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

Hướng tới mục tiêu bảo vệ môi trường và tổng hợp các kiến thức đã học trong 5 năm học tại khoa Cơ Điện Và Công Trình trường Đại Học Lâm Nghiệp, em đã nhận đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế hệ

LỜI NÓI ĐẦU

Bảo vệ môi trường hiện nay là vấn đề bức xúc trên toàn cầu nhất là tại các nước đang phát triển Nước ta đang trên đường hội nhập với thế giới nên việc quan tâm đến môi trường là điều tất yếu.Vấn đề bảo vệ sức khỏe cho con người, bảo vệ môi trường sống trong đó bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm

đã và đang được Đảng và nhà nước, các tổ chức và mọi người dân đều quan tâm Đó không chỉ là trách nhiệm của mỗi cá nhân mà còn là trách nhiệm của toàn xã hội

Một trong các biện pháp tích cực để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước thiên nhiên tránh không bị ô nhiễm bởi các chất thải do hoạt động sống và làm việc của con người gây ra là việc xử lý nước thải trước khi xả ra nguồn đáp ứng được các tiêu chuẩn môi trường hiện hành

Hướng tới mục tiêu bảo vệ môi trường và tổng hợp các kiến thức đã học trong 5 năm học tại khoa Cơ Điện Và Công Trình trường Đại Học Lâm Nghiệp, em đã nhận đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế hệ thống thoát nước và xử lý nước thải thành phố TN”

Trong quá trình thực hiện đồ án em đã được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong khoa Cơ Điện Và Công Trình, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Th.s Phạm Duy Đông bộ môn Cấp Thoát Nước - Môi Trường Nước trường Đại Học Xây Dựng Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới các thày cô giáo đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Với trình độ, kinh nghiệm và thời gian còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô giáo và các bạn

Hà nội ngày 15 tháng 05 năm 2012

Sinh viên Nguyễn Long Giang

NỘI DUNG

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG

KINH TẾ-XÃ HỘI VÀ CƠ SỞ HẠ TẦNG

I.1.ĐẶC ĐIỂM HIỆN TRẠNG KHU ĐẤT DỰ ÁN

Vị trí địa lý: Thái Nguyên là tỉnh miền núi, trung du, nằm ở giới hạn từ

20020' đến 22003' vĩ tuyến Bắc và từ 1050

25' đến 106016' kinh tuyến Đông, cách thủ đô Hà Nội 80,4 km về phía Bắc Phía Bắc giáp tỉnh Bắc Kạn, phía Tây giáp tỉnh Tuyên Quang, phía Nam giáp thành phố Hà Nội, phía Đông giáp tỉnh Lạng Sơn Tỉnh Thái Nguyên có tổng diện tích đất tự nhiên là 3.541,10 km2, chiếm 1,08% tổng diện tích tự nhiên cả nước Các đường giao thông quan trọng như đường quốc lộ 3 nối Hà Nội - Thái Nguyên - Bắc Kạn - Cao Bằng tới biên giới Việt - Trung; quốc lộ 1b nối Thái Nguyên - Lạng Sơn; quốc lộ 37 nối Tuyên Quang - Thái Nguyên - Bắc Giang Tuyến đường sắt Hà Nội-Thái Nguyên dài 32 Km trên đất Thái Nguyên; đường sắt Quán Triều - Núi Hồng dài 33,5 Km; đường sắt Lưu Xá - Kép dài 10 Km trên đất Thái

Nguyên Các đường sông chính chảy từ tây sang đông

I.2.KHÍ HẬU KHU VỰC

Thành phố Thái Nguyên mang những nét chung của khí hậu vùng Đông Bắc Việt Nam, thuộc miền nhiệt đới gió mùa, có mùa đông lạnh giá, ít mưa, mùa hè nóng ẩm mưa nhiều Khí hậu của thành phố Thái Nguyên chia là 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 trong thời gian này gió mùa đông nam chiếm ưu thế tuyệt đối, nóng ẩm mưa nhiều, nóng nhất là tháng 7

và mùa khô từ tháng 10 đến tháng 5 gió mùa đông bắc chiếm ưu thế tuyệt đối lượng mưa ít, thời tiết hanh khô Thành phố Thái Nguyên có lượng mưa trung bình khá lớn

 Gió:

Về mùa đông, gió thường thổi tập trung ở hai hướng: Hướng Đông Bắc hay

Bắc và Bắc có trội hơn một chút, nhưng từ tháng 2 trở đi có hướng Đông và Đông Nam lại chiếm ưu thế hơn

I.2.1:Nhiệt độ

Nhiệt độ không khí vùng thay đổi phụ thuộc vào mùa trong năm Nhiệt độ trung bình là 250C; chênh lệch giữa tháng nóng nhất (tháng 6: 28,90C) với tháng lạnh nhất (tháng 1: 15,20

C) là 13,70C Nhiệt độ cao nhất và thấp nhất từng được ghi nhận lần lượt là: 41,50

C và 30C Độ ẩm không khí trên địa bàn thành phố khá cao Mùa nóng dao động từ 78% đến 86%, mùa lạnh từ 65% đến 70%

