Bài giảng Cấp thoát nước: Chương 1 - PGS.TS. Nguyễn Thống

Khoâng coù tieâu chuaån roõ reät, tuøy theo tình traïng maïng löôùi coù theå laáy töø 5% ñeán 10% toång coâng suaát caáp nöôùc cuûa heä thoáng. Trong tröôøng hôïp maïng löôùi ñaõ cuõ, [r]

(1)

1

CẤP THOÁT NƯỚC Chương 1: Tổng quan vềcấp nước

PGS TS Nguyễn Thống

TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng - BM KTTNN

Giảng viên: PGS TS.NGUYỄN THỐNG

E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr

Web: http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/ Tél (08) 38 640 979 - 098 99 66 719

2

NỘI DUNG MÔN HỌC

CHƯƠNG 1: Tổng quan vềcấp nước

CHƯƠNG 2: Nguồn nước & Cơng trình thu nước

CHƯƠNG 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

CHƯƠNG 4: Mạng lưới cấp nước bên trong.

CHƯƠNG 5: Mạng lưới thoát nước bên trong.

CHƯƠNG 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

CHƯƠNG 7: Tổng quan vềxửlý nước thải.

CHƯƠNG 8: Phần mềm EPANET SWMM

3

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Cấp Thoát Nước NXB Xây Dựng 2005

Tác giPGS TS Nguyn Thng.

2 Sách vềCấp thoát nước.

3 Phần mềm EPANET (cấp nước). 4 Phần mềm SWMM (thoát nước).

5 Quy chuẩn VN vềCấp & thoát nước Download tài liệu giảng tại Web:

http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/

4

4 CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 1: Tổng quan vềcấp nước

MÔN H

MÔN HỌỌC TIÊN QUYC TIÊN QUYẾẾTT

ThThủủyy llựựcc ññạạii ccươươngng (

(CCơơ hhọọcc chchấấtt llỏỏngng))

5

KIỂM TRA

- Trong trường hợp có kiểm tra kỳ thời gian 45 ph (60 ph).

- Thi trắc nghiệm (hoặc tự luận) cuối môn

học 90 ph.

- Cho phép tham khảo tài liệu cá nhân. Chú ý:

Mang theo máy tính làm tập lớp.

6

MỤC ĐÍCH MƠN HỌC 1 Tính tốn thiết kế hệ thống cấp nước

bên đơn vị sử dụng nước (nhà ở, nhà máy, ).

2 Quy hoạch tính tốn thiết kế hệ thống cấp nước khu vực.

3 Tính tốn thiết kế hệ thống thoát nước bên đơn vị sử dụng nước.

(2)

7

Chương

Chương 11 T

TỔỔNG QUAN VNG QUAN VỀỀ

C

CẤẤP NP NƯƯỚỚCC

8

9

CHU KỲDÙNG NƯỚC ðƠN VỊSỬ

DỤNG NƯỚC

NGUỒN NƯỚC

XỬ LÝ NƯỚC THÔ

XỬ LÝ

NƯỚC THẢI

XỬLÝ TỰNHIÊN

Mạng lưới cấp nước khu vực Mạng lưới

thu nước thải

Dòng chảy tựnhiên

Khửtrùng

Cơng trình thu nước

10

SƠ ðỒKHAI THÁC 1

2 3

10

9

11

12

13 14 4 5 6 7

8

1: Nguồn nước cấp 2: Cơng trình thu nước 3: Trạm bơm cấp 4: Trạm xử lý nước 5: Bể chứa nước 6: Trạm bơm cấp 2 7: Đường ống 8: Hệ thống cấp

nước bên ngoài 9: Đơn vị tiêu thụ nước 10: Bể chứa, Đài nước 11: Thóat nước thải 12: Trạm xử lý nước thải 13: Cống nước 14: Hệ thống sơng rạch

thu nước thải

≈ ≈

CÁC NHU CẦU DÙNG NƯỚC CHÍNH

(3)

13

NƯỚC SINH HOẠT

Qtb

Qh-max

Q (m3/h)

Qh-min

24 T (h) 0

Qi

i

Biểu đồ dùng nước ngày điển hình

Giảthiết dạng bậc

thang

14

• Qngđ-max: lưu lượng ngày dùng nước lớn nhất (m3/ngđ).

