đảm bảo cho trạm xử lý làm việc bình thường Tuy nhiên điều kiện cho phép đồ án ta chọn lấy cách tương đối tổn thất theo kinh nghiệm [8, trang 182] • • • • • • • • • Tổn thất qua song chắn rác: xác định theo thiết kế song chắn rác: h s=0,07 m Tổn thất qua kênh dẫn: lấy từ – 50 cm chọn 10 cm = 0,1 m Tổn thất qua bể lắng cát: 10 - 20 cm chọn 20 cm = 0,2 m Tổn thất qua bể làm thoáng sơ : 15 - 25 cm chọn 20 cm = 0,2 m Tổn thất qua bể lắng ngang đợt I : 20-40 cm chọn 30 cm = 0,3 m Tổn thất qua bể Aerotank: 25 - 40cm chọn 30 cm = 0,3 m Tổn thất qua bể lắng ngang đợt : 20-40 cm Chọn 30 cm = 0,3 m Tổn thất qua máng trộn: tổn thất qua vách ngăn 0,13 m (theo tính toán) Tổn thất qua bể tiếp xúc: 40 - 60 cm chọn 50cm =0,5 m Căn vào tổn thất áp lực qua công trình đơn vị ta tính cao trình mực nước cho công trình Chọn mực nước cao sông zMax= 3m, mực nước nhỏ zMin = 1,5m Chọn cao trình mặt đất trạm xử lý Zđ = 4,3m Mực nước ống xả sông zn = 1,5 + zmaxsông = 1,5 + = 4,5 (m) Mương dẫn zm = zn + hm = 4,5 + 0,1 = 4,6 (m) Máng thu Zmt = Zm + h= 4,6 + 0,1 = 4,7 (m) Bể tiếp xúc ly tâm - Cao trình mực nước bể tiếp xúc: ztxmn = zm + htx = 4,7 + 0,5 = 5,2 (m) 54 - Cao trình đỉnh bể tiếp xúc: ztxđ = 5,2 + 0,5 = 5,7 (m) (0,5: chiều cao bảo vệ) - Cao trình đáy bể tiếp xúc: ztxđ = 5,7 – 4,1 = 1,6 (m) (chiều cao công tác bể tiếp xúc 4,1m) Mương dẫn zm = ztxmn + hm = 5,2 + 0,1 = 5,3 (m) Máng trộn - Cao trình mực nước cuối máng trộn : zmtmnc = zm + hmt = 5,3 + 0,15 = 5,45 (m) - Cao trình mực nước vách ngăn thứ 2: zmtmn2 = zmtmnc + h = 5,45 +0,15 = 5,6 (m) - Cao trình mực nước vách ngăn thứ : zmtmn1 = zmtmn2 + h = 5,6 +0,15 =5,75 (m) - Cao trình đáy máng trộn: zmtd = zmtmn1 – H1= 5,75 – 1,1 = 4,65 (m) (Trong đó: H1 = 1,2 m chiều cao lớp nước vách ngăn thứ nhất) - Cao trình đỉnh máng trộn: zmtd = zmtd + H1 + hbv = 4,65 + 1,1 + 0,5 =6,25 (m) Mương dẫn zm = zmtmn1 + hm = 5,75 + 0,1 = 5,85 (m) Bể lắng ngang đợt - Cao trình mực nước bể lắng là: zbl2mn = zm + hbl2 = 5,85 + 0,3 = 6,15 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng 2: zbl2đỉnh = zbl2mn + hbv = 6,15 + 0,5 = 6,65 (m) - Cao trình đáy bể lắng : zbl2đáy = zbl2đỉnh - h = 6,65 – 4,8 = 1,85 (m) Mương dẫn 55 zm = zbl2mn + hm = 6,15 + 0,1 = 6,25 (m) 10 Bể Aerotank - Cao trình mực nước bể aroten: Zbmn = zm + hb = 6,25+ 0,3 = 6,55 (m) - Cao trình đỉnh bể aroten: zad = zbmn + hbv = 6,55 + 0,5 = 7,05 (m) - Cao trình đáy bể aroten: zađáy = zad – H = 7,05 – 3,5 = 3,55 (m) (Trong đó: H = 3,5: chiều cao xây dựng bể Aerotank) 11 Mương dẫn zm = zbmn + hm = 6,55 + 0,1 = 6,65 (m) 12 Bể lắng ngang đợt - Cao trình mực nước bể