Tính toán hệ thống cấp nước sạch công suất 400 m3ng.đêm

4 Các hạng mục công trình Quy mô dự án xây dựng hệ thống cấp nước xã Thanh Thạch, huyện Tuyên Hóa, công suất 400 m3ng đêm 4 1 Công trình thu Công trình thu và Trạm bơm cấp I (trạm bơm nước thô), công. Công trình thu và Trạm bơm cấp I (trạm bơm nước thô), công suất 20 m3h, đặt tại sông Gianh, khu vực ven chân đồi, cách vị trí xây dựng nhà máy nước 60m. Cao trình đặt công trình thu +35,70m; kết cấu hố thu bằng BTCT M250. Lắp đặt 02 bơm chìm hoạt động luân phiên 2024h, cấp nước cho cụm xử lý tại khu vực nhà máy.

02 bơm chìm hoạt động luân phiên 20/24h, cấp nước cho cụm xử lý tại khu vựcnhà máy.

4.2 Tuyến ống dẫn nước thô:

b) Tính toán thủy lực đường ống dẫn nước thô:

- Công suất nhà máy: 400 m3/ng.đêm

- Thời gian hoạt động t=20h

- Lưu lượng bơm: 20m3/h=0,005556 m3/s

- Hệ số Hazen Willam: C=140Tổn thất đơn vị: i=6,824*(v/C)^1.852*D^(-1,167)=0,0193

1000i=19,3m/kmChiều dài tuyến ống nước thô: 60m

 Tổn thất dọc đường: Hdd=19,3*0.06=1,158m

Tổn thất cục bộ: Hcb=v2/2g*C=1,5m

Áp lực dư tại Cụm xử lý: 6m

Chênh cao trình: 40m

Cột áp máy bơm yêu cầu: 48,658m Chọn Hđ=50m

4.3 Khối bể trộn, phản ứng xoáy hình trụ, lắng đứng, lọc nhanh:

Hệ thống xử lý công suất 400m3/ngày đêm bao gồm:

4.2.1 Thiết bị hòa trộn tĩnh Static mixer

Yêu cầu đặt ra là thiết bị hòa trộn tĩnh có đủ cường độ hòa trộn hóa chất,đảm bảo hòa tan đều hóa chất vào nước thô trước khi phân phối về cụm lắng lọc,tránh tình trạng hóa chất trộn không đều dẫn đến hiệu quả xử lý thấp, tốn hóa chất.Thiết bị Static mixer được thiết kế với thông số là:

Thiết bị lắng Lamella có công suất hoạt động 20m3/h

Theo điều 6.66 và công thức (6-9) TCVN 33-2006 diện tích ngang bể lắngđược tính theo công thức sau:

- a: Tải trọng bề mặt của bể lắng đối với nước ít đục có màu lấy từ 3-3,5m3/m2.h; đối với nước đục vừa lấy từ 3,6-4,5 m3/m2.h và đối với nước đục lấy từ4,6-5,5 m3/m2.h.

- Kích thước bể lắng là: DxH=2.400x6.400mm

- Vật liệu chế tạo: Thép SS400 sơn phủ Epoxy 3 lớp

- Đồng bộ cùng:

+ Tấm lắng lamella, máng thu nước

+ Lan can, sàn thao tác thép SS400 mạ kẽm

4.2.3 Thiết bị Lọc trọng lực tự rửa

Công suất thiết kế cụm thiết bị: 20 m3/h

Diện tích bể lọc cần thiết là: V = 20/8 = 2,5 m2

Chọn vận tốc lọc bể lọc nhanh v = 8 m/h, chiều dày lớp cát lọc là 0,6-1 mét

Để tăng độ bền kết cấu và phù hợp với công nghệ, lựa chọn bể tiết diện hìnhtrụ tròn

Đường kính cần thiết của bể là: V = 3,14 * D2/4 => D = 1,78m

Chiều dày lớp vật liệu lọc là 1-1,2m (theo mục 7.8 “Sách Xử lý nước cấpcho sinh hoạt và công nghiệp” – Trịnh Xuân Lai)

Trong đó:

- Chiều cao đáy sàn chụp lọc: 0,45 mét

- Chiều cao lớp cát lọc: 1 mét

- Chiều cao lớp nước an toàn, chứa nước rửa ngược: 1,05+2= 3,05 mét

- Kích thước của bể Lọc trọng lực hở rửa ngược bằng xi phông : DxH =1.800x4.500 mm

- Vật liệu chế tạo: Thép SS400 sơn phủ Epoxy 3 lớp

- Đồng bộ cùng:

+ Chụp lọc, cát lọc

+ Lan can, sàn thao tác thép SS400 mạ kẽm

• Tính toán quá trình rửa lọc

Ngăn chứa nước rửa ngược có thể tích Vrn= 2 x (1,8x1,8x3,14/4)= 5,1 (m3)Vật liệu lọc có kích thước: 1-2 mm, hệ số không đồng nhất là 1,5 mm

Rửa lọc bằng nước chứa trên ngăn chứa nước rửa ngược Khi rửa lọc cónước quét bề mặt, cường độ nước rửa là 6-8 m3/m2.h (theo mục 7.8 “Sách Xử lýnước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp” – Trịnh Xuân Lai) Thời gian rửa 5 phút

Thể tích nước cần rửa lọc là: Vrl= 2,54 *6*5*60/1000 = 4,57 (m3)

Từ các điều trên ta có Vrl ≤ Vrn

Vậy thiết bị đáp ứng đủ quá trình rửa lọc

- Hệ thống lắng lọc được bảo vệ trong kết cấu thép SS400, sơn phủ epoxy 3 lớp

- Nước đầu ra sau xử lý đạt chuẩn QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuậtquốc gia về chất lượng nước ăn uống và QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuậtquốc gia về chất lượng nước sinh hoạt

4.4 Nhà hoá chất, kết hợp trực vận hành:

Nhà hoá chất là nơi định lượng và hoà trộn hoá chất trong quá trình lắng, lọc

và khử trùng nước Các hạng mục trong nhà hoá chất bao gồm:

a) Hóa chất keo tụ PAC

- Bồn hoà trộn PAC: 01 bể nhựa, dung tích bể: Wh = 0,5 (m3)

- Cánh khuấy inox SUS 304: 01 bộ.

- Thiết bị khuấy trộn: động cơ khuấy Công suất N = 0,75 kW

+ Chọn số vòng quay của quạt: 30 vòng/phút

+ Chiều dài cánh quạt lấy bằng: 0,45 × d = 0,45 × 0,8 = 0,36 (m)

- Thiết bị định lượng: Bơm định lượng

+ Lưu lượng bơm: 28 l/h

+ Cột áp: H=30m

+ Công suất 14W

b) Hóa chất trợ lắng: polyme

- Bồn hòa trộn polyme: 01 bể nhựa, dung tích bể: Wh = 0,5 (m3)

- Cánh khuấy inox SUS 304: 01 bộ

- Thiết bị khuấy trộn: động cơ khuấy Công suất N = 0,75 kW

+ Chọn số vòng quay của quạt: 30 vòng/phút

+ Chiều dài cánh quạt lấy bằng: 0,45 × d = 0,45 × 0,8 = 0,36 (m)

- Thiết bị định lượng: Bơm định lượng

+ Lưu lượng bơm: 28 l/h

Công suất châm Clo khử trùng được tính theo công thức: P = Q * CLmax =20*2=40 g/h

Q: Lưu lượng nước xử lý, Q= 20 m3/h;

CLmax: Liều lượng Clo châm vào nước lớn nhất, CLmax = 2g/m3

Lượng Clo dùng cho 01 ngày: M = 400*2/1000 = 0.8 kg/ngày

Với Lượng Clo hoạt tính cần trong một giờ: 33,33g/h

Hệ thống bơm châm Clo khử trùng bao gồm:

- Thiết bị bơm định lượng có Q = 28 l/h, áp lực 3Bar; P=14W Bao gồm 02máy: 01 máy hoạt động và 01 máy dự phòng

