kl le thanh tung 610347b

Như vậy công việc thiết kế hệ thống thoát nước cho thành phố Vạn Tường bao gồm những vấn đề: - Xây dựng mạng lưới đường ống thoát nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất bẩn.. Lưu lượ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH: CẤP THOÁT NƯỚC & MÔI TRƯỜNG NƯỚC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TP Hồ Chí Minh, tháng 01 – 2007

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH:CẤP THOÁT & MÔI TRƯỜNG NƯỚC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Ngày giao nhiệm vụ luận văn:…

Ngày hoàn thành luận văn:…

TPHCM,Ngày … tháng …năm …

Lời cảm ơn

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, Nhà nước, các tổ chức và mọi người dân đều quan tâm Đây là vấn đề không chỉ thuộc về mỗi cá nhân mà còn là của toàn xã hội

Để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước thiên nhiên được trong sạch chúng ta có nhiều biện pháp khác nhau Trong đó biện pháp xử lý nguồn nước thải trước khi xả ra môi trường tự nhiên cũng là một biện pháp tích cực trong công tác bảo

vệ môi trường và cần được quan tâm nghiên cứu thoả đáng

Với mục đích như vậy, được sự gợi ý của TS Ngô Hoàng Văn, em đã nhận đề tài tốt nghiệp:

“ Thiết kế hệ thống thoát nước thành phố Vạn Tường – Tỉnh Quảng Ngãi’’

Trong quá trình thực hiện đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Cấp thoát nước - Môi trường nước, đặc biệt với sự hướng dẫn tận tình của TS Ngô Hoàng Văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy 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 đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô giáo và các bạn

TP.Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 01 năm 2007

Sinh viên

Lê Thanh Tùng

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn

TS Nguyễn Văn Quán TS Ngô Hoàng Văn

Các từ viết tắt

1 NXBXD: Nhà xuất bản xây dựng

2 SHHT: Sinh học hoàn toàn

3 TXL: Trạm xử lý

Mục lục Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ VẠN TƯỜNG Trang

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 5

1.1.1 Vị trí địa lý 5

1.1.2 Đặc điểm địa hình 5

1.1.3 Tình hình khí hậu, khí tượng 5

1.1.4 Hải văn 6

1.1.5 Thuỷ văn 6

1.1.6 Địa chất công trình 6

1.1.7 Địa chất thuỷ văn 6

1.2 HIỆN TRẠNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN THÀNH PHỐ VẠN TƯỜNG ĐẾN NĂM 2020 7

1.2.1 Hiện trạng 7

1.2.2 Hướng phát triển đến 2020 7

1.3 PHƯƠNG HƯỚNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 8

1.3.1 Mục tiêu 8

1.3.2 Phương hướng 8

Chương 2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI 2.1 CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN 9

2.1.1 Bản đồ quy hoạch thành phố Vạn Tường đến năm 2020 9

2.1.2 Mật độ dân số 9

2.1.3 Tiêu chuẩn thải nước 9

2.1.4 Nước thải khu công nghiệp 9

2.1.5 Nước thải của các công trình công cộng 9

2.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TÓAN 9

2.2.1 Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư 9

2.2.2 Xác định lưu lượng tập trung 11

2.3 LẬP BẢNG TỔNG HỢP LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI THÀNH PHỐ 17

Chương 3 THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT 3.1 LỰA CHỌN HỆ THỐNG THOÁT NUỚC 18

3.2 VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HỌAT 19

3.2.1 Phương án 1 19

3.2.2 Phương án 2 20

3.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 20

3.3.1 Lập bảng tính toán diện tích các tiểu khu 20

3.3.2 Tính toán độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống thoát nước 21

3.3.3 Tính toán thuỷ lực các phương án 24

3.4 KHÁI TOÁN KINH TẾ PHẦN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẦU TƯ 25

3.4.1 Khái toán kinh tế phần đường ống 25

3.4.2 Khái toán kinh tế khối lượng đất đào đắp xây dựng mạng lưới 26

3.4.3 Chi phí quản lý mạng lưới cho một năm 26

3.4.4 So sánh lựa chọn phương án 28

Chương 4 THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA 4.1 VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI THOÁT NUỚC MƯA 29

4.1.1 Nguyên tắc vạch tuyến 29

4.1.2 Phương án vạch tuyến thoát nước mưa: 29

4.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TÓAN CỦA NƯỚC MƯA 29

4.2.1 Xác định thời gian mưa tính toán 30

4.2.2 Xác định cường độ mưa tính toán 30

4.2.3 Xác định hệ số dòng chảy 31

4.2.4 Xác định hệ số mưa không đều 31

4.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA 32

Chương 5 THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5.1 CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN 33

5.1.1 Lưu lượng nước thải 33

5.1.2 Nồng độ bẩn của nước thải khu công nghiệp 33

5.1.3 Số liệu thuỷ văn nguồn xả 33

5.2 CÁC THAM SỐ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 34

5.2.1 Lưu lượng tính toán đặc trưng của nước thải 34

5.2.2 Xác định nồng độ chất bẩn của nước thải 34

5.3 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CẦN THIẾT 36

5.3.1 Xác định mức độ xáo trộn và pha loãng 36

5.3.2 Mức độ cần thiết phải làm sạch nước thải trước khi xả ra nguồn 37

5.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG

NGHỆ 39

5.4.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án I 40

5.4.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án II 41

5.5 TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ THỦY LỰC PHƯƠNG ÁN I 42

5.5.1 Ngăn tiếp nhận nước thải 42

5.5.2 Song chắn rác 43

5.5.3 Mương dẫn nước thải 45

5.5.4 Bể lắng cát ngang 46

5.5.5 Sân phơi cát 48

5.5.6 Bể lắng ngang đợt I 49

5.5.7 Bể Aeroten 51

5.5.8 Bể lắng ngang đợt II 56

5.5.9 Bể nén bùn li tâm 58

5.5.10 Bể Metan 59

5.5.11 Trạm khử trùng 63

5.5.12 Máng trộn vách ngăn có lỗ 65

5.5.13 Bể tiếp xúc ngang 66

5.5.14 Thiết bị đo lưu lượng 67

5.5.15 Sân phơi bùn 68

5.5.16 Công trình xả nước xa bờ 69

5.6 TÍNH TÓAN CÔNG NGHỆ VÀ THỦY LỰC PHƯƠNG ÁN II 69

5.6.1 Ngăn tiếp nhận 69

5.6.2 Song chắn rác 70

5.6.3 Mương dẫn nước thải 70

5.6.4 Bể lắng cát ngang (và sân phơi cát) 70

5.6.5 Bể lắng ly tâm đợt I 70

5.6.6 Bể Biofin cao tải 72

5.6.7 Bể lắng ly tâm đợt II 78

5.6.8 Bể Mêtan 79

5.6.9 Bể tiếp xúc ly tâm 83

5.6.10 Sân phơi bùn 84

Chương 6 THIẾT KẾ TRẠM BƠM NƯỚC THẢI

6.1 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TRẠM BƠM 86

6.2 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH BỂ THU 86

6.3 XÁC ĐỊNH CỘT ÁP CÔNG TÁC CỦA MÁY BƠM 88

6.3.1.Xác định Hđh 88

6.3.2.Xác định Hh 88

6.3.3.Xác định hđ 89

6.4 CHỌN MÁY BƠM 89

6.5 DỰNG ĐẶC TÍNH ĐƯỜNG ỐNG 89

6.6 TÍNH TÓAN ỐNG ĐẨY KHI CÓ SỰ CỐ 91

6.7 CỐNG XẢ SỰ CỐ 91

6.8 PHƯƠNG HƯỚNG XÂY DỰNG TRẠM BƠM VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤC VỤ TRẠM 91

6.8.1 Phương hướng xây dựng trạm 91

6.8.2 Các thiết bị phục vụ cho trạm 91

Chương 7 KHÁI TÓAN KINH TẾ PHẦN TRẠM XỬ LÝ 7.1 PHƯƠNG ÁN I 93

7.1.1 Chi phí xây dựng 93

7.1.2 Giá thành quản lý 94

7.2 PHƯƠNG ÁN II 95

7.2.1 Giá thành xây dựng công trình 95

7.2.2 Giá thành quản lý 96

7.3 ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 98

7.4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99

Chương 8 THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 8.1 BỂ LẮNG LY TÂM ĐỢT I 101

