trạm bơm nước thải, trạm bơm cấp 2

Lu lợng của máy bơm nếu Qb < Qhmaxsẽ gây ngập ống chính dẫn nớc đến trạm bơm, còn nếu Qb >Qhmaxthì sẽ không có lợi vì lãng phí, đờng kính ống đẩy lớn, các công trình phía sau lớn,không k

ĐỒ ÁN MễN HỌC CễNG TRèNH THU VÀ TRẠM BƠM CẤP THOÁT NƯỚC

TÀI LIỆU THIẾT KẾ

 Phần 1 : Trạm bơm cấp II

 Cụng suất thiết kế TBII:

MaxII ng.dQ

= 53.000 (m 3 /ngđ)

 Chế độ bơm 2 cấp : Q1 = 1,5 %Q ngđ

Q2 = 5,0 %Q ngđ

 Áp lực cần thiết tại điểm ở đầu mạng lưới: H CT = 45 ( m)

 Chiều dài tuyến dẫn từ trạm bơm cấp II đến đầu mạng lưới:

L = 45 ( m)

 Cốt mặt đất tại điểm đầu mạng lưới: Z m = 15,5 ( m)

 Cốt mặt đất tại trạm bơm cấp II: Z T = 13,5 ( m)

 Cốt mực nước thấp nhất trong bể chứa: Z b min = 12 ( m)

 Trong trạm cú 2 mỏy bơm rửa lọc (1 làm việc, 1 dự phũng )

Q r = 600 (m 3 /h)

H r = 20 ( m)

 Khoảng cỏch từ bể chứa tới trạm bơm cấp II: L = 12 ( m)

 Phần 2 : Trạm bơm nước thải

 Công suất thiết kế: Qng.d

= 25.000 (m 3 /ngđ)

 Chế độ thải nớc Max trong ngày : Q max = 6,5%Q ng.đ

 Chế độ thải nớc TB trong ngày : Q tb = 3,3%Q ng.đ

 Chế độ thải nớc Min trong ngày : Q min = 1,5%Q ng.đ

Lu lợng của máy bơm và số bơm công tác chọn theo chế độ

n-ớc thải chảy đến trạm bơm, nó phụ thuộc chủ yếu vào Qhmaxvàh

min

Q .

Lu lợng của máy bơm nếu Qb < Qhmaxsẽ gây ngập ống chính

dẫn nớc đến trạm bơm, còn nếu Qb >Qhmaxthì sẽ không có lợi vì

lãng phí, đờng kính ống đẩy lớn, các công trình phía sau lớn,không kinh tế

� Công suất thiết kế trạm bơm bằng lu lợng giờ thải nớc lớnnhất

QTR = Q max = 1625(m /h) = 451,38 l/s.

Chọn số lợng bơm là 3 bơm, 2 bơm công tác, 1 bơm dựphòng

Lu lợng mỗi bơm đợc xác định theo công thức:

tb b

Q Q

- Dung tớch bể thu cần thoả món điều kiện :

+ Wbt  50% Lưu lượng nước thải chảy đến trạm bơm trong giờ thải nước lớnnhất (Qh

max = 451,38 l/s), để trỏnh hiện tượng thối rữa, lắng cặn

+Wbt  Lưu lượng nước do một tổ mỏy bơm lớn nhất bơm được trong 5 phỳt(Để trỏnh hiện tượng phải đúng mở bơm nhiều lần).

Xác định dung tích ngăn thu đảm bảo trong khoảng giới hạn:

- Biểu đồ tớch lũy nước chảy đến và bơm đi:

Hỡnh 1 bieồu ủoà dung tớch ngaờn thu

1: giụứ thaỷ i nửụự c ủeỏ n lụự n nhaỏ t =6,5%Qngủ 2: giụứ nửụự c ủeỏ n baố ng 50%Qmax=3,25%Qngủ 3: giụứ nửụự c ủeỏ n nhoỷ nhaỏ t =1,5%Qngủ

4: ủửụứ ng bụm ủi =6,5%Qngủ

Theo biểu đồ tích luỹ nớc thải ta có:

Wnt = 0,542%Qngđ = 0,542%  25000 = 125,6 m3 Chọn Wnt = 126 m3 Thỏa món 71,28 (m3) < Wb < 812 (m3)

Ta xõy dựng trạm bơm nước thải theo kiểu mặt bằng phần chỡm là hỡnh trũn cũn mặt bằng phần nổi là hỡnh vuụng.