- Bồn composit 500ml

- Động cơ khuấy

- Cánh khuấy inox SUS 304: 01 bộ

Nhà hoá chất được xây dựng ở cuối hướng gió để chứa hoá chất và lắp đặtthiết bị pha trộn và định lượng hoá chất

Nhà hoá chất có hệ thống cấp nước, cấp điện, thông gió Kích thước nhà hóachất 7,8m*11.4m, cao 3.6m Khung sàn BTCT chịu lực, tường xây gạch chỉ vữa

XM mác 75 Sàn mái được đổ bê tông cốt thép, lát gạch chống nóng và phủ lớpXika chống thấm Nền nhà lát gạch Ceramic hoàn thiện Bố trí hệ thống cấp thoátnước, cấp điện sinh hoạt, chiếu sáng đồng bộ

Trong nhà hoá chất bố trí 01 phòng, có khu vệ sinh riêng để đặt các tủ điệnđiều khiển và cán bộ trực vận hành

4.5 Bể chứa nước sạch:

a) Tính toán dung tích Bể chứa:

Dung tích bể chứa nước sạch được xác định theo chế độ làm việc của tuyếnống nước thô bơm cấp 2

Tuyến ống nước thô làm việc của tuyến ống nước thô 24/24 giời trong ngàyvới 1 chế độ 4.17% Qng.đ

Bơm cấp 2 được lắp bộ biến tần nên chế độ là việc được được điều khiểntheo nhu cầu dùng nước mạng lưới cấp nước

Biểu đồ nhu cầu dùng nước mạng lưới cấp nước tương ứng K giờ = 1,8

Bảng tính toán dung tích bể chứa

Lưu lượngnước vào

bể (%Q)

Lưu lượngnước ra bể(%Q)

Lưu lượngnước ở lại

b) Phương án thiết kế Bể chứa:

Bể chứa được thiết kế kích thước 10,0 m x 6,0 m, cao 3,0 m Bể được đặtnữa chìm nửa nổi thiết kế bằng BTCT- M250 tường dày 250mm, đáy BT đá dămM250 dày 250mm, nắp bằng BTCT- M250 dày 150mm, bên trên nắp dải bể 1 lớpđất dày 30cm, trồng cỏ bảo ôn

4.6 Sân phơi bùn.

Nước và bùn của bể lắng, bể lọc trước khi xả vào nguồn nước được đưa đếnsân phơi bùn Bùn được giữ lại ở sân phơi bùn, nước được xả vào nguồn nước,chảy tràn và tự thấm trong đất sau khi đã xử lý đạt yêu cầu Sân phơi bùn đượcthiết kế 1 ngăn

- Kích thước cơ bản mỗi ngăn: LxB = 6.6x15.00m

- Kết cấu tường thành bao quanh: xây đá học dày 300, thành xây gạch, đáylát bằng tấm bê tông

4.7 Cấp điện Trạm xử lý:

4.7.1 Cơ sở thiết kế

Sử dụng các tiêu chuẩn qui phạm đó được nêu trong Khung tiêu chuẩn vàtheo danh mục dưới đây:

- TCXDVN 46:2007: Tiêu chuẩn nối đất và chống sét cho nhà và công trình

- TCXDVN 394-2007:Tiêu chuẩn lắp đặt dây cáp điện trong công trình xâydựng

- 11 TCN (18÷21)-2006 Quy phạm trang bị điện

- TCVN 4086-95 An toàn về điện trong xây dựng

- Hệ thống các tiêu chuẩn quốc tế : (IBC, IEC, BS, EIA, IEE, NEC, )

4.7.2 Tính toán phụ tải yêu cầu

a - Công thức tính toán chiếu sáng:

φ : Quang thông của đèn.

S : Diện tích sử dụng.

Với độ rọi trung bình trên mặt phẳng từ 100-300 (lux)

b - Công thức tính toán công suất và tiết diện dây:

- Tính công suất theo số lượng đặt thiết bị và công suất định mức:

PTT = Kdt×∑(nP dm)

Trong đó :

P tt : Công suất tính toán.

K đt : Hệ số đồng thời (chọn K đt =0,7-0,85 theo tính chất của phụ tải) n: Số lượng thiết bị cùng loại.

P đm : Công suất định mức của thiết bị.

c Công thức tính toán dòng điện tiêu thụ:

* Điện áp 1 pha:

) ( cos

U

Ptt Itt

Φ

=

* Điện áp 3 pha:

) ( cos

*

*

Ptt Itt

cosφ : Hệ số công suất

d Công thức chọn tiết diện dây dẫn theo biểu thức:

* Chọn tiết diện theo dòng phát nóng cho phép I cp :

- Trường hợp các mạch điện không chôn dưới đất:

Itt Icp K K K Icp

Trong đó:

ITT : Dòng điện tính toán.

I cp : Dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp.

K 1 : Hệ số điều chỉnh ứng với cách thức lắp đặt dây, cáp (K 1 =1).

K 2 : Hệ số điều chỉnh thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch kề nhau (K 2 =0,73).

K 3 : Hệ số điều chỉnh thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường tương ứng với dạng cách điện (K 3 =1,04).

- Trường hợp các mạch điện chôn dưới đất:

Itt Icp K K K K Icp

Trong đó:

I TT : Dòng điện tính toán.

I cp : Dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp.

K 4 : Hệ số điều chỉnh thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt (K 4 =1).

K 5 : Hệ số điều chỉnh thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau (K 5 =0,7).

K 6 : Hệ số điều chỉnh thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp (K 6 =1).

K 7 : Hệ số điều chỉnh thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ của đất (K 7 =0,96)

+ Thử lại theo điều kiện kết hợp bảo vệ bằng áp tô mát:

a Nguồn cung cấp điện.

Nguồn điện cấp cho công trình lấy nguồn từ lưới điện chung của khu vực

để cấp cho công trình

b Lưới điện phân phối.

Hệ thống cáp điện, dây điện từ tủ điện phân phối tới các bảng điện phòng,luồn trong ống nhựa SP chôn ngầm tường

Mạng điện trong các công trình sử dụng hình tia, hệ thống bảo vệ được phâncấp có chọn lọc một pha và ba pha Các áp tô mát bảo vệ được lắp đặt trong các tủđiện tầng, tủ điện phòng, tủ điện khu vực Các tủ điện phân phối tổng, tủ điện tầng

có bố trí các thiết bị đo đếm

Tại các khu làm việc, các phòng chức năng v.v đều bố trí các ổ cắm phục vụ

cho các phụ tải điện không cố định ổ cắm dùng loại ngầm tường được lắp đặt cáchsàn 0.4m.

Tại các khu phòng ở, ổ cắm lắp đặt ngầm tường ở độ cao 0.4m so với sàn, vịtrí các ổ cắm được đặt ở các vị trí phù hợp với nội thất của công trình

Tủ điện, hộp điện được lắp cách mặt sàn hoàn thiện 1,3m Công tắc lắp âmtường cách mặt sàn hoàn thiện 1,25m; ổ cắm lắp âm tường cách mặt sàn hoàn thiện0,4m, trong phòng vệ sinh ổ cắm lắp âm tường cách mặt sàn hoàn thiện 1,2m

Tại các phòng làm việc có lắp đặt tủ điện bao gồm các áp tô mát bảo vệriêng cho từng loại phụ tải như áp tô mát bảo vệ chiếu sáng, ổ cắm, bình đun, điềuhoà,các thiết bị y tế chuyên dụng

Bảo vệ gồm 02 loại: bảo vệ quá tải có thời gian và bảo vệ ngắn mạch cắttức thời

- Các ATM phải có dải điều chỉnh từ 0,6-1In

- Các ATM phải có nút cắt tức thời

- Trọn bộ đủ đầu cốt, tấm cách điện phân cách các pha ở cả 2 phía

Các dây điện đi nổi hay đi chìm đều được bảo vệ bằng các ống nhựa hoặcống thép, các dây điện nối và giao nhau phải dùng các hộp nối, hộp luồn dây

Để điều khiển bơm ở trạm bơm nước thô, lắp đặt cảm biến mực nước tại bểchứa 150m3, kết hợp Rơle đóng ngắt 02 bơm ở trạm bơm nước nước thô được điềukhiển hoạt động luân phiên qua tủ điều khiển bơm

4.7.4 Hệ thống chống sét và tiếp địa an toàn:

a Cơ sở để lập thiết kế.

- Căn cứ vào các tiêu chuẩn chống sét hiện hành như sau:

- 20 TCN 46-84 tiêu chuẩn chống sét của Bộ Xây Dựng

- NF C17-102/1995 tiêu chuẩn chống sét an toàn Quốc gia Pháp

- UNE 21186 tiêu chuẩn chống sét an toàn quốc gia Tây Ban Nha

- TCXDVN 46: 2007 tiêu chuẩn chống sét cho công trình xây dựng VN

b Hệ thống tiếp đất an toàn điện :

- Tương tự hệ thống tiếp đất chống sét, tuy nhiên do yêu cầu của hệ thốngtiếp đất an toàn điện cao hơn hệ thống tiếp đất chống sét vì vậy Rnđ ≤ 4Ω tuân theotiêu chuẩn tiếp đất an toàn điện TCVN 4756 hiện hành của Việt Nam.

- Toàn bộ dây bảo vệ của hệ thống điện được liên kết với nhau và nối với hệthống tiếp đất an toàn bao gồm (dây “E” từ ổ cắm, vỏ kim loại của các bảng tủđiện, thiết bị dùng điện…) Việc nối liên kết toàn bộ hệ thống bằng các dây dẫnbằng đồng hoặc thanh đồng dẹt với các tiết diện tương thích với tiết diện dây pha

c Hệ thống chống sét trực tiếp bằng kim thu sét chủ động

Thiết bị thu sét phát xạ sớm tia tiên đạo:

Sản phẩm được thiết kế và chế tạo bởi các hãng có uy tín và theo tiêu chuẩncác nước EU Đây là thiết bị chống sét tia tiên đạo phát xạ sớm gồm 3 bộ phậnchính:

* Thiết bị thu sét

* Cáp đồng dẫn sét

* Hệ thống tiếp đất chống sét & tiếp đất an toàn điện

*Thông số kỹ thuật kim thu sét chủ động

- Xuất xứ: Tây Ban Nha

- Thời gian bảo hành: Bảo hành 12 tháng

Đặc Tính Kỹ Thuật:

- Sử dụng lắp đặt hệ thống chống sét trực tiếp

- Bán kính bảo vệ: Rp = 51 Mét theo Tiêu chuẩn NFC 17-102

- Công nghệ: Kim thu sét chủ động - phát tia tiên đạo sớm (ESE)

- Chiều cao cột lắp đặt: 5 mét

- Vật liệu: Thép inox không gỉ.

- Kết nối: Khớp nối

- Nhiệt độ sử dụng: Nhiệt độ môi trường

4.8 San nền, thoát nước, cổng, hàng rào, sân đường trạm xử lý, đường công vụ:

a) San nền trạm xử lý:

Khu đất xây dựng nhà máy có kích thước (20x45)m được san giật cấp với 03cao trình +66.50m; +65.50m; +64.50m phù hợp với cao độ địa hình tự nhiên hiệntrạng Đất san nền đầm chặt K=0,95

Công tác san nền chủ yếu:

- Dọn cỏ rác, đào hữu cơ ở vùng đất đắp

- Đắp bù hữu cơ, đắp đất san nền

- Đâò đất, đắp đất thừa bổ sung xung quanh, gia cố chân taluy, vận chuyểntrong phạm vi công trường

b) Thoát nước trạm xử lý:

Để đảm bảo thoát nước, chống xói mòn, sạt lở khu vực trạm xử lý, tổ chức

hệ thống mương hở M400 bao quanh khu đất, tập trung về hành lang xung quanhsân phơi bùn Nước mặt của khu vực được thu gom về hố thu bằng BTCT, đá 1x2,M200 trên nền bê tông lót đá 2x4, M100 dày 10cm Nước từ hố thu thoát ra ngoàibằng đoạn ống D315, cửa xả được gia cố bằng đá học xây

Khối lượng thoát nước

TT Hạng mục, công tác Khối lượng Đơn vị

1 Mương thoát nước M400

+ Hàng rào được thiết kế bằng thép gai, dài 127m, trụ hàng rào cao 1,6m;

- Sân đường nội bộ:

+ Đường nội bộ: Dùng để đi lại trong khuôn viên xử lý được thuận lợi vàsạch sẽ hơn.

