Thiết kế hệ thống thoát nước và xử lý nước thải cho thành phố TB đến năm 2030

LỜI NĨI ĐẦU Bảo vệ mơi trƣờng vấn đề xúc toàn cầu nƣớc phát triển Nƣớc ta đƣờng hội nhập với giới nên việc quan tâm đến môi trƣờng điều tất yếu.Vấn đề bảo vệ sức khỏe cho ngƣời, bảo vệ môi trƣờng sống bảo vệ nguồn nƣớc khỏi bị nhiễm đƣợc Đảng nhà nƣớc, tổ chức ngƣời dân quan tâm Đó khơng trách nhiệm cá nhân mà trách nhiệm toàn xã hội Một biện pháp tích cực để bảo vệ mơi trƣờng sống, bảo vệ nguồn nƣớc thiên nhiên tránh không bị ô nhiễm chất thải hoạt động sống làm việc ngƣời gây việc xử lý nƣớc thải trƣớc xả nguồn đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn môi trƣờng hành Hƣớng tới mục tiêu bảo vệ môi trƣờng tổng hợp kiến thức học năm học khoa Cơ điện Cơng trình , trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, em nhận đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế hệ thống thoát nƣớc xử lý nƣớc thải thành phố TB ” Trong trình thực đồ án em đƣợc giúp đỡ tận tình thầy cô giáo khoa Cơ điện Công trình, đặc biệt thầy giáo hƣớng dẫn Th.s Phạm Duy Đơng Em xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn tới thày cô giáo giúp đỡ em hồn thành đồ án tốt nghiệp Với trình độ, kinh nghiệm thời gian nhiều hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc bảo, góp ý thầy giáo bạn Hà nội ngày 30 tháng 05 năm 2012 Sinh viên TRẦN QUỐC TUẤN A Chƣơng TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG KINH TẾXà HỘI VÀ CƠ SỞ HẠ TẦNG 1.1.ĐẶC ĐIỂM HIỆN TRẠNG KHU ĐẤT DỰ ÁN 1.1.1: Vị trí địa lý Nằm vị trí trung tâm tỉnh Địa giới thành phố TB: - Đông Nam Nam giáp huyện Kiến Xƣơng; - Tây Tây Nam giáp huyện Vũ Thƣ; - Bắc giáp huyện Đông Hƣng Thành phố TB cách thủ Hà Nội 110 km phía Tây Bắc, cách TP Hải Phịng 60 km phía Đơng Bắc, thành phố Nam Định 19 km phía Tây 1.1.2: Thủy văn: Các sông chảy qua : Sông Trà Lý chảy phía Đơng Nam 1.1.3: Địa hình: Thành phố TB vùng đất phẳng, có cao độ 2,6m, có sơng Trà Lý chảy qua với chiều dài 6,7km, có hệ thống sơng đào đƣợc nâng cấp, kè bờ Chất đất có nguồn gốc phát sinh từ cồn bãi cát biển nhƣng đƣợc bồi đắp phù sa nên thích hợp cho việc gieo trồng lúa nƣớc rau màu Nơi ổn định địa chất, phù hợp với việc phát triển ngành công nghiệp hay xây dựng cơng trình cao tầng 1.2.KHÍ HẬU KHU VỰC Đặc trƣng khí hậu khu vực Thành phố TB khí hậu ơn hồ ,nhiệt đới gió mùa vùng đồng Hàng năm có hai mùa rõ rệt :Mùa khơ mùa mƣa Nhiệt độ khơng khí vùng thay đổi phụ thuộc vào mùa năm ,Nhiệt độ cao suất tuyệt đối 37,90c xuất vào tháng năm 1980 Dao động nhiệt độ cao tuyệt đối tháng năm từ 33,8  37,90C Nhiệt độ thấp tuyệt đối 17,80C xuất vào tháng 12 năm 1981 Dao động nhiệt độ thấp tuyệt đối tháng năm từ 25,6  29,30C 1.3.CẤU TẠO ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH - ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN 1.3.1: Địa chất cơng trình + Địa chất cơng trình có phân bố địa tầng nhƣ sau: - Lớp mặt: lớp đất trồng trọt có chiều dày - Lớp thứ hai: đất cát có chiều dày : 0.0  2,5 m : 2,5 4,0 m - Lớp thứ ba: lớp cát thơ có chiều dày : 4,0 5,0 m - Lớp thứ tƣ: lớp sét có chiều dày : 5,06,5 m - Lớp thứ năm: lớp cát có chiều dày: 6,5  10 m + Mực nƣớc ngầm dọc theo tuyến cống nƣớc chính: Về mùa khô sâu dƣới mặt đất: 6,2 m Về mùa mƣa sâu dƣới mặt đất: m + Nguần nƣớc thành phố: Tên nguồn nƣớc Đặc điểm Sông Thuộc nguồn loại Lƣu lƣợng nhỏ điểm tính toán ( m3/s) Mức