Thiết kế hệ thống thoát và xử lý nước thải cho thành phố HY 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 ngƣới 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 xử lý nước thải thành phố HY” Trong trình thực đồ án em đƣợc giúp đỡ tận tình thầy giáo hƣớng dẫn Th.S: Phạm Duy Đông Em xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn tới thầy giáo giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Với trình độ, kinh nghiệm thời gian cịn nhiều hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc bảo, góp ý thầy cô giáo bạn Hà nội, ngày tháng 06 năm 2012 Sinh viên Trần Văn Chƣơng Chƣơng TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN,HIỆN TRẠNG KINH TẾ-XÃ HỘI VÀ CƠ SỞ HẠ TẦNG 1.1.Đặc điểm trạng khu đất dự án 1.2.Khí hậu khu vực Thành phố HY nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Đơng Bắc Bộ Một năm có bốn mùa rõ rệt Mùa đơng lạnh, mùa hè nóng ẩm, mùa xn mùa thu khí hậu ơn hịa Nhiệt độ trung bình 22 - 230C, độ ẩm dao động lớn, từ 80 - 90% 1.2.1:Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình năm tỉnh HY 23,2 0C phân bố không đồng địa bàn tỉnh - Mùa hè nhiệt độ trung bình nhiều năm 27,30C - Mùa đơng nhiệt độ trung bình nhiều năm 19,10C - Tổng nhiệt độ trung bình năm 8.400 - 8.500 0C - Tổng nhiệt độ trung bình mùa nóng 4.800 - 5.0000C - Tổng nhiệt độ trung bình mùa lạnh 3.300 - 3.5000C 1.2.2:Chế độ mƣa - Tổng lƣợng mƣa trung bình năm HY dao động khoảng 1.5mm - 1.6mm - Lƣợng mƣa tháng mùa mƣa trung bình từ 1.200 mm đến 1.300 mm, 80 - 85% tổng lƣợng mƣa năm Thành phố HY - Mùa khơ lƣợng mƣa trung bình từ 200 - 300 mm chiếm khoảng 15 20% tổng lƣợng mƣa năm - Số ngày mƣa năm trung bình khoảng 140 - 150 ngày, số ngày mƣa nhỏ, mƣa phùn chiếm khoảng 60 - 65 ngày - Ngoài HY xuất mƣa giông, trận mƣa lớn đột xuất kèm theo gió lớn giơng sét Mƣa giông xuất từ tháng đến tháng 11 tập trung chủ yếu từ tháng đến tháng 1.3.Cấu tạo địa chất cơng trình - Địa chất thuỷ văn 1.3.1: Địa chất cơng trình - Lớp mặt : Đất trồng trọt từ m đến 2,5 m - Lớp thứ hai : Đất cát từ 2,5 m đến 3,5 m - Lớp thứ ba : Cát thô từ 3,5 m đến 4,5 m - Lớp thứ tƣ : Sét 4,5 m đến 6,5 m - Lớp thứ năm : Cát 6,5m đến 10 m 1.3.2: Địa chất thuỷ văn - Mực nƣớc ngầm dọc theo tuyến cống chính: - Về mùa khơ sâu dƣới mặt đất: 6,2 m - Về mùa mƣa sâu dƣới mặt đất: m - Nguồn nƣớc thành phố: Đặc điểm Sông Thuộc loại nguồn A2 Mức nƣớc cao (m) Mức nƣớc thấp (m) 1.4.Hiện trạng kinh tế xã hội 1.4.1.Dân cƣ Mật độ dân số Tiêu chuẩn thải nƣớc (ngƣời/ha) ( l/ng.ngđ) I 210 160 II 185 170 Khu vực 1.4.2 Đất đai Nằm trung tâm đồng Bắc Bộ, địa hình thành phố HY tƣơng đối phẳng, khơng có núi đồi Địa hình thấp dần từ bắc xuống nam, từ tây sang đông Độ cao đất đai không đồng mà hình thành dải, khu, vùng cao thấp xen kẽ nhƣ sóng Đất đai thành phố đƣợc hình thành phù sa sơng H bồi đắp Thành phần giới đất, từ đất thịt nhẹ đến đất thịt pha nhiễm chua Cụ thể chia làm ba loại: - Loại đất phù sa sông H đƣợc bồi: Màu nâu thẫm,đất trung tính, đất chua,đây loại đất tốt - Loại đất phù sa sông H khơng đƣợc bồi lắng: Loại có tầng phù sa dày, thành phần giới từ đất thịt trung bình đến đất thịt nặng, đất trung tính, đất chua - Loại đất phù sa sơng Hồng có tầng loang lổ, không đƣợc bồi lắng: Đất màu nâu nhạt, tầng phù sa mỏng, thành phần giới từ trung bình đến nặng, bị sét hóa mạnh, chất hữu phân hủy chậm, thƣờng bị chua 1.4.3 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 1.4.4 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 thoát nƣớc riêng.Hệ thống thoát nƣớc bẩn khu vực chƣa có ,một số nhà máy có hệ thống thoát nƣớc cục xả hồ ao gần 1.4.5.Kinh tế Vì có điều kiện địa lý thuận lợi có quốc lộ số chạy qua, nối Hà Nội Hải Phòng, nằm khu vực trọng điểm tam giác kinh tế Bắc nên thành phố HY có nhiều ƣu để phát triển kinh tế công nghiệp dịch vụ Năm 2009, khủng hoảng kinh tế giới nhƣng GDP HY tăng 7,01% Chƣơng TÍNH TỐN MẠNG LƢỚI THỐT NƢỚC 2.1 Các số liệu 2.1.1 Bản đồ qui hoạch phát triển thành phố HY đến năm 2030 Xem vẽ số 1và 2.1.2 Mật độ dân số + Khu vực I : Mật độ dân số n = 210 ngƣời/ha + Khu vực II: Mật độ dân số n = 185 ngƣời/ha 2.1.3 Tiêu chuẩn thải nƣớc + Khu vực I : Tiêu chuẩn thải nƣớc q0 = 160 l/ngƣời ngđ + Khu vực II: Tiêu chuẩn thải nƣớc q0 = 170 l/ngƣời ngđ 2.1.4 Nƣớc thải khu công nghiệp + Tổng số công nhân hai nhà máy chiếm 11% tổng dân số Thành phố + Lƣu lƣợng nƣớc thải sản xuất chiếm 14% lƣu lƣợng nƣớc thải khu dân cƣ 2.1.5 Nƣớc thải cơng trình cơng cộng Trong phạm vi đồ án xét tới lƣu lƣợng nƣớc thải bệnh viện trƣờng học 2.1.5.1 Bệnh viện: + Tổng số bệnh nhân chiếm 1% dân số toàn thành phố + Tiêu chuẩn thải nƣớc + Hệ số không điều hoà +Số thải nƣớc : 300 l/ngƣời - ngđ : Kh = 2.5 : 24 h/ngày 2.1.5.2 Trƣờng học +Tổng số học sinh chiếm 22% dân số thành phố + Tiêu chuẩn thải nƣớc : 20 l/ngƣời - ngđ + Hệ số khơng điều hồ : Kh = 1.8 +Số thải nƣớc : 12 h/ngày Diện tích Mật độ Tiêu chuẩn thải F (ha) (người/ha) nƣớc (l/ng.ngđ) I 423,16 210 160 II 426,63 185 170 Khu vực 2.2 Lƣu lƣợng nƣớc thải từ khu nhà ở: 2.2.1 Xác định dân số tính tóan theo cơng thức: N = ∑bFiNi Trong đó: - b : Tỷ số diện tích nhà diện tích tồn Thành phố, lấy: + Khu vực I : b1=0,85 + Khu vực II: b2=0,9 - Fi: Diện tích khu vực tính tóan, theo số liệu đo đƣợc thì: + Diện tích khu vực I FI =423,16 (ha) + Diện tích khu vực II FII =426,63 (ha) - Ni: mật độ dân số khu vực tính tốn Từ cơng thức ta có dân số tính tốn khu vực là: + Khu vực I: N1= 0,85.423,16.210 = 75534 (người) + Khu vực II: N2= 0,9 426,63.185 = 71034 (người) Vậy tổng dân số Thành phố là: N = N1 + N2 =146568 (người) 2.2.2.Xác định lƣu lƣợng trung bình ngày: Theo cơng thức: i N Qtbngày = q1000 = (m3/ngđ) Trong đó: - qi0 tiêu chuẩn thải nƣớc khu vực dân cƣ I - Khu vực I : Qtb-ngày1= q10 N1 75534.160 =  12085,44 (m /ngđ) 1000 1000 N 71034.170 - Khu vực II: Q tb-ngày2= q1000 =  