8.2 THIẾT KẾ CHI TIẾT BỂ BIOPHIN CAO TẢI 102

8.2.1 Cấu tạo 102

8.2.2 Tính toán hệ thống phân phối 103

8.2.3.Tính toán hệ thống thông gió 104

8.2.4 Hệ thống dẫn nước thải vào bể 105

* Ranh giới:

- Bắc : Giáp khu cách ly nhà máy lọc dầu số I

- Nam : Giáp xã Bình Phú

- Đông : Giáp Biển Đông

- Tây : Giáp trục đường chuyên dụng từ khu công nghiệp Dung Quất đi tỉnh Quảng Ngãi

* Quy mô: - Khoảng 2400 (ha)

1.1.3 Tình hình khí hậu, khí tượng

 Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm khoảng 25.80C, 3 tháng giữa mùa Đông tương đối lạnh, nhiệt độ trung bình khoảng 200C Trong mùa hạ có 4 tháng nhiệt độ trung bình vượt quá 280C Tháng nóng nhất là tháng 6 hoặc tháng 7, có nhiệt độ trung bình vào khoảng 290C Nhiệt độ tối cao tuyệt đối không vượt quá 410C

 Mưa

Lượng mưa khu vực này khá lớn, lượng mưa trung bình năm vào khoảng 2300

mm Số ngày mưa cũng nhiều, trung bình vào khoảng 140 ngày Mùa mưa bắt đầu từ tháng 8 đến tháng 1 năm sau Hai tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 10 và tháng

11, với lượng mưa trung bình khoảng từ 500 đến 600mm Mùa khô kéo dài từ tháng 2 đến tháng 7, lượng mưa trung bình khoảng từ 30mm đến 40mm

 Độ ẩm

Độ ẩm trung bình năm tương đối cao, đạt trên 85%, thời kỳ ẩm ướt kéo dài từ tháng 11 năm trước đến thàng 4 năm sau, với độ ẩm trung bình thời kỳ này vượt quá 85%, tháng ẩm ướt nhất có độ ẩm 89% Thời kỳ khô từ tháng 6 đến tháng 8 Độ ẩm tối thấp có thể xuống dưới 36% từ tháng 6 đến tháng 7

 Gió bão

Hướng gió thịnh hành mùa Đông là hướng Bắc và Đông Bắc Về mùa hè, hướng gió thịnh hành là Tây và Tây Nam Tốc độ trung bình khoảng 1,5 đến 2m/s Tốc độ gió mạnh nhất xảy ra khi có bão có thể đạt tới 40m/s

Mùa bão từ tháng 9 đến tháng 11, trong đó tháng 10 là tháng có nhiều bão nhất

1.1.4 Hải văn

Khu đô thị Vạn Tường nằm trong vùng bán nhật triều không đều, hàng tháng có 10 đến 15 ngày nhật triều, thời gian triều dâng kéo dài hơn thời gian triều rút Độ lớn thuỷ triều trung bình từ 1,2 đến 1,5m trong kỳ triều kém khoảng 0,5m Mực nước triều trung bình là 0,03m, mực nước triều lớn nhất là 1,1m

1.1.5 Thuỷ văn

Khu vực xây dựng khu đô thị Vạn Tường nằm ở vùng cao, nguồn nước trung bình

có cao độ từ 17 đến 20m Sông Trà Bồng và sông Trà Khúc lại xa nên không ảnh hưởng đến khu đô thị

1.1.6 Địa chất công trình

Khu đô thị Vạn Tường nằm trong vùng đồi thấp Các sườn đồi diễn ra hiện tượng Laterit ở mức độ vừa phải, các cấu trúc ở sườn núi đều là các Laterit sỏi cạn, cường độ khá cao ổn định Cần lưu ý loại đất này thường khan hiếm nước ngầm, khả năng chịu lực khi khô rất cao nhưng trong điều kiện bão hoà nước khả năng chịu lực giảm rất mạnh và thường hay bị biến dạng dẻo

1.1.7 Địa chất thuỷ văn

Đây là vùng hiếm nước, qua khảo sát một số giếng nước ăn trong dân, mức nước giếng so với mặt đất sâu trung bình từ 5 đến 10m

1.2 HIỆN TRẠNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN THÀNH PHỐ VẠN TƯỜNG ĐẾN NĂM 2020

1.2.1 Hiện trạng

 Hiện trạng sử dụng đất và dân cư

Khu vực thiết kế thành phố Vạn Tường gần như mới hoàn toàn, đất đai chủ yếu là đất trồng màu (khoảng 50%) và đất trồng phi lao (khoảng 40%), còn lại là đất thổ cư (khoảng 8%) và đường đất (khoảng 2%)

Đây là khu vực thuộc vùng bán sơn địa, dân cư thưa thớt, nghèo nàn Kinh tế nông thôn chưa phát triển hoặc phát triển rất chậm Các công trình và dịch vụ công cộng hầu như chưa có gì

 Hiện trạng hệ thống hạ tầng kỹ thuật

Khu vực xây dựng là một vùng đồi thấp, đất đai xây dựng thuận lợi, môi trường sinh thái còn rất tốt Người dân địa phương chủ yếu sử dụng đất đai cho trồng màu và cây ăn quả

Giao thông trong khu vực gồm mạng lưới các đường mòn có mặt cắt từ 15m liên

hệ giữa các làng xóm với nhau và với các khu vực canh tác Dân trong vùng còn chưa được cấp điện Toàn bộ sử dụng nước giếng khơi và nước mưa Nước thải sinh hoạt tự thấm tại chỗ hoặc chảy vào các rãnh đất Phân rác được ủ để phục vụ nông nghiệp và làm vườn

Hiện trạng xây dựng: Một số hạng mục đã và đang triển khai như: San nền một số khu vực trung tâm, dọc theo các tuyến đường chính rải đá cấp phối và thảm nhựa xong một số trục đường khu Bắc và Nam

Như vậy khu vực thành phố Vạn Tường hầu như là một thành phố mới hoàn toàn

do vậy cần thiết phải có dự án thiết kế xây dựng các cơ sở hạ tầng kỹ thuật mà trong

đó cấp thoát nước là 2 nhiệm vụ cơ bản đầu tiên

1.2.2 Hướng phát triển đến 2020

 Quy mô dân số

Theo dự kiến phát triển của thành phố Vạn Tường đến năm 2020 dân số toàn thành phố là 20 vạn người

 Quy mô đất đai

Hướng phát triển của thành phố Vạn Tường là kéo dài dần về phía Nam Theo quy hoạch đến năm 2020 diện tích thành phố khoảng 2400 ha

 Khu công nghiệp

Theo dự kiến phát triển đến năm 2020, các khu công nghiệp sẽ được xây dựng tập trung về một địa điểm để tránh gây ô nhiễm đến các khu dân cư trong thành phố Các

khu công nghiệp dự kiến được bố trí về phía Nam của thành phố Nước thải từ các khu công nghiệp chiếm khoảng 40% nước thải toàn thành phố