nƣớc cao cống xả ( m) Mức nƣớc thấp cống xả ( m) Vận tốc trung bình cống xả ( m/s) Vận tốc trung bình dịng chảy ( m/s) Chiều sâu trung bình nƣớc nguồn ( m) Khoảng cách từ cống xả đến điểm tính tốn: - Theo lạch sông ( m) - Theo đƣờng thẳng ( m) Hàm lƣợng chất lơ lửng ( mg/l) BOD5 ( mg/l) Lƣợng ơxi hồ tan ( mg/l) A II Q = 90 m3/s Hcx=10,2 m Hmincx =6,7 m Vtb cx=0,4 (m/s) V TB = 0,3 (m/s) HTB = (m) 1400 m 1200 m CS = 26 (mg/l) LS = BOD5 = 14 (mg/l) DO = 4,9 (mg/l) Hồ Sử dụng đất đai xung quanh khu vực xây dựng trạm xử lý: trồng hoa màu, trồng rau xanh… 1.3.2 Nƣớc thải sản xuất: a Thành phần tính chất nƣớc thải: Tên Nhà máy Khu công nghiệp I Khu công nghiệp II 280 200 130 145 ( mg/l) 60 90 ( 0C ) 23 Số liệu nƣớc thải Lƣu lƣợng ( m3/ng.đ) Hàm lƣợng chất lơ lửng ( mg/l) BOD5 ( mg/l) COD PH Nhiệt độ b Nhiệt độ trung bình nƣớc thải sinh hoạt sản xuất mùa đông: 21o C 1.3.3 Hiện trạng cấp nƣớc Hiện chƣa có mạng lƣới cấp nƣớc ,nƣớc dùng cho sinh hoạt sản xuất khai thác nƣớc ngầm giếng đào giếng khoan Hiện khu dân cƣ có khoảng 120 giếng khoan 370 giếng đào Giếng đào đƣợc khai thác độ sâu 10  15m ,Giếng khoan đƣợc khai thác độ sâu 30  60m ,Trữ lƣợng nƣớc lớn 1.3.4 Hệ thống nƣớc Tồn khu vực chƣa có hệ thống thoát nƣớc chung Nƣớc mƣa tự thấm nƣớc thải gia đình ,mỗi sở sản xuất có hố tiêu nƣớc riêng Sơng Trà Lý có tác dụng tiêu nƣớc mƣa cho vùng sản xuất nơng nghiệp Hệ thống nƣớc bẩn khu vực chƣa có ,một số nhà máy có hệ thống nƣớc cục xả hồ ao gần 1.3.5 Định hƣớng phát triển thành phố đến năm 2030 Trên sở yêu cầu đảm bảo vệ sinh mơi trƣờng, với đại hố nhanh chóng thị Thành phố TB hầu nhƣ chƣa có hệ thống nƣớc mục tiêu lâu dài xây dựng tồn hệ thống nƣớc đảm bảo tốt việc nƣớc nhanh chóng loại nƣớc thải nƣớc mƣa Cần xây dựng trạm xử lý nƣớc thải tập trung để xử lý nƣớc thải tới độ cho phép trƣớc xả sông Qua nghiên cứu đặc điểm địa lý – kinh tế – xã hội địa phƣơng, đề nghị hai giải pháp xây dựng hệ thống thoát nƣớc Thành phố TB Giải pháp 1: Xây dựng hệ thống thoát nƣớc riêng hồn tồn: + Nƣớc mƣa: hệ thống nƣớc mƣa có đặc điểm sau: - tuyến nƣớc mƣa đƣợc bố trí trục khu phố Hệ thống nƣớc mƣa đƣợc bố trí để xả đến kênh mƣơng gần - Hệ thống thoát nƣớc mƣa hoàn toàn tự chảy - Nƣớc mƣa cuối đƣợc xả sông công, biện pháp xử lý kèm + Nƣớc bẩn: hệ thống nƣớc thải có số đặc điểm sau: - Toàn nƣớc thải sinh hoạt thị xã đƣợc tập trung khu xử lý đặt xã Đông Long - Nƣớc thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn đƣợc xả sông công Giải pháp 2: Xây dựng hệ thống thoát nƣớc riêng cho khu dân cƣ - Theo phƣơng án nƣớc mƣa nƣớc thải đêu xả chung vào hệ thơng nƣớc thị xã - Tại cửa xả kênh mƣơng bố trí ga tách nƣớc mƣa/nƣớc thải - Nƣớc thải sau nƣớc mƣa đợt đầu đƣợc tách ga tách nƣớc đƣợc thu theo hệ thống cống bao nối ga tách nƣớc, sau đƣa khu xử lý - Trong điều kiện bình thƣơng khơng có mƣa có nƣớc thải chảy cống thoát nƣớc chung - Cống thoát nƣớc thiết kế để có mƣa vân tốc nƣớc chảy rãnh đủ lớn để tự làm - Nƣớc mƣa phần lớn tự tràn ga tách nƣớc xả thẳng kênh mƣơng - Toàn nƣớc thải sinh hoạt thị xã đƣợc tập trung khu xử lý đặt xã Cải Đan - Nƣớc thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn đƣợc xả sông công Lựa chọn giải pháp Lựa chọn giải pháp vì: - Nƣớc thải đƣợc thu gom tồn bộ, khơng kênh mƣơng hở gây mùi khó chịu gậy nhiễm nguồn nƣớc - Hệ thống tách riêng biệt dễ quản lý - Nƣớc bẩn khu vực phải