lắng : zblt1mn = z m + h = 6,65 + 0,3 = 6,95 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng ngang đợt zblt1đ = zblt1mn + hbv = 6,95 + 0,5 = 7,45 (m) - Cao trình đáy bể lắng ngang đợt 1: zblt1đ = zblt1đ – hxd = 7,45 – 4,2 = 3,25 (m) 13 Mương dẫn zm = zblt1mn + hm = 6,95 + 0,1 = 7,05 (m) 14 Bể lắng cát ngang - Cao trình mực nước bể lắng cát: zblcmn = zm + hlc = 7,05 + 0,2 = 7,25 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng cát: zblcđ = zblcmn + hbv = 7,25 + 0,5 = 7,75 (m) - Cao trình đáy bể lắng cát: zblcđáy = zblcđ – hxd = 7,75 – 1,3 = 6,45 (m) 15 Mương dẫn 56 zm = zblcmn + hm = 7,25 + 0,1 = 7,35 (m) 16 Song chắn rác - Cao trình mực nước sau qua song chắn rác: sau z SCR = zm + h = 7,35+ 0,07 = 7,42 (m) 17 Mương dẫn truoc zm = z SCR = + hm = 7,42+ 0,1 = 7,52 (m) 18 Ngăn tiếp nhận - Cao trình mực nước ngăn tiếp nhận zntnmn = zm + hntn = 7,52 + 0,1 = 7,62 (m); (chọn hntn =0,1) - Cao trình đỉnh ngăn tiếp nhận: zntnđ = zntnmn + hbv 22= 7,62 + 0,5 = 8,12 (m) -Cao trình đáy ngăn tiếp nhận : zntnđáy = zntnđ - hxd = 8,12 – = 6,12(m) 3.3.1.2 Theo mặt cắt bùn Ta thấy mực nước bể lắng đợt II thấp lắng đợt I, nên tính trắc dọc bùn từ công trình bất lợi nhất, tính toán từ bể lắng II sân phơi bùn Bể lắng ngang đợt Cao trình mực nước là: 6,15 m - Cao trình đỉnh bể là: 6,65m - Cao trình đáy bể là: 1,85 m Bùn bể lắng đợt xả theo phương pháp áp lực thủy tĩnh dùng bơm để bơm bùn lên bể nén bùn Bể lắng ngang đợt - Cao trình mực nước là: 6,95 m - Cao trình đỉnh bể là: 7,45 m - Cao trình đáy bể là: 3,35m Bùn bể lắng đợt xả theo phương pháp áp lực thủy tĩnh dùng bơm để bơm bùn lên bể nén bùn Bể nén bùn - Chiều cao xây dựng bể 6,9 m Trong chiều cao bảo vệ 0,5m - Cao trình đỉnh bể: Zđỉnhnén bùn = Zđ + = 4,3 + = 6,3 m (xây dựng bể nén bùn cao mặt đất 2m) 57 - Cao trình đáy bể: Zđáynén bùn = Zđỉnhnén bùn – hxd = 6,3 – 6,9 = -0,6 m - Mực nước bể nén bùn: Zmn = Zđỉnhnén bùn – hbv = 6,3 – 0,5 = 5,8 m Bể mê tan Dùng bơm, bơm bùn từ bể nén bùn lên bể mê tan Xây dựng bể Metan kiểu nửa chìm nửa - Chiều cao bể Metan hct = 6,5 m, h1 = 1,9m; h2 = 2,15m, H= 10,55m Cao trình đỉnh bể là: ZđỉnhM = Zđ + 3+ h1 = 4,3 + 3+ 1,9 = 9,2 (m) Cao trình đáy bể là: ZđáyM = ZđỉnhM – hct – h2 – h1 = 9,2 – 6,5 – 2,15 – 1,9 = -1,35 m 3.3.2 Bố trí cao trình theo phương án 3.3.2.1 Theo mặt cắt nước Việc xác định xác tổn thất cột nuớc qua công trình ống dẫn cần thiết để đảm bảo cho trạm xử lý làm việc bình thường Tuy nhiên điều kiện cho phép đồ án ta chọn lấy cách tương đối tổn thất theo kinh nghiệm [8, trang 182] • • • • • • • • • Tổn thất qua song chắn rác: xác định theo