 Nước thải bệnh viện

Dự kiến phát triển đến năm 2020, các bệnh viện được xây dựng phân bố theo các khu trung tâm của thành phố Số bệnh nhân được lấy bằng 0,5% dân số toàn thành phố

là giảm giá thành xây dựng hệ thống thoát nước, ta lựa chọn hệ thống thoát nước thiết

kế là riêng hoàn toàn

Như vậy công việc thiết kế hệ thống thoát nước cho thành phố Vạn Tường bao gồm những vấn đề:

- Xây dựng mạng lưới đường ống thoát nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất bẩn

- Xây dựng mạng lưới thoát nước mưa và nước thải sản xuất quy ước sạch

- Khơi thông, nạo vét, kè đá cho hệ thống sông ngòi để cho việc thoát nước được nhanh chóng, tránh xảy ra hiện tượng úng ngập trong thành phố và đảm bảo vệ sinh môi trường

- Xây dựng trạm xử lý cục bộ cho các bệnh viện, các xí nghiệp công nghiệp

- Xây dựng trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho toàn thành phố

2.1.4 Nước thải khu công nghiệp

Lưu lượng nước thải khu công nghiệp chiếm 40% lưu lượng nước thải toàn thành phố

2.1.5 Nước thải của các công trình công cộng

 Trường học

- Tổng số học sinh chiếm: 20% dân số toàn thành phố

- Tiêu chuẩn thải nước: 20 (l/ng.ngđ)

- Hệ thống không điều hoà giờ: kh = 1,8

- Số giờ thải nước trong ngày: 12 giờ

 Bệnh viện

- Số bệnh nhân chiếm: 0,5% dân số toàn thành phố

- Tiêu chuẩn thải nước: 500 (l/ng.ngđ)

- Hệ số không điều hoà giờ: kh= 2,5

- Số giờ thải nước: 24 giờ

2.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TÓAN

2.2.1 Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư

 Khu vực I

* Xác định dân số tính toán:

N1 = F1 n1  1 = 178  130  0,9 = 20826 (người) Với: F1- Diện tích khu vực I, FI = 178 (ha)

n1- Mật độ dân số khu vực I, nI = 130 (người/ha)

1- Hệ số xen kẽ các công trình công cộng khu vực I, I = 0,9

* Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm:

QngđTBI = Ν×q0

1000 = 20826×180

1000 = 3748,68 (m3/ngđ) Với: N: Dân số tính toán khu vực I, N = 20826 (người)

q0: Tiêu chuẩn thải nước khu vực I, q0 = 180 (l/ng.ngđ)

* Lưu lượng nước thải trung bình giờ:

QhTB =

TB Qngd

n2- Mật độ dân số khu vực II, n2 = 160 (người/ha)

2- Hệ số xen kẽ các công trình công cộng khu vực II, 2 = 0,9

* Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm:

QngđTBII =

Ν× q 0

1000 = 146448×160

1000 = 23431,68(m3/ngđ) Với N: Dân số tính toán khu vực II, N = 146448 (người)

q0: Tiêu chuẩn thải nước khu vực II, q0 = 160 (l/ng.ngđ)

* Lưu lượng nước thải trung bình giờ:

QhTB =

TBQngd

3,6 = 271,2(l/s)

Từ lưu lượng trung bình giây qsTB, ta xác định được hệ số không điều hoà chung

qsmax = 81,13 + 368,83 = 449,96 (l/s)

 Kch = 1,25 (Theo bảng 20-20TCVN 51-84)

Ta lập bảng thống kê lưu lượng từ các khu nhà ở như sau:

Bảng 2-1 Thống kê lưu lượng nước thải từ các khu nhà ở

 Dân số

N (người)

T/c thải nước q0(l/ng.ngđ)

2.2.2 Xác định lưu lượng tập trung

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

 Nước thải bệnh viện

* Số bệnh nhân bằng 0,5% dân số toàn thành phố:

 B = Ν× 0,5

100 = 167247×0,5

100 = 837 (người)

Ta chia làm 3 bệnh viện với số người trong mỗi bệnh viện là 836/3 = 279 người

* Lưu lượng nước thải trung bình ngày của một bệnh viện:

QngđTB = Β× q0

1000 = 279 500

1000

 = 139,5 (m3/ngđ) Với: qo: Tiêu chuẩn thải nước của bệnh viện, qo = 500 (l/ng.ngđ)

B: Dân số tính toán của một bệnh viện, B = 279 (người)

* Lưu lượng nước thải trung bình giờ của một bệnh viện:

QhTB =

TB Qngd

24 = 139,5

24 = 5,81 (m3/h)

* Lưu lượng giờ lớn nhất của một bênh viện:

Qhmax = QhTB  kh = 5,81  2,5 = 14,53 (m3/h) Với: kh: Hệ số không điều hoà giờ, kh = 2,5

* Lưu lượng giây lớn nhất:

qsmax =

max Qh

3, 6 = 14,53

3,6 = 4,04 (l/s)

 Nước thải từ trường học

* Số học sinh chiếm 20% dân số toàn thành phố:

 H = Ν× 0,5

100 = 167274×20

100 = 33455 (người)

Do vậy ta thiết kế 19 trường học, mỗi trường có 1760 học sinh

* Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm của một trường học:

QngđTB = H× q0

1000 = 1760 20

1000

 = 35,2 (m3/ngđ) Với: qo: Tiêu chuẩn thải nước của trường học, qo = 20 (l/ng.ngđ)

H: Dân số tính toán của một trường học, H = 1760 (người)

* Lưu lượng nước thải trung bình giờ của một trường học:

QhTB =

TB Qngd

12 = 35, 2

12 = 2,93 (m3/h)

* Lưu lượng giờ lớn nhất của một trường học:

Qhmax = QhTB  kh = 2,93  1,8 = 5,28 (m3/h) Với kh: Hệ số không điều hoà giờ, kh = 1,8

* Lưu lượng giây lớn nhất:

qsmax =

max Qh

3, 6 = 5.28

3,6 = 1,47 (l/s)

Ta lập bảng thống kê lưu lượng nước thải tập trung từ các công trình công cộng

Bảng 2-2 Thống kê lưu lượng nước thải tập trung từ các công trình công cộng

Nơi thải nước Số người

Giờ làm việc

 Nước thải từ các các xí nghiệp công nghệp

 Nước thải sản xuất

Lưu lượng nước thải từ các khu công nghiệp chiếm 40% lưu lượng nước thải sinh hoạt của toàn thành phố

 QCN = 40%QSh = 0,4  27180,36 = 10872,144 (m3/ngđ)

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

Khu công nghiệp I làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ Lượng nước thải trong khu công nghiệp I chiếm 40%QCN Vậy lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp I là:

QCNI = 0,4  10872,144 = 4348,86 (m3/ngđ) Trong đó nước thải quy ước sạch chiếm 30%QCNI bằng:

QS = 0,3  4348,86 = 1304,66 (m3/ngđ) Còn lại là nước thải sản xuất bẩn bằng:

Qb = 4348,86 – 1304,66 = 3044,2 (m3/ngđ) Lưu lượng nước thải sản xuất được phân bố theo các ca như sau:

qsmax = Qhmax

3,6 = 152, 21

3, 6 = 42,28 (l/s)

+ Lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp II

Khu công nghiệp này các nhà máy cùng làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ

Lưu lượng nước thải sản xuất của toàn khu công nghiệp II là:

QIICN = QCN – QICN = 10872,144 – 4348,86 = 6523,284 (m3/ngđ) Trong đó nước thải sản xuất quy ước sạch chiếm 40%

Qs = 0,4  6523,284 = 2609,31 (m3/ngđ) Còn lại là lượng nước thải sản xuất bẩn

Qb = 6523,284 – 2609,31 = 3913,97 (m3/ngđ) Lưu lượng nước thải sản xuất bẩn được phân bố cho các ca như sau:

qsmax =

max Qh

3, 6 = 195,70

3, 6 = 54,36 (l/s) Lưu lượng nước thải sản xuất được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 2-3 Tổng hợp lưu lượng nước thải sản xuất

