Chương 3

Thiết kế hệ thống thoát nước thải KCX Linh Trung II Chương 3: Thiết kế mạng lưới tính tốn hệ thống xử lý nước thải CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI VÀ TÍNH TỐN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC : 3.1.1 MẠNG LƯỚI THỐT NƯỚC MƯA: Mạng lưới nước mưa bố trí đặt bên đường khu chế xuất Linh Trung II Tất nước mưa thu gom rãnh xả vào cửa xả (2 cửa cửa phụ), vào mạng lưới thoát nước chung thành phố Nước mưa KCX loại nước thải thu gom diện tích bề mặt khn viên khu văn phịng, nhà xưởng… nên khơng chứa chất gây nhiễm, độc hại hố chất, dầu mỡ,…Vì nước mưa coi nước thải quy ước xả thẳng nguồn tiếp nhận Cấu tạo mạng lưới nước thiết kế thi cơng mối nối ống, giếng thăm, gối đỡ, đặt ống,… tuân theo quy định tiêu chuẩn ngành 20 TCN – 51 – 84, phần “Thoát nước_ Mạng lưới bên ngồi cơng trình” 3.1.1.1 Tính tốn lưu lượng mưa chảy qua cống: Lưu lượng mưa thoát qua đoạn cống tính tốn tính theo nhiều phương pháp khác nhau, phương pháp phổ biến Rational Method trình bày hai dạng: phương pháp tích hợp phương pháp cường độ mưa giới hạn Trong luận văn này, phương pháp tích hợp dùng để tính tốn thuỷ lực mạng lưới nước mưa phương pháp cường độ mưa giới hạn dùng để đối chiếu so sánh  Phương pháp tích hợp: Lưu lượng nước mưa xả vào rãnh thứ i tính sau: Q = I Σ(AiCi)/ 360 m3/s Trong đó: Ai: diện tích khu vực thứ i , m2 I : cường độ mưa tính tốn, mm/hr Ci: hệ số dịng chảy khu vực thứ i, chọn Ci sau: -23- Thiết kế hệ thống thoát nước thải KCX Linh Trung II Chương 3: Thiết kế mạng lưới tính tốn hệ thống xử lý nước thải Bảng 3.1: Hệ số dòng chảy khu vực Khu vực Khu thương mại Khu dân cư biệt thự Khu dân cư nhà phố Khu dân cư ngoại ô Khu công nghiệp Khu công viên xanh Khu nghĩa trang Khu nhà ga, bến xe, sân bay, cảng Khu quan Ci 0.7 – 0.9 0.4 – 0.7 0.7 – 0.9 0.3 – 0.5 0.7 – 0.9 0.2 – 0.3 0.2 – 0.3 0.8 – 0.9 0.4 – 0.6 Ci đề nghị 0.8 0.6 0.8 0.4 0.9 0.3 0.2 0.9 0.5  Phương pháp cường độ mưa giới hạn: Lưu lượng nước mưa tính sau: Q = ψ i µ i q KE Fi (l/s) Trong đó: q : cường độ mưa, l/s.ha ψi : hệ số lưu lượng, diện tích bề mặt không thấm nước chiếm tỷ lệ 30% nên chọn ψi = 0.95 µi : hệ số phân bố mưa rào, diện tích khu vực nhỏ 300ha nên chọn µi = Fi : diện tích lưu vực, KE: hệ số giảm lưu lượng, chọn KE= 0.85 3.1.1.2 Tính tốn thuỷ lực: Tính tốn thuỷ lực cơng việc quan trọng tính tốn thiết kế hệ thống nước mưa Trình tự tính toán sau: Bắt đầu từ nhánh xa để tính trước Có thời gian mưa ban đầu t m = phút, thay vào cơng thức tính giới hạn mưa (tính trạm Tân Sơn Nhất): I= 7600 (mm/hr) t + 35 -24- Thiết kế hệ thống thoát nước thải KCX Linh Trung II Chương 3: Thiết kế mạng lưới tính tốn hệ thống xử lý nước thải Thay vào công thức Qi = I Σ(Ai Ci )/ 360, ta tính Qi (m3/s) Thay vào cơng thức Darcy – Weisbach: [ Ditt = 3.21Qi n / i 0.5 ] Trong đó: n: độ nhám Manning, n = 0.014 i : độ dốc thuỷ lực cống tt Tính Di , dựa thị trường, chọn lại Di  Có Qi, Di ⇒ Tra bảng tra thuỷ lực chọn vận tốc nước chảy cống V i(m/s) (Vi > Vmin) độ cao cột nước h(m) Đường kính(mm) 150 – 300 300 – 400 450 – 500 600 – 800 900 – 1200 1300 – 1500 1500 Vmin(m/s) 0.7 0.8 0.9 1.15 1.3 1.5  Có Vi, tính thời gian nước chảy từ rãnh trước đến rãnh sau: ∆t = Li (phút) 60 * Vi Với Li: chiều dài đoạn cống thứ i (m) Từ ∆t tm đoạn trước, ta tính thời gian mưa chảy rãnh đoạn sau t m + ∆t = t ' ' ' t m + ∆t = t ⇔ t = tmax Kiểm tra độ dốc cống với độ dốc tối thiểu; khơng thoả thay đổi độ dốc cống ban đầu: i ≥ imin = D -25- Thiết kế hệ thống thoát nước thải KCX Linh Trung II Chương 3: Thiết kế mạng lưới tính tốn hệ thống xử lý nước thải Làm tương tự cho đoạn cống Dựa vào độ dốc địa hình, ta có cao độ mặt đất điểm đầu Z 1(m), cao độ mặt đất điểm cuối Z2(m) Từ suy cao độ đáy cống:   Nếu đoạn cống bắt đầu: Cao độ đáy cống điểm đầu: z1 = Z1 – Di – 0.7 (m) Cao độ đáy cống điểm cuối: z2 = Z2 – Di - Σ iL – 0.7 (m) Với : Di: đường kính đoạn cống thứ i(m) Σ iL: tổng tổn thất đường ống (m) Nếu đoạn cống kế tiếp: Cao độ đáy cống điểm đầu = cao độ đáy cống điểm cuối đoạn trước Cao độ đáy cống điểm cuối = Cao độ đáy điểm đầu – Σ iL Kiểm tra: dùng phương pháp cường độ mưa giới hạn Có I ⇒ cường độ mưa q = 2.78 *I (l/s.ha) Tính lưu lượng mưa: Qi = ψ i µ i KE q Fi (l/s) So sánh hai kết tìm ( Xem phụ lục đính kèm) 3.1.2 MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC THẢI: 3.1.2.1 Vạch tuyến mạng lưới: Vạch tuyến mạng lưới cơng viếc khó khăn việc thiết kế mạng lưới thoát nước Việc vạch tuyến phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: điều kiện địa -26- Thiết kế hệ thống thoát nước thải KCX Linh Trung II Chương 3: Thiết kế mạng lưới tính tốn hệ thống xử lý nước thải hình, vị trí đặt trạm xử lý nước thải, điểm xả nước thải sau xử lý, kiểu hệ thống thoát nước, điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn, tính chất khu nhà ở, tính chất trạng cơng trình ngầm… Đối với khu chế xuất Linh Trung II, mạng lưới thoát nước thải chia thành hai tuyến chính: Tuyến thứ sau thu gom từ lô VDH Safes, Tư Hiền, FongTech, Hưng Hoa Việt, Miwon, E-Max, Poong Chang, Packamex, New Toyo, Freetrend, Saigon Fine Furniture, Sprinta, Tessin, Kim Hồng, Sun Dance, Iwasaki, Ricco, Youyouwings, Taifa, Nugen Vina tập trung giếng thu đưa ngăn tiếp nhận Tuyến thứ hai thu gom tất vùng lại, bao gồm nhà máy khu dịch vụ Tuyến tập trung giếng thu đưa ngăn tiếp nhận 3.1.2.2 Tính tốn thuỷ lực mạng lưới: Mục đích việc tính tốn thuỷ lực xác định đường kính, vận tốc độ dốc đặt cống đoạn riêng biệt Việc tính toán thuỷ lực cho mạng lưới xác định chương trình SEWER 3.0 Trình tự tính tốn thơng số tính tốn trính bày đây: Trình tự tính tốn:  Xác định lưu lượng thải đoạn cống Lấy giá trị Qmax(l/s) để tính tốn  Có lưu lượng Q, chọn đường kính D(m) Từ dựa vào bảng tra thuỷ lực để tìm độ dốc cống(%), vận tốc nước chảy cống V(m/s)  Tính độ sâu chơn cống ban đầu: H = h + ΣiL + Z1- Z2 +∆ Trong đó: - h: Độ sâu chơn cống ống sân nhà hay tiểu khu lấy h = (0.2 – 0.4) (m) chọn h = 0.4m - i: Độ dốc cống tiểu khu hay sân nhà - L: Chiều dài cống tiểu khu hay sân nhà, (m) -27- Thiết kế hệ thống thoát nước thải