12075,78 (m /ngđ) 1000 Vậy, tổng lƣu lƣợng nƣớc thải sinh hoạt thải Thành phố ngày đêm là: Qsh-tp = Qtb-ngày1 + Qtb-ngày2 = 24161,22 (m3/ngđ) 2.2.3.Xác định lƣu lƣợng trung bình giây: qitb = Q Theo cơng thức: tb ngµy 24.3,6 - Khu vực I: qtb-s1 = Q tb - 1ngµy 24.3,6 (l/s) = 12085,44 =139,88 (l/s)  k1ch = 1,6 24.3,6 tb - - Khu vực II: qtb-s2 = Q ngµy = 12075,78 =139,77 (l/s)  k2ch =1,6 24.3,6 24  3,6 - Lƣu lƣợng trung bình giây tồn Thành phố là: qtb-TPs = qtb-s1 + qtb-s2 = 139,88 +139,77 = 279,65 (l/s) Từ lƣu lƣợng trung bình giây, để có lƣu lƣợng tính tốn cho tồn Thành phố ta phải tìm hệ số khơng điều hịa kch Nội suy theo bảng “Trị số kch phụ thuộc qtbs”, ta có: kch = 1,35 Lƣu lƣợng tính tốn lƣu lƣợng giây max: q10max = qtb-s1 k1ch = 139,88.1,6 = 223,808 (l/s) q20max = qtb-s2 k2ch = 139,77.1,6 = 223,632 (l/s) Lƣu lƣợng trung bình lớn tồn Thành phố là: qmax = qtb-TPs.kch = 279,65.1,35= 377,528 (l/s) Kết qủa tính tốn đƣợc cho theo bảng sau: Bảng 1: Lưu lượng nước thải tính tốn khu dân cư Diện Số dân Mật độ tích (người) (người/ha) (ha) I 423,16 75534 210 II 426,63 71034 185 Tổng 849,79 146568 - T/c thoát nƣớc: q0 (l/ng.ngđ) 160 170 - Khu vực Q (m /ng.đ) q (l/s) kch qmax (l/s) 12085,44 139,88 1,6 223,808 12075,78 139,77 1,6 223,632 24161,22 279,65 1,35 377,528 2.3 Xác định lƣu lƣợng tập trung có tiêu chuẩn thải nƣớc 2.3.1 Bệnh viện Số bệnh nhân %N N bn = 1 N = 146568 =1465,68(người) 100 100 Lấy số bệnh nhân 1466 ngƣời, ta thiết kế bệnh viện mà bệnh viện có: B =367 (giƣờng) : qbv0 =300 (l/ng.ngđ) - Tiêu chuẩn thải nƣớc Hệ số khơng điều hịa : kh = 2,5 - Bệnh viện làm việc 24/24 ngày Do ta tính đƣợc số liệu bệnh viện nhƣ sau: - Lƣu lƣợng thải trung bình ngày là: B.q bv 367.300 Qtbngày = 1000 = =126 (m3/ngày) 1000 - Lƣu lƣợng thải trung bình là: ngµy Qtbgiờ= Q 24 = tb 126 =5,25 (m3/h) 24 - Lƣu lƣợng Max là: Qhmax= kh Qtbgiờ = 2,5.5,25 = 13,125 (m3/h) - Lƣu lƣợng Max giây là: h qsmax = Q max = 13,125 = 3,646 (l/s) 3,6 3,6 2.3.2 Trƣờng học: - Số học sinh lấy theo quy phạm 22%N H= 22 22 N = 146568=36914 (người) 100 100 Thiết kế trƣờng học, trƣờng có 4614 học sinh (nghĩa h =4614 người) - Tiêu chuẩn thải nƣớc: qth0 = 20 (l/ng.ngđ) - Hệ số khơng điều hịa kh = 1,8 - Trƣờng học làm việc 12 ngày Do ta tính đƣợc số liệu trƣờng học nhƣ sau: - Lƣu lƣợng thải trung bình ngày là: h  q th o 4614  30 Q ngày = = = 138,42 (m3/ngày) 1000 1000 tb - Lƣu lƣợng thải trung bình là: Qtbgiờ = Q tb ng = 138,42 = 17,303 (m3/h) - Lƣu lƣợng Max là: Qhmax=kh Qtbgiờ = 17,303.1,8 = 31,145 (m3/h) - Lƣu lƣợng Max giây là: h qsmax = Q max = 31,145 = 8,651 (l/s) 3,6 3,6 Quy mô công trình cơng cộng đƣợc lấy nhƣ sau: - Bệnh viện - Trƣờng học Ta có bảng tổng hợp nƣớc thải tập trung từ cơng trình cơng cộng nhƣ sau: Bảng 2: Lưu lượng tập trung từ cơng trình cơng cộng Nơi thải nƣớc Số ngƣời Lƣu lƣợng Giờ làm q k việc Q tb ng Q tb h Q max h Q max s (m3/ngđ) (m3/h) (m3/h) (l/s) Bệnh viện 420 24 300 2,5 126 5,25 13,125 3,646 Bệnh viện 1678 24 300 2,5 504 21 52,5 14,584 Trƣờng học 4614 30 1,8 138,42 17,303 31,145 8,651 trƣờng học 36914 30 1,8 1107,36 138,424 249,16 69,208 2.3.3.Lƣu lƣợng nƣớc thải từ nhà máy xí nghiệp: 2.3.3.1 Tổng lƣợng nƣớc thải sản xuất: Lƣu lƣợng nƣớc thải sản xuất chiếm 14% lƣu lƣợng nƣớc thải khu dân cƣ đƣợc xác định theo công thức: Qsx = 24161,22 14  3382,571 (m /ng.