đƣợc xử lý tới mức độ cần thiết nên việc sử dụng hệ thống thoát nƣớc riêng hồn tồn làm giảm quy mơ cơng suất trạm xử lý nƣớc thải dẫn tới giảm chi phí xây dựng quản lý đảm bảo cho cơng trình làm việc cách điều hồ đạt hiệu cao kinh tế kỹ thuật - Thành phố có địa hình dốc phía Nam nơi có sơng Hồng Do khả nƣớc mƣa tốt việc xả thẳng nƣớc mƣa thành phố sơng mà - khơng qua xử lý chấp nhận đƣợc - Việc xây dựng hệ thống thoát nƣớc riêng - qui hoạch, phân vùng xây dựng tuyến cống bao để thu toàn nƣớc thải sinh hoạt , cơng nghiệp tồn thành phố - Xây dựng trạm xử lý nƣớc thải cho toàn Thành phố - Khơi thông, nạo vét , kè đá cho sơng hồ việc nƣớc đƣợc nhanh chóng - (Phần đƣợc trình bày rõ hiết kế mạng lƣới thoát nƣớc sinh hoạt thoát nƣớc mƣa chƣơng sau) Chƣơng THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC SINH HOẠT 2.1 CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN 2.1.1 Bản đồ quy hoạch thành phố TB: (Xem vẽ số 1,2) 2.1.2 Diện tích mật độ dân số Dựa vào đồ quy hoạch Thành phố mật độ dân số phƣờng, ta chia Thành phố thành khu vực -Khu vực I: Tổng diện tích đất xây dựng: 558,6ha Mật độ dân số: 190 ngƣời/ha -Khu vực II: Tổng diện tích đất xây dựng: 523,4ha Mật độ dân số: 185 ngƣời/ha 2.1.3.Tiêu chuẩn thải nƣớc Lấy theo tiêu chuẩn cấp nƣớc Khu vực I: q0=150 l/ngƣời/ngày Khu vực II: q0=160 l/ngƣời/ngày 2.1.4 Nƣớc thải cơng trình cơng cộng Trong phạm vi đồ án xét tới lƣu lƣợng nƣớc thải bệnh viện trƣờng học Bảng 2.1 Qui mơthải nƣớccác cơng trình cơng cộng Loại cơng trình cơng cộng Quy mơ Số ngƣời (% dân số) tính toán (1) (2) Trƣờng học Bệnh viện (3) Tiêu chuẩn thải nƣớc (l/ng.ngđ) Hệ số Kh Thời gian làm việc (giờ/ngđ) (4) (5) (6) 15 20 1.8 500 2.5 24 a Bệnh viện: Sơ lấy tổng số bệnh nhân chiếm % dân số toàn Thành phố: B= (558,6.190  523,4.185) =4059,26 (ngƣời) 100 +Tổng số giƣờng bệnh: 4059,26 giƣờng bao gồm: +Tiêu chuẩn thải nƣớc: 500 l/ngƣời.ngđ ( theo TCN 7957:2008 ) +Hệ số khơng điều hồ giờ: Kh=2,5 +Số thải nƣớc: 24 h/ngày b Trƣờng học +Sơ lấy tổng số học sinh chiếm 15 % ) dân số Thành Phố: H= (558,6.190  523,4.185) 15 = 30444,45(ngƣời) 100 +Tiêu chuẩn thải nƣớc là: 20 l/ngƣời.ngđ ( theo TCN 7957:2008 ) +Hệ số khơng điều hồ giờ: Kh=1,8 +Số thải nƣớc: h/ngày Diện tích Mật độ Tiêu chuẩn thải nƣớc F (ha) (ngƣời/ha) (l/ng.ngđ) I 558,6 190 150 II 523,4 185 160 Khu vực 2.1.5 Nƣớc thải khu công nghiệp - Mặt tính tốn nƣớc thành phố TB có khu cơng nghiệp tập trung là: +Khu CN I thuộc KV1 +Khu CN II thuộc KV2 + Tổng số công nhân hai nhà máy chiếm 14% tổng dân số Thành phố + Lƣu lƣợng nƣớc thải sản xuất chiếm 17 % lƣu lƣợng nƣớc thải khu dân cƣ Bảng 2.2 Qui mô khu công nghiệp S T T (1) Tên nhà máy (2) I II Biên chế công nhân nhà máy xí nghiệp cơng nghiệp Phân bố lƣu lƣợng nƣớc thải nhà máy Số công nhân nhà máy (%Ncn ) (3) 45 55 Nƣớc thải nhà máy xí nghiệp (%Qsx) Nƣớc thải sản xuất bị nhiễm bẩn (%) Nƣớc thải sản xuất quy ƣớc (%) (8) 50 50 (9) 70 80 (10) 30 20 Số ngƣời Phân xƣởng đƣợc tắm phân xƣởng Nóng Bình Nóng Bình (%) thƣờn (%) thƣờn g g (%) (%) (4) 40 35 (5) 60 65 (6) 90 80 (7) 50 60 Công nhân lƣu lƣợng nƣớc thải sản xuất theo ca Ca I (%) Ca II (%) Ca III (%) (11) 40 30 (12) 20 50 (13) 40 20 2.2 XÁC ĐỊNH LƢU LƢỢNG TÍNH TỐN KHU DÂN CƢ 2.2.1.Dân số tính tốn Dân số tính tốn số dân tính cuối thời hạn tính tốn thiết kế hệ thống nƣớc( năm 2020), đƣợc tính tốn theo cơng thức: N=F  n   ( ngƣời ) N: Dân số tính tốn khu vực ( ngƣời ) n: Mật độ dân số khu vực ( ngƣời/ha) : Hệ số kể đến việc xây dựng xen kẽ cơng trình F: Là diện tích khu vực a Khu vực I: N1=F1  n1  1 ( ngƣời ) F1=558,6ha n1= 190 ngƣời/ha 1=0,85 N1=558,6.190.0,85 = 90214 (ngƣời) N2=F2  n2  2 ( ngƣời ) b Khu vực II: F2=523,4ha n2=185 ngƣời/ha 2=0,9 N2=523,4.185.0,9 =87146 ( ngƣời) Vậy tổng số dân tính tốn tồn thành phố là: N=N1+N2= 90213,9 +87146,1 =177360(ngƣời) 2.2.2.Xác định lƣợng nƣớc thải tính tốn khu dân cƣ a Lƣợng nƣớc thải trung bình ngày: Công thức: Q= Q tb ng N  qo 1000 Trong đó: N : Dân số tính tốn (ngƣời) qo: Tiêu chuẩn thải nƣớc (l/ngƣời.ngđ) Khu vực I: qo=150 l/ngƣời.ngđ Khu vực II: qo=160 l/ngƣời.ngđ +Khu vực I: N q 90213,9  150 o  13532,0 (m /ngđ) Q = 1000 = 1000 tb I +Khu vực II: N q 87146,1  160 o  13943,3 (m /ngđ) Q = 1000 = 1000 tb II Lƣu lƣợng nƣớc thải sinh hoạt toàn thành phố: Qtb=13532,0 + 13943,3 =27475,3 ( m3/ngđ) b Lƣu lƣợng nƣớc thải trung bình giây Cơng thức: q tb s = Q tb ng 24  3,6 q tb s Chƣơng TRẠM BƠM NƢỚC THẢI (Trạm bơm nƣớc chính) Để đƣa nƣớc thải từ mạng lƣới lên trạm xử lý ta dùng trạm bơm nƣớc thải Việc tính tốn trạm bơm nƣớc thải đƣợc thực dựa theo dẫn mục 4.1-20 TCN 7957:2008 5.1 Xác định công suất trạm bơm Các số liệu để thiết kế trạm bơm ( Theo bảng tổng hợp lƣu lƣợng) Qhmax = 2243,96 (m3/h) = 5,98 %Qngđ Qh TB = 1708,33 (m3/h) = 4,17 %Qngđ Qhmin = 621,78 (m3/h) = 1,73%Qngđ - Cao trình mặt đất nơi đặt trạm bơm: 12 m - Cao trình đáy ống xả nƣớc tới trạm bơm: 6,38 m - Mực nƣớc cao ngăn tiếp nhận: 15,246 m Công suất thiết kế trạm bơm lƣu lƣợng thải nƣớc lớn QTR = Qhmax = 2243,96 (m3/h) = 682,6 l/s Chọn hai bơm làm việc đồng thời, bơm dự trữ trạm, bơm kho Lƣu lƣợng bơm: Qb  QTB 682,6   379 (l/s) n  k  0,9 Trong đó: n = : Số bơm làm việc đồng thời k : Hệ số giảm lƣu lƣợng bơm làm việc đồng thời, với n = ta có k = 0,9 5.2 Xác định dung tích bể thu Nƣớc thải chảy đến trạm bơm khơng điều hồ theo ngày,có nƣớc chảy đến với lƣu lƣợng lớn , có nƣớc chảy đến với lƣu lƣợng nhỏ Chế độ thải nƣớc khơng điều hồ nên ảnh hƣởng trực tiếp đến chế độ 122 làm việc bơm Để đảm bảo chế độ làm việc trạm bơm tƣơng đối điều hồ phía trƣớc trạm bơm cần bố trí bể thu Dung tích bể thu xác định phụ thuộc vào chế độ nƣớc chảy đến, lƣu lƣợng máy bơm chế độ làm việc trạm bơm Dung tích bể thu cần thoả mãn điều kiện : 5'Qbmax < Wbt  50%Qhmax - Wbt  50% Qhmax (Qhmax = 682,6 l/s) Để tránh tƣợng thối rữa, lắng cặn - Wb 5'Qbmax (Qbmax = 379l/s) Để tránh tƣợng phải đóng mở bơm nhiều lần) Dung tích bể thu xác định dựa vào biểu đồ tích luỹ nƣớc giờ, chọn chế độ điều khiển bơm tự động, bơm đƣợc đóng mở lần Xác định dung tích biểu đồ tích luỹ nƣớc Theo biểu đồ tích lũy nƣớc thải ta có BiĨu §å TÝch L N-ớc Thải % Q ngđ 5.98 4.17 0.21 1.73 0.205 10 20 30 40 50 60 t (phót) : Wb =0,205%Qngd= 0,205 % x 35500 = 84,255 m3 + Kiểm tra điều kiện làm việc bể ta có: 123 50% Q hmax = 0,5 x 2243,96 = 1228,68 m3 b 5Qmax   60  379  113,7m 1000 Vậy ta chọn dung tích bể thu: Wb = 113,7 m3 Ta xây dựng trạm bơm nƣớc thải kiểu tròn Trạm bơm đƣợc chia làm hai ngăn, ngăn đặt máy bơm, ngăn dùng làm bể thu Chọn chiều sâu mực nƣớc bể thu : H = m - Bố trí tƣờng ngăn nằm + Đƣờng kính trạm bơm : D = 12,5m - Kiểm tra lại thể tích ngăn thu: Wb  D    H 12,5  3,14    122,7(m ) 4 4 Wb = 122,7m3 > 113,7m3, đảm bảo yêu cầu Vậy đƣờng kính trạm bơm nƣớc thải