Chiều sâu công tác của bể thu: ht = 1,5  2m chọn ht = 2 m

- Diện tớch bể thu là:

2W

H

t t t

- Wnt = 127,17 m3 > 126 m3, đảm bảo yờu cầu

- Vậy đường kớnh của trạm bơm nước thải là 9 m

- Bể đợc xây dựng bằng bê tông cốt thép dày 25 cm

- Đường kớnh ngoài của nhà trạm là: DTB = 9 + 0,25.2 = 9,5 (m)

- Trong ngăn thu có đặt song chắn rác cơ giới, mỏy nghiền rỏc vàsong chắn rỏc thủ cụng

- Mực nước cao nhất trong ngăn thu lấy bằng cốt đỏy ống dẫn vào ngăn thu

- Cốt điểm đưa nước vào trạm xử lý nước thải: HCT =11m

htd=2,0m

- Cốt mặt đất thiết kế tại trạm xử lý nước thải: ZTB= 4m

- Cốt đáy cống dẫn nớc vào ngăn thu : h = 4 - 6 = -2 m

- Đáy có độ dốc 5% về phía hố thu cặn, hố thu cặn sâu0,7m

2.3 Xỏc định cột ỏp toàn phần của mỏy bơm

Cột áp toàn phần của máy bơm đợc tính theo công thức

Htp = Hđh + hh+ hđ + htd (m)

Trong đó:

+ Hđh - Chiều cao bơm nớc địa hình, bằng hiệu cao trìnhmực nớc cao nhất trong ngăn tiếp nhận và mực nớc thấp nhấttrong ngăn thu

+ hh, hđ - Tổn thất áp lực trên đờng ống hút và trên đờngống đẩy của bơm

+ htd - Cột nớc áp lực tự do tại cửa ra của ống htd = 2m

2.3.1 Xỏc định H đh

Ta cú:

+ Cốt mặt đất tại trạm bơm: ZTB = 4m

+ Chiều sõu đỏy cống đến trạm bơm (tớnh từ mặt đất): h = 6m

 Cao trỡnh đỏy cống đến trạm bơm là:

Zđc = ZTB – h = 4 – 6 = -2 (m)

Xỏc định độ đầy cống:

Với Q = 451,38 l/s, từ bảng tớnh toỏn thủy lực, chọn D = 750mm, 1000i = 2, ta được h/D = 0,731, v = 1,304 m/s

 Chiều cao mực nước trong cống: h = 0,731.D = 0,548(m)

 Cao trỡnh mực nước trong cống:

Znc = Zđc + h = -2 + 0,548 = -1,452(m)Chọn:

+ Chiều sõu mực nước cụng tỏc trong bể chứa nước thải là Zmn=2m

+ Tổn thất qua lưới chắn rỏc ở cuối ống là 0,1m

Phương trỡnh Becnuli cho 2 mặt cắt: mực nước trong ống và mặt nước trong bể chứa

+ Znc: cao trình nước trong cống (m)

+ Zmn: cao trình mặt nước trong bể chứa (m)

+ Công suất động cơ: 74KW

+ Kích thước đầu nối ống:

Đường kính miệng hút: DN1 = 300 mm Đường kính miệng đẩy: DN2 = 250 mm

Cấu tạo bơm

Đờng đặc tính bơm :

2.5 Dựng đờng đặc tính của đờng ống

- Xõy dựng đường đặc tớnh bơm: từ loại bơm đó chọn ta cú ngay đường đặc tớnh tương ứng của nú Từ đú ta dựng được đường đặc tớnh của 2 bơm làm việc song song bằng cỏch giữ nguyờn cột ỏp và nhõn đụi lưu lượng

-Phương trỡnh xỏc định đường đặc tớnh của ống được xỏc định theo cụng thức:

Hụ = hđh + hTrong đú:

- hđh : Chiều cao bơm nước địa hỡnh hđh =14,6m

- h : Tổng tổn thất thủy lực trờn đường ống h = SìQ2, với

h=1,89(m)

- S : Hệ số sức khỏng của đường ống;

- Q : Lưu lượng nước vận chuyển qua đường ống.