I.2.2:Chế độ mưa

Thành phố Thái Nguyên nằm trong vùng có lương mưa lớn, lượng mưa trung bình hàng năm 2.025,3 mm, phân bố theo mùa và có sự chênh lệch lớn giữa 2 mùa Mùa mưa trùng với mùa nóng, lương mưa chiếm tới 80% lượng mưa cả năm Số ngày mưa trên 100mm trong năm khá lớn Ngày mưa lớn nhất trong vòng hơn nửa thế kỷ qua là ngày 25/6/1959, tới 353 mm, làm cho tháng này

có lương mưa kỷ lục 1.103mm

Mùa khô trùng với mùa lạnh, thời tiết lạnh và hanh khô Tổng lượng mưa mùa khô chỉ chiếm 15% lượng mưa cả năm (300 mm) Trong đó đầu mùa khô thời tiết hanh khô có khi cả tháng không có mưa, gây nên tình trạng hạn hán Cuối mùa khô không khí lạnh và ẩm do có mưa phùn

I.3.CẤU TẠO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA CHẤT THỦY VĂN I.3.1: Tài liệu về địa chất công trình, địa chất thuỷ văn

a/ Địa chất công trình:

Đất trồng trọt: 0 m đến 1,5m Cát thô: 3 m đến …4,5 m

Á cát: 1,5 m đến 3m Sét: 4,5m đến …6,5.m

Á sét …… m đến …… m Cát: 6,5…… m đến …10 m Cát mịn.…….m đến …… m Sỏi …… m đến ……….m b/ Mực nước ngầm dọc theo tuyến cống thoát nước chính:

Về mùa khô sâu dưới mặt đất :……7… m

Về mùa mưa sâu dưới mặt đất:……4… m

1.444 20.451 17.225 11.002 9.000

I.4.3: Số liệu về nước thải sản xuất

-Tổng số công nhân làm việc các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp

chiếm……10 % dân số thành phố

Quy mô và chế độ làm việc của các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp

Biên chế công nhân trong các nhà máy

xí nghiệp công nghiệp

Phân bố lưu lượng nước thải trong các nhà máy

Lưu lượng nước thải sản xuất theo ca

Số công

nhân

trong

từng

nhà máy

(%Nc

n)

Phân xưởng

Số người được tắm ở phân xưởng

Nước thải trong từng nhà máy xí nghiệp (%Qs x)

Nước thải sản xuất

bị nhiễm bẩn (%)

Nước thải sản xuất quy ước sạch (%) Nóng

(%)

Bình thường (%)

Nóng (%)

Bình thường (%)

Ca

I (%)

Ca

II (%)

Ca III (%)

Tiêu chuẩn thải nước (l/ng.ngđ)

Hệ số

Kh

Thời gian làm việc (giờ/ngđ)

I.4.5 Nước thải sản xuất

Lưu lượng nhỏ nhất ở điểm tính toán (m3

Chiều sâu trung bình của nước trong nguồn (m) 3

Khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán:

CHƯƠNG II THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁI NƯỚC SINH HOẠT

II.1 CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN

II.1.1 Bản đồ quy hoạch thành phố TN:

(Xem bản vẽ số 1,2)

II.1.2 Diện tích và mật độ dân số

Dựa vào bản đồ quy hoạch của Thành phố và mật độ dân số của các phường,

II.1.3.Tiêu chuẩn thải nước

Lấy theo tiêu chuẩn cấp nước

Khu vực I: q0=160 l/người/ngày

Khu vực II: q0=180 l/người/ngày

II.1.4.Nước thải khu công nghiệp

Tiêu chuẩn thải khu công nghiệp: QSX max = 15% nước thải khu dân cư

II.1.5 Nước thải các công trình công cộng

+Tổng số giường bệnh: 1573 giường bao gồm:

+Tiêu chuẩn thải nước: 300 l/người.ngđ;

+Hệ số không điều hoà giờ: Kh=2,5;

+Số giờ thải nước: 24 h/ngày

.22 = 34598 (người)

+Tiêu chuẩn thải nước là: 30 l/người.ngđ;

+Hệ số không điều hoà giờ: Kh=1,8;

+Số giờ thải nước: 8 h/ngày

II.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN KHU DÂN CƯ

II.2.1.Dân số tính toán

Dân số tính toán là số dân tính ở cuối thời hạn tính toán thiết kế hệ thống thoát nước( năm 2020), được tính toán theo công thức:

N=Fn ( người ) N: Dân số tính toán ở khu vực (người);

n: Mật độ dân số ở khu vực (người/ha);

: Hệ số kể đến việc xây dựng xen kẽ các công trình;

F: Là diện tích của khu vực

II.2.2.Xác định lượng nước thải tính toán khu dân cư

a Lượng nước thải trung bình ngày: Qtb ng

Công thức: Q=

1000

o q

Trong đó: N : Dân số tính toán (người);

qo: Tiêu chuẩn thải nước (l/người.ngđ);

58165  (m3/ngđ) +Khu vực II:

Q tb II= N10002 q o

1000 180

24 

Qtb ng

Khu vực I: qtb s1=

6 , 3 24 1



Qtb ng

=

6 , 3 24 4 , 9306

 =104,588 (l/s)

Khu vực II: qtb s2=

6 , 3 24 2



Qtb ng

=

6 , 3 24 14391,36

 =166,567 (l/s)

Toàn thành phố: qtb s =qtb s1+qtb s2= 104,588+166,567 = 271,155 (l/s)

Từ lưu lượng trung bình giây tra bảng TCVN 7957 và chọn giá trị gần nhất ta

có hệ sô không điều hoà Kch như sau:

Với qtb s1= 104,588 (l/s) thì Kch=1,6

Với qtb s = 271,155 (l/s) thì Kch=1,4

c Lưu lượng giây lớn nhất: qsmax

Công thức: qsmax=qtb s  Kch

Trong đó: qsmax:Lưu lượng nước thải giây lớn nhất

qtb s : Lưu lượng nước thải giây trung bình

Kch:Hệ số không điều hoà

+Khu vực I

qsmax1 =qtb s1 Kch1=104,5881,5 = 156,882 (l/s) +Khu vực II

Q (l/ng.ngđ)