là: D = 2,5m - Trong ngăn thu có đặt song chắn rác giới (tính tốn phần 4.4.3 Chƣơng IV) Bs = 1,31 (m) - Mực nƣớc cao ngăn thu lấy cốt mực nƣớc ống dẫn vào ngăn thu - Cao độ mặt đất nơi xây dựng trạm bơm Z = 12 m - Cốt mực nƣớc cống dẫn nƣớc vào ngăn thu : Zthu = 6,77 m - Cốt đáy ngăn thu Z = Z - Zthu = 6,77- = 4,77 m - Bể đƣợc xây dựng bê tông cốt thép dày 25 cm - Đáy có độ dốc 1% phía hố thu cặn - Hố thu cặn có độ sâu 0,6m ( theo quy phạm từ 0,5 đến 0,7 m ) - Cốt đáy hố thu cặn : Z = 4,77 - 0,6 = 4,17 m 5.3 Xác định áp lực cơng tác máy bơm -Cột áp tồn phần máy bơm đƣợc tính theo cơng thức Htp = Hđh + hh + hđ 124 Trong đó: - Hđh: Chiều cao bơm nƣớc địa hình, hiệu cao trình mực nƣớc cao ngăn tiếp nhận mực nƣớc thấp ngăn thu - hh, hđ: Tổn thất áp lực đƣờng ống hút đƣờng ống đẩy bơm a Xác định Hđh: + Cao trình mực nƣớc cao trạm xử lý: Z = 15,246 m + Cao trình mực nƣớc thấp ngăn thu lấy cốt đáy ngăn thu: Z = 5,377 m Hđh = 15,246 – 5,377 = 9,869 m b Xác định hh: Với Q = 682,6 l/s Dùng ống với lƣu lƣợng ống là: (ống đẩy ống thép) q Q 682,6   341,3l / s 2 D = 500mm V = 1,64 m/s Tacó: hh = hdd + hcb = i  l    1000i = 6,73m V2  9,8 Trong đó: hdd - Tổn thất dọc đƣờng theo chiều dài, hdd = i x l với l chiều dài ống hút : l = 3m hcb - Tổn thất cục Trên ống hút có: - khố  = 0,5 - côn thu  = 0,5 - cút - miệng hút Vậy ta có  = 0,5  = 1,0  = 2,5 125  hh  6,73  1,64  2,5   0,366 m 1000  9,8 c Xác định hđ: Dùng ống với lƣu lƣợng ống là: (ống đẩy ống thép) q Q 682,6   341,3l / s 2 Theo bảng 93 - Bảng tính tốn thuỷ lực mạng lƣới MLTN” ta có số liệu sau: D = 500mm ; Tacó: V = 1,64m/s; hđ = hdd + hcb = i  l    1000i = 6,73 V2  9,8 Trong đó: hdd - Tổn thất dọc đƣờng theo chiều dài hdd = i x l (l: Chiều dài ống đẩy L= 500m) hcb - Tổn thất cục : Trên ống đẩy có: - 1van =1 - côn mở  = 0,25 - cút  = 2,5 - van chiều =2 - tê =1  Vậy ta có  hd  Vậy ta có: = 6,75 6,73  500 1,64  6,75  4,3 m 1000  9,81 Htp = 9,869 + 0,366 + 4,3 = 14,535 m 5.4 Tính tốn ống đẩy có cố: Khi ống đẩy có cố đảm bảo đẫn nƣớc không dƣới 70% lƣu lƣợng tính tốn Lƣu lƣợng cần tải có cố: QSC = 70% QTR = 0,7 x 682,6 = 477,82 l/s 126 Vì để đảm bảo an tồn ống đẩy phải nối với ống nhánh Tính tốn số ống nhánh: Đặt: m - số ống đẩy m = n - số đoạn chia nhỏ S - sức kháng hệ thống làm việc bình thƣờng SCC- sức kháng hệ thống có cố S0 - sức kháng đoạn ống Ta có: Khi khơng có hƣ hỏng tổn thất áp lực đƣờng ống đẩy 2 n Q Q h  S0  n     S0  n     S0   Q  S  Q m 2 Khi hƣ hỏng đoạn tổn thất áp lực hệ thống là: hSC Q   n  3 2  S  n  1   SC   S  Q SC  S     Q SC  S SC  Q SC    m  Để đảm bảo hệ thống làm việc bình thƣờng ta cần có: h = hSC hay ta có n n3 S0   Q  S0   Q SC 4  n  Q  (n  3)  Q SC  n  3 Q SC 477,82    2,88  (ống) Q  Q SC 682,6  477,82 Vậy số đoạn ống chia nhỏ n = ống - -> số đoạn nối chung Với chiều dài 500m cách 167 m ta đặt ống nối chung 5.5.Cống xả cố Cống xả cố đặt cí đoạn ống nƣớc thải khu thị trƣớc trạm bơm nối từ giếng thăm sát trạm bơm xả sơng Đƣờng kính ống xả cố đƣợc lấy đƣờng kính cống dẫn nƣớc thải đến trạm bơm D = 1000 mm, với độ dốc i =0,001 5.6 Chọn máy bơm: Sử dụng loại bơm trục đứng Thông số chọn bơm: 127 Qb = 379 (l/s) Hb = 14,535 m Theo sổ tay máy bơm (Tác giả:Th.S – Lê Dung), ta chọn đƣợc loại bơm : KRT K 300 - 315, bơm có số vịng quay n = 1450 vịng/phút, cơng suất P = 78 KW, hiệu suất =78% + Chọn động điện loạ KRT K 300 – 315/904 