• Qtb= Qngđ-max/24: lưu lượng trung bình giờ (m3/h).

• Qi: lưu lượng thứ i (m3/h).

• Qh-max: lưu lượng dùng nước lớn nhất

(m3/h).

• Ki=Qi/Qtb: hệ số khơng điều hịa thứ i

(định nghĩa sử dụng phần mềm mơ dịng chảy có áp mạng lưới, ví dụ EPANET, gọi làhệ số patterns).

15

• Kh-max=Qh-max/Qtb: hệ số khơng điều hịa giờ

dùng nước lớn nhất.

Ghi : Trong số trường hợp người ta cịn định nghĩa hệ số khơng điều hịa giờ như sau :

• ki=Qi/ Qngđ-max(%), giá trị kiphụ thuộc vào Kh-max

Tìm quan hệ Kivà ki!!!!

16

TIÊU CHUẨN DÙNG NƯỚC SINH HOẠT Được tính theo bình qn đầu người (qtb),

lượng nước dùng ngày đêm, lít/ngày-đêm.

Tiêu chuẩn cấp nước hành : TCXD-33-68

17

TCXD-33-2006

PGS Dr Nguyễn Thống

18

(4)

19

TCXD-33-2006

20

TCXD-33-2006

21

1.5-1.3 200-300

- Loại V Nhà bên có hệ thống cấp thốt nước, có dụng cụ vệ sinh, có chậu tắm cấp nước nóng cục bộ.

1.7-1.4 150-200

- Loại IV Nhà bên có hệ thống cấp thốt nước, có dụng cụ vệ sinh, có thiết bị tắm thơng thường.

1.8-1.5 120-150

-Loại III Nhà bên có hệ thống cấp thốt nước, có dụng cụ vệ sinh, khơng có thiết bị tắm.

2.0-1.8 80-100

- Loại II Nhà bên có vịi lấy nước

2.5-2.0 40-60

-Loại I.Nhà bên khơng có hệ thống cấp thoát nước dụng cụ vệ sinh Nước dùng lấy từ vịi nước cơng cộng.

(Kh-max)

(l/ng/ngày-đêm)

Hệ số khơng điều hịa giờ Tiêu chuẩn

dùng nước qtb Trang bị tiện nghi

trong nhaø

22

PGS TS Nguyễn Thống M

MỘỘT ST SỐỐ TIÊU CHUTIÊU CHUẨẨN N D

DÙÙNG NNG NƯƯỚỚC THEO C THEO TCVN 4513

TCVN 4513--19881988

(5)

25

26

27

NƯỚC SINH HOẠT

lưu lượng tính tốn nước sinh hoạt

ngày dùng nước lớn nhất.

hệsốkhông điều hòangàydùng

nước lớn nhất, phụ thuộc vào đặc tính khí hậu từng vùng, xã hội,

qtb: tiêu chuẩn dùng nước (lit/người/ngđ).

N : dân số dự báo cho khu quy hoạch (người). ) ngd / m ( K 1000

N q

Q

max ngd tb sh

max

ngd− = −

sh ngd max Q −

1 Kngd−max≥

28

• Lưu lượng cho dùng nước lớn nhất:

• Lưu lượng nước sử dụng theo (m3/h) :

lưu lượng tính tốn giờdùng lớn

Kh-max>=1: hệ số khơng điều hồgiơø dùng nước

lớn Phụ thuộc dân số, chế độ làm việc,

Chuù ý: Theo ta cóKi/24 =ki% (?) ) h / m ( k Q or K 24 Q

Q

i sh

max ngd i

sh max ngd sh

i −

− =

=

) h / m ( K 24 Q

Q

max h sh

max ngd sh

max

h −

− − =

sh h max

Q −

29

HỆ SỐ Kngay_max

PGS Dr Nguyễn Thống

30

(6)

31

HỆ SỐ Kh_max

32

HỆ SỐ Kh_max

33

CHÚ Ý

Với mỗi Kh-max ñã xác ñịnh cho

nhu cầu nước sinh hoạt

dựa vào số liệu thống kê

người ta xác ñịnh ñược 24

giá trị ki tương ứng với 24 h trong ngày (P Lục 4).