Q (m3/ngđ) qs

tb

(l/s) K ch

qsmax(l/s)

I 342,144 200 0.85 58165 180 9306,4 104,588 1,59 156,882

II 493,528 180 0.9 79952 150 14391,36 166,567 1,47 233,194 Tổng 835,672 138117 23697,76 271,155 1,4 397,617

Ta có hệ số không điều hoà chung toàn thành phố K = 1,4 Từ đó ta xác định được lưu lượng nước thải ra theo các giờ trong ngày

II.3 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TẬP TRUNG

-Các lưu lượng tập trung đổ vào mạng lưới thoát nước bao gồm nước thải từ bệnh viện, trường học và các khu công nghiệp

II.3.1.Bệnh viện

Số bệnh nhân 1573 người

Ta có 4 bệnh viện, mỗi bệnh viên có sức chứa 394 giường bệnh

+Lưu lượng trung bình ngày

Qtb ng=

1000

o q

394 

= 118,200 (m3/ngđ) +Lưu lượng trung bình giờ:

= 4,925 (m3/h) +Lưu lượng max giờ:

Qhmax=IQtb h Kh = 4,9252,5 = 12,313 (m3/h) +Lưu lượng giây max:

qsmax=

6 , 3

max

Qh

=

6 , 3 313 , 12

.22 = 34598 (người)

Giả thiết thành phố gồm có 8 trường học Do đó số học sinh trong mỗi trường

là h = 4325 người

Tiêu chuẩn thải nước: qo = 30 (l/người/ngđ)

+Lưu lượng trung bình ngày:

Qtb ng =

1000

o q

h

=

1000 30

4325 

= 129,750 (m3/ngày) +Lưu lượng trung bình giờ:

= 16,219 (m3/h) +Lưu lượng max giờ

Qhmax = Qtb h .Kh = 16,2191,8 = 29,194 (m3/h) Đối với trường học Kh=1,8

+Lưu lượng giây max

Qsmax =

6 , 3

max

Qh

=

6 , 3 194 , 29

II.3.3 Lưu lượng nước thải khu công nghiệp

Theo bản đồ quy hoạch của thị xã đến năm 2030 thì thị xã có 2 khu công nghiệp Đó là khu công nghiệp 1 và khu công nghiệp 2

- Lưu lượng nước thải sản xuất của nhà máy xí nghiệp chiếm 15% lưu lượng

Trong tính toán lấy tròn: QCN = 3555,000 m3/ng.đ

* Lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp I

-Đối với nhà máy làm việc 3 ca mỗi ca làm việc 8h

+Lưu lượng nước thải của các giờ trong ca:

Ca 1:

Qh=

8 1

Qca

=

8 00 , 711

=88,875 (m3/h)

Ca 2:

Qh=

8 2

Qca

=

8 600 , 426

= 53,325 (m3/h)

Ca 3:

Qh=

8 3

Qca

=

8 400 , 284

= 35,550 (m3/h) Lưu lượng giây max lấy lưu lượng lớn nhất trong các ca

6 , 3

max

Qh

=

6 , 3 875 , 88

+Lưu lượng nước thải của các giờ trong ca:

= 133,313 (m3/h) Lưu lượng giây max lấy lưu lượng lớn nhất trong các ca

qmaxs =

6 , 3

max

Qh

=

6 , 3 313 , 133

* Nước thải sinh hoạt và nước tắm cho công nhân:

Tổng số công nhân toàn bộ khu công nghiệp chiếm 10% dân cư là: 13812 người Trong đó số công nhân trong các nhà máy I làm việc 3 ca chiếm 35%, số công nhân trong các nhà máy II làm việc 2 ca chiếm 65%

+Số công nhân trong các ca tương ứng là:

 Xí nghiệp I làm việc 3 ca: 50%, 30%, 20%

Nca1 = 50%.4835 = 2418 (người)

Nca2 = 30%.4835 = 1451 (người)

Nca3 = 20%.4835 = 967 (người) +Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng là 30% trong đó số công nhân tắm là 80%;

+Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội là 70% trong đó số công nhân tắm là 50%

 Xí nghiệp II làm việc 2 ca: 50%, 50%

Nca1 = Nca2 = 50%.8978 = 4489 (người) +Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng là 15% trong đó số công nhân tắm là 85%;

+Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội là 80% trong đó số công nhân tắm là 30%

-Lưu lượng nước thải sinh hoạt của công nhân trong các ca sản xuất được tính theo công thức:

Qtb ca=

1000 45

25N1 N2

(m3/ca)

Trong đó: N1: Số công nhân làm việc trong các phân xưởng nguội

N2: Số công nhân làm việc trong các phân xưởng nóng

25,45: Tiêu chuẩn thải nước thải sinh hoạt tại nơi làm việc trong các phân xưởng nóng và phân xưởng nguội (l/ng.ca)

+Lưu lượng nước tắm của công nhân:

Qtb ca=

1000 60

40N3  N4

(m3/ca)

Trong đó: N3: Số công nhân tắm trong các phân xưởng nguội

N4: Số công nhân tắm trong các phân xưởng nóng

40,60 : Tiêu chuẩn nước tắm của công nhân tại nơi làm việc trong các phân xưởng nóng và phân xưởng nguội (l/ng.ca)

Sự phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt của công nhân ở các phân xưởng nóng (với

K = 2,5) và các phân xưởng bình thường (với K = 3,0) trong các giờ của ca làm việc