 Nước thải sinh hoạt và nước tắm cho công nhân

Tổng số công nhân của 2 khu công nghiệp chiếm 25% dân số toàn thành phố Vậy tổng số công nhân của 2 khu công nghiệp là:

NCN = 0,25  167274 = 41818 (người)

+ Khu công nghiệp I

Chiếm 40% số công nhân của các khu công nghiệp

 NCNI = 0,4  41818 = 16727 (người)

Số công nhân làm việc trong các ca tương ứng là: 40%, 30% và 30%

Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng là 30%, trong đó số công nhân được tắm là 80%

Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội là 70%, trong đó số công nhân được tắm là 40%

+ Khu công nghiệp II

Số công nhân làm việc trong khu công nghiệp II là:

NCNII = NCN – NCNI = 41818 – 16727 = 25091 (người)

Số công nhân làm việc trong các ca tương ứng là 40%, 40% và 20%

Số công nhân làm viêc trong phân xưởng nóng là 40%, trong đó số công nhân được tắm là 80%

Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội là 60%, trong đó số công nhân được tắm là 40%

+ Tính toán lưu lượng nước thải sinh hoạt và nước tắm của công nhân

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

QTB caSH = 25.Ν +35.Ν1 2

1000 (m3/ca) Trong đó:

N1- Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội

N2- Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng

- Lưu lượng nước tắm công nhân trong các ca sản xuất được xác định theo công thức sau:

QTB caT = 40.Ν +60.Ν3 4

1000 (m3/ca) Trong đó:

N3- Số công nhân được tắm trong phân xưởng nguội

N4- Số công nhân được tắm trong phân xưởng nóng

- Lưu lượng nước thải sinh hoạt và nước tắm của công nhân trong các khu công nghiệp được thể hiện trong bảng 2.4 (xem phần phụ lục 1)

- Sự phân bố lưu lượng nước bẩn sinh hoạt của công nhân ở các phân xưởng nóng (kh =2,5) và các phân xưởng nguội (kh =3) ra các giờ trong các ca sản xuất theo % được thể hiện trong bảng 2.5 (xem phần phụ lục 1)

Qua bảng trên ta thấy nếu coi lưu lượng nước thải sinh hoạt của công nhân trong mỗi ca là 200%, thì từng giờ trong ca đó theo cột cuối cùng của bảng trên Kết quả tính

ra m3/h được ghi vào bảng tổng hợp lưu lượng nước thải thành phố

Nước tắm của công nhân trong mỗi ca được quy định tập trung vào đầu giờ ca sau

đó

 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 trong giờ thải nước lớn nhất

và so sánh với nước tắm của công nhân lấy giá trị lớn hơn cộng với lưu lượng nước thải sản xuất tính toán ta được lưu lượng tập trung của khu công nghiệp để tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước

- Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất:

qs1max = 25.Ν Κ +35.Ν Κ1 h1 2 h2

1000.Τ.3,6 (l/s) Trong đó:

- N1 và N2 là số công nhân làm việc trong các phân xưởng nguội và phân xưởng nóng tính với ca đông nhất

- Kh1: Hệ số không điều hoà của phân xưởng nguội, Kh1 = 3

- Kh2: Hệ số không điều hoà của phân xưởng nóng, Kh2 = 2,5

- T: thời gian làm việc của một ca, T = 8 h

- Lưu lượng nước tắm lớn nhất:

qs2max = 40.Ν + 60.Ν3 4

45.60 (l/s) Trong đó:

- N3 và N4 là số công nhân được tắm ở phân xưởng nguội và phân xưởng nóng ứng với ca lớn nhất

So sánh qs1max và qs2max, ta lấy giá trị lớn làm lưu lượng tập trung

+ Khu công nghiệp I

Dễ thấy 5%QSHI > QccI  lưu lượng riêng được xác định theo công thức sau:

Khu vực II có 2 bệnh viện và 13 trường học  lưu lượng tập trung từ các công trình công cộng là:

QccII = 139,5 + 13  35,2 = 597,1 (m3/ngđ) Khu vực II có lưu lượng nước thải sinh hoạt là: QSHII = 23431,68(m3/ngđ)

Dễ thấy 5%QSHII > QccII  lưu lượng riêng được xác định theo công thức sau:

2.3 LẬP BẢNG TỔNG HỢP LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI THÀNH PHỐ

Lưu lượng nước thải toàn thành phố được tổng hợp trong bảng 2-6 (xem phần phụ lục 1).Từ bảng tổng hợp lưu lượng ta vẽ được biểu đồ dao động nước thải theo các giờ trong ngày

Hình 2.1 – Biểu đồ dao động nước thải theo các giờ trong ngày

4.65

3.69 3.22

2.08 4.88 4.85

Chương 3

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT

3.1 LỰA CHỌN HỆ THỐNG THOÁT NUỚC

Như đã trình bày ở chương I, Vạn Tường là thành phố có lượng mưa tương đối lớn, phân bố không đều theo các mùa Là một thành phố mới hoàn toàn do đó cần xây dựng

hệ thống thoát nước nhằm đảm bảo thu hết được nước thải sản xuất và sinh hoạt cũng như nước mưa Vấn đề đặt ra là cần lựa chọn hệ thống thoát nước chung hay riêng để tính toán

Như chúng ta đã biết, hiện nay tại hầu hết các thành phố lớn trong cả nước (như Hà Nội, Sài Gòn, Hải phòng ) đều không có một hệ thống thoát nước chung hay riêng rõ rệt Nguyên nhân là do các thành phố lớn của Việt Nam không có sự phát triển đồng

bộ về cơ sở hạ tầng, các công trình thoát nước không được đầu tư cùng lúc, không có một quy hoạch chung nhất định cho phát triển tương lai Do điều kiện về kinh tế chưa cho phép nên chúng ta hầu như chỉ cải tạo lại hệ thống thoát nước cũ đã có sãn Tức là xây dựng một hệ thống thoát nước mới chung để gom cả nước mưa và nước thải dựa trên hệ thống thoát nước có sẵn Tại các thành phố do chưa có quy hoạch thống nhất từ trước nên chúng ta xây dựng hệ thống thoát nước sau khi đã có quy hoạch xây dựng Tức là do chưa có hệ thống thoát nước từ ban đầu nên trong mỗi gia đình đều phải làm

bể tự hoại để đảm bảo xử lý nước thải, đảm bảo vệ sinh Khi hệ thống thoát nước được được xây dựng và cải tạo lại thì nước thải được đổ vào cống thoát nước cùng với nước mưa đổ thẳng ra sông Như vậy do các điều kiện về kinh tế cũng như các lý do khách quan mà tại các thành phố ở nước ta hiện nay đều có hệ thống thoát nước chung để gom cả nước thải và nước mưa đổ ra nguồn tiếp nhận

Ta thấy: Hệ thống thoát nước chung có ưu điểm là tổng cộng chiều dài đường ống thoát nước được rút ngắn Nước mưa khi đổ ra sông cũng được làm sạch đến mức độ cần thiết Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của hệ thống thoát nước chung là ống thoát nước phải lớn để đủ sức vận chuyển cả nước mưa và nước thải, không được phép để tràn ống Mặt khác công suất trạm sử lý, trạm bơm sẽ rất lớn Đòi hỏi phải có sự đầu tư xây dựng cùng một lúc