Vậy phương trình đường đặc tính của ống:

Hô = hđh + S×Q2 = 14,6 + 3,35×10-5×Q2

Tổn thất áp lực trên một đường ống với các lưu lượng khác nhau:

- Xây dựng đường đặc tính ống: Ta dùng đường đặc tính ống cho 1 đường ống

- Để bơm làm việc ổn định trong hệ thống, năng lượng do bơm cấp vào phải bằng năng lượng yêu cầu của hệ thống:

+ Năng lượng do bơm cấp vào được biểu thị qua đường đặc tính bơm.

+ Năng lượng yêu cầu của hệ thống được biểu thị qua đường đặc tính ống

Vậy điểm làm việc của bơm là giao điểm của đờng đặc tínhống và đờng đặc tính bơm

Biểu đồ xỏc định điểm làm việc của hệ thống

C

150 100 50

0

* Trên biểu đồ cho ta xác định các điểm làm việc của hệ thống.

- Đờng số 1 : Đờng đặc tính của 1 máy bơm

- Đờng số 2 : Đờng đặc tính của 2 máy bơm cùng làm việc song song

- Đờng số 3 : Đờng đặc tính của 1 ống dẫn

* Các điểm trên biểu đồ:

- Điểm A: Tơng ứng có QA= 485 l/s và HB = 22 m là điểm làm việc của 2 máy bơm làm việc song song

- Điểm B: Tơng ứng có QB= 270 l/s và HQ = 17 m điểm làm việc của 1 máy bơm khi làm việc độc lập.

- Điểm C: Tơng ứng có QC= 245 l/s và HQ = 22 m điểm làm việc 1 máy bơm làm việc trong hệ thống song song

Như vậy bơm ta chọn đỏp ứng được lưu lượng và cột ỏp yờu cầu

2.6 Kiểm tra khi cú sự cố.

Tính toán ống đẩy khi có sự cố: khi có sự cố ống đẩy phải đảmbảo việc dẫn nớc không dới 70% lu lợng tính toán (trạm bơm có cốngxả sự cố)

Lu lợng cần tải khi có sự cố: Qsc=70%Qtt =0,7451,38 = 316 (l/s)Tra bảng thuỷ lực với D = 400

ta có: vận tốc trong trờng hợp có sự cố v = 2,35 (m/s)  2,5(m/s)

Do vậy đảm bảo yêu cầu bảo vệ đờng ống

2.7 Phơng án xây dựng trạm bơm.

Trạm bơm chớnh xõy dựng gồm 2 phần

- Phần chìm đáy hình tròn bao gồm gian đặt máy và bể chứa.

- Phần nổi dạng hình chữ nhật là gian quản lý và tập kết máy

Máy bơm làm việc theo chế độ tự động

 Kết cấu trạm bơm:

-Phần chìm đổ bê tông toàn khối

- Phần nổi làm theo kiểu nhà khung công nghiệp

- Gia cố nền đất phải có biện pháp đầm nền đáy công trình đến độ chặt

KYC = 0.95 Khi thi công phải có biện pháp hạ mực nớc ngầm

Trạm đợc thiết kế theo kiểu trạm có quy mô lớn, hoạt động của trạm hoàn toàn bằng tự động Nhiệm vụ của con ngời lúc nàychỉ là kiểm tra và sửa chữa định kỳ

Trạm có tiết diện hình tròn và đợc thiết kế làm 3 tầng Trong

đó:

-Tầng 1, đợc đặt bơm chìm và bể chứa và cũng là nơi

đặt song chắn rác

- Tầng 2 , nó vừa là tầng công tác, vừa là nơi bố trí hệ

thống cào rác cơ giới, băng chuyền vận chuyển và máy nghiền rác tại chỗ

- Tầng 3 , là phần nổi trên mặt đất và sàn của tầng này

đặt cao hơn mực nớc ngầm để thuận lợi cho việc hoạt động liên tục trong mùa lũ Tầng này đợc đặt tủ điều khiển hoạt động củatrạm và cầu thang xuống tầng 2 và nhà kho tập kết máy

Thiết bị đợc đa xuống tầng 2 bằng cần trục tự hành hay

palăng di động qua lỗ thông ở trần tầng 2 phần nằm ngoài

diện tích sàn tầng 3

-Trạm bơm thi công bằng phơng pháp đánh tụt

 Tính toán kích thớc nhà trạm

Trạm bơm đợc xây dựng theo kiểu nửa chìm Phần chìm phía

dới đợc đặt dạng tròn, đờng kính 9,2 m, bố trí gian máy kết hợp với

bể thu Phần trên mặt đất, mật bằng hình vuông kích thớc9,29,2 m bố trí các bảng điều khiển, dụng cụ đo lờng, các thiết

bị phục vụ, sàn lắp máy và cơ cấu nâng

Đờng kính nhà trạm đợc xác định dựa vào các yêu cầu sau:

- Khoảng cách giữa hai bệ bơm  0,2 (m)

Song chắn rác đặt ở cửa ống dẫn nớc về bể thu Nó thờng

đ-ợc bố trí trong máng liên hệ giữa ống dẫn và bể Song chắn rác

có nhiệm vụ giữ lại các rác rởi lớn không cho cuốn vào máy bơm Song chắn rác đợc cấu tạo bởi các thanh thép tiết diện tròn,

ghép lại đặt song song với nhau và nghiêng với phơng ngang 1

góc 600800 Khoảng cách giữa các thanh thép lấy bằng 16 (mm).Vận tốc nớc chảy qua song không quá 0,81m/s Mực nớc cao nhất khi chảy qua song không nhỏ hơn 0,8m Đặt một song chắn rác cơ giới và một song chắn rác thủ công để dự phòng

Song chắn rác gồm các thanh thép lớn 8 đặt song song với

nhau và cách nhau 16 (mm)

Số lợng thanh song chắn rác tính theo công thức:

- Số lợng thanh song chắn rác tính theo công thức:

Qh Max : lu lợng giở thải nớc lớn nhất Qh Max = 0,45 (m3/s)

v: vận tốc nớc chảy qua song chắn rác v = 1(m/s)

b: khoảng cách giữa 2 song chắn rác b = 16 (mm) = 0,016 (m)

hMax : chiều sâu lớp nớc trớc song chắn rác

2.8.3 Cống xả sự cố.

Khi trạm bơm bị sự cố do mất điện, hỏng máy bơm hoặc

đờng ống không làm việc nhng nớc thải từ mạng lới thoát nớc vẫntheo đờng ống dẫn chảy về bể thu Để tránh tràn bể và ứ đọngnớc thải trong ML, lợng nớc này cần đợc xả đi trớc khi chảy vào bể

thu Công việc này gọi là xả sự cố Việc xả sự cố phải đợc sự

đồng ý cuả cơ quan y tế và BVMT

Cống xả sự cố đặt cuối đoạn cống thoát nớc chính trớc trạmbơm ,giếng thăm sát trạm bơm rồi xả ra sông gần đó có caotrình mực nớc thấp hơn mực nớc trong ống dẫn đến.Thiết bị xả

sự cố đợc đặt trong một giếng sát bể thu

Đờng kính cống xả sự cố đợc lấy bằng đoạn cống dẫn nớc thải đi

xử lý Đờng kính D = 750mm , độ dốc i = 0,002

2.8.4 ống thu nớc

Để hút nớc rò rỉ trong gian máy dùng ống thu nớc D = 100 nốivới ống hút của máy bơm đặt trong trạm bơm và hút từ hố tậptrung nớc trong gian máy

2.8.5.Hệ thống thông gió và chiếu sáng.