Bảng II.4: Tổng hợp lưu lượng nước sinh hoạt của nghiệp công nghiệp

KCN Ca PX

Công nhân Nước thải sinh hoạt Nước tắm

% Số lượng

2

Nóng 30 435.3 45 19.5885 2.5 80 348 60 20.8944 Lạnh 70 1015.7 25 25.3925 3 50 508 40 20.314

3

Nóng 30 290 45 13.0545 2.5 80 232 60 13.9248 Lạnh 70 677 25 16.9225 3 50 338 40 13.538

2

Nóng 15 673 45 30.3008 2.5 80 539 60 32.3208 Lạnh 85 3816 25 95.3913 3 30 1145 40 45.7878

Bảng II.5 Bảng phân phối lưu lượng nước sinh hoạt các giờ trong ca

Bảng II.6: Bảng phân phối lưu lượng nước thải sinh hoạt trong các xí nghiệp công nghiệp

Ca Giờ

Thứ

tự giờ

2 14-15 1 12.50 12.5 2.45 3.17 5.62 3.79 11.92 15.71 21.33

16-17 3 8.12 6.25 1.59 1.59 3.18 2.46 5.96 8.42 11.60 17-18 4 8.12 6.25 1.59 1.59 3.18 2.46 5.96 8.42 11.60 18-19 5 15.65 18.75 3.07 4.76 7.83 4.74 17.89 22.63 30.45 19-20 6 31.25 37.5 6.12 9.52 15.64 9.47 35.77 45.24 60.88 20-21 7 8.12 6.25 1.59 1.59 3.18 2.46 5.96 8.42 11.60 21-22 8 8.12 6.25 1.59 1.59 3.18 2.46 5.96 8.42 11.60 Toàn ca2 100 100 19.59 25.39 44.98 30.30 95.39 125.69 170.67

3

22-23 1 12.50 12.5 1.63 2.12 3.75 0.00 0.00 0.00 3.75 23-24 2 8.12 6.25 1.06 1.06 2.12 0.00 0.00 0.00 2.12 24-1 3 8.12 6.25 1.06 1.06 2.12 0.00 0.00 0.00 2.12 1_2 4 8.12 6.25 1.06 1.06 2.12 0.00 0.00 0.00 2.12 2_3 5 15.65 18.75 2.04 3.17 5.22 0.00 0.00 0.00 5.22 3_4 6 31.25 37.5 4.08 6.35 10.43 0.00 0.00 0.00 10.43 4_5 7 8.12 6.25 1.06 1.06 2.12 0.00 0.00 0.00 2.12 5_6 8 8.12 6.25 1.06 1.06 2.12 0.00 0.00 0.00 2.12 Toàn ca 3 100 100 13.05 16.92 29.98 0.00 0.00 0.00 29.98

II.4 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG TẬP TRUNG TỪ KHU CÔNG NGHIỆP

Nước thải sinh hoạt của công nhân trong các ca sản xuất được vận chuyển chung với nước tắm của công nhân Ta tính lưu lượng nước thải sinh hoạt trong các giờ và cộng với nước thải sản xuất tính toán ta sẽ được lưu lượng tập trung của khu công nghiệp để tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước thành phố

-Lưu lượng nước thải sinh hoạt tính theo các giờ:

qs1=

6 , 3 1000

(l/s)

N1, N2: Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội và phân xưởng nóng tính cho ca đông nhất

Kh1=3, hệ số không điều hoà của phân xưởng nguội

Kh2=2,5; hệ số không điều hoà của phân xưởng nóng

T: Thời gian làm việc của ca 8 giờ

+ Lưu lượng nước tắm giây lớn nhất:

Trong đó: N3, N4: Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội và phân xưởng nóng với ca đông nhất

So sánh qmaxsh; qmaxt lấy giá trị lớn nhất làm lưu lượng tập trung

* Khu công nghiệp I:

qmaxt > qmax sh vậy ta chọn qmaxt để tính toán

Vậy lưu lượng tập trung xả từ khu công nghiệp I là

q1TT = Q1sx + qmaxt = 25,393+25,42 = 50,815 (l/s)

* Khu công nghiệp II:

qmaxt > qmax sh vậy ta chọn qmaxt để tính toán

Vậy lưu lượng tập trung xả từ khu công nghiệp II là

q2TT = Q2sx + qmaxt = 37,031+28,94 = 65,972l/s

60 45 60

40 3 4

q t  

s l

6 , 3 8 1000

5 , 2 725 45 3 1693 25

s l

q t 25 , 42 /

60 45

580 60 846 40

s l

q sh 12 , 566 /

6 , 3 8 1000

5 , 2 673 45 3 3816 25

s l

q t 28 , 94 /

60 45

539 60 1145 40

II.5 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG RIÊNG

- Khi tính toán mạng lưới thoát nước, từng đoạn ống thoát nước phục vụ thoát nước cho một diện tích Fi xác định, đoạn ống càng về sau thoát nước cho một diện tích càng lớn, vì yêu cầu phục vụ của các đoạn ống khác nhau như vậy nên cần phải phải xác định lưu lượng riêng để việc tính toán mạng lưới chính xác hơn

- Ta có:

+ Lưu lượng nước thải công cộng (Bệnh viện, trường học) theo bảng II.2

Qcc = 472,8+1038,016 = 1510,816 m3/ngàyđ + Lưu lượng nước thải khu dân cư:

Qsh = 23697,76 m3/ngđ

5% Qsh = 5%.23697,76 = 1184,888 m3

Do Qcc > 5% Qsh nên tính toán lưu lượng nước riêng ta sử dụng công thức:

- Qngày

TB: Lưu lượng trung bình ngày nước thải của khu vực

- F: Diện tích khu vực thải nước

- Qcc: Lưu lượng nước thải thoát ra từ các nhà công cộng của khu vực

TB ngay

400 86

F Q Q

q

II CC TBII

SH

II

528 , 342 86400

) 2 , 118 2 ( 750 , 129 3 4 , 9306 1000

400

86 2

ha s l F

Q Q

q

I CC TBI

SH

I

528 , 493 86400

) 2 , 118 2 ( 75 , 129 5 36 , 14391 1000

400

86 1

II.6 LẬP BẢNG TỔNG HỢP LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI TOÀN

THÀNH PHỐ

II.6.1 Nước thải sinh hoạt khu dân cư

Căn cứ vào hệ số không điều hoà Kch = 1,4 ta xác định được lưu lượng nước thải phân bố theo các giờ trong ngày

II.6.2.Nước thải từ bệnh viện

Từ hệ số không điều hoà giờ Kh = 2,5 ta xác định được lưu lượng nước thải ra

từ bệnh viện theo các giờ trong ngày

II.6.3 Nước thải từ trường học

Từ hệ số không điều hoà Kh=1,8 ta xác định được lưu lượng nước thải ra từ trường học theo các giờ trong ngày

II.6.4 Nước thải từ khu công nghiệp

Toàn bộ nước thải khu công nghiệp được xử lý sơ bộ đạt tiêu chuẩn cho phép theo TCVN sau đó đổ vào mạng lưới thoát nước chung của Thị xã

a Nước thải sản xuất

Do nước thải sản xuất thải ra điều hoà theo các giờ trong ca Kh=1 nên ta xác định được sự phân bố nước thải theo các giờ trong ngày

b Nước thải sinh hoạt của công nhân trong ca sản xuất của khu công nghiệp

Sự phân bố lưu lượng nước bẩn sinh hoạt của công nhân ở các phân xưởng nóng (với K=2,5) và phân xưởng nguội (với K=3) ra các giờ trong các ca sản xuất bằng % như sau:

c Nước tắm của công nhân theo các ca

Nước tắm của công nhân ca trước được đổ vào mạng lưới thoát nước vào giờ đầu của các ca tiếp sau đó

d Lập bảng tổng hợp lưu lượng nước thải toàn thành phố và có biểu đồ dao động của thành phố

Bảng II.7 Bảng tổng hợp lưu lượng nước thải theo từng giờ của thành phố TN

Max 5.85 1386.32 10.40 49.17 15.20 157.78 88.88 26.07 68.67 133.31 45.24 78.11 2033.55 6.35 Tổng 100 23697.76 100 472.800 100 1038.016 1422.00 149.97 137.34 2133.00 251.36 156.22 29458.47 100

%Q ngđ

Hỡnh 2.18. Biểu đồ dao động nớc thải ngày đêm của thành phố TN

II.7 LỰA CHỌN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ VẠCH TUYẾN

MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT

II.7.1 Lựa chọn hệ thống thoát nước

Do hiện trạng thành phố TN hiện nay chưa có bất kỳ một hệ thống thoát nước nào, do vậy vấn đề đặt ra là phải thiết kế một hệ thống thoát nước mới cho toàn thành phố

Thành phố hiện nay đang tụ hợp những khu công nghiệp, các dự án xây dựng các khu công nghiệp chính vì vậy ta phải giải quyết vấn đề thoát nước cho các khu công nghiệp này

Xây dựng hệ thống thoát nước đảm bảo tốt việc vận chuyển nhanh chóng nước thải ra khỏi Thành phố Đồng thời phải xây dựng trạm xử lý nước thải

để xử lý nước thải tới mức độ cần thiết trước khi xả ra nguồn

*Cơ sở và phương hướng lựa chọn hệ thống thoát nước

-Thành phố A có địa hình dốc về phía Nam Nơi có sông chạy qua đồng thời quanh thành phố cũng có một hồ cạnh sông ,điều này thuận lợi cho việc điều hoà nước mưa của toàn thành phố Lượng mưa lớn nhất của thành phố là vào tháng 9 với lượng mưa trung bình là 330,3 mm/tháng Vào mùa mưa lượng mưa của thành phố là rất lớn nhưng ở mùa khô thì cường độ mưa thì lại nhỏ

Để tìm một hệ thống thoát nước hợp lý cho toàn thành phố ta hãy xét ưu và nhược điểm chính của các hệ thống thoát nước:

a:Ưu điểm:

1 Hệ thống thoát nước chung

Đảm bảo tốt nhất về phương diện vệ sinh, vì toàn bộ phần nước bẩn (nếu không xây dựng giếng tràn tách nước) đều được xử lý trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

Đạt giá trị kinh tế đối với mạng lưới thoát nước các khu nhà cao tầng Vì khi

đó tổng chiều dài của mạng lưới tiểu khu và đường phố giảm được 3040%

so với hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn, chi phí quản lý mạng lưới giảm

1520%

2 Hệ thống thoát nước riêng

So với hệ thống thoát nước chung thì có lợi hơn về mặt xây dựng và quản lý Giảm được vốn đầu tư và xây dựng đợt đầu