34

Bài tập 1: Một khu dân cư có 15000 dân, tiêu chuẩn dùng nước 150 lit/ng/ngđ

a Tính lưu lượng nước sinh hoạt ngày dùng nước lớn nhất (m3/ngđ)

b Lưu lượng dùng nước lớn (m3/h).

c Lưu lượng (m3/h) lúc 67h 1718h.

Biết khu vực có:

ki=4,5% lúc 67h

ki=5,5% lúc 1718h (với Kh-max=1.5 Phụ lục 4)

5 . 1 K

; 2 . 1

Kngd−max = h−max =

Bài tập 2: Một khu dân cư có 20000 dân, tiêu chuẩn dùng nước 140 lit/ng/ngđ

a Tính lưu lượng nước sinh hoạt ngày dùng

CẤP THỐT NƯỚC Chương 1: Tổng quan vềcấp nước NƯỚC TƯỚI CÂY, ĐƯỜNG

) h / m ( Q

Q− = t−ngd

) ngd / m ( F q

Q = t t

(7)

37

NƯỚC TƯỚI CÂY, ĐƯỜNG

38

NƯỚC SINH HOẠT CƠNG NHÂN

• qn, ql:tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt cơng nhân

trong phân xưởng nóng, lạnh (m3/ng/ca).

• N1,N2:số cơng nhân làm việc phân xưởng nóng

& lạnh ca (ng) C số ca kíp ngày. • T0:số làm việc ca (h).

(m /ca)

N q N q

QCNsh−ca = n 1+ l 2

) h / m ( T Q Q ; ) ngd / m ( Q C Q CN ca sh CN h sh CN ca sh CN ngd sh − − − − = = ⇒ CN h sh CN ca sh Q

Q − , −

nước sinh hoạt cơng nhân

39

CẤP THỐT NƯỚC Chương 1: Tổng quan vềcấp nước

NƯỚC SINH HOẠT CƠNG NHÂN

40

NƯỚC TẮM CƠNG NHÂN Ở XÍ NGHIỆP

nước tắm công nhân trong ngày đêm, giờ.

n :số buồng tắm hương sen bố trí nhà

máy.

C :số ca kíp làm việc nhà máy.

(m /h)

n . 5 . 0

QCNt−h =

(m /ngd)

C . Q

QCNt−ngd = CNt−h →

− − CNt h CN

ngd

t ,Q

Q

41

NƯỚC RÒ RĨ TỪ MẠNG LƯỚI

Khơng có tiêu chuẩn rõ rệt, tùy theo tình trạng mạng lưới lấy từ 5% đến 10% tổng công suất cấp nước hệ thống

Trong trường hợp mạng lưới cũ, tỷ lệ nước lên đến 15%-20%.

(Mất nước hệ thống cấp nước Tp Hồ Chí Minh >35%!!!).

42

NƯỚC TỰ DÙNG CHO TRẠM XỬ LÝ NƯỚC

Sơ lấy theo tỷ lệ 5% đến 10% công suất trạm xử lý (trị số nhỏ dùng cho trường hợp công suất lớn 20000 m3/ngày-đêm).

Lượng nước dùng cho nhu cầu kỹ thuật của trạm:

(8)

43

BA

BAÛÛNG NG PHÂN PHO

PHÂN PHOÁÁI NI NƯƯƠƠÙÙC C S

SỬỬ DUDUÏÏNG THEO GING THEO GIỜỜ

TRONG 24h

44

Toång

23-24 22-23 … …

1-2 . . . . . . . . . . . .