đ) 100 Trong tính tốn lấy trịn: QCN = 3383(m3/ng.đ) Trong đó: - Khu cơng nghiệp I: Chiếm 50%.QCN QICN = 50%.QCN = 50%.3383 = 1691,5 (m3/ng.đ) -Khu công nghiệp II: Chiếm 50% QCN QIICN = 50%.QCN = 50%.3383 = 1691,5 (m3/ng.đ) +Nhà máy I : Nhà máy làm việc ca, ca Lƣu lƣợng ngày Qngày = 1691,5 (m3/ng.đ), phân phối theo ca nhƣ sau: Ca I: 30% tức 507.45 (m3/ca) Ca II: 30% tức 507,45(m3/ca) 40% tức 676,6(m3/ca) Ca III Hệ số khơng điều hồ ca kh =1, nhƣ lƣu lƣợng đƣợc xác định nhƣ sau Ca I: QIgiờ = 507,45 =63,431 (m3/h) Ca II: QIIgiờ = 507,45 = 63,431 (m3/h) Ca III: QIIgiờ = 676,60 = 84,575 (m3/h) Do đó, lƣu lƣợng giây lớn là: qsmax-XNI = Q max h 3,6 = 84,575 = 23,493 (l/s) 3,6 Theo biểu đồ tích lũy nƣớc thải ta có: Wb =0,205%Qngd= 0,205 % x 30000 = 61,5 m3 + Kiểm tra điều kiện làm việc bể ta có: 50% Q hmax = 0,5 x 1805,437 = 902,72 m3 b 5Qmax   60  278,6  83,6m 1000 Vậy ta chọn dung tích bể thu: Wb = 84 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 = 11m - Kiểm tra lại thể tích ngăn thu: D    H 112  3,14  Wb    95(m ) 4 4 101 Wb = 95m3 > 84m3, đảm bảo yêu cầu Vậy đƣờng kính trạm bơm nƣớc thải là: D = 11m - Trong ngăn thu có đặt song chắn rác giới : Bs = 1,55 (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 = 4,94 m - Cốt mực nƣớc cống dẫn nƣớc vào ngăn thu : Zthu = -0,16 m - Cốt đáy ngăn thu : Zd= -0,16-2 = -2,16 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 = -0,16 - 0,6 = -0,76 m 5.3 Xác định áp lực công tác máy bơm -Cột áp toàn phần máy bơm đƣợc tính theo cơng thức Htp = Hđh + hh + hđ 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 5.3.1 Xác định Hđh: + Cao trình mực nƣớc cao trạm xử lý: Z = 8,85 m 102 + Cao trình mực nƣớc thấp ngăn thu lấy cốt đáy ngăn thu: Z = -2,16 m Hđh = 8,85 +2,16 = 11,01 m 5.3.2 Xác định hh: Với Q = 501,51 l/s Dùng ống với lƣu lƣợng ống là: (ống đẩy ống thép) Theo bảng - Bảng tính tốn thuỷ lực mạng lƣới MLTN” ta có số liệu sau: q Q 501,51   250,755(l / s) 2 D = 900mm V = 1,15 m/s hh = hdd + hcb = i  l    Tacó: 1000i = 1,23m 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 - thu  = 0,5  = 0,5 - cút - miệng hút Vậy ta có  hh   = 1,0  = 2,5 1,23  1,15  2,5   0,17 m 1000  9,8 5.3.3.Xác định hđ: Dùng ống với lƣu lƣợng ống là: (ống đẩy ống thép) 103 q Q 501,51   250,755l / s 2 Theo bảng 93 - Bảng tính tốn thuỷ lực mạng lƣới MLTN” ta có số liệu sau: D = 900mm ; V = 1,15m/s; hđ = hdd + hcb = i  l    Tacó: 1000i = 1,23 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 1,23  500 1,15  6,75  1,07 m 1000  