thiết kế song chắn rác: h s=0,07 m Tổn thất qua kênh dẫn: lấy từ – 50 cm chọn 10 cm = 0,1 m Tổn thất qua bể lắng cát: 10 - 20 cm chọn 20 cm = 0,2 m Tổn thất qua bể làm thoáng sơ : 15 - 25 cm chọn 20 cm = 0,2 m Tổn thất qua bể lắng li tâm đợt : 50-60 cm chọn 50 cm = 0,5 m Tổn thất qua bể Biofil H+ 150cm = 5,5 m Tổn thất qua bể lắng li tâm đợt : 50-60 cm Chọn 50 cm = 0,5 m Tổn thất qua máng trộn: tổn thất qua vách ngăn 0,13 m (theo tính toán) Tổn thất qua bể tiếp xúc: 40 - 60 cm chọn 50cm =0,5 m Căn vào tổn thất áp lực qua công trình đơn vị ta tính cao trình mực nước cho công trình Chọn mực nước cao sông zMax= 3m, mực nước nhỏ zMin = 1,5m Chọn cao trình mặt đất trạm xử lý Zđ = 4,3m Mực nước ống xả sông zn = 1,5 + zmaxsông = 1,5 + = 4,5 (m) 19 Mương dẫn zm = zn + hm = 4,5 + 0,1 = 4,6 (m) Máng thu Zmt = Zm + h= 4,6 + 0,1 = 4,7 (m) 58 Bể tiếp xúc ly tâm - Cao trình mực nước bể tiếp xúc: ztxmn = zm + htx = 4,7 + 0,5 = 5,2 (m) - Cao trình đỉnh bể tiếp xúc: ztxđ = 5,2 + 0,5 = 5,7 (m) (0,5: chiều cao bảo vệ) - Cao trình đáy bể tiếp xúc: ztxđ = 5,7 – 4,1 = 1,6 (m) (chiều cao bể tiếp xúc 4,1m) Mương dẫn zm = ztxmn + hm = 5,2 + 0,1 = 5,3 (m) Máng trộn - Cao trình mực nước cuối máng trộn : zmtmnc = zm + hmt = 5,3 + 0,15 = 5,45 (m) - Cao trình mực nước vách ngăn thứ 2: zmtmn2 = zmtmnc + h = 5,45 +0,15 = 5,6 (m) - Cao trình mực nước vách ngăn thứ : zmtmn1 = zmtmn2 + h = 5,6 +0,15 =5,75 (m) - Cao trình đáy máng trộn: zmtd = zmtmn1 – H1= 5,75 – 1,1 = 4,65 (m) (Trong đó: H1 = 1,2 m chiều cao lớp nước vách ngăn thứ nhất) - Cao trình đỉnh máng trộn: zmtd = zmtd + H1 + hbv = 4,65 + 1,1 + 0,5 =6,25 (m) Mương dẫn zm = zmtmn1 + hm = 5,75 + 0,1 = 5,85 (m) Bể lắng li tâm đợt - Cao trình mực nước bể lắng là: zbl2mn = zm + hbl2 = 5,85 + 0,5 = 6,35 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng 2: zbl2đỉnh = zbl2mn + hbv = 6,35 + 0,5 = 6,85 (m) 59 - Cao trình đáy bể lắng : zbl2đáy = zbl2đỉnh - h = 6,85 – 4,7 = 2,15 (m) Mương dẫn zm = zbl2mn + hm = 6,35 + 0,1 = 6,45 (m) Bể Biofil - Cao trình mực nước bể biofil: Zbmn = zm + hb = 6,45+ 5,5 = 11,95 (m) - Cao trình đỉnh bể biofil: zad = zbmn + hbv = 11,95 + 0,5 = 12,45 (m) - Cao trình đáy bể biofil: zađáy = zad – H = 12,45 – 5,3 = 7,15 (m) (Trong đó: H = 5,3: chiều cao xây dựng bể biofil) 10 Mương dẫn zm = zbmn + hm = 11,95 + 0,1 = 12,05 (m) 11 Bể lắng li tâm đợt - Cao trình mực nước bể lắng : zblt1mn = z m + h = 12,05 + 0,5 = 12,55 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng li tâm đợt zblt1đ = zblt1mn + hbv = 12,55 + 0,5 = 13,05 (m) - Cao trình đáy bể lắng li tâm đợt 1: zblt1đ = zblt1đ – hxd = 13,05 – 3,9 = 9,15 (m) 12 Mương dẫn zm = zblt1mn + hm = 12,55+ 0,1 = 12,65 (m) 13 Bể lắng cát ngang - Cao trình mực nước bể lắng cát: zblcmn = zm + hlc = 12,65 + 0,2 = 12,85(m) - Cao trình đỉnh bể lắng cát: zblcđ = zblcmn + hbv = 12,85 + 0,5 = 13,35 (m) 60 - Cao trình đáy bể lắng cát: zblcđáy = zblcđ – hxd = 13,35– 1,3 = 12,05 (m) 14 Mương dẫn zm = zblcmn + hm = 12,85 + 0,1 = 12,95 (m) 15 Song chắn rác - Cao trình mực nước sau qua song chắn rác: sau z SCR = zm + h = 12,95+ 0,07 = 13,02 (m) 16 Mương dẫn truoc zm = z SCR = + hm = 13,02+ 0,1 = 13,12 (m) 17 Ngăn tiếp nhận - Cao trình mực nước ngăn tiếp nhận zntnmn = zm + hntn = 13,12 + 0,1 = 13,22 (m); (chọn hntn =0,1) - Cao trình đỉnh ngăn tiếp nhận: zntnđ = zntnmn + hbv 22= 13,22 + 0,5 = 13,72 (m) -Cao trình đáy ngăn tiếp nhận : zntnđáy = zntnđ - hxd = 13,72– = 11,72(m) 61 3.3.2.2 Theo mặt cắt bùn Ta thấy mực nước bể lắng đợt II thấp lắng đợt I, nên tính trắc dọc bùn từ công trình bất lợi nhất, tính toán từ bể lắng II sân phơi bùn Bể lắng li tâm đợt Cao trình mực nước là: 6,35 m - Cao trình đỉnh bể là: 6,85m - Cao trình đáy bể là:2,15 m Bùn bể lắng đợt xả theo phương pháp áp lực thủy tĩnh dùng bơm để bơm bùn lên bể nén bùn Bể lắng li tâm đợt - Cao trình mực nước là: 12,55m - Cao trình đỉnh bể là: 13,05 m - Cao trình đáy bể là: 9,15m Bùn bể lắng đợt xả theo phương pháp áp lực thủy tĩnh dùng bơm để bơm bùn lên bể nén bùn Bể nén bùn - Chiều cao xây dựng bể 6,9 m Trong chiều cao bảo vệ 0,5m - Cao trình đỉnh bể: Zđỉnhnén bùn = Zđ + = 4,3 + = 6,3 m (xây dựng bể nén bùn cao mặt đất 2m) - Cao trình đáy bể: Zđáynén bùn = Zđỉnhnén bùn – hxd = 6,3 – 6,9 = -0,6 m - Mực nước bể nén bùn: Zmn = Zđỉnhnén bùn – hbv = 6,3 – 0,5 = 5,8 m Bể mê tan Dùng bơm, bơm bùn từ bể nén bùn lên bể mê tan Xây dựng bể Metan kiểu nửa chìm nửa - Chiều cao bể Metan hct = 6,5 m, h1 = 1,9m; h2 = 2,15m, H= 10,55m Cao trình đỉnh bể là: ZđỉnhM = Zđ + 3+ h1 = 4,3 + 3+ 1,9 = 9,2 (m) Cao trình đáy bể là: ZđáyM = ZđỉnhM – hct – h2 – h1 = 9,2 – 6,5 – 2,15 – 1,9 = -1,35 m 3.4 Khái toán kinh tế 3.4.1 Khái toán kinh tế theo phương án Tính toán chi tiết xem Phụ lục 62 3.4.2 Khái toán kinh tế theo phương án Tính toán chi tiết xem Phụ lục 3.4.3 So sánh khái toán kinh tế phương án Đơn vị Phương án Phương án Chi phí vận hành quản lý triệu đồng 5120.51 9139.98 Chi phí xử lý 1m3 nước thải VNĐ 6.491 11.718 Chi phí đầu tư xây dựng tính cho m3 nước thải triệu đồng  Chọn xây dựng phương án 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Với đề tài: “Quy hoạch hệ thống thoát nước thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa; giai đoạn 