X Số vòng quay n = 1450 vịng/phút, cơng suất P = 78 KW, mã 2205 5.7 - Xác định điểm làm việc bơm: - Xây dựng đƣờng đặc tính bơm: Trạm bơm có máy bơm làm việc đồng thời dựa vào đƣờng đặc tính bơm ta xây dựng đƣờng đặc tính bơm làm việc đồng thời Xây dựng đƣờng đặc tính ống ứng với mực nƣớc thấp bể thu Tổn thất áp lực đƣờng ống đƣợc tính theo cơng thức: Hơ = Hđh + S x Q2 Trong đó: +S: Sức kháng đƣờng ống: S  h 4,666   3,25  10 5 2 Q 379 + Hđh : chiều cao bơm nƣớc địa hình Hđh = 9,869 m Tổn thất áp lực đƣờng ống với lƣu lƣợng khác đƣợc thể bảng sau: Hô = Qống Hđh S S.Q2 l/s m 3,25.10-5 m m 9.869 0.00003 9.87 20 9.869 0.00003 0.01 9.88 40 9.869 0.00003 0.05 9.92 60 9.869 0.00003 0.11 9.98 80 9.869 0.00003 0.19 10.06 100 9.869 0.00003 0.30 10.17 128 Hđh+S.Q2 120 9.869 0.00003 0.43 10.30 140 9.869 0.00003 0.59 10.46 160 9.869 0.00003 0.77 10.64 180 9.869 0.00003 0.97 10.84 200 9.869 0.00003 1.20 11.07 220 9.869 0.00003 1.45 11.32 240 9.869 0.00003 1.73 11.60 260 9.869 0.00003 2.03 11.90 280 9.869 0.00003 2.35 12.22 300 9.869 0.00003 2.70 12.57 320 9.869 0.00003 3.07 12.94 340 9.869 0.00003 3.47 13.34 360 9.869 0.00003 3.89 13.76 380 9.869 0.00003 4.68 14.55 400 9.869 0.00003 4.97 14.84 Ta xây dựng đƣờng đặc tính bơm đƣờng ống Để bơm làm việc ổn định hệ thống, lƣợng bơm cấp vào phải lƣợng yêu cầu hệ thống: + Năng lƣợng bơm cấp vào đƣợc biểu thị qua đƣờng đặc tính bơm + Năng lƣợng yêu cầu hệ thống đƣợc biểu thị qua đƣờng đặc tính ống Vậy điểm làm việc bơm giao điểm đƣờng đặc tính ống đƣờng đặc tính bơm Khi trạm bơm làm việc bình thƣờng bơm làm việc song song hai đƣờng ống Ta có điểm làm việc theo biểu đồ đƣờng đặc tính ống là: Q = 780 (l/s) > 682,6(l/s); H = 14,65 m > 14,535 m Do bơm chọn đảm bảo u cầu lƣu lƣợng cột áp 5.8 Tính tốn thiết bị trạm bơm 1.Ống thông Do nƣớc thải có nhiều khí độc, dễ cháy nổ có mùi thối, để đảm bảo â tồn cho trạm bơm nhƣ sức khoẻ ngƣời vận hành, giảm bớt mùi 129 hôi thối chất bẩn nƣớc thải bị phân hủy gây ta bố trí ống thơng quạt thơng gió, sơ chọn ống thơng có đƣờng kính D = 100 mm bố trí gần tƣờng, cao mái nhà m Cống xả cố Cống xả cố đặt cuối đoạn cống nƣớc trƣớc trạm bơm giếng, giếng thăm sát trạm bơm xả sông Đƣờng kính cống xả cố đƣợc lấy đoạn cống dẫn nƣớc thải xử lý D = 1000 mm , i = 0,006 Song chắn rác Để tránh tắc bơm loại rác thải có kích thƣớc lớn gây ra, ta bố trí song chắn rác cửa vào ngăn thu + Song chắn rác đặt nghiêng 600 so với phƣơng ngang, sàn công tác bố trí máy nghiền rác Rác sau nghiền đƣợc xả xuống trƣớc song chắn rác + Ngăn thu có bố trí đƣờng ống D = 50 mm nối từ ống đẩy máy bơm tới ngăn thu để sục cặn cần tháo cạn nƣớc ống đẩy + Ống đẩy đƣợc đặt sàn cơng tác, xung quanh sàn cơng tác có bố trí lan can bảo vệ cao m + Đáy ngăn thu dốc phía hố thu cặn i = 0,01 + Bố trí đƣờng ống dẫn nƣớc từ hệ thống cấp nƣớc vào trạm bơm để rửa sàn ngăn thu + Khoá van chiều đƣợc lắp đoạn ống nằm ngang để rễ ràng đóng mở tránh đóng cặn mặt van khố Ống thu nƣớc rị gỉ Để hút nƣớc rò rỉ gian máy dùng ống thu nƣớc D = 50 nối với ống hút máy bơm đặt trạm bơm hút từ hố tập trung nƣớc gian máy Ống thu nƣớc mƣa mái Dùng ống thu nƣớc D = 100 đặt bên nhà trạm để thu nƣớc mƣa từ mái thoát xuống 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Thị Dung (1999), Máy bơm trạm bơm, Đại học Xây dựng Hà Nội Lê Thị Dung (1999), Sổ tay máy bơm, Đại học Xây dựng Hà Nội Lê Thị Dung (2000), Cẩm nang chọn bơm, Đại học Xây dựng Hà Nội Trần Hiếu Nhuệ, Lâm Thị Minh Triết (1978), Xử lý nước thải, Đại học Xây Dựng Hà Nội Trần Hiếu Nhuệ (1990), Xử lý nước thải phương pháp sinh học, Trƣờng Đại học Xây dựng Hà Nội Trần Hiếu Nhuệ (1998), Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Đức Nhuệ, Trần Đức Hạ, Đỗ Hải, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Văn Tín, Cấp nước Trần Hiếu Nhuệ, Lê Hiền Thảo, Giáo trình vi sinh vật nước Hồng Nhuệ, Phan Đình Bƣởi, Mạng lưới nước 10 Trần Văn Ngân, Ngơ Thị Nga (1999), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất KHKT Hà Nội 11 Nguyễn Thị Kim Thái, Lê Hiền Thảo (1999), Sinh thái học bảo vệ môi trường, NXB Xây dựng Hà Nội 12 Nguyễn Thị Kim Thái (2001), Quản lý chất thải rắn, Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội 13 TCVN 7957 (2008), Tiêu chuẩn ngành - Thốt nước thị - Mạng lưới bên 14 Lâm Minh Triết (1978), Xử lý nước thải - tính tốn thiết kế cơng trình, Đại học Xây dựng Hà Nội 15 Trần Hữu Uyển, Mạng lưới thoát nước 131 LỜI KẾT Kết thúc tháng làm đồ án, dƣới hƣớng dẫn, bảo tận tình thầy giáo TH.S PHẠM DUY ĐÔNG với nỗ lực thân, em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp với đề tài: " THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC THÀNH PHỐ TB " bao gồm nội dung nhƣ sau:  Nghiên cứu trạng thành phố TB từ vạch phƣơng án nƣớc sinh hoạt phƣơng án thoát nƣớc mƣa  Tính tốn thuỷ lực tuyến cống bao số tuyến cống kiểm tra,từ nhìn nhận đƣợc cách khái quát điều kiện thi công mạng lƣới  Thiết kế hệ thống thoát nƣớc mƣa phù hợp với điều kiện địa chất thuỷ văn địa hình đồi núi địa phƣơng  Đƣa phƣơng án xử lý nƣớc thải phù hợp với điều kiện kinh tế - kỹ thuật địa phƣơng, đồng thời đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trƣờng cao  Thiết kế cơng trình xử lý nƣớc thải cách hợp lý nhất, tuân theo quy định, tiêu chuẩn  Khái toán kinh tế từ làm sở cho việc lựa chọn phƣơng án đầu tƣ  Thiết kế kỹ thuật số cơng trình đặc trƣng hệ thống ( bể Aeroten, bể lắng ly tâm )  Tính tốn trạm bơm nƣớc thải để đƣa nƣớc thải từ mạng lƣới lên trạm xử lý Do lần đầu tiếp xúc với công việc thực tế, kinh nghiệm chắn đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đƣợc bảo Thầy, Cơ để hồn thiện đồ án tốt 132 Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Sinh viên Trần Quốc Tuấn (A ) MỤC LỤC Chƣơng TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG KINH TẾ-Xà HỘI VÀ CƠ SỞ HẠ TẦNG 1.1 Đặc điểm trạng khu đất dự án 1.1.1: Vị trí địa lý 1.1.2: Thủy văn: 1.1.3: Địa hình: 1.2 Khí hậu khu vực 1.3 Cấu tạo địa chất cơng trình – đại chất thủy văn 1.3.1: Địa chất cơng trình 1.3.2 Nƣớc thải sản xuất: 1.3.3 Hiện trạng cấp nƣớc 1.3.4 Hệ thống thoát nƣớc 1.3.5 Định hƣớng phát triển thành phố đến năm 2030 Chƣơng THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC SINH HOẠT 2.1 Các số liệu 2.1.1 Bản đồ quy hoạch thành phố TB: 2.1.2 Diện tích mật độ dân số 2.1.3.Tiêu chuẩn thải nƣớc 2.1.4 Nƣớc thải cơng trình cơng cộng 2.1.5 Nƣớc thải khu công nghiệp 2.2.Xác định lƣu lƣợng tính tốn khu dân cƣ 2.2.1.Dân số tính tốn 133 2.2.2.Xác định lƣợng nƣớc thải tính tốn khu dân cƣ 2.3 Xác định lƣu lƣợng tập trung 11 2.3.1.Bệnh viện 11 2.3.2 Trƣờng học 12 2.3.3 Lƣu lƣợng nƣớc thải khu công nghiệp 13 2.4 Lập bảng tổng hợp l-u l-ợng n-ớc thải toàn thành phố 22 2.4.1 N-ớc thải sinh hoạt khu dân c- 22 2.5.2 Vạch