Chế độ làm việc của hệ thống ổn định

Công tác quản lý duy trì hiệu quả

3 Hệ thống thoát nước nửa riêng

Theo quan điểm vệ sinh tốt hơn hệ thống riêng, vì trong thời gian mưa các chất bẩn không xả trực tiếp vào nguồn

b:Nhược điểm

1 Hệ thống thoát nước chung

Đối với những khu vực xây dựng nhà thấp tầng ,hệ thống chung có nhiều khuyết điểm Chế độ thuỷ lực làm việc của hệ thống không ổn định Mùa mưa nước chảy đầy cống, có thể gây ngập lụt, nhưng mùa khô khi chỉ có nước thải sinh hoạt và sản xuất (lưu lượng nhỏ hơn nhiều lần so với nước mưa) thì độ đầy và độ dốc dòng chảy nhỏ không đảm bảo điều kiện kỹ thuật, gây lên lắng đọng cặn, làm giảm khả năng chuyển tải nên phải tăng số lần nạo vét, thau rửa cống Ngoài ra do nước thải chạy tới trạm bơm, trạm xử lý không điều hoà về lưu lượng và chất lượng, nên công tác điều phối trạm bơm và trạm xử lý chở lên phức tạp, khó đạt hiệu quả mong muốn

Vốn đầu tư xây dựng ban đầu cao (không có sự ưu tiên trong đầu tư xây dựng) vì chỉ có một hệ thống thoát nước duy nhất

2 Hệ thống thoát nước riêng

Xét về phương diện (lý thuyết) vệ sinh kém hơn so với những hệ thống khác

Vì phần chất bẩn trong nước mưa không được xử lý mà xả trực tiếp vào nguồn tiếp nhận, nhất là giai đoạn đầu của mùa mưa hoặc thời gian đầu của các trận mưa lớn, khi công suất của nguồn tăng lên không đáng kể, điều kiện pha loãng kém, dễ làm cho nguồn bị quá tải bởi chất bẩn

3 Hệ thống thoát nước nửa riêng

Vốn đầu tư xây dựng ban đầu cao, vì phải xây dựng song song hai hệ thống mạng lưới đồng thời

Những chỗ giao nhau của hai mạng lưới phải xây dựng giếng tách nước mưa, thường không đạt hiệu quả mong muốn về vệ sinh

Do đó nếu dùng hệ thống thoát nước chung thì đường kính ống phải rất lớn, đồng thời quy mô trạm xử lý cũng lớn hơn rất nhiều

Với những đặc điểm trên ta chọn hệ thống thoát nước riêng, gồm 2 hệ thống thoát nước riêng biệt:

+Hệ thống thoát nước bẩn: thu toàn bộ nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất đến trạm xử lý nước thải;

+Hệ thống thoát nước mưa: thu toàn bộ nước mưa đổ xuống sông.;

Trên hệ thống xây dựng các hố tách cát, song chắn rác để hạn chế chất bẩn thải xuống sông

II.7.2 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước bẩn

a Nguyên tắc

- Vạch tuyến mạng lưới thoát nước bẩn là một khâu vô cùng quan trọng trong công tác thiết kế mạng thoát nước Nó ảnh hưởng lớn đến khả năng thoát nước, hiệu quả kinh tế hay giá thành của mạng lưới thoát nước

- Việc vạch tuyến mạng lưới cần dựa trên nguyên tắc:

+ Triệt để lợi dụng địa hình để xây dựng hệ thống thoát nước, đảm bảo thu nước thải nhanh nhất, tránh đào đắp nhiều, tránh đặt nhiều trạm bơm

+ Vạch tuyến cống phải hợp lý để sao cho tổng chiều dài cống là nhỏ nhất tránh trường hợp nước chảy ngược và chảy vòng quanh

+ Đặt đường ống thoát nước phải phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn Tuân theo các qui định về khoảng cách với các đường ống kỹ thuật và các công trình ngầm khác

+ Hạn chế đặt đường ống thoát nước qua các sông, hồ, đường sắt, đê đập

+ Trạm làm sạch phải đặt ở vị trí thấp hơn so với địa hình nhưng không quá thấp để tránh ngập lụt Đảm bảo khoảng cách vệ sinh đối với khu dân cư và các xí nghiệp công nghiệp

Dựa vào nguyên tắc trên mà ta đưa ra phương án vạch tuyến như sau:

Ta xây dựng 1 trạm xử lý

-Trạm xử lý: Đặt ở phía cuối sông thu toàn bộ nước của khu vực I và khu vực II Tuyến cống chính đặt men theo đường bờ sông rồi đổ vào trạm xử lý, các tuyến cống nhánh đặt theo các trục đường của Thành phố

Nước thải sau khi làm sạch ở trạm xử lý được đổ xuống sông tự nhiên, tiếp tục được xử lý bậc 3 rồi chảy ra mạng lưới tưới tiêu phục vụ cho sản suất nông nghiệp qua kênh dẫn

II.8 TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

II.8.1 Tính toán diện tích tiểu khu

- Việc tính toán diện tích tiểu khu dựa trên các số liệu đo đạc trực tiếp trên bản đồ quy hoạch

- Việc phân chia các ô thoát nước dựa vào sơ đồ mạng lưới

- Việc tính toán cụ thể được thực hiện theo bảng II.9

Diện tích nhà ở trong tiểu khu phố (Khu vực I)

Diện tích nhà ở trong tiểu khu phố (Khu vực II)

II.8.2 Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống

Lưu lượng tính toán của đoạn cống được coi là lưu lượng chảy suốt từ đầu tới cuối đoạn ống và được tính theo công thức:

qntt = (qndd + qnnhb + qnvc) x Kch + qttr

Trong đó:

qntt: Lưu lượng tính toán của đoạn cống thứ n

qndd: Lưu lượng dọc đường của đoạn cống thứ n

qndd = Fi xqr

Fi: Tổng diện tích tất cả các tiểu khu đổ nước thải vào dọc theo đoạn cống đang xét