2020-2030” em hoàn thành phần sau: - Quy hoạch, thiết kế đề xuất phương án vạch tuyến thoát nước cho khu vực - Tính toán lưu lượng thủy lực tuyến cống cho phương án - Khái toán kinh tế phương án vạch tuyến đưa phương án lựa chọn Tổng chi phí phương án 77134,91 triệu đồng Tổng chi phí phương án 107764,855 triệu đồng Do lựa chọn phương án - Đề xuất phương án xử lý nước thải cho khu vực - Tính toán chi tiết công trình phương án - Khái toán kinh tế xây dựng, vận hành trạm xử lý nước thải theo phương án đưa phương án lựa chọn Phương án có khái toán kinh tế thấp phương án tương đối nhiền nên lựa chọn phương án KIẾN NGHỊ - Cần xây dựng hệ thống quản lý tốt mặt công nghệ môi trường, nâng cao nhận thức người dân môi trường nói chung môi trường nước nói riêng - Trong trình vận hành hệ thống cần quan tâm, bảo dưỡng, nâng cấp, cải thiện để tận dụng tối đ dây chuyền công nghệ - Tăng cường đội ngũ cán kĩ thuật quản lý tài nguyên nước 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO QCVN 01: 2008/BXD – Quy chuẩn xây dựng Việt Nam quy hoạch xây dựng TCXDVN 33: 2006 – Cấp nước – Mạng lưới đường ống công trình – Tiêu chuẩn thiết kế QCVN 08: 2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt QCVN 14: 2008/ BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt TCVN 7957:2008 – Thoát nước – mạng lưới công trình bên – Tiêu chuẩn thiết kế Trần Đức Hạ, 2006, “Xử lý nước thải đô thị” Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà 10 11 Nội Trịnh Xuân Lai, 2009, “ Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải” Nhà xuất xây dựng Lâm Minh Triết, 2008, “ Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, tính toán thiết kế công trình” Nhà xuất ĐH quốc gia TP.HCM Trần Hữu Uyển, 2003, “ Các bảng tính toán thủy lực cống mương thoát nước” Nhà xuất xây dựng Bảng giá ống nhựa uPVC Hoa Sen_ Công ty CP Tập đoàn Hoa Sen Báo giá cống bê tông _ Công bố giá Sở xây dựng 65 ... nên đề tài Quy hoạch hệ thống thoát nước sinh hoạt cho thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa; giai đoạn 2020 - 2030 cần thiết Đề tài nhằm tạo điều kiện cho việc quản lý nước thải sinh hoạt dễ dàng... DH00301343 Hiện sinh viên lớp ĐH3CM2 – Khoa Môi trường – Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Với đề tài “ Quy hoạch hệ thống thoát nước cho thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa; giai đoạn 2020- 2030 ,... công sở, Ngày nay, nước ta tập trung xử lý nước thải sinh hoạt Thành phố, khu đô thị lớn mà chưa có kế hoạch quản lý nước thải sinh hoạt thị xã phát triển Thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa lộ trình