Để thu và xử lý các loại khí độc do nớc thải sinh ra trong trạmnh:(H2S, SO2, CH4, NH3, NOx .) thì ngoài việc thông gió tự nhiênqua cửa lên xuống, cửa mái, trong trạm còn đợc thiết kế một hệthống đờng ống dẫn khí có bố trí cửa thu khí chạy quanh chu vitrạm ở tầng 1 và tầng 2 Khí đợc thu và dẫn lên tầng 3 bằng máyquạt gió và đợc xử lý trớc khi xả ra ngoài

Để chiếu sáng cho trạm bơm thì ngoài việc lấy ánh sáng tự nhiên qua các cửa ra vào, cửa mái trong trạm còn đợc bố trí

đèn điện để chiếu sáng nhân tạo

2.8.6 Nguồn điện cấp cho trạm bơm

Để trạm bơm hoạt động liên tục, đảm bảo cho hệ thống máy móctrong trạm làm việc ổn định, tránh phải dừng đột ngột dễ gây

ra hỏng hóc thì trạm bơm phải đợc cấp điện từ hai nguồn điện

- Trên một khoảng dài 6km từ ga Bắc Ninh đến sông Cầu vàkhu thành Cổ ở phía bắc của ga Bắc Ninh, Thị xã nằm trongvùng đồng bằng Bắc Bộ

- Bắc Ninh là đầu mối giao thông quan trọng quan trọng khuvực phía Bắc ( tuyến quốc lộ 1A Hà Nội – Lạng Sơn ), nằm tronghành lang tăng trởng kinh tế của phía Bắc là Hà Nội – QuảngNinh – Hải Phòng, là cửa ngõ phía bắc của thủ đô Đồng thời,Bắc Ninh trong tơng lai sẽ là đô thị vệ tinh nằm tromg vùng ảnhhởng của Thủ đô Hà Nội

2 Địa hình tự nhiên

Thị xã Bắc Ninh nằm ở trung tâm đồng bằng trung du bắc

Bộ Tổng diện tích tự nhiên là 2.549,38 ha, là nơi chuyển tiếp từ

đồng bằng lên trung du có xen lẫn đồi núi có độ cao từ 20 –60m Độ nghiêng địa hình dốc từ Đông bắc xuống Tây Nam.Thị xã chủ yếu nằm dọc theo đờng quốc lộ 1A và hai bên đờng

sắt Hà Nội – Lạng Sơn, hình thành hai khu rõ rệt Theo nh bản

đồ địa hình thì có thể chia Thị xã ra làm 4 khu vực chính:Khu vực Cổ Mễ và xung quanh hồ Đồng Trầm cao độ trung bình 4,1  4,3m

Khu vực phờng Thị Cầu, Đáp Cầu cao độ thay đổi nhiều 4,5

5m có xen kẽ với núi cao tới 60,0m

Khu vực trung tâm (phờng Tiền An, Ninh Xá) địa hình bằngphẳng cao độ 4,0  4,5m là nơi tập trung đông dân c nhất củathị xã

3 Khí hậu.

Khí hậu của thị xã Bắc Ninh mang tính chất khí hậu vùng

đồng bằng trung du bắc bộ nắng nóng, ma nhiều, nhiệt độ và

độ ẩm cao Có hai mùa rõ rệt Mùa Hè từ tháng 5 đến tháng 10,mùa đông từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, thời tiết lạnh khôhanh

Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối 30,1 30,3

Theo tài liệu về thuỷ văn thì đoạn sông Cầu chảy qua thịxã Bắc Ninh có các đặc điểm sau:

- Chiều dài của sông là 288 km, đoạn chảy qua thị xã là 5

Mùa lũ kéo dài năm tháng, từ tháng 6  tháng 10 Mùa cạn từtháng 11 tháng 5 năm sau Lợng ma trung bình hàng năm 1600mm/năm

5 Địa chất công trình, địa chất thuỷ văn.