9,81 Htp = 11,01 + 0,17 + 1,07 = 12,25 m 5.4 Tính tốn ống đẩy có cố: Khi ống đẩy có cố đảm bảo đẫn nƣớc khơng dƣới 70% lƣu lƣợng tính tốn Lƣu lƣợng cần tải có cố: QSC = 70% QTR = 0,7 x 501,51= 351,057 l/s 104 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 ` n Q Q h  S0  n     S0  n     S0   Q  S  Q m 2 105 Khi hƣ hỏng đoạn tổn thất áp lực hệ thống là: QSC   n  3 2   S  Q SC  S     Q SC  S SC  Q SC    m   hSC  S  n  1   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 351,057    2,88  (ống) Q  Q SC 501,512  351,057 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: Qb = 278,6 (l/s) Hb = 12,25 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 vịng quay n = 1450 vịng/phút, cơng suất P = 78 KW, mã 2205 106 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 1,07   1,38  10 5 2 Q 278,6 + Hđh : chiều cao bơm nƣớc địa hình Hđh = 11.01 m Tổn thất áp lực đƣờng ống với lƣu lƣợng khác đƣợc thể bảng sau: Qống l/s 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 Hđh m 11.01 11.01 11.01 11.01 11.01 11.01 11.01 11.01 11.01 11.01 11.01 11.01 11.01 11.01 S 1,38.10-5 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 107 S.Q2 m 0.004 0.016 0.036 0.064 0.1 0.144 0.196 0.256 0.324 0.4 0.484 0.576 0.676 Hô = Hđh+S.Q2 m 11.01 11.014 11.026 11.046 11.074 11.11 11.154 11.206 11.266 11.334 11.41 11.494 11.586 11.686 280 11.01 0.00001 0.784 300 11.01 0.00001 0.9 320 11.01 0.00001 1.024 340 11.01 0.00001 1.156 360 11.01 0.00001 1.296 380 11.01 0.00001 1.444 400 11.01 0.00001 1.6 Ta xây dựng đƣờng đặc tính bơm đƣờng ống 11.794 11.91 12.034 12.166 12.306 12.454 12.61 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 = 557,2 (l/s) > 510,51(l/s); H = 12,61m > 12,25 m Do bơm chọn đảm bảo u cầu lƣu lƣợng cột áp 5.8 Tính tốn thiết bị trạm bơm 5.8.1.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 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 5.8.2 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 108 D = 1000 mm , i = 0,006 5.8.3 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 5.8.4 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 5.8.5 Ống thu nƣớc mƣa mái Dùng ống thu nƣớc D = 100 đặt bên nhà trạm để thu nƣớc mƣa từ mái thoát xuống 109 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 THỐT NƢỚC THÀNH PHỐ HY " bao gồm nội dung nhƣ sau:  Nghiên cứu trạng thành phố HY từ vạch phƣơng án thoát nƣớc sinh hoạt phƣơng án thoát nƣớc mƣa  Tính tốn thuỷ lực tuyến cống bao số tuyến ống kiểm tra,từ nhìn nhận đƣợc cách khái quát điều kiện thi cơng mạnh lƣới  Thiết kế hệ thống 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 ) Do lần đầu tiếp xúc với cơng 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 Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Sinh viên Trần Văn Chƣơng 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.GS.TSKH – Trần Hữu Uyển - Các bảng tính tốn thuỷ lực cống mƣơng thoát