Fi: Tổng diện tích tất cả các tiểu khu đổ nước thải vào đoạn cống đang xét

qnvc: Lưu lượng vận chuyển qua đoạn cống thứ n, là lưu lượng tính toán của đoạn cống thứ (n - 1)

qtt n-1

=(qdd n-1

+qnhb n-1

+qvc n-1

) x Kch+qttr

Kch:Hệ số không điều hoà

qttr:Lưu lượng tính toán của các công trình công cộng, nhà máy, xí nghiệp đổ vào đầu đoạn cống tính toán

Các bảng tính toán lưu lượng cho từng đoạn ống ở các phương án thoát

nước:

BẢNG II.8: BẢNG XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TUYẾN CỐNG CHÍNH 1-13-TB

n

Lưu lượng trung bình từ các tiểu

khu l/s Hệ số Lưu lượng tính toán

Cạnh sườn (ha)

Lưu lượng (l\s ha)

Dọc ường (l/s)

đ-Cạnh sườn (l/s)

Chuyển qua (l/s)

Tổng cộng (l/s)

Kch

Lưu lượng tiểu khu

5-6 16a,15

c

10c,13b,2b,2a,6a,9a,9

d,12b 8.460 22.630 0.293 2.481 6.637 10.095 19.214 2.360 45.336 0.000 3.420 48.756

1b

3.170 90.880 0.293 0.930 26.655 39.666 67.251 1.731 116.411 11.529 70.453 198.393

10-11 44d

44a,43c,43a,18c,38,3 3,28,23,21,14c,39a,3 4a,11c,5c,29a,24a,4c,

4.62 149.89 0.317 1.463 47.470 103.120 152.054 1.496 227.456 27.747 81.982 337.185

29b,24d,24c,24b,22c, 22b,41a,36a,31a,26a,

22d

12-13 46d

45c,46a,45b,41d,41c, 42a,36d,41b,37a,36c, 31d,36b,32a,31c,26d, 31b,27a,26c,26b

3.62 76.72 0.317 1.146 24.297 152.054 177.497 1.445 256.484 8.109 109.729 374.322

13-TB 0

46c,46b,42d,42c,42b, 37d,37c,37b,32d,32c, 32b,27d,27c,27b

0 46.56 0.317 0.000 14.746 177.497 192.243 1.416 272.122 69.392 117.838 459.352

Bảng II.9: Bảng xác định lưu lượng tuyến cống kiểm tra A - 9

TT TT tiểu khu Diện tích Môdun Lưu lượng trung bình Hệ số Lưu lượng tính toán

Cạnh sườn

Lưu lượng (l\s ha)

Dọc đường

Cạnh sườn

Chuyển qua

Tổng cộng Kch

Lưu lượng tiểu khu

Tập trung

Qtt (l/s) cục

bộ chuyển qua

B-C 1a 0 1.22 0.00 0.293 0.357 0.00 0.334 0.691 3.000 2.074 0.00 0.000 2.074 C-D 4a 4b,1d 2.82 4.32 0.293 0.826 1.27 0.691 2.784 3.000 8.351 0.00 0.000 8.351

D-E 3c,5a 4d,5b 6.72 4.66 0.293 1.969 1.37 2.784 6.118 2.944 18.012 0.00 0.000 18.012

E-F 7c,8a 3d,7b 4.60 6.76 0.293 1.348 1.98 6.118 9.446 2.778 26.239 0.00 0.000 26.239 F-G 11a,13c 8c,11b,5d,8b 10.70 11.09 0.293 3.135 3.25 9.446 15.831 2.472 39.139 0.00 0.000 39.139 G-H 14a,17c 11d,14b 8.44 9.89 0.293 2.473 2.90 15.831 21.201 2.293 48.621 3.42 0.000 52.041 H-9 18a,20c 14d,18b 9.97 8.55 0.293 2.921 2.51 21.201 26.628 2.112 56.249 0.00 3.420 59.669

BẢNG II.10: BẢNG XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TUYẾN CỐNG KIỂM TRA A1 - 10

TT TT tiểu khu Diện tích Môdun Lưu lượng trung bình Hệ số Lưu lượng tính toán

Cạnh sườn

Lưu lượng (l\s ha)

Dọc đường

Cạnh sườn

Chuyển qua

Tổng cộng Kch

Lưu lượng tiểu khu

Tập trung

Qtt (l/s) cục bộ chuyển

qua

A1-B1 21b 0.000 1.680 0.000 0.317 0.533 0.000 0.000 0.533 3.000 1.598 0.000 0.000 1.598 B1-C1 21a,1c 0.000 1.690 0.000 0.317 0.536 0.000 0.533 1.068 3.000 3.205 0.000 0.000 3.205 C1-D1 23a,4c 0.000 7.190 0.000 0.317 2.279 0.000 1.068 3.348 3.000 10.043 0.000 0.000 10.043 D1-E1 28a,5c 0.000 6.350 0.000 0.317 2.013 0.000 3.348 5.360 2.982 15.985 0.000 0.000 15.985 E1-F1 33a,11c 0.000 9.500 0.000 0.317 3.012 0.000 5.360 8.372 2.831 23.704 0.000 0.000 23.704 F1-G1 38a,14c 0.000 5.450 0.000 0.317 1.728 0.000 8.372 10.100 2.745 27.724 0.000 0.000 27.724

G1-10 43a,18c

22a,21c,21d,23b,24a,2 3c,23d,28b,29a,28c,28 d,33b,34a,33c,33d,38b,

39a,38c

6.300 63.000 0.317 1.997 19.971 10.100 32.068 1.979 63.472 0.000 0.000 63.472

BẢNG II.11: BẢNG XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TUYẾN CỐNG KIỂM TRA A2 - 11