+ Kết cấu: Đất san nền đầm chặt K=0,95; mặt đường trục chính rộng 3,0m;dài 30,0m; khuôn đường được đổ BT M200 đá 1x2 dày 200mm

- Đường công vụ:

+ Xây dựng tuyến đường công vụ nối từ nhà máy xử lý nước với tuyến đường

bê tông hiện có trong khu nghĩa trang chiều dài 154,6m Kết cấu nền đường hiệntrạng lu lèn K95, lớp đất cấp phối đồi K98 dày 30cm, lớp cấp phối đá dăm dày5cm

+ Phát rừng loại 2, xây dựng đường phục vụ thi công trạm bơm nước thô nối

từ đường công vụ với diện tích 328m2

4.9 Tuyến ống cấp nước sạch:

a Giải pháp thiết kế mạng lưới:

Việc cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất và dịch vụ cho các khu vực thuộcphạm vi dự án đòi hỏi đảm bảo chất lượng, độ bền và tính kinh tế, đồng thời phảituân thủ theo qui định của các ngành liên quan: Xây dựng, giao thông… Tuyếnống nước sạch được bố trí ven hai bên đường trục chính của các tuyến đường chínhđảm bảo cung cấp nước cho các hộ dân

Vì vậy, công tác thiết kế mạng lưới tuyến ống đảm bảo các yêu cầu sau:

- Vị trí ống được đặt nằm trong hành lang kỹ thuật của đường

- Chiều cao tính từ mặt đất hiện hữu đến đỉnh ống được tính toán và thiết kếtheo tiêu chuẩn quy phạm và không quá sâu để kinh phí đầu tư xây dựng khôngcao

- Khoảng cách từ ống đến chân các công trình và đến các công trình ngầm(đường điện, cống thoát nước) đảm bảo khoảng cách an toàn cho phép và tuân thủtheo quy định hiện hành

- Những nơi ống đi qua đường lắp đặt ống lồng để giảm chấn động từ mặtđất truyền xuống ống Tái lập lại mặt đường theo các lớp cấp phối, hệ số đầm chặthiện hữu

- Ống đặt trên lề đường trong khu vực đất nền tốt, đồng nhất sẽ đặt trực tiếpống xuống đáy mương, sau đó tái lập lại bằng đất đã đào lên và đầm chặt đến hệ sốK=0,9

- Ống đặt trên vỉa hè trong khu vực có nền đất tốt, nhưng không đồng nhất(lẫn nhiều gạch, đá) sẽ được bảo vệ bằng cát sau đó tái lập lại theo các lớp cấp phốihiện hữu.

- Đặt ống qua cầu BTCT bằng cách neo trên thành cầu

b Phương án tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước

Tính toán thủy lực toàn bộ mạng lưới cấp nước nhằm mục tiêu chọn rađường kính ống để đảm bảo:

- Mạng lưới đường ống có đủ công suất đáp ứng nhu cầu dùng nước vào giờcao điểm

- Tất cả đối tượng tiêu thụ được đấu nối với mạng đường ống tiếp nhận nước

từ dịch vụ cấp nước đầy đủ vào mọi thời điểm

- Tính toán đường kính van xả cặn, xả khí tại nhũng vị trí đã xác định

Việc tính toán, lựa chọn đường kính của tuyến ống dựa trên cơ sở:

- Vận tốc kinh tế của tuyến ống

- Áp lực tại nguồn

- Ống HDPE được tính toán thủy lực theo đường kính trong và PN10

Công thức tính toán thủy lực là phương trình dòng chảy HAZEN WILLIAMS:

Sử dụng chương trình EPANET 2.0 để tính toán thuỷ lực cho mạng lưới,dựa vào kết quả tính toán ta chọn đường kính ống để bố trí cho toàn hệ thốngđường ống dẫn nước

Các tuyến ống được thể hiện trên mặt bằng cấp nước tổng thể