nƣớc,Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 2.GS.TS – Trần Hiếu Nhuệ - Bài giảng xử lý nƣớc thải - Thoát nƣớc xử lý nƣớc thải công nghiệp,Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1998 3.PGS.TS – Trần Đức Hạ - Kỹ thuật môi trƣờng, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 4.GS.TS – Hoàng Văn Huệ - Thoát nƣớc(Tập I II) Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2001 5.PGS.TS – Nguyễn Tuấn Anh -Tính tốn thuỷ lực cống mƣơng nƣớc,Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2004 6.ThS – Lê Dung - Máy bơm thiết bị thủy lực,Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội,2001 - Cơng trình thu nƣớc trạm bơm cấp thoát nƣớc,Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội,2001 - Sổ tay máy bơm,Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội,2001 QCVN 24-2009 - Tiêu chuẩn giới hạn nồng độ cho phép chất ô nhiểm dòng xả nƣớc thải trƣớc thải nguồn 8.TCVN 7959 - 2008 - Thoát nƣớc mạng lƣới bên ngồi cơng trình 111 MỤC LỤC Chƣơng TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN,HIỆN TRẠNG KINH TẾ-XÃ HỘI VÀ CƠ SỞ HẠ TẦNG 1.1.Đặc điểm trạng khu đất dự án 1.2.Khí hậu khu vực 1.2.1:Nhiệt độ 1.2.2:Chế độ mƣa 1.3.Cấu tạo địa chất cơng trình - Địa chất thuỷ văn 1.3.1: Địa chất cơng trình 1.3.2: Địa chất thuỷ văn 1.4.Hiện trạng kinh tế xã hội 1.4.1.Dân cƣ 1.4.2 Đất đai 1.4.3 Hiện trạng cấp nƣớc 1.4.4 Hệ thống thoát nƣớc 1.4.5.Kinh tế Chƣơng TÍNH TOÁN MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC 2.1 Các số liệu 2.1.1 Bản đồ qui hoạch phát triển thành phố HY đến năm 2030 2.1.2 Mật độ dân số 2.1.3 Tiêu chuẩn thải nƣớc 2.1.4 Nƣớc thải khu cụng nghiệp 2.1.5 Nƣớc thải cơng trình cơng cộng 2.2 Lƣu lƣợng nƣớc thải từ khu nhà ở: 2.2.1 Xác định dân số tính tóan theo cơng thức: 2.2.2.Xác định lƣu lƣợng trung bình ngày: 2.2.3.Xác định lƣu lƣợng trung bình giây: 2.3 Xác định lƣu lƣợng tập trung có tiêu chuẩn thải nƣớc 112 2.3.1 Bệnh viện 2.3.2 Trƣờng học: 2.4 Lập bảng tổng hợp lƣu lƣợng nƣớc thải cho toàn thành phố 14 2.5 Vạch tuyến mạng lƣới thoát nƣớc 17 2.5.1.Nguyên tắc vạch tuyến mạng lƣới thoát nƣớc 17 2.5.2.Các phƣơng án vạch tuyến mạng lƣới thoát nƣớc 18 2.6 Xác định lƣu lƣợng tính tốn cho đoạn ống tính tốn 21 2.6.1.Xác định lƣu lƣợng riêng:…………………………………………… 22 2.6.2.Xác định lƣu lƣợng đoạn cống tuyến tính tốn:…………23 2.6.3 Tính tốn độ sâu đặt cống cho tuyến cống tính tốn 25 2.7.Khai toán kinh tế phần mạng lƣới thoát nƣớc sinh hoạt 29 2.7.1 Khai toán kinh tế phần đƣờng ống 29 2.7.2 Khai toán kinh tế phần giếng thăm 30 2.7.3 Khai toán kinh tế cho trạm bơm cục 30 2.7.4 Chi phí đào đắp đất xây dựng mạng 30 Chƣơng THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC MƢA 33 3.1 Lựa chọn hệ thống thoát nƣớc 33 3.2 Vạch tuyến mạng lƣới thoát nƣớc mƣa 33 3.2.1 Nguyên tắc 33 3.2.2 Phƣơng hƣớng thoát nƣớc mƣa thành phố HY 34 3.3 Xác định lƣu lƣợng mƣa tính tốn 34 3.3.1 Chọn chu kỳ mƣa 34 3.3.2 