0-1

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

% m3 m3 m3 Qt-CN Qsx Qsh -CN Cây Đường m3 m3

ki

m3

Tổng cộng Rò

rĩ Ga, cảng Xí nghiệp Tưới, m3

a Qsh

Qsh

Gìơ

Cột cho phép xácđịnh hệsốkhơng

điều hồki: [12]=100*[11] / [Sum(11)]%

45

CÔNG SUẤT CẤP NƯỚC KHU VỰC

Công suất cấp nước TB cấp I (từ nguồn vào NM xử lý):

Công suất cấp nước TB cấp II (từ bể chứa nước sạch về khu vực tiêu thụ):

a, b, c laø hệ số không đơn vị (xem định nghóa sau).

( CN CN )

I sh-max t sh t sx Q = aQ +Q +Q +Q +Q bc

( CN CN )

II sh-max t sh t sx

Q = aQ +Q +Q +Q +Q b

(m3/ngđ)

46

• a : hệ số kể đến lượng nước dùng cho công nghiệp địa phương, tiểu thủ công nghiệp (chưa kể hết QSX, thường lấy a=1.1).

• b : hệ số kể đến lượng nước rị rĩ phụ

thuộc vào điều kiện quản lý, thiết bị: b=1.11.15.

• c : hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân trạm xửlí nước (rửa bể lắng, lọc…), c=1.051.1 Trị số lớn cho công suất trạm

cấp nước nhỏ ngược lại.

Bài tập: Một mạng lưới cấp nước quy hoạch để cung cấp nước cho khu có các thơng số sau :

(9)

49

Cho biết hệ số dùng nước cho sản xuất nhỏ khu là a=1.1 ; rò rĩ mạng lưới đường ống b=1.15 ; hệ số dùng nước cho trạm xử lý c=1.05 Xác định : a Lưu lượng nước sinh hoạt ngày dùng nước lớn

nhất, lưu lượng dùng nước lớn từ 67h

cuûa khu dân cư A B

b Tính nhu cầu dùng nước công suất cấp nước của trạm bơm cấp I cấp II (m3/ngđ).

c Lập bảng phân phối lưu lượng ngày đêm cho toàn khu (bỏ qua nước dùng cho trạm xử lý).

(điển hình từ12h 16h)

50

THI

THIẾẾT BT BỊỊ & & CƠNG TRÌNH

CƠNG TRÌNH

PH

PHỔỔ BIBIẾẾN TRONG N TRONG M

MẠẠNG LNG LƯƯỚỚI I C

CẤẤP NP NƯƯỚỚCC

51

1 Bơm tăng áp: Biến đổi khoảng 300 kPa (Pa=N/m2) 600 kPa (30 đến

60mH2O).

Nhiệm vụ: Bổ sung lượng cho nước (dưới dạng áp năng) nhằm mục đích cho phép nước di chuyển từ nơi có lượng

be nơi có lượng lơn (vùng

thấp lên vùng caotăng năng).

Năng lượng= Thế + Áp năng+ Động

năng 52

THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BƠM

Q (m3/s)

lưu lượng H (m) cột nước bơm

Công suất bơm:

ρρρρ=1000(kg/m3) khối lượng riêng

nước, ηηηη<1 hiệu suất bơm

g=9.81 m/s2

) watt (

gQH

P = ηρ

53

(Trục bơm: trục nối liền giữa BƠM & ðỘNG CƠ).

Bơm LI TÂM Cột nước H cao

phân tử nước sau tiếp xúc

cánh bơm nhận năng lượng sẽ di

chuyển theo phương THẲNG

GÓC TRỤC BƠM.

54

(10)

55

BƠM

LY TÂM

56

Bơm HƯỚNG TRỤC Lưu lượng

Q lớn phân tử nước sau khi

tiếp xúc cánh bơm nhận năng

lượng sẽ di chuyển theo phương

SONG SONG TRỤC BƠM.

57

Bơm HƯỚNG TRỤC

58

Bơm

HƯỚNG

TRỤC

CẤP THOÁT NƯỚC Chương 1: Tổng quan vềcấp nước BƠM HƯỚNG TRỤC

Q(m3/s) Nước dùng