tuyến mạng lƣới thoát nƣớc bẩn 27 2.6 Tính tốn mạng lƣới nƣớc 29 2.6.1 Tính tốn diện tích tiểu khu 29 2.6.2 Xác định lƣu lƣợng tính tốn cho đoạn ống 31 2.6.3 Tính tốn độ sâu đặt cống cho tuyến cống tính tốn 34 2.6.4 Các bảng tính tốn lƣu lƣợng tính tốn thuỷ lực mạng lƣới thoát nƣớc 38 2.7 Tính tốn kinh tế, so sánh sơ chọn phƣơng án thoát nƣớc thành phố TB 46 2.71 Phƣơng án PA1 46 Chƣơng 3: THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC MƢA 52 3.1 Lựa chọn hệ thống thoát nƣớc mƣa 52 3.2 Vạch tuyến mạng lƣới thoát nƣớc mƣa 52 3.2.1 Nguyên tắc vạch tuyến 52 3.2.2 Phƣơng án thoát nƣớc mƣa Thành phố TB 53 3.2.3 Vạch tuyến thoát nƣớc mƣa 53 3.3 Tính tốn diện tích 53 3.4 Xác định lƣu lƣợng mƣa tính tốn 53 3.4.1 Chọn chu kỳ tràn cống P 53 3.4.2.Cƣờng độ mƣa tính tốn 54 3.4.3 Xác định thời gian mƣa tính tốn 54 3.4.4 Xác định hệ số dòng chảy  56 3.4.5 Xác định hệ số mƣa không 56 134 3.4.6 Cơng thức tính tốn lƣu lƣợng nƣớc mƣa 57 3.5 Tính tốn thuỷ lực mạng lƣới nƣớc mƣa 57 3.5.1 Tính độ sâu chơn cống 57 3.5.2 Xác định lƣu lƣợng tính tốn cho đoạn cống thoát nƣớc mƣa 58 Chƣơng THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI 63 4.1 Các số liệu 63 4.1.1 Lƣu lƣợng nƣớc thải 63 4.1.2.Nồng độ bẩn nƣớc thải khu công nghiệp 63 4.1.3.Số liệu địa chất thuỷ văn sông Trà lý: Thuộc nguồn loại II 64 4.2 Các tham số tính tốn cơng trình xử lý nƣớc thải 64 4.2.1 Lƣu luợng tính tốn đặc trƣng nƣớc thải 64 4.2.2 Xác định nồng độ bẩn nƣớc thải: 64 4.2.3 Dân số tính tốn 66 4.2.4 Mức độ xử lý nƣớc thải cần thiết 66 4.3 Chọn phƣơng án xử lý sơ đồ dây chuyền công nghệ 73 4.3.1 Chọn phƣơng pháp xử lý 73 4.3.2 Chọn dây chuyền xử lý 73 4.4 Tính tốn dây chuyền cơng nghệ thủy lực phƣơng án I 76 4.4.1.Ngăn tiếp nhận nƣớc thải 76 4.4.2 Mƣơng dẫn nƣớc thải 77 4.4.3.Tính tốn song chắn rác 78 4.4.4.Tính tốn Bể lắng cát 82 4.4.5 Tính tốn sân phơi cát 86 4.4.6 Tính toán bể lắng li tâm đợt I 87 4.4.7 Tính tốn bể aeroten 91 4.4.8 Bể lắng li tâm đợt II 96 4.4.9 Bể nén bùn đứng 99 4.4.10.Tính tốn bể Mêtan 101 4.4.11 Tính tốn trạm khử trùng nƣớc thải (trạm Clorato) 105 135 4.4.12.Tính tốn máng trộn - Máng trộn vách ngăn có lỗ 108 4.4.13.Tính tốn bể tiếp xúc ly tâm: 109 4.4.14 Thiết bị đo lƣu lƣợng 111 4.4.15 Sân phơi bùn 112 4.5 Thuyết minh sơ đồ tổng thể sơ đồ tổng thể trạm xử lý nƣớc thải 113 4.5.1.Phƣơng án I 113 4.6 Khái toán kinh tế - chọn phƣơng án xử lý nƣớc thải 118 Chƣơng TRẠM BƠM NƢỚC THẢI 122 5.1 Xác định công suất trạm bơm 122 5.2 Xác định dung tích bể thu 122 5.3 Xác định áp lực công tác máy bơm 124 5.4 Tính tốn ống đẩy có cố: 126 5.5.Cống xả cố 127 5.6 Chọn máy bơm: 127 5.7 - Xác định điểm làm việc bơm: 128 5.8 Tính tốn thiết bị trạm bơm 129 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 136 ... LƢỚI THOÁT NƢỚC SINH HOẠT 2.5.1.Lựa chọn hệ thống thoát nƣớc Do trạng thành phố TB chƣa có hệ thống thoát nƣớc nào,do vấn đề đặt phải thiết kế hệ thống thoát nƣớc cho toàn thành phố Thành phố. .. trạm xử lý lớn nhiều Với đặc điểm ta chọn hệ thống thoát nƣớc riêng, gồm hệ thống thoát nƣớc riêng biệt : +Hệ thống thoát nƣớc bẩn: thu toàn nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải sản xuất đến trạm xử lý. .. vấn đề thoát nƣớc cho khu cơng nghiệp Xây dựng hệ thống nƣớc đảm bảo tốt việc vận chuyển nhanh chóng nƣớc thải khỏi Thành phố Đồng thời phải xây dựng trạm xử lý nƣớc thải để xử lý nƣớc thải tới