Cƣờng độ mƣa tính tốn 34 3.3.3 Xác định thời gian mƣa tính tốn 35 3.3.4 Xác định hệ số dòng chảy 36 3.3.5 Xác định hệ số mƣa không 37 3.3.6 Cơng thức tính tốn lƣu lƣợng nƣớc mƣa 37 3.4 Tính tốn thuỷ lực mạng lƣới thoát mƣa 37 Chƣơng THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI 39 113 4.1 Các số liệu 39 4.1.1 Lƣu lƣợng nƣớc thải 39 4.1.2.Nồng độ bẩn nƣớc thải khu công nghiệp 39 4.1.3 Số liệu địa chất thuỷ văn: Thuộc nguồn A2 40 4.2 Các tham số tính tốn cơng trình xử lý nƣớc thải 40 4.2.1 Lƣu luợng tính tốn đặc trƣng nƣớc thải 40 4.2.2 Xác định nồng độ bẩn nƣớc thải: 41 4.2.3 Dân số tính tốn 42 4.2.4 Mức độ cần thiết làm nƣớc thải 43 4.3 Chọn phƣơng án xử lý sơ đồ dây chuyền công nghệ 48 4.3.1 Chọn phƣơng pháp xử lý Dựa vào mức độ cần thiết làm nƣớc thải: 48 4.3.2 Chọn dây chuyền xử lý 49 4.4.Tính tốn dây chuyền cơng nghệ thủy lực phƣơng án I 52 4.4.1.Ngăn tiếp nhận nƣớc thải 52 4.4.2 Mƣơng dẫn nƣớc thải 53 4.4.3 Tính tốn song chắn rác 53 4.4.4.Tính toán Bể lắng cát 57 4.4.5 Tính tốn sân phơi cát 61 4.4.6 Tính tốn bể lắng li tâm đợt I 62 4.4.7 Tính tốn bể aeroten 65 4.4.8Tính tốn bể lắng li tâm đợt II 73 4.4.9 Thiết kế bể nén bùn 75 4.4.10.Tính tốn bể Mêtan 77 4.4.11.Xác định lƣợng khí đốt thu đƣợc trỡnh lờn men cặn 81 4.4.12 Tính tốn trạm khử trùng nƣớc thải (trạm clorato) 83 4.4.13.Tính tốn máng trộn - Máng trộn vách ngăn đục lỗ 86 4.4.14 Tính tốn bể tiếp xúc ly tâm 88 4.4.15 Thiết bị đo lƣu lƣợng 90 114 4.4.16 Sân phơi bùn 90 4.5.Mặt tổng thể………………………………………………….…….93 4.5.1Mặt tổng thể…………………………………………………… 93 4.5.2 Cao trình trạm xử lý ……………………………………………… 94 4.6.Khai toán kinh tế trạm xử lý phƣơng án II 96 4.6.1 Giá thành xây dựng cơng trình 96 4.6.2 Giá thành quản lý 96 CHƢƠNG V TRẠM BƠM NƢỚC THẢI 99 5.1 Xác định công suất trạm bơm 99 5.2 Xác định dung tích bể thu 100 5.3 Xác định áp lực công tác máy bơm 102 5.3.1 Xác định Hđh: 102 5.3.2 Xác định hh: 103 5.3.3.Xác định hđ: 103 5.4 Tính tốn ống đẩy có cố: 104 5.5.Cống xả cố 106 5.6 Chọn máy bơm: Sử dụng loại bơm trục đứng 106 5.7 - Xác định điểm làm việc bơm: 107 5.8 Tính tốn thiết bị trạm bơm 108 5.8.1.Ống thông 108 5.8.2 Cống xả cố 108 5.8.3 Song chắn rác 109 5.8.4 Ống thu nƣớc rò gỉ 109 5.8.5 Ống thu nƣớc mƣa mái 109 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 ... 32 Chƣơng THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC MƢA 3.1 Lựa chọn hệ thống thoát nƣớc - Thành phố HY có hệ thống mƣơng dẫn nối sơng H nên thuận lợi cho việc thoát nƣớc mƣa - Địa hình Thành phố thấp dần... hợp lƣu lƣợng nƣớc thải cho toàn thành phố -Nước thải từ khu dân cư: Từ hệ số khơng điều hịa kch =1,35 ta xác định đƣợc phân bố nƣớc thải theo ngày -Nước thải từ bệnh viện: Từ hệ số khơng điều... mùa khô lƣu lƣợng nhỏ - Hệ thống thoát nƣớc đƣợc thiết kế cho năm 2030 nên kinh tế phát triển, ngành công nghiệp đa dạng lƣu lƣợng nƣớc thải lớn  Với đặc điểm ta chọn hệ thống nƣớc mƣa riêng hồn