KCX Linh Trung II Chương 3: Thiết kế mạng lưới tính tốn hệ thống xử lý nước thải - Z1,Z2: Cốt mặt đất tương ứng giếng thăm mạng lưới phố sân vườn,(m) ∆: Độ chênh cống sân nhà ngồi phố,(m) H: Độ sâu chơn cống mạng lưới nước đường phố,(m) Để tính gần H: Tại đầu mạng lưới ta có chiều dài: l = 80 (m) Giả sử: i = 0.0038; Z1 = Z2 +0.2; h = 0.4; ∆ = 0.2 Vậy độ sâu chôn cống ban đầu khu vực là: H = 0.4 + 0.0038 * 80 + Z1 – Z2 – 0.2 + 0.2 = 0.7 (m) Giới thiệu chương trình SEWER 3.0: Chuẩn bị số liệu đầu vào: Để chuẩn bị số liệu SEWER, mạng cần dãy nút nối với đường nối biểu diễn sơ đồ vạch tuyến mạng lưới Mỗi nút mạng có lưu lượng định, lưu lượng nút giá trị trung bình lưu lượng thân đoạn Các bảng số liệu đầu vào: Bảng 1: Các thông tin chung mạng (General Information) như: Tổng số cống (Number of Pipes) Tốc độ tối đa, tốc độ tối thiểu (Maximum Velocity, Minimum Velocity) Lớp phủ tối đa, lớp phủ tối thiểu (Maximum, Minimum Allowable Cover) Số cống hữu (Number of Existing Pipe) …(Xem phụ lục) Bảng 2: Các liệu đoạn cống ( Data Pipe) Mố tả đường nối cống Chiếu dài đoạn cống (Length) Hệ số nhám Manning …(Xem phụ lục) Bảng 3: Các liệu cống hữu (Existing Pipe Data) Bảng 4: Các liệu nút (Node Data) Lưu lượng nút (Flow) Cao độ nút (Elevation) …(Xem phụ lục) Bảng 5: Các liệu bán kính thương mại ( Commercial Diameter Data) Đường kính cống (Diameter Pipe) Bề dày cống (Pipe Thick) -28- Thiết kế hệ thống thoát nước thải KCX Linh Trung II Chương 3: Thiết kế mạng lưới tính tốn hệ thống xử lý nước thải Khả chịu lực cống (Strength) Giá thành cống (Cost) …(Xem phụ lục) Bảng 6: Dữ liệu giá đào đắp ( Excavation diameter) Bảng 7: Phương hướng thiết kế (Design policy) Độ dốc tối đa (Maximum Allowable Slope) Độ dốc tối thiểu (Minimum Allowable Slope) …(Xem phụ lục) Kết đầu ra: Bảng 1: Chi tiết đoạn cống (Pipe Details) Đường kính đoạn cống (Diameter) Độ dốc đoạn cống …(Xem phụ lục) Bảng 2: Chi tiết nút (Pipe Deails) Loại nút (Node Type) Lưu lượng nút (Flow) Cao độ mặt đất (Ground Elevation) Độ sâu đào đất (Excavation Depth) …(Xem phụ lục) Bảng 3: Chi tiết thể tích đào đắp (Excavation Volum) Độ sâu đào đắp trung bình (Average Excavation Depth) Thể tích đào đắp (Excavation Volum) Giá thành đào đắp ( Excavation Cost) …(Xem phụ lục) Bảng 4: Tóm tắt giá thành đoạn cống (Pipe Cost Summary) Bảng 5: Tóm tắt giá thành (Cost Summary) 3.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI: 3.2.1 Phân tích lựa chọn cơng nghệ: -29- Thiết kế hệ thống thoát nước thải KCX Linh Trung II Chương 3: Thiết kế mạng lưới tính tốn hệ thống xử lý nước thải Nhìn chung, nhà máy xí nghiệp tiếp nhận vào khu chế xuất Linh Trung II loại nhà máy, xí nghiệp ngành nghề gây nhiễm đặc biệt mơi trường có nước thải xử lý cách dễ dàng Bên cạnh đó, nước thải trước xả vào cống chung khu chế xuất để đưa trạm xử lý tập trung qua giai đoạn xử lý cục bộ, đạt tiêu nguồn tiếp nhận trừ tiêu cần xử lý tiếp tục BOD, COD, SS, coliform Vì vậy, xử lý nước thải trạm tập trung cần qua giai đoạn xử lý lý sinh học (BOD : COD = 0.625) chủ yếu.Trong luận văn này, cơng nghệ bể aeroten xáo trộn hồn tồn (phương án 1) bể lọc sinh học cao tải (phương án 2) áp dụng để xử lý nước thải  Phương án 1: Bể Aeroten Toàn nước thải sinh hoạt nước thải công nghiệp xử lý đến mức độ yêu cầu xả vào cống thoát nước chung chảy vào trạm xử lý Đầu tiên nước thải chảy vào ngăn tiếp nhận, qua song chắn rác, đến hầm bơm, đến lưới lọc tinh, chảy vào bể điều hoà, qua bể lắng I, bể aeroten, bể lắng II, cuối vào bể khử trùng Dòng khỏi bể khử trùng có chất lượng đạt tiêu chuẩn xả nguồn tiếp nhận (Sơ đồ cơng nghệ đính kèm )  Phương án 2: Bể lọc sinh học Phương án khác phương án giai đoạn xử lý sinh học Nước thải sau bể lắng đợt I tự chảy vào ngăn thu, sau bơm đưa nước thải vào bể lọc sinh học cao tải Vật liệu tiếp xúc đá, vịng nhựa vịng sứ…Quạt thổi dùng để tăng cường lượng khơng khí cho q trình ổn định chất hữu màng vi sinh vật sống bám bề mặt giá thể Sau thời gian thích nghi tăng cường sinh khối, màng vi sinh vật phát triển dày lên Các vi sinh vật sát bề mặt giá thể thiếu chất dinh dưỡng oxy, lúc điều kiện hiếu khí hình thành làm khả dính bám Các màng vi sinh vật trôi khỏi bể giữ lại bể lắng II Nước thải sau lắng bơm tuần hoàn bể lọc sinh học cao tải để tạo chế độ thuỷ lực thích hợp, đủ giữ ấm cho màng vi sinh đồng thời giảm tải lượng cho vi sinh (Sơ đồ cơng nghệ đính kèm) -30- Thiết kế hệ thống thoát nước thải KCX Linh Trung II Chương 3: Thiết kế mạng lưới tính tốn hệ thống xử lý nước thải Phương án 1: Nước thải nhà máy tập trung trạm SONG SONG CHẮN CHẮN RÁC RÁC HẦM HẦM TIẾP TIẾP NHẬN NHẬN NHẬN NHẬN LƯỚI LƯỚI LỌC LỌC TINH TINH MÁY MÁY THỔI THỔI KHÍ KHÍ BỂ BỂ ĐIỀU ĐIỀU HOÀ HOÀ BỂ BỂ KEO KEO TỤ TỤ TẠO TẠO BÔNG BÔNG BỂ BỂ LẮNG LẮNG II Bùn tuần hồn MÁY MÁY THỔI THỔI KHÍ KHÍ BỂ BỂ AEROTEN AEROTEN BỂ BỂ LẮNG LẮNG II II DD NaOCl BỂ BỂ TIẾP TIẾP XÚC XÚC NGUỒN LOẠI B -31- BỂ BỂ NÉN NÉN BÙN BÙN MÁY ÉP BÙN BÁNH BÙN Thiết kế hệ thống thoát nước thải KCX Linh Trung II Chương 3: Thiết kế mạng lưới tính tốn hệ thống xử lý nước thải Phương án 2: Nước thải nhà máy tập trung trạm SONG SONG CHẮN CHẮN RÁC RÁC HẦM HẦM TIẾP TIẾP NHẬN NHẬN NHẬN NHẬN LƯỚI LƯỚI LỌC LỌC TINH TINH MÁY MÁY THỔI THỔI KHÍ KHÍ BỂ BỂ ĐIỀU ĐIỀU HỒ HỒ BỂ BỂ KEO KEO TỤ TỤ TẠO TẠO BƠNG BƠNG BỂ BỂ LẮNG LẮNG II Nước tuần hồn QUẠT QUẠT GIÓ GIÓ BỂ BỂ LỌC LỌC SINH SINH HỌC HỌC BỂ BỂ LẮNG LẮNG II II DD NaOCl BỂ BỂ TIẾP TIẾP XÚC XÚC NGUỒN LOẠI B -32- BỂ BỂ NÉN NÉN BÙN BÙN MÁY ÉP BÙN BÁNH BÙN ... 0.012 m3/m3.phút * 1280m3 = 15 .36 m3/phút = 1 536 0 l/phút Trong đó: R: tốc độ khí nén, R = 10 – 15 l/m 3. phút, chọn R = 12 l/m3.phút = 0.012 m 3/ m3.phút Vdh(tt): thể tích thực tế bể điều hồ Bảng 3. 6... 4.9 m Áp lực khơng khí là: P= 10 .33 + H ct 10 .33 + 4.9 = = 1.474at 10 .33 10 .33 Công suất máy thổi khí tính theo cơng thức sau: N= 34 400 * ( P 0.29 − 1) * k * q kk 34 400 * (1.474 0.29 − 1) * * 0.02... V: Thể tích bể, V= 4 .3 m3 : độ nhớt động học nước, 24oC ta có = 0.9.10-3Ns/m2 → P = 9002 × 4 .3 × 0.9.10? ?3 = 31 35 J / s Hiệu suất động = 0.8 nên công suất động = 31 35 = 39 18 J / s 0.8 Xác định