Vạn Tường là một thành phố mới hoàn toàn, do đó các công trình xây dựng cơ sở

hạ tầng đều sẽ được quy hoạch một cách thống nhất, rõ ràng và có tính tới sự phát triển tương lai Vạn Tường có một địa hình đồi dốc, do đó việc thoát nước mưa là hết sức thuận lợi Nước mưa có thể thu gom một cách nhanh chóng rồi đổ thẳng ra một nhánh nhỏ của sông Gò Lan Mặt khác các công trình hạ tầng được xây dựng ban đầu thì bao giờ cũng ưu tiên xây dựng hệ thống thoát nước sinh hoạt trước Do là thành phố mới nên Vạn Tường sẽ có trạm xử lý nước thải được xây dựng ngay từ ban đầu, nên nước thải sinh hoạt nên được thu gom tập trung lại để xử lý Nếu thu gom cả nước thải sinh

hoạt lẫn nước mưa thì công suất trạm xử lý sẽ rất lớn, việc đầu tư ban đầu là hết sức khó khăn, ngoài ra khi đó nồng độ đậm đặc của nước thải sinh hoạt sẽ bị pha loãng làm giảm hiệu quả của trạm xử lý Cũng không thể đầu tư cùng một lúc để xây dựng

cả hệ thống thoát nước mưa và hệ thống thoát nước sinh hoạt cho Vạn Tường, do đó xây dựng hệ thống thoát nước sinh hoạt trước nhằm giảm thiểu đầu tư ban đầu là giải pháp hợp lý hơn cả Việc xây dựng hệ thống thoát nước riêng sẽ cho phép ta quản lý mạng lưới một cách dễ dàng và có khoa học hơn Khi có phát triển trong tương lai việc cải tạo sẽ không gây ảnh hưởng đến việc thoát nước thành phố

Theo như tiêu chuẩn của Nga (Liên Xô cũ) thì khi một thành phố có cường độ mưa

q20 > 100 (l/s.ha) thì nên thiết kế hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn Vạn Tường là một thành phố có lượng mưa khá lớn (q20 > 200 l/s.ha) do đó thiết kế hệ thống thoát nước riêng là hợp lý

Với một thành phố có từ lâu, việc xây dựng hệ thống thoát nước cho phù hợp với hiện trạng cũ khá phức tạp Sự không đồng bộ có thể làm cho công tác quản lý mạng lưới trở nên khó khăn hơn, mà thành phố vẫn không tránh khỏi bị úng lụt

Như vậy với một thành phố mới hoàn toàn như Vạn Tường yêu cầu đặt ra phải giải quyết tốt việc thoát nước một cách nhanh chóng, tránh úng ngập trong thành phố Vì là thành phố mới nên đòi hỏi các công trình cơ sỏ hạ tầng phải được xây dựng hàng loạt, trong đó thoát nước bẩn và thoát nước mưa là hai yêu cầu hàng đầu Để đảm bảo các yêu cầu trên ta quyết định lựa chọn hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn

3.2 VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HỌAT

Với địa hình là một vùng đồi thấp, độ dốc tự nhiên khá lớn, nên cần thiết phải lợi dụng địa hình để vạch tuyến mạng lưới thoát nước sao cho độ sâu chôn cống là nhỏ nhất và tổng chiều dài mạng lưới thoát nước là nhỏ nhất Sau đây ta đưa ra hai phương

án vạch tuyến như sau:

3.2.1 Phương án 1

Trước hết ta chọn vị trí đặt trạm xử lý nước thải Với hướng gió chủ đạo là Đông Nam nên trạm xử lý nước thải cần được đặt ở cuối hướng gió, tức là phía Tây Nam của thành phố Trạm xử lý nước thải được đặt ở khu vực sông Gò Lan, cách thành phố khoảng 700m về phía Tây Nam, sau đó nước thải được dẫn ra biển Đông

Với địa hình dốc dần từ phía Đông sang Tây nên tuyến cống chính sẽ được đặt ở triền thấp nhất của lưu vực, dọc theo bờ sông (một nhánh nhỏ của sông Gò Lan) Thu nước của toàn bộ thành phố từ phía trên đổ xuống Tuyến cống chính chạy dọc bờ sông từ phía Bắc xuống phía Nam

Các tuyến góp lưu vực đặt dọc theo các đường tụ thuỷ, thu nước của các tuyến cống nhánh đặt dọc các đường phố, sau đó đổ vào tuyến cống chính

Các tuyến cống nhánh đặt dọc theo các trục đường của thành phố thu nước 2 bên của lưu vực và đổ vào tuyến cống chính Để thu gom triệt để nước thải, ngoài mạng lưới đường ống đặt dọc theo các tuyến đường, cần xây dựng các tuyến cống  150mm nối trực tiếp từ các nhà dân ra hố ga gần nhất

Nước thải của khu công nghiệp được thu vào cùng với nước thải sinh hoạt để xử lý trong cùng một trạm xử lý

3.2.2 Phương án 2

Cũng như phương án I ta chọn vị trí trạm xử lý nước thải là đặt tại khu vực sông

Gò Lan về phía Tây Nam của thành phố

Phân lưu vực thoát nước thành 2 triền cao thấp khác nhau Lợi dụng địa hình dốc đều từ phía Đông sang Tây ta sẽ đặt 2 tuyến cống chính để có thể thoát nước một cách nhanh nhất Vì mỗi tuyến cống chỉ thu nước của một lưu vực nên đường kính tuyến cống chính sẽ có thể giảm đi Một tuyến đặt ở phía giữa của thành phố thu nước từ toàn bộ phía trên (phía Đông) Một tuyến đặt ở phía thấp nhất của thành phố, thu nước của lưu vực còn lại cũng chạy dọc từ Bắc xuống Nam và gộp với tuyến cống chính kia tại một điểm để đưa về trạm xử lý

Các tuyến cống nhánh cũng vẫn đặt dọc theo các trục đường của thành phố Như phương án I để thu gom triệt để nước thải, ngoài mạng lưới đường ống đặt dọc theo các tuyến đường, cần xây dựng các tuyến cống  150mm nối trực tiếp từ các nhà dân

và theo quy phạm cứ 50m phải có một giếng thăm trên tuyến cống thẳng

3.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

3.3.1 Lập bảng tính toán diện tích các tiểu khu

Dựa vào bản đồ quy hoạch của thành phố ta có thể đo trực tiếp diện tích của các tiểu khu thoát nước Tuỳ thuộc vào địa hình ta có thể chia ô các tiểu khu thoát nước thàmh 2,3 hoặc 4 ô Số liệu được thể hiện cụ thể ở bảng 3-1 (xem phụ lục 2)

Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn cống:

Lưu lượng tính toán của từng đoạn cống được coi là chảy suốt từ đầu tới cuối đoạn cống và được xác định theo công thức sau:

qntt = (qndđ + qnnhb + qnvc).Kch + qttr

Trong đó:

+/ qntt: Lưu lượng tính toán của đoạn cống thứ n

+/ qndđ: Lưu lượng dọc đường của đoạn cống thứ n

+/ qn

vc: Lưu lượng vận chuyển qua đoạn cống thứ n, là tổng lưu lượng dọc đường, nhánh bên, vận chuyển của đoạn tính toán phía trước (Đoạn n - 1)

qnvc = qn-1dđ + qn-1nhb + qn-1vc +/ Kch: Hệ số không điều hòa chung được xác định dựa vào tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt của đoạn cống đó (qndđ + qnnhb + qnvc)

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

Dựa vào các công thức trên ta tiến hành tính toán lưu lượng cho các đoạn cống của các tuyến tính toán Kết quả được thể hiện ở các bảng sau:

- Lưu lượng tính toán tuyến cống chính (1 - TB) phương án 1 - Bảng 3 – 2

- Lưu lượng tính toán tuyến cống chính (1 - TB) phương án 2 - Bảng 3 - 3

- Lưu lượng tính toán tuyến cống nhánh (11 - 15) phương án 2 - Bảng 3 - 4

- Lưu lượng tính toán tuyến cống nhánh (A1 - 20) phương án 1 - Bảng 3 - 5

- Lưu lượng tính toán tuyến cống nhánh (B1 - 18) phương án 1 - Bảng 3 - 6

Các bảng tính được thể hiện trong phần phụ lục 2

3.3.2 Tính toán độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống thoát nước

Hình 3.1- Tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên

-Chiều sâu đặt cống đầu tiên tại tuyến cống chính được tính theo công thức:

H = h +i1L1 + i2L2 + Zd - Z0 + d (m)

Trong đó:

h: Độ sâu đặt cống đầu tiên của cống trong sân nhà hay trong tiểu khu, lấy bằng (0,20,4) m +d - Với d là đường ống trong tiểu khu Lấy h = 0,4 (m),

i : Độ dốc của cống thoát nước tiểu khu hay trong sân nhà tính bằng ‰,

L1: Chiều dài đoạn nối từ giếng kiểm tra tới cống ngoài đường phố - m,

L2: Chiều dài của cống trong nhà (hay tiểu khu) - m,

Z0: Cốt mặt đất đầu tiên của giếng thăm trong nhà hay trong tiểu khu,

Zd: Cốt mặt đất ứng với giếng thăm đầu tiên của mạng lưới thoát nước của khu đô thị,

d: Độ chênh giữa kích thước của cống thoát nước đường phố với cống thoát nước trong sân nhà (tiểu khu)

d = Dđường phố - Dtiểu khu = 300 - 200 = 100 (mm)= 0,1 (m)

Ví dụ:

- Tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên của tuyến cống chính (1 – TB) – PAI

H = 0.4 + 0.005  20 + 80  0.005 + (32,9 – 32,7) + (0,3 - 0,2) = 1,2 m Kiểm tra độ sâu từ đỉnh cống đến mặt đất tại điểm đặt cống:

Hđ = 1,2 - 0,3 = 0,9m > 0,7m Vậy thoả mãn điều 3.2.5-20TCVN51-84

- Tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên của tuyến cống chính (1 – TB) – PAII

Hđ = 1,2 - 0,3 = 0,9m > 0,7m Vậy thoả mãn điều 3.2.5-20TCVN51-84

- Tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên của tuyến cống (11 – 15) – PAII

Hđ = 1,4 - 0,3 = 1,1m > 0,7m Vậy thoả mãn điều 3.2.5-20TCVN51-84

- Tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên của tuyến cống (A1 – 20) – PAI

Hđ = 1,2 - 0,3 = 0,9m > 0,7m Vậy thoả mãn điều 3.2.5-20TCVN51-84

- Tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên của tuyến cống (B1 – 18) – PAI

H = 0.4 + 0.005  20 + 80  0.005 + (31 – 29,6) + (0,3 - 0,2) = 1,4 (m) Kiểm tra độ sâu từ đỉnh cống đến mặt đất tại điểm đặt cống:

Hđ = 1,4 - 0,3 = 1,1m > 0,7m Vậy thoả mãn điều 3.2.5-20TCVN51-84

3.3.3 Tính toán thuỷ lực các phương án

Căn cứ vào các bảng tính toán lưu lượng cho từng đoạn cống ở trên ta tiến hành tính toán thủy lực để xác định được đường kính ống (D), độ dốc thủy lực (i), độ đầy (h/d), vận tốc dòng chảy (v) sao cho phù hợp các yêu cầu về đường kính nhỏ nhất, độ đầy tính toán, tốc độ chảy tính toán, độ dốc đường ống, độ sâu chôn cống, được đặt ra trong quy phạm 20 - TCVN51-84

Ví dụ: (Tính toán đoạn cống cho phương án I)

Cốt đáy cống tại điểm 1: = 32,9 – 1,2 = 31,7m;

Cốt mặt nước tại điểm 1: = 31,7 + 0,075 = 31,775m;

 Độ sâu chôn cống tại điểm 2 là: = 31,6 – 30,22 = 1,38m;

 Cốt đáy cống tại điểm 2: = 31,7 – 1,8 = 30,22m;

Cốt mặt nước tại điểm 2: = 30,22 + 0,075 = 30,295m;

Ở đây ta tính toán theo trường hợp các đoạn cống đều được nối theo mặt nước

Độ đầy trước giếng 2 là 0,075m, đọan sau là 0,094m Nối cống bằng cách cho ngang mặt nước thì cốt đáy cống cũng tại giếng 2 nhưng thuộc đọan (2 – 3):

30,295 – 0,094 = 30,201m Như vậy tổn thất áp lực trên đọan cống 2 – 3:

h = i.l = 0,0045300 = 1,35m Cốt đáy cống tại giếng 3:

30,6 – 28,851 = 1,75m

Tính toán hoàn toàn tương tự cho các đoạn cống khác, cụ thể được thể hiện trong

các bảng sau:

Tính toán thuỷ lực tuyến cống chính (1…TB) phương án I- Bảng 3-7

Tính toán thuỷ lực tuyến cống nhánh (A1…20) phương án I- Bảng 3-8

Tính toán thuỷ lực tuyến cống nhánh (B1…18) phương án I- Bảng 3-9

Các bảng tính được thể hiện trong phần phụ lục 2

* Chú ý:

Các đoạn cống đầu của mạng lưới thoát nước vì phải theo qui định về đường kính

nhỏ nhất, nên mặc dù lưu lượng không lớn cũng phải dùng ống cỡ D300 Trường hợp

này sẽ không đảm bảo được các điều kiện về độ dốc (i  0,0005), và vận tốc (v  0,7m/s) của dòng nước Do vậy ta có thể coi các đoạn ống này là các đoạn không

tính toán, chỉ cần đặt ống theo độ dốc nhỏ nhất Vì vậy nên các đoạn ống này không

đảm bảo được vận tốc, cho nên muốn đảm bảo cho đoạn ống không bị lắng cặn thì

phải thường xuyên tẩy rửa muốn vậy ta có thể thiết kế thêm các giếng tự rửa ở đầu các

đoạn cống không tính toán

Khi tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước tại một số điểm tính toán ta phải đặt

trạm bơm cục bộ Nếu đặt trạm bơm cục bộ ta sẽ lấy độ sâu chôn ống tại điểm đó bằng

độ sâu chôn ống tại điểm đầu tiên của mạng lưới, để làm tăng khả năng tự chảy của

nước thải trong cống, tránh phải đặt nhiều trạm bơm phía sau đó Tuy nhiên trường

hợp này sẽ gặp bất lợi là lưu lượng lớn vì phải cộng thêm cả lưu lượng của nhánh bên

Nhưng nếu chọn độ sâu chôn cống tại điểm đó bằng với độ sâu chôn cống của nhánh

bên thì sẽ rất tốn kém do phải thi công với độ sâu chôn cống cao, lại phải đặt nhiều

trạm bơm cục bộ Do vây ta sẽ chọn phương án lấy độ sâu chôn cống tại điểm đặt trạm

bơm bằng độ sâu chôn cống đầu tiên nếu có

3.4 KHÁI TOÁN KINH TẾ PHẦN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC, LỰA CHỌN

PHƯƠNG ÁN ĐẦU TƯ

Cơ sở tính toán dựa vào các tài liệu sau:

- Định mức dự toán cấp thoát nước ban hành kèm theo quyết định 411/BXD ngày

29/6/1996 của Bộ Xây Dựng

3.4.1 Khái toán kinh tế phần đường ống

Phần tính tóan kinh tế được thể hiện trong các bảng 3-10,3-11 (phụ lục 2)

Trong phần khái toán này đã bao gồm cả phần giếng thăm Với quy phạm cứ 50m

đặt một giếng thăm trên đoạn cống thẳng và tại các vị trí góc ngoặt, đổi hướng… phải

có giếng thăm Cống được chọn làm mạng lưới đường ống là cống BTCT

3.4.2 Khái toán kinh tế khối lượng đất đào đắp xây dựng mạng lưới

+/ Hai phương án có chung cách phân chia lưu vực thoát nước, chỉ khác nhau cách

bố trí tuyến ống nên hai phương án có sự khác nhau về chiều dài tổng tuyến cống

+/ Tính sơ bộ lấy giá thành cho 1 m3 đất đào đắp: 20.000 (đồng/m3)