TT TT tiểu khu Diện tích Môdun Lưu lượng trung bình Hệ số Lưu lượng tính toán

Cạnh sườn

Lưu lượng (l\s ha)

Dọc đường

Cạnh sườn

Chuyển qua

Tổng cộng Kch

Lưu lượng tiểu khu

Tập trung

Qtt (l/s) cục

bộ

chuyển qua

H2-11 44c,45a

25b,25c,26a,25d,30 b,30c,31a,30d,35b,3 5c,36a,35d,40b,40c,

41a

9.790 58.560 0.317 3.103 18.564 25.956 47.623 1.824 86.853 3.420 16.218 106.491

BẢNG II.12: BẢNG XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TUYẾN CỐNG KIỂM TRA A3 - 12

TT TT tiểu khu Diện tích Môdun Lưu lượng trung bình Hệ số Lưu lượng tính toán

Cạnh sườn

Lưu lượng (l\s ha)

Dọc đường

Cạnh sườn

Chuyển qua

Tổng cộng Kch

Lưu lượng tiểu khu

Tập trung

Qtt (l/s) cục

bộ

chuyển qua

A3-B3 26b 0.000 4.380 0.000 0.317 1.388 0.000 0.000 1.388 3.000 4.165 0.000 0.000 4.165 B3-C3 26c,27a 0.000 8.180 0.000 0.317 2.593 0.000 1.388 3.982 3.000 11.945 0.000 0.000 11.945 C3-D3 31c,32a 26d,31b 6.580 8.290 0.317 2.086 2.628 3.982 8.695 2.815 24.479 8.109 0.000 32.588 D3-E3 36c,37a 31d,36b 7.410 7.830 0.317 2.349 2.482 8.695 13.526 2.574 34.813 0.000 8.109 42.922 E3-F3 41c,42a 36d,41b 7.480 8.260 0.317 2.371 2.618 13.526 18.516 2.383 44.120 8.109 8.109 60.338 F3-12 45c,46a 41d,45b 9.040 9.270 0.317 2.866 2.939 18.516 24.320 2.189 53.245 0.000 16.218 69.463

BẢNG II.13: BẢNG XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TUYẾN CỐNG KIỂM TRA A4 - 13

TT TT tiểu khu Diện tích Môdun Lưu lượng trung bình Hệ số Lưu lượng tính toán

Cạnh sườn

Lưu lượng (l\s ha)

Dọc đường

Cạnh sườn

Chuyển qua

Tổng cộng Kch

Lưu lượng tiểu khu

Tập trung

Qtt (l/s) cục

bộ chuyển qua

A4-B4 27b 0.000 3.540 0.000 0.317 1.122 0.000 0.000 1.122 3.000 3.367 0.000 0.000 3.367 B4-C4 27c 0.000 3.480 0.000 0.317 1.103 0.000 1.122 2.225 3.000 6.676 0.000 0.000 6.676 C4-D4 32c 27d,32b 2.960 6.370 0.317 0.938 2.019 2.225 5.183 2.991 15.501 0.000 0.000 15.501 D4-E4 37c 32d,37b 3.330 6.190 0.317 1.056 1.962 5.183 8.201 2.840 23.290 3.420 0.000 26.710 E4-F4 42c 37d,42b 3.220 6.470 0.317 1.021 2.051 8.201 11.273 2.686 30.282 0.000 3.420 33.702 F4-13 46c 42d,46b 3.880 7.120 0.317 1.230 2.257 11.273 14.760 2.512 37.076 0.000 3.420 40.496

c Phương án vạch tuyến I

Ta bố trí tuyến ống chính 1 đến trạm xử lý II (Xem bản vẽ) các tuyến cống phụ đặt theo đường xương cá

d: Phương án vạch tuyến II

Ta chỉ bố trí một tuyến ống chính là tuyến 1 đến trạm xử lý II tuyến kiểm tra

sẽ là tuyến A đến điểm 2 Do tuyến chính ngắn diện tích khu vực dân cư đi

qua lại nhỏ vì vậy ta giữ nguyên các tuyến ống đã vạch như phương án I

II.9 Tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước sinh hoạt

II.9.1 Tính toán độ sâu đặt cống đầu tiên

Căn cứ vào các bảng tính toán cho từng đoạn ống ở trên ta tiến hành tính toán thuỷ lực cho từng đoạn ống để xác định được: đường kính ống (D), độ dốc thuỷ lực (i), vận tốc dòng chảy (v) Sao cho phù hợp với các yêu cầu về đường kính nhỏ nhất, độ đầy tính toán, tốc độ chảy tính toán, độ dốc đường cống, độ sâu chôn cống được đặt ra trong qui phạm

+ Việc tính toán thuỷ lực dựa vào phần mềm Hwase của tác giả Nguyễn Hữu Hòa - Trường Đại Học Xây Dựng

+ Độ sâu đặt cống nhỏ nhất của tuyến cống được tính theo công thức:

H = h + iL+ Z2 - Z1 + d (m) Trong đó:

h: Độ sâu đặt cống đầu tiên của cống trong sân nhà hay trong tiểu khu, lấy h = 0,4(m)

i: Độ dốc của cống thoát nước tiểu khu hay sân nhà 0

/00

Z2: Cốt mặt đất đầu tiên của giếng thăm trong nhà hay trong nhà hay tiểu khu

Z1: Cốt mặt đất tương ứng với giếng thăm đầu tiên của mạng lưới thoát nước thành phố

d: Độ chênh cao trình giữa cốt đáy cống thoát nước sân nhà hay tiểu khu và đáy cống của mạng lưới thoát nước thành phố, sơ bộ lấy 