* Địa chất công trình:

Vùng này chủ yếu là cuội kết thạch anh, bội kết, đá phiếnsét, sét vôi Cờng độ chịu nén lớn hơn 2 kg/cm2 Các đỉnh đồi

có dạng bát úp, loại địa hình ít bị phân cách, sờn thoải nghiêng

từ 50 – 200 không có hiện tợng nứt nở, trợt, lở, kastơ

* Địa chất thuỷ văn:

Nớc ngầm của tầng chứa nớc thứ nhất ở vùng phủ và vùng lộ cóchiều sâu thế nằm, diện phân bố và đặc tính ăn mòn khácnhau rõ rệt ở vùng phủ, nớc phân bố rộng rãi và liên tục, chứa các

lỗ hổng của các trầm tích Thành phần chủ yếu của các trầmtích này là cát, cát pha, sét và sét pha Độ sâu mực nớc thờng là

0 – 2m, nhiều nơi 2 – 5m, hầu hết chúng có đặc tính ăn mònaxit yếu, mực nớc thay đổi theo mùa, lớn nhất mùa ma, thấp nhấtmùa khô

- Năm 1931 trấn Bắc Ninh đợc đổi tên thành tỉnh Bắc Ninh,thời kỳ Pháp thuộc thị xã Bắc Ninh là một điểm trọng yếu vềquân sự của sứ Bắc kỳ, là trung tâm chính trị của một vùng

- Năm 1938 Bắc Ninh coi là thành phố thứ năm của sứ Bắc Kỳsau Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dơng, Nam Định

- Năm 1963 tỉnh Bắc Ninh sát nhập với tỉnh Bắc Giang hànhtỉnh Hà Bắc.

- Năm 1997 tỉnh Hà Bắc lại đợc tách ra thành hai tỉnh BắcNinh và Bắc Giang

Trình độ dân trí cao, có truyền thống văn hoá,là quê hơngcủa điệu hát quan họ Ngời dân trong thị xã có nhiều nghềtruyền thống nh may mặc, đồ mỹ nghệ, xây dựng, thêu dệt,song trình độ chuyên môn nghành nghề cha cao, cha đáp ứngnhu cầu của nền kinh tế thị trờng

II.2 LƯU LƯỢNG, CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA TRẠM BƠM II

1.1 Chế độ làm việc của trạm bơm cấp II

-Dựa vào Đồ ỏn MLCN của khu đụ thị đó tớnh toỏn và bảng tổng hợp lưu lượng

nước của toàn đụ thị giai đoạn I, ta lập biểu đồ tiờu thụ nước.

- Chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp II dựa trờn cơ sở: Đường làm việc của trạm bơm bỏm sỏt đường tiờu thụ nước và theo chế độ ớt bậc nhất để dễ quản lý Đường làm việc của trạm bơm cấp II và đường chế độ tiờu thụ nước được biểu thị trờn cựng một biểu đồ.

- Trạm bơm cấp II bơm vào mạng lưới, yờu cầu bơm hoạt động khụng điều hũa do nhu cầu dựng nước của thành phố thay đổi giờ.

1.2 Lưu lượng của trạm bơm cấp II

- Theo Phiếu giao nhiệm vụ đồ ỏn, ta cú cụng suất thiết kế

Trong đó : Q - Lu lợng tiêu thụ của khu vực trong giờ max

- Tổng lợng nớc chữa cháy theo tiêu chuẩn

=120(l/s)

Q = 736 + 120 = 856 (l/s)

- Chọn 5 bơm, 3 bơm làm việc, 2 bơm dự phũng, cỏc mỏy bơm làm việc luõn phiờn Trong giờ max cứ 3 mỏy bơm làm việc thỡ 2 mỏy bơm nghỉ Trong giờ min 1 mỏy bơm làm việc thỡ 4 mỏy bơm kia nghỉ.