+/ Dựa vào chiều dài đường ống, độ sâu đặt cống và đường kính cống ta tính được thể tích khối đất cần đào đắp

 Phương án I

+/ Với tổng chiều dài tuyến cống L = 77.155 (m)

+/ Sơ bộ lấy chiều rộng trung bình đường hào là b = 1,5 (m) và chiều cao trung bình đường hào là h = 2 (m) Ta có:

Vđất = L  b  h = 77155  1,5  2 = 231465 (m3)

+/ Giá thành đào đắp là: 231465  20000 = 4629,3 (triệu)

 Phương án II

+/ Với tổng chiều dài tuyến cống L = 77255 (m)

+/ Sơ bộ lấy chiều rộng trung bình đường hào là b = 1,5 (m) và chiều cao trung bình đường hào là h = 2 (m) Ta có:

Vđất = L  b  h = 77255  1,5  2 = 231765 (m3)

+/ Giá thành đào đắp là: 231765  20000 = 4635,3 (triệu)

3.4.3 Chi phí quản lý mạng lưới cho một năm

N = L t

0,7

 N = 77,155

0,7 = 52 (người) Trong đó: Lt - Tổng chiều dài mạng lưới (km)

0,7 - Chiều dài quản lý của một người (km/người)

b- Lương và phụ cấp cho công nhân, sơ bộ lấy b = 0,7 (triệu/người.tháng) Vậy  L = 110  0,7  12 = 924 (triệu đồng)

+/ Chi phí sửa chữa mạng lưới:

S= 5%  MXD = 0,05  25767,025 = 1288,36 (triệu đồng)

+/ Chi phí khác:

K = 5% (U + L + D + S)

K = 0,05  (51,534 + 924 + 163,037+ 1304,35 ) = 122,16 (triệu đồng) +/ Tổng chi phí quản lý:

P = U + L + S + K

+/ Chi phí khấu hao cơ bản hàng năm:

Kc = 3% giá thành xây dựng mạng lưới thoát nước

N = L t

0,7

N = 77,255

0,7 = 110 người Trong đó: Lt - Tổng chiều dài mạng lưới (km)

0,7 - Chiều dài quản lý của một người (km/người)

b- Lương và phụ cấp cho công nhân, sơ bộ lấy b = 0,7 (triệu/người.tháng)

+/ Chi phí khấu hao cơ bản hàng năm:

Kc = 3% giá thành xây dựng mạng lưới thoát nước

 Phương án II

+/ Giá thành xây dựng mạng lưới: MXD = 26221 (triệu đồng)

+/ Chi phí quản lý mạng lưới: P = 2669,34 (triệu/năm) +/ Giá thành vận chuyển 1m3 nước thải: V = 180 (đ/m3)

Qua kết quả của 2 phương án trên ta quyết định lựa chọn phương án I với lý do sau:

- Giá thành xây dựng mạng lưới và chi phí quản lý mạng nhỏ

- Quản lý mạng lưới đơn giản

- Giá thành vận chuyển 1 m3 nước thải nhỏ hơn nhiều so với phương án II

Vậy kiến nghị chọn phương án I để đầu tư

Chương 4

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA

4.1 VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI THOÁT NUỚC MƯA

4.1.1 Nguyên tắc vạch tuyến

Mạng lưới thoát nước mưa được thiết kế để đảm bảo thu và vận chuyển nước mưa

ra khỏi đô thị một cách nhanh nhất, chống úng ngập đường phố và các khu dân cư Để đạt được yêu cầu trên trong khi vạch tuyến ta phải dựa trên các nguyên tắc sau:

+/ Nước mưa được xả thẳng vào nguồn tiếp nhận là sông hoặc hồ gần nhất bằng cách tự chảy

+/ Tránh xây dựng các trạm bơm thoát nước mưa

+/ Tận dụng các ao hồ sẵn có để làm hồ điều hoà

+/ Khi thoát nước mưa không làm ảnh hưởng tới vệ sinh môi trường và quy trình sản xuất

+/ Không xả nước mưa vào những vùng trũng không có khả năng tự thoát, vào các

ao tù nước đọng và vào các vùng dễ gây xói mòn

4.1.2 Phương án vạch tuyến thoát nước mưa:

Như chương 3 đã đề cập, việc lựa chọn hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn cho phép ta vạch tuyến mạng lưới thoát nước mưa sao cho nước được thoát một cách nhanh chóng nhất để xả ra nguồn tiếp nhận

Với địa hình là các đồi thấp, có độ dốc đều từ phía Đông sang phía Tây, nên các tuyến thu nước mưa sẽ đặt gần như vuông góc với đường đồng mức, thu gom nước mưa từ các tuyến cống nhánh ở một bên rồi dẫn thẳng đổ ra sông

4.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TÓAN CỦA NƯỚC MƯA

Lưu lượng tính toán của nước mưa được xác định theo phương pháp "cường độ giới hạn" Trong đó thời gian tính toán được lấy bằng thời gian nước chảy từ điểm xa nhất của lưu vực đến tiết diện tính toán Tại thời điểm đó lưu lượng nước mưa đạt được giá trị giới hạn lớn nhất Tức là ta coi hệ số chậm của dòng chảy là 1 và lưu lượng tính toán của nước mưa được xác định theo công thức sau:

Qtt = q    F   (l/s) Trong đó:

q- Cường độ mưa tính toán (l/s.ha)

F- Diện tích lưu vực thoát nước (ha)

- Hệ số dòng chảy

- Hệ số mưa không đều

4.2.1 Xác định thời gian mưa tính toán

Thời gian mưa tính toán được xác định theo công thức sau:

ttt = tm + tr + t0 (phút)

Trong đó:

+/ tm: Thời gian tập trung nước mưa trên bề mặt từ điểm xa nhất trên lưu vực chảy đến rãnh thu nước mưa (phút) Theo điều 2.2.9-20TCVN51-84 khi trong tiểu khu

có mạng lưới thoát nước riêng thì lấy tm = 5 phút

+/ tr: Thời gian nước chảy trong rãnh thu nước mưa và được tính theo công thức:

+/ t0: Thời gian nước chảy trong cống đến tiết diện tính toán và được

xác định theo công thức sau:

l0

t =2Σ0

V 600 (phút)

Với: l0- Chiều dài mỗi đoạn cống tính toán (m),

V0- Vận tốc nước chảy trong mỗi đoạn cống (m/s)

r- Hệ số kể đến sự làm đầy không gian tự do trong cống khi có mưa

Với độ dốc khu vực nhỏ hơn 0,01 ta lấy r = 2

Vậy ta có: ttt = 5 + 3 + t0 = 8 + t0 (phút)

4.2.2 Xác định cường độ mưa tính toán

Cường độ mưa tính toán được xác định theo công thức sau:

n (20+b) q (1+C.lgP )20 t

q =

n (t+b) (l/s-ha)

Trong đó: n,C,b- Các đại lượng phụ thuộc vào đặc điểm khí hậu của địa phương

q20- Cường độ mưa trong khoảng thời gian 20 phút với chu kỳ lặp lại một lần trong năm

Pt- Chu kỳ tràn cống

t- Thời gian tính toán của nước mưa

Theo bảng 9-1 Giáo trình “Cấp Thoát Nước - Trần Hiếu Nhuệ” với thành phố Vạn Tường tỉnh Quảng Ngãi có các thông số như sau:

q20 = 259,5 (l/s-ha) C = 0,2871

b = 24,51 n = 0,7460

Theo 20TCVN51-84 Chu kỳ tràn cống được lấy như sau:

+/ Với khu dân cư: Pt = 1 (năm)

+/ Với khu công nghiệp: Pt = 3 (năm)

Khi đó công thức cường độ mưa có dạng:

0,7460 (20+24,51) 259,5.(1+0,2871lg1)

q =

0,7460 (t+24,51) (l/s-ha)

Ứng với từng giá trị của t ta sẽ tính được cường độ mưa q cho từng đoạn cống tính toán

4.2.4 Xác định hệ số mưa không đều

Do diện tích các lưu vực nhỏ hơn 300 ha nên ta lấy hệ số phân bố mưa rào là

η =1(Theo điều 2.2.4-20TCN51-84)

4.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA

Việc tính toán thuỷ lực dựa vào “Bảng tính thuỷ lực cống và mương thoát nước - NXBXD”

Đường cống tính toán với độ đầy h/d = 1, do đó các cống thu nước mưa được nối theo vòm cống

Ví dụ: Tính toán cho đoạn cống 1-2

Đoạn cống 1-2 có: L = 400m, tm + tr = 8 (phút), diện tích tính toán = 7,7 (ha), vận tốc giả thiết vgt = 0,82 (m/s), cốt mặt đất tại điểm 1 là 32,9m; tại điểm 2 là 31,6m Chọn độ sâu chôn cống ban đầu là 1,8m

 Q = 242,4  0,562  7,7  1 = 1048,9(l/s)

Từ Q = (l/s) tra bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước ta chọn:

D = 1000mm; i = 0,0019; vgt = 0,82 (m/s) Tổn thất thuỷ lực: h = i  L = 0,0019  400 = 0,76m

Cốt đáy cống tại điểm 1 bằng hiệu số giữa cốt mặt đất và độ sâu chôn cống đầu tiên

32,9 – 1,8 = 31,1m

Độ sâu chôn cống tại điểm cuối của đoạn (1-2) tức tại điểm 2 thuộc đọan (1-2) bằng tổng của độ sâu chôn cống ban đầu và tổn thất thuỷ lực:

1,8 + 0,76 = 2,56m Cốt đáy cống tại điểm 2: 31,6 -2,56 = 29,04m

Cốt vòm cống tại điểm 1 bằng tổng giữa cốt đáy cống và đường kính cống:

31,1 + 1 = 32,1m Cốt vòm cống tại điểm 2 bằng tổng giữa cốt đáy cống và đường kính cống:

29,04 + 1 = 30,04m Hoàn toàn tương tự ta tính được cho các đoạn cống tiếp theo

Kết quả tính toán lưu lượng và thuỷ lực mạng lưới thoát nước mưa được thể hiện trong các bảng: 4-2, 4-3, 4- 4 phần phụ lục

CHƯƠNG 5

THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

5.1 CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN

5.1.1 Lưu lượng nước thải

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt

QSh = 27180,36 (m3/ngđ) - Theo bảng tổng hợp lưu lượng

QShII = 23431,68 (m3/ngđ)

 Lưu lượng nước thải từ các công trình công cộn:

Qcc = 1087,3 (m3/ngđ)

 Lưu lượng nước thải từ các khu công nghiệp:

- Lưu lượng nước thải từ khu công nghiệp I: QICN= 3933,03 (m3/ngđ)

- Lưu lượng nước thải khu công nghiệp II: QIICN= 5306,18(m3/ngđ)

 Tổng lưu lượng nước thải toàn thành phố: Q = 37506,87 (m3/ngđ)

5.1.2 Nồng độ bẩn của nước thải khu công nghiệp

 Khu công nghiệp I

Hàm lượng chất lơ lửng: C = 120 (mg/l)

Nhu cầu ô xy hoá sinh hoá hoàn toàn nước thải BOD20I = 200 (mg/l)

 Khu công nghiệp II:

Hàm lượng chất lơ lửng: C = 160 (mg/l)

Nhu cầu ô xy hoá sinh hoá hoàn toàn nước thải BOD20II = 220 (mg/l)

5.1.3 Số liệu thuỷ văn nguồn xả

Nguồn xả là sông

Vận tốc của dòng chảy v = 0,4 (m/s)

Độ sâu trung bình hTB = 4 (m)

Hàm lượng chất lơ lửng bS = 16 (mg/l)

Nhu cầu ô xy hoá sinh hoá hoàn toàn nước thải BOD20 = 2,8 (mg/l)

Hàm lượng ô xy hoá hoà tan trong nước sông OS = 5,8 (mg/l)

5.2 CÁC THAM SỐ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

5.2.1 Lưu lượng tính toán đặc trưng của nước thải

- Lưu lượng thiết kế: Q = 37506,87 (m3/ngđ)

- Lưu lượng trung bình giờ: QTBh = Q

24 = 1562,78 (m3/h)

- Lưu lượng trung bình giây: QTBs =

TB Qh

3, 6 = 1562,78

3,6 = 434,1 (l/s)

- Lưu lượng giờ lớn nhất: QMaxh = 2207,64 (m3/h)

- Lưu lượng giây lớn nhất: QsMax =

Max Qh 3,6 = 2207,64

3,6 = 613,23(l/s)

- Lưu lượng giờ nhỏ nhất: Qminh = 776,63 (m3/h)

- Lưu lượng giây nhỏ nhất: Qsmin =

min Qh 3,6 = 776,63

3,6 = 215,73 (l/s)

5.2.2 Xác định nồng độ chất bẩn của nước thải

 Xác định nồng độ bẩn của nước thải theo hàm lượng chất lơ lửng

- Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sinh hoạt được tính theo công thức:

CSH = a 1000

q0 (mg/l) Trong đó: a: Lượng chất lơ lửng của một người dân thải ra trong một ngày đêm Theo bảng 23 – 20TCN51-84: a = 50 - 55 (g/người.ngđ) Lấy a = 55 (g/người.ngđ)

q0: Tiêu chuẩn thải nước ứng với khu vực tính toán

Với khu vực I: CSH1 = 55.1000

180 = 305,55 ( mg/l ) Với khu vực II: CSH2 = 55.1000

QSH1: Lưu lượng nước thải sinh hoạt khu vực I; QSH1 = 3748,68 (m3/ngđ)

QSH2: Lưu lượng nước thải sinh hoạt khu vực II; QSH2 = 23431,68 (m3/ngđ)

QCN1: Lưu lượng nước thải khu công nghiệp I; QCN1 = 3933,03 (m3/ngđ)

QCN2: Lưu lượng nước thải khu công nghiệp II; QCN2 = 5306,18 (m3/ngđ)

CCN1: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải khu công nghiệp I: C 1

 Xác định nồng độ chất bẩn của nước thải theo hàm lượng BOD 20

- Hàm lượng BOD20 của nước thải sinh hoạt được tính theo công thức:

LSH = L 10000

q0 (mg/l) Trong đó: L0: Lượng BOD20 của một người dân thải ra trong một ngày đêm:

Theo bảng 23 – 20TCN51-84 lấy L0 = 35 (g/người.ngđ)

+ / Với khu vực I:

LSH1 = 35.1000

180 = 194,44 ( mg/l ) +/ Với khu vực II:

QSH1: Lưu lượng nước thải sinh hoạt khu vực I; QSH1 = 3748,68 (m3/ngđ)

QSH2: Lưu lượng nước thải sinh hoạt khu vực II; QSH2 = 23431,68 (m3/ngđ)

QCN1: Lưu lượng nước thải khu công nghiệp I; QCN1 = 3933,03 (m3/ngđ)

QCN2: Lưu lượng nước thải khu công nghiệp II; QCN2 = 5306,18 (m3/ngđ)

LCN1: Hàm lượng chất bẩn trong nước thải khu công nghiệp I tính theo BOD20;

 Dân số tương đương

- Dân số tương đương theo chất lơ lửng được tính theo công thức: