B ố trí hệ thống thoát nước bên trong tòa nhà cao cấp AVALON gồm: Ch ọn sơ đồ thoát nước trong nhà Vì hệ thống thoát nước bên ngoài là hệ thống thoát nước chung nên tất cả lưu lượng nư
M ục tiêu và nội dung đề tài
M ục tiêu
Thiết kế hệ thống thoát nước, xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải nhằm bảo vệ môi trường
Nôi dung
Thiết kế và tính toán mạng lưới HTTN trong nhà
Dựa vào thành phần, tính chất và lưu lượng nước thải sinh hoạt và tiêu chuẩn xả ra nguồn tiếp nhận đề xuấtphương án xử lý nước thải.
Tính toán kỹ thuật các công trình đơn vị xử lý nước thải sinh hoạt.
Khái toán kinh phí xây dựng và thiết bị.
TỔNG QUAN TÒA NHÀ AVALON
Hi ện trạng xây dựng tòa nhà
Vị trí và diện tích
Toà nhà Avalon tại số 53 Nguyễn Thị Minh Khai, phường Bến Nghé, Quận 1, TP.HCM là một trong những trung tâm thương mại - du lịch nổi bật của khu vực Được đầu tư bởi Công ty TNHH TM và DV Đô Thị Á Châu, tòa nhà có diện tích sàn 8.070 m2 và cao 17 tầng Tòa nhà đang thi công và dự kiến sẽ trở thành trụ sở văn phòng cao cấp cho thuê trong tương lai Khu đất có địa hình tương đối bằng phẳng và thông thoáng, thuận tiện cho hoạt động kinh doanh và tiếp cận khách hàng.
Công trình được xây dựng trên nền đất ổn định, vì vậy quá trình thiết kế phải tính toán giải pháp móng cho nhà cao tầng sao cho đảm bảo an toàn chịu lực và độ bền lâu dài, đồng thời xác định giải pháp tường vây bảo vệ để ngăn tác động lên các công trình lân cận Khảo sát địa chất công trình là bước nền tảng giúp chọn lọc loại móng phù hợp và thiết kế tường chắn hiệu quả, từ đó tối ưu hiệu suất thi công và giảm thiểu rủi ro trong suốt vòng đời dự án.
Lớp đất K: Đất san lấp, gạch vụn màu nâu xốp từ 2 – 2.45m sâu Dày lớp 1.4m
Lớp đất 1: Sét pha lẫn ít sạn sỏi Laterit, màu nâu đỏ, xám xanh, dẻo cứng Độ sâu từ 4 – 4.45m Dày lớp 3.1m
Lớp đất 2: Sét lẫn sạn sỏi Laterit, màu vàng, xám xanh, dẻo cứng Độ sâu từ 6.3m Dày lớp 1.8m
Lớp đất 3: Sét pha màu vàng, xám xanh, dẻo cứng Độ sâu từ 8.3m Dày lớp 2m
Lớp đất 5: Sét pha vàng nâu, xám trắng, trạng thái dẻo Độ sâu từ 12.4m Dày lớp 4.1m
Lớp đất 6: Cát pha, phớt hồng,đốm xám trắng, trạng thái dẻo Độ sâu từ 19.5m Dày lớp 7.1m
Lớp đất 7: Cát pha lẫn sạn sỏi, thạch anh, nâu đỏ, vàng, trạng thái dẻo Độ sâu từ 23.6m Dày lớp 4.1m
Lớp đất 8: Cát pha màu hồng, vàng nhạt, nâu nhạt, trạng thái dẻo Độ sâu từ 35.2m Dày lớp 11.6m
Thuộc khu vực nóng ẩm mưa nhiều :
Hiện trạng cơ sở hạ tầng kỹ thuật
Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật của khu đất khá tốt, vì nằm ngay trung tâm thành phố
Hệ thống thoát nước thải, cấp nước sạch rất tốt.
Hệ thống điện và điện thoại đầy đủ, và có khả năng cung cấp tốt cho công trình.
Hệ thống thông tin liên lạc
Hệ thống điện thoại được thiết kế để đáp ứng đầy đủ yêu cầu liên lạc của ban quản lý tòa nhà và các đơn vị khách thuê mặt bằng, với một tổng đài quản lý duy nhất phục vụ ban quản trị Hệ thống MDF và Trunking được phân bổ theo từng tầng, cung cấp và phân loại cáp điện thoại đến MDF ở mỗi tầng để đảm bảo kết nối đồng bộ và đáp ứng nhu cầu cho thuê mặt bằng của khách hàng trong tương lai.
Hệ thống tổng đài sử dụng của các hãng Siemens, panasonic hoặc tương đương.
Thiết bị dùng trong hệ thống tổng đài phải đảm bảo tiêu chuẩn,đồng bộ và tương thích của các hãng Krome, AMP, hoặc tương đương.
Để đáp ứng nhu cầu thông tin liên lạc và kết nối Internet cho toàn bộ tòa nhà, hệ thống mạng thông tin liên lạc được thiết lập với đường truyền Internet tốc độ cao Tòa nhà được cung cấp đường truyền ADSL tốc độ cao, đảm bảo kết nối ổn định và nhanh chóng cho cư dân và doanh nghiệp sinh sống và làm việc tại đây Hạ tầng mạng này hỗ trợ truy cập Internet chất lượng, phục vụ các hoạt động làm việc từ xa, học tập trực tuyến và trao đổi thông tin hiệu quả.
Hệ thống cấp nước chữa cháy
Thiết kế được thực hiện theo tiêu chuẩn chữa cháy liên tục 3 giờ, đảm bảo nước không bị cạn và lưu lượng phun của mỗi đầu vòi đạt 2,5 lít/giây Hệ thống gồm hai nhánh phun có sẵn với ống mềm (hose reel) được bố trí ở hai đầu hành lang mỗi tầng, và đầu tiếp nước tại chiếu nghỉ mỗi tầng ở bên trong từng buồng thang thoát hiểm (Hydrant) Bên cạnh đó còn có đầu tiếp nước riêng phục vụ lực lượng chữa cháy đặt tại vị trí các Hose reel và tại đầu ramp dốc xuống hầm để lấy nước từ bên ngoài đổ về cho hệ thống hose reel.
Dung tích hồ nước PCCC sẽ là 60m 3
Hệ thống chữa cháy tự động (sprinkler) bao gồm đồng thời hai hệ thống Hose Reel và sprinkler, mang lại giải pháp tối ưu cho các công trình yêu cầu cao về an toàn phòng cháy chữa cháy Đây là một công trình cao cấp với diện tích sàn trên 6.000 m², đáp ứng tốt nhu cầu bảo vệ tài sản và con người Hệ thống Hose Reel cung cấp nguồn nước dự phòng, trong khi sprinkler tự động phun nước khi phát hiện nhiệt độ bất thường, giúp khống chế đám cháy từ sớm Việc tích hợp hai hệ thống này tăng khả năng chữa cháy và an toàn cho người dùng, đồng thời tối ưu vận hành ở các dự án có quy mô lớn.
Hệ thống bơm cho Horsereel và hệ thống sprinkler phải là hai hệ thống riêng biệt và hoạt động độc lập Việc thiết kế hệ thống chữa cháy tự động sprinkler là cần thiết để tăng tính an toàn và nâng cao hiệu quả bảo vệ công trình Hệ thống được trang bị một máy bơm dự phòng có nguồn điện riêng hoạt động độc lập, hoặc có động cơ diesel để đảm bảo nguồn nước cấp liên tục khi xảy ra sự cố Hệ thống đường ống STK phân phối nước tới từng vị trí đầu phun, với bán kính hoạt động của mỗi đầu phun là 1,8 m.
Hệ thống phòng cháy chữa cháy và thoát hiểm
Công trình được thiết kế với hệ thống phòng cháy chữa cháy cấp cao, trang bị hệ thống chữa cháy tự động sprinkler và vòi phun được bố trí đồng bộ trên tất cả các tầng Hệ thống vòi phun được đặt đều ở các tầng, với hai họng chữa cháy ở hai đầu hành lang nhằm tăng cường khả năng ứng phó khi có sự cố cháy Ngoài ra, khu vực bố trí các bình chữa cháy đã được chuẩn bị sẵn sàng để đảm bảo phương án chữa cháy được triển khai nhanh chóng và hiệu quả.
CO 2 ngay cạnh họng chữa cháy Bên trong thang thoát hiểm cũng bố trí đầu nối cấp nước chữa cháy cho lực lượng cứu hoả khi cần (Hyđrant).
Toàn bộ diện tích công trình được trang bị hệ thống báo cháy tự động với cảm biến khói và cảm biến nhiệt, được chia thành nhiều zone (vùng) nhằm phát hiện và truyền tín hiệu về phòng điều khiển trung tâm Tại mỗi tầng lắp đặt hệ thống báo động cố định kèm còi và nút bấm cảnh báo đặt ở vị trí dễ quan sát, thuận tiện thao tác cho người vận hành Các tín hiệu từ cảm biến được xử lý tại trung tâm, đảm bảo thông báo nhanh chóng và kích hoạt các thiết bị báo động khi có sự cố, từ đó nâng cao khả năng phản ứng và an toàn cho toàn công trình.
Hệ thống đèn sự cố được bố trí đều khắp khu vực sử dụng để khi xảy ra sự cố ngắt nguồn điện, hệ thống đèn vẫn hoạt động bình thường ít nhất 2 giờ Các đèn EXIT được bố trí dọc theo hành lang và trước cửa vào thang thoát hiểm, giúp nhận diện lối thoát hiểm nhanh chóng và thuận tiện trong mọi tình huống.
Hai thang bộ thoát hiểm được bố trí sao cho bán kính phục vụ nơi xa nhất trên mỗi tầng không quá 25 m, đảm bảo khả năng thoát hiểm nhanh chóng cho mọi khu vực Mỗi thang có hai lớp cửa chống cháy 2 giờ, có hướng mở cửa thay đổi theo vị trí: mở vào bên trong thang đối với các tầng trên và hầm, và mở ra ngoài đối với tầng trệt Các cánh cửa đều lắp bộ giảm lực để đảm bảo cửa luôn đóng kín sau khi vận hành.
Hệ thống bảo vệ toà nhà
Ngoài hệ thống bảo vệ bằng con người (nhân viên bảo vệ của toà nhà) sẽ cần lắp đặt thêm các thiết bị bảo vệ khác gồm có;
Hệ thống camera quay phim 24/24 được lắp đặt tại các vị trí quan trọng trong và ngoài công trình như cửa ra vào, hành lang và phòng máy Tín hiệu từ các camera được kết nối về phòng điều khiển trung tâm để được theo dõi liên tục qua màn hình, nhằm đảm bảo giám sát an ninh 24/7 và nâng cao hiệu quả phản ứng trước mọi sự cố.
Hệ thống khóa cửa điện tử tại các cửa ra vào chính và tín hiệu cũng được nối với phòng kiểm soát trung tâm.
Khả năng cháy nổ có thể xảy ra do các hoạt động sau:
Các nguồn nguyên liệu như dầu DO, FO thường được chứa trong công trường có thể gây ra cháy nổ khi gặp nhiệt độ cao;
Ngu ồn gây ô nhiễm nước
Nguồn gốc: Nước thải của tòa nhà chủ yếu là nước thải từ các hoạt động sinh hoạt, vệ sinh của nhân viên trong cao ốc
Lưu lượng nước thải phát sinh được tính toán dựa trên nhu cầu sử dụng nước cấp cho mục đích sinh hoạt và vệ sinh; tại dự án, lưu lượng nước thải sinh ra là 88 m3.
Bảng 2-1 Thành phần nước thải cao ốc khách sạn
/ngày Đặc trưng của nước thải sinh hoạt được nêu trong bảng 2-1
Ngu ồn: trung tâm công nghệ môi trường CENTEMA, 2005
Khi dự án đi vào hoạt động, toàn bộ nước thải sinh hoạt sẽ được xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 6672-2000 trước khi thải ra cống thoát nước chung của thành phố Việc tuân thủ tiêu chuẩn này đảm bảo nước thải được làm sạch ở mức cho phép và giảm thiểu tác động đến hệ thống thoát nước cũng như môi trường xung quanh Quy trình xử lý nước thải được thiết kế để loại bỏ các chất ô nhiễm và đảm bảo an toàn cho nguồn nước công cộng và sức khỏe của cộng đồng.
Bố trí hệ thốngthoát nước bên trong tòa nhà cao cấp AVALON gồm:
Chọn sơ đồ thoát nước trong nhà
Vì hệ thống thoát nước bên ngoài là hệ thống thoát nước chung nên mọi lưu lượng nước thải sinh hoạt từ các thiết bị vệ sinh đều đổ vào ống thoát nước sân nhà trước khi chảy ra ống thoát nước thành phố Việc tập trung nước thải về một hệ thống duy nhất giúp quản lý, vận hành và bảo vệ môi trường tốt hơn, đồng thời đảm bảo liên kết mạch lạc giữa ống thoát nước sân nhà và ống thoát nước thành phố Nhờ đó lưu thông nước thải sinh hoạt được thực hiện an toàn và hiệu quả qua toàn bộ mạng lưới thoát nước ngoài.
Đối với tòa nhà lớn, yêu cầu xử lý nước thải tại chỗ được áp dụng bằng cách dẫn nước thải vào bể tự hoại Sau quá trình lắng, nước thải sẽ được xả ra ngoài, còn phần cặn được giữ lại và phân hủy nhờ vi khuẩn yếm khí.
Nước thải được tập trung vào hệ thống thoát nước sân nhà được gắn vào tường trong tầng hầm sau đó đưa ra bể tự hoại.
Nước mưa được dẫn qua một hệ thống ống thoát riêng biệt, đảm bảo thoát nước an toàn và hiệu quả Đoạn ống thoát cuối cùng được nối với ống thoát của bể tự hoại, sau đó nước mưa được xả vào mạng lưới thoát nước thành phố.
Vậy ta chia ra các loại thoát nước như sau:
Mạng lưới thoát nước thải sinh hoạt
Mạng lưới thoát nước từ bồn cầu
Mạng lưới thoát nước mưa
Vị trí hệ thống thoát nước trong nhà được đơn vị thiết kế xác định trước, căn cứ vào mặt bằng, kết cấu công trình và yêu cầu vận hành Nhiệm vụ tiếp theo là thiết kế bố trí đường kính ống D sao cho phù hợp với thực tế thi công và điều kiện sử dụng, đảm bảo thoát nước hiệu quả, giảm tối đa nguy cơ tắc nghẽn và tối ưu chi phí xây dựng.
M ạng lưới thoát nước thải sinh hoạt
2.3.1 Cấu tạo các thiết bị thu nước bẩn
Chậu tắm có hình chữ nhật với kích thước dài từ 1510 đến 1800 mm, rộng khoảng 750 mm và sâu khoảng 460 mm, phù hợp cho không gian phòng tắm hiện đại Chậu được đặt trên bốn chân gang cao 150 mm gắn chắc vào sàn nhà để tăng sự ổn định và độ bền khi sử dụng Dung tích của chậu tắm khoảng 225-325 lít nước, đáp ứng nhu cầu tắm rửa và thư giãn hàng ngày.
Trang bị cho chậu tắm gồm có:
Vòi nước d= 21mm, đặt cách sàn 0,8 -1,0m ống tháo nước ở đáy chậu d 60mm.Ống thoát nước tràn từ thành chậu xuống d0mm
Lỗ tháo nước có nút đậy và xi phông.
Lavabô (chậu rửa tay, rửa mặt)
Error! Objects cannot be created from editing field codes.
Khi bố trí lavabô thành nhóm thì không nhất thiết mỗi chậu phải có một xi phông riêng mà có thể dùng một xi phông chung cho cả nhóm
Lavabô thường được trang bị các thiết bị cơ bản gồm vòi nước hoặc vòi trộn, ống thoát nước, xí phông dạng chai hoặc hình chữ U và giá đỡ có 2-4 đinh ốc để giữ chậu và gắn chặt vào tường Ống thoát nước có đường kính 32 mm, lỗ thoát nước ở đáy chậu có nút hoặc lưới chắn rác Lavabô thường cao hơn mặt sàn một khoảng tùy thiết kế.
800 mm và cách nhau khỏang 0,65 m
Chậu rửa nhà bếp 1 ngăn:
Hình 2-3 Chậu rửa bếp 1 ngăn
Dùng để rửa đồ dùng dụng cụ ăn uống trước hoặc sau khi ăn, uống của nhân viên làm việc trong cao ốc
Bố trí trên mặt sàn khu vệ sinh, trên các máng tiểu, nước rửa sàn,…vào ống đứng thoát nước.
Phễu thu giống xi-phông có lưới chắn ở phía dưới (một hoặc hai tầng lưới chắn), thường đúc bằng gang xám, mặt trong tráng men và mặt ngoài quét một lớp nhựa đường; mặt trên có đường kính thu d và các thông số kích thước tương ứng: với d = 50 mm có kích thước 150 x 150 mm, sâu 135 mm; khi d = 0 mm các kích thước tương ứng là 250 x 250 mm, sâu 200 mm; đường kính lỗ hoặc khe hở của lưới chắn không nhỏ hơn 10 mm; phễu thu thường chế tạo với đường kính thu dP và 100 mm, có ống tháo nối với ống thoát nước nằm ngang hoặc nghiêng ở góc 45 độ.
Hiện nay ở Việt Nam, việc gia công và chế tạo phễu thu nước sàn với nhiều loại và kích thước khác nhau đã đáp ứng phần lớn nhu cầu của người dùng trong các công trình thi công Việc chọn ống nhựa lắp đặt cho hệ thống thoát nước sàn đóng vai trò quan trọng do ảnh hưởng trực tiếp đến độ kín nước, độ bền và hiệu quả thoát nước của toàn bộ hệ thống Các phễu thu nước sàn đa dạng về kích thước giúp người dùng dễ dàng tìm được sản phẩm phù hợp với khối lượng nước và mặt bằng thi công, đồng thời dễ lắp đặt và bảo trì Khi lựa chọn ống nhựa cho thi công, cần lưu ý đến chất lượng, tiêu chuẩn, khả năng chịu áp lực, tính kháng hóa chất và thời tiết, từ đó tối ưu chi phí vận hành và tuổi thọ hệ thống thoát nước.
Sàn phải có độ dốc
I = 0.002 hướng về phía phễu thu
Thiết kế mạng lưới thoát nước phù hợp với hiện trạng công trình, đảm bảo thoát nước hiệu quả Nước từ các chậu rửa, bồn tắm và phễu thu nước sàn được thu từ các ống nhánh đổ vào ống đứng thoát nước rửa và dẫn ra khu xử lý nước thải của tòa nhà.
2.3.3 Vạch tuyếnthoát nước bẩn tòa nhà AVALON
Hệ thống thoát nước (HTTN) bên trong tòa nhà AVALON dùng để thải các chất bẩn tạo ra trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh ăn uống của con người thể hiện trên mặt bằng các đường ống dẫn nươc vào nhà, các ống nhánh, ống đứng và các ống tháo nước thảiluôn đảm bảo thoát nước tốt cần chú ý đến các đặc điểm sau đây:
Tránh làm nhiều ống tháo ra ngoài.
Đảm báo nước chảy thẳng ít quanh co.
Tổng chiều dài đường ống là ngắn nhất.
Vị trí thể hiện tại 2 khu vực thu nước thải sinh hoạt của tòa nhà tương ứng là điểm I gồm 1 hộp gain chứa ống đứng được đặt xuyên suốt từ trên xuống, nhiệm vụ thu nước từ các ống nhánh của các thiết bị vệ sinh bố trí dựa vào mặt bằng của các tầng14 xuống tầng 1, III gồm 1 hộp gain cũng đặt ống đứng từ trên xuống dưới thu nước thải từ các ống nhánh của các thiết bị vệ sinh bố trí dựa trên mặt bằng của tầng 1÷11,tầng 12÷13 và tầng 14
Hệ thống thoát nước nội bộ của tòa nhà gồm nhiều đoạn ống có chiều dài và đường kính khác nhau, được kết nối với các thiết bị thu nước thải của toàn bộ khu vệ sinh Nước thải từ khu vệ sinh được dẫn qua đường ống riêng về trạm xử lý nước thải của tòa nhà, đặt tại tầng hầm, để được xử lý và đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường.
M ạng lưới thoát nước bồn cầu
2.4.1 Cấu tạo hệ thống thoát nước bồn cầu
Error! Objects cannot be created from editing field codes.
Thiết kế theo kiểu ngồi xổm vòi rửa bồn cầu có hai kiểu: pít tong và màng ngăn
Vòi rửa có thể lắp đặt hở hoặc âm tường, ở độ cao 0,8 mét so với sàn để tối ưu diện tích và thẩm mỹ phòng vệ sinh Khi nhấn nút hoặc ấn tay đẩy, chân gạt nước sẽ tự động phun nước để rửa bồn cầu hiệu quả Âu tiểu nam treo tường là giải pháp vệ sinh tiện dụng và tiết kiệm không gian cho khu vực nhà tắm.
Hố tiểu tiện gồm âu tiểu hoặc máng tiểu, kèm theo thiết bị nước rửa và các ống dẫn nước vào mạng lưới thoát nước Có hai loại âu tiểu: loại treo trên tường và loại đặt trên sàn Âu tiểu treo tường thường được làm bằng sành sứ men bóng và đặt ở độ cao khoảng 0,6 m tính từ mặt sàn đối với người lớn Khoảng cách tối thiểu giữa các âu tiểu treo tường là 0,7 m và chúng được gắn chắc vào tường bằng 2-4 đinh ốc.
Rửa âu tiểu được thực hiện bằng vòi rửa mở bằng tay, gắn vào đầu ống rửa nhô lên ở phía trên của âu tiểu Đầu ống rửa hình thành một vòng đai có nhiều lỗ nhỏ nằm quanh mép trên của âu tiểu, nước phun đều qua các lỗ để làm sạch và rửa trôi chất bẩn khỏi âu tiểu.
Trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải từ các bồn cầu và âu tiểu được thu vào ống đứng thoát nước và dẫn đến ngăn chứa của bể tự hoại Bể tự hoại được thiết kế để nước thải lưu lại trong một ngày nhằm thực hiện quá trình xử lý trước khi được đưa qua các công trình xử lý tiếp theo.
4.2.3 Vạch tuyến thoát nước bẩn tòa nhà AVALON
Dựa trên mặt bằng khu vệ sinh, bố trí hệ thống ống nhánh và ống đứng thoát nước bẩn từ bồn cầu và tiểu thuộc điểm II và IV Các ống nhánh thu nước từ các ống đứng tại các điểm II và IV tập trung về các điểm A, B, C, D, E, F, G, H, I, K, L, M, N Tại các ống nhánh vào từ các ống đứng thuộc điểm I và điểm III gồm các điểm A, B, C, D, E, F, G, H, I Cách bố trí này bảo đảm thoát nước hiệu quả và dễ kiểm soát vận hành hệ thống vệ sinh.
M ạng lưới thoát nước mưa của tòa nhà
Trong quá trình chảy tràn, nước mưa có thể mang theo chất bẩn và bụi Theo nguyên tắc thông dụng, nước mưa được xem là nước thải ô nhiễm nhẹ (qui ước sạch) có thể thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên mà không cần qua xử lý Vì thế nước mưa được cho là không gây ô nhiễm đến nguồn tiếp nhận.
Nước mưa mái và sân vườn các toàn nhà được thu riêng theo ống thu nước mưa và được xả vào cống thoát nước chung của thành phố
Hệ thống thoát nước mái chính bao gồm ống máng, ống xối thu nước mưa (sê nô), ống đứng và ống ngang
Hệ thống thoát nước mái nhà được thiết kế dựa trên hai kịch bản mưa cực đại có chu kỳ lặp lại: trận mưa liên tục lớn nhất với chu kỳ 1 năm và trận mưa trong vòng 60 phút có chu kỳ lặp lại 100 năm Việc xác định các tham số thiết kế theo hai chu kỳ lặp lại này giúp hệ thống có thể xử lý nước mưa hiệu quả khi gặp các trận mưa lớn và đảm bảo giảm ngập trên mái, đồng thời tối ưu hiệu suất thoát nước và tăng độ bền cho công trình.
Phễu thu nước mưa gồm vỏ phễu bố trí trong bê tông mái, khung và lưới thu hoặc lưới vòm để chắn rác, và được gắn chắc vào mái bằng các bu lông ê cu Đường kính của phễu thu nước mưa phổ biến là 80 mm, 100 mm, 150 mm và 200 mm; nên chọn phễu có đường kính 100 mm cho hệ thống thu nước mưa.
Phễu thu nước mưa thường được bố trí cách nhau không lớn hơn 48 mét, phụ thuộc vào hình dạng mái nhà, kết cấu công trình và diện tích thu nước mưa trên mái Để nước mưa dễ dàng đổ về phễu thu, trên mái nhà người ta thường lắp đặt các máng dẫn nước (sê-nô) với chiều rộng máng 60 cm; chiều sâu máng ở máng đầu tiên được thiết kế phù hợp với độ dốc mái và lưu lượng nước, nhằm tối ưu việc tập trung nước về phễu thu và giảm thất thoát nước trên mái.
5 ÷ 10(cm), ở phễu thu không lớn hơn 20 ÷ 30(cm), độ dốc máng 0.01 ÷ 0.015 hướng về phía phễu thu.
2.5.2 Ống đứng dẫn nước mưa từ tầng mái xuống mặt đất.
Các ống đứng có đường kính 100–125 mm hoặc 150–200 mm; chọn ống có đường kính D0 mm làm bằng nhựa PVC Trên các ống đứng dẫn vào mạng lưới ngầm, cách mặt sàn khoảng 1 m.
Ống nhánh được dùng để nối một hoặc một vài phễu thu với ống đứng Trong trường hợp dưới nhà vướng công trình ngầm khiến việc xây dựng mạng lưới thoát nước mưa ngầm bị cản trở, có thể dùng ống nhánh dẫn nước ra các ống đứng ở bên ngoài tường bao dưới dạng kết cấu treo Ống nhánh có thể gắn chặt với các kết cấu của nhà (khung dầm tường cột) bằng móc, neo, đai treo Trên các ống nhánh dài cứ cách 15–20 m phải bố trí ống kiểm tra để tẩy rửa; ống nhánh làm cùng vật liệu với ống đứng Đường kính ống nhánh không nhỏ hơn đường kính phễu thu và phải được kiểm tra bằng tính toán, với độ dốc tối thiểu 0.005.
Các ống tháo dùng để dẫn nước từ ống đứng ra mạng lưới ngoài sân có thể được đặt nổi trên hè hoặc lấp ngầm vuông góc với tường bao Khoảng cách từ ống đứng đến giếng thăm của mạng lưới ngôi nhà không vượt quá 15 m đối với các ống tháo có đường kính từ 75 mm đến 150 mm.
Đối với ống thoát nước mưa có đường kính ≥ 200 mm, khoảng cách tối đa là 20 m Đường kính ống tháo nước mưa được chọn sao cho không nhỏ hơn đường kính ống đứng lớn nhất liên kết vào ống tháo và cũng phải được kiểm tra bằng tính toán Chọn đường kính ống tháo nước mưa D0 mm.
Hệ thống thu nước mưa từ mái nhà được thiết kế với ống đứng xuyên suốt từ trên xuống, kết hợp với thu nước từ sân nhà, và sau đó nước mưa được dẫn ra ngoài mạng lưới nước chung của thành phố.
M ạng lưới ống thoát nước trong tòa nhà
Các tuyến ống chính trong mạng lưới thoát nước gồm ống ngang (ống nhánh) có nhiệm vụ chuyển nước từ các thiết bị vệ sinh vào ống đứng thoát nước; ống ngang được lắp đặt treo dưới trần nhà và được che kín bằng lớp trần giả ở phía dưới để đảm bảo thẩm mỹ và an toàn thi công Kích thước và thông số của ống ngang phải được xác định dựa trên lưu lượng nước và thiết kế hệ thống, nhằm đảm bảo dòng nước được vận chuyển hiệu quả từ thiết bị vệ sinh sang ống đứng và tiếp tục xuống hệ thống thoát nước.
Chiều dài ống thoát nước không quá dài để tránh nghẹt ống; đường kính được xác định qua tính toán thủy lực nhưng không nhỏ hơn đường kính thoát nước của các dụng cụ vệ sinh trước đó, với điều kiện D_nh ≤ d_dc.
Bảng 2-2 Lưu lượng và đường kính các dụng cụ vệ sinh max
Dụng cụ Lavabo Bồn cầu Bồn tiểu Chậu rửa
:Lưu lượng xả của thiết bị vệ sinh. dc=D ống nhánh i
:Đường kính ống thoát của dụng cụ vệ sinh. dc Độ dốc:Ống thoát nước thoát nước phải có độ dốc ống nhành thường dùng là i
TB:Độ dốc trung bình của ống thoát nhTB,trong trường hợp không bố trí được cũng không nhỏ hơn I nh
Bảng 2-3 Độ dốc của ống nhánh min
D nh (mm) 50 100 125 150 200 i nh TB 0.035 0.02 0.015 0.01 0.008 i nh min 0.025 0.012 0.01 0.007 0.005
Kích thước của ống ngang thoát nước được xác định từ tổng đương lượng của các thiết bị nối với ống để đảm bảo lưu lượng và áp lực thoát nước phù hợp Ống đứng có nhiệm vụ tập trung nước từ các ống nhánh và chuyển nước qua các tầng nhằm đưa nước về vị trí thoát cuối cùng.
Bố trí hệ thống vệ sinh nên được bố trí xuyên suốt các tầng của ngôi nhà, thường ở góc tường nơi tập trung nhiều dụng cụ vệ sinh nhất như bồn cầu để đẩy phân đi xa và giảm nguy cơ tắc nghẽn Cần giấu kín vào ống gang có nắp kiểm tra để thuận tiện cho việc bảo dưỡng và đảm bảo thẩm mỹ Bên trong ống đứng có ống thông hơi xuyên lên mái nhà để thông khí và đẩy chất thải theo đúng đường ống thoát.
→Nếu ống đứng đặt kín thì ở chỗ ống kiểm tra phải chừa các cửa mở ra đóng vào dễ dàng để thăm nom tẩy rửa đường ống
Kích thước: Đường kính xác định qua tính toán thủy lực, nhưng không nhỏ hơn đường kính ống nhánh lớn nhất Dd>=Dnh
Nước thải rơi tự do trong ống đứng, đường kính ống đứng xác định theo kết quả thực nghiệm sau: max
Bảng 2-4 Khả năng thoát nước của ống đứng Đường kính ống đứng Khả năng thoát nước bằng l/s khi góc nối bằng
Đường kính ống đứng thoát nước trong nhà tối thiểu là 50 mm; nếu hệ thống thu nước thải (nước phân) thì dù chỉ có một thiết bị vệ sinh là bồn cầu, đường kính tối thiểu của ống đứng phải đạt 100 mm, kể cả ống nhánh.
Thông thường ống đứng được lắp đặt thẳng đứng từ tầng dưới lên tầng trên của ngôi nhà Tuy nhiên, nếu cấu trúc ngôi nhà không cho phép đặt ống đứng, ta có thể bố trí một đoạn ống ngang ngắn có hướng dốc lên Với trường hợp này, không được nối ống nhánh vào đoạn ống ngang, vì việc nối nhánh làm cản trở tốc độ nước chảy trong ống và dễ gây tắc ống trong hệ thống thoát nước của ngôi nhà.
→Nên giới hạn số ống đứng càng nhỏ càng tốt.
Phương án chọn đường kính ống
Trong thiết kế hệ thống thoát nước, dựa vào bảng đương lượng thoát nước để tính tổng đương lượng cho từng ống nhánh và ống đứng; từ đó chọn đường kính cho từng ống nhánh từ các thiết bị vệ sinh theo quy phạm, tham khảo bảng 23.2 SGK Cấp thoát nước trang 295.
Bảng 2-5 Lưu lượng nước thải và trị số đương lượng thoát nước của các dụng cụ vệ sinh.
Loại dụng cụ vệ sinh
Lưu lượng nước thải (l/s) Đường kính ống dẫn (mm) Độ dốc nhỏ nhất của ống dẫn
Phễu thu nước(lấy bằng chậu rửa, giặt) 1.00 0,33 50 0,025
Buồng tắm hương sen thải qua lưới thu 0.60 0.20 60 0.025
Máy giặt 3 0.60 50 Ống xả ( ống tháo )
Nhiệm vụ: chuyển nước thải từ các ống đứng ra hầm tự hoại hay hố ga
Bố trí: đặt dưới nền hay trong tầng hầm trên đường ống tháo ra khỏi nhà cách móng nhà từ 3 ÷ 5 m người ta thường bố trí một giếng thăm.
Kích thước( Chi ều dài ):
0(mm) xả< (m) khi D xả Đường kính: Xác định qua tính toán thủy lực, nhưng không nhỏ hơn đường kính ống đứng lớn nhất D
0(mm) xả Độ dốc: Chọn như trường hợp ống nhánh
Lưu ý: Đường kính ống nhánh và ống xả :Ống thoát nước trong nhà bị khống chế về độ đầy.
Bảng 2-6 Ống nước thải khống chế vềđộ đầy
Góc ngoặt giữa ống tháo và ống ngoài sàn nhà không được nhỏ hơn 90 o
Chỗ ống thải xuyên qua tường móng nhà phải chừa một khoang trống có kích thước lớn hơn đường kính ống tối thiểu 30 cm, theo chiều nước chảy Có thể nối một, hai hoặc ba ống tháo chung vào một giếng thăm Có thể nối nhiều ống đứng với một ống tháo; khi đó đường kính ống tháo phải được chọn dựa trên tính toán thủy lực.
Đối với khe hở giữa ống và lỗ, nên bịt kín bằng đất sét nhào (có thể trộn với đá dăm và gạch vụn); nếu đất có nước ngầm thì đặt ống trong ống bao bằng thép hoặc gang và nhét kín khe hở bằng sợi gai tẩm bitum Có thể đặt ống tháo dưới móng nhà, tuy nhiên đường ống phải được bảo vệ để tránh tác động cơ học gây bể vỡ Độ dốc của ống tháo ra ngoài nhà có thể lớn hơn một chút so với tiêu chuẩn thông thường nhằm đảm bảo nước thoát nhanh, dễ dàng và ít bị tắc.
Đổi hướng dòng chảy trong hệ thống đường ống thoát nước trong nhà được thực hiện thông qua các phụ kiện có góc nối thuận, giúp lưu lượng nước lưu thông mượt mà và giảm áp lực lên các khớp nối Nên ưu tiên các góc nối cong nhẹ hoặc các phụ kiện có bán kính cong lớn thay vì sử dụng góc nối 90 độ để hạn chế tắc nghẽn, giảm tiếng ồn và tiết kiệm năng lượng nước Việc chọn đúng loại phụ kiện góc nối thuận không chỉ cải thiện hiệu suất của hệ thống mà còn kéo dài tuổi thọ và dễ bảo trì.
HTTN – hệ thống thoát nước thải nội bộ của tòa nhà cao cấp Avalon – thu nước thải sinh hoạt từ các thiết bị trong căn hộ và khu vực tiện ích, gồm lavabô (chậu rửa mặt), máy giặt, chậu tắm, chậu rửa nhà bếp và phễu thu nước xi phông, đảm bảo thoát nước an toàn, hiệu quả và được thiết kế đồng bộ với mạng thoát nước của toàn khu để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt hàng ngày.
Ống thông hơi và các thiết bị vệ sinh trong nhà được bố trí nhằm thoát khí dễ cháy và mùi khó chịu từ giếng thăm len lỏi vào ống đứng, đồng thời ống thông hơi giúp khắc phục hiện tượng nghẽn khí trong hệ thống thoát nước thải Nó có thể được nối trực tiếp với ống nhánh để không khí lưu thông vào hệ thống thoát nước thải và giúp xi phông làm việc bình thường Đường kính của ống thông hơi được xác định dựa trên chiều dài của hệ thống và tổng số thiết bị vệ sinh nối với ống; không nhỏ hơn 32 mm và không nhỏ hơn một nửa đường kính của ống thoát nước mà nó nối vào Độ dài đoạn nằm ngang của ống thông hơi không được vượt quá một phần ba tổng chiều dài của ống.
Ngoài ra việc bố trí ống thống hơi còn được quy định bởi các nguyên tắc sau:
Đầu trên của ống phải vượt cao hơn mái nhà ít nhất 150(mm) và cách tường tối thiểu là 300(mm).
Ống thông hơi phải cách xa cửa sổ, cửa đi, cửa lấy gió, ban công ít nhất là 3(m) hoặc cao hơn ít nhất là 900 (mm).
Các ống thông hơi có thể đi riêng hay kết hợp lại bằng các ống lớn hơn có kích thước bằng tổng các ống đơn lẻ
Mỗi ống đứng thoát nước chạy suốt từ 10 tầng trở lên cần có ống thông hơi bổ sung Ống thông hơi bổ sung này chạy song song với ống đứng thoát nước và thông với đường ống này ở các vị trí cách nhau 5 tầng một; kích thước của ống thông hơi bổ sung không nhỏ hơn bất kỳ đường ống thoát nước hay thông hơi nào khác trong hệ thống Hệ thống còn có ống kiểm tra và ống tẩy rửa để bảo trì và vệ sinh.
Ống kiểm tra được dùng để xem xét tình hình làm việc của đường ống, thông ống khi bị tắc và tẩy rửa nó khi cần thiết Ống kiểm tra thường được bố trí ở các tầng trên và dưới cùng; nếu ống đứng có đoạn nằm ngang thì phải thêm một ống kiểm tra ở trên đoạn ống này Cao cách sàn khoảng 1,0 m và cao hơn mép dụng cụ vệ sinh nối vào ống đứng tối thiểu là 15 cm Trong các nhà cao từ 5 tầng trở lên, tối thiểu cứ 3 tầng phải có một ống kiểm tra.
Trên các ống nằm ngang, cần bố trí các ống kiểm tra và tẩy rửa Ống kiểm tra phải đặt trong các giếng kiểm tra có kích thước 70 x 70 cm, có nắp mở nhanh để thăm nom và tẩy rửa đường ống Khoảng cách tối đa giữa các ống kiểm tra, tẩy rửa trên đoạn ống nhánh nằm ngang được căn cứ vào quy chuẩn kỹ thuật hiện hành nhằm đảm bảo tiếp cận thuận tiện và hiệu quả vệ sinh cho hệ thống đường ống.
Bảng 2-7 Khoảng cách lớn nhất giữa ống kiểm tra, tẩy rửa trên đoạn ống nhánh nằm ngang Đường kính ống
Khoảng cách giữa các ống kiểm tra, tẩy rửa phụ thuộc vào tính chất nước thải (m)
Nước thải sản xuất không bẩn
Nước thải sinh hoạt và sản xuất có độ bẩn tương tự
Nước thải sản xuất có nhiều chất lơ lửng
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC TÒA NHÀ AVALON
Thi ết kế mạng lưới thoát nước
3.1.1 Tính toán mạng lưới thoát nước thải sinh hoạt theo sơ đồ không gian
Tính toán ống nhánh tại khu I ống nhánh dẫn nước thải từ các thiết bị vệ sinh đều như nhau trong tất cả các 1-
A;1’-A; 2-B; 2’-B;3-C;3’-C.Do vậy ta tính 1 ống nhánh rồi lấy các ống nhánh khác tương tự.
Lưu lượng tính toán 1-A; 2-B; 3-C; (chậu rửa mặt và 2 phễu thu) là:
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước Rửa + Tắm ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2×α× N (l/s)
Với cao ốc văn phòng α = 2,5, N = 0,2+1×2= 2,2
=> q c = 0,2×2,5× 2, 2 = 0,74 (l/s) q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Lưu lượng q được tính bằng q = 0,74 + 0,33 = 1,07 l/s Với q = 1,07 l/s, tt = 1,07; chọn Du và i = 0,035 theo bảng tra thủy lực Các giá trị nằm giữa hai mức lưu lượng trung bình được ghi trong bảng tra thủy lực được tính bằng công thức nội suy.
Tính hoàn toàn tương tự ta có bảng kết quả đường kính ống nhánh q(l/s) D(mm) Độ dốc i Độ đầy h
Với kết quả trên thì h
D=0,42310,7(m/s) Như vậy đường kính chọn D0 là đạt yêu cầu
Lưu lượng tính toán 1’-B; 2’-B; 3’-B(bồn tắm, 4 chậu rửa mặt, máy giặt và 2 phểu thu)
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước (bồn tắm, 4 chậu rửa mặt, máy giặt và 2 phểu thu) ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2×α× N (l/s)
Với cao ốc văn phòng α = 2,5, N = 2+(0,2×4)+3+(1×2)= 7,80
=> q c = 0,2×2,5× 7,8 = 1,40 (l/s) q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Chọn ống có đường kính d = 110 mm với L, i = 0,025, h/d = 0,5; v = 0,31 (m/s)
Trong bài toán lưu lượng tính toán cho đoạn D→O thuộc tầng 11→1, ta bắt đầu bằng tính một ống nhánh và sau đó áp dụng cách tính tương tự cho các ống nhánh còn lại Đoạn này có các thiết bị gồm máy giặt, chậu rửa Inox, chậu rửa mặt và bồn tắm, nằm trong hệ thống cấp thoát nước cần được đánh giá lưu lượng để đảm bảo thông số thiết kế.
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước Rửa + Tắm ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2×α× N (l/s)
Với cao ốc văn phòng α = 2,5, N = 3+1+0,2+2= 6,20
=> q c = 0,2×2,5× 6, 2 = 1,25 (l/s) q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Chọn ống có đường kính d = 110 mm với L= 20, i = 0,025, h/d = 0,5; v 0,04(m/s)
Tính toán ống nhánh III đoạn 1-A;2-B;3-C(chậu rửa mặt và phễu thu)
Vậy ta tính 1 ống nhánh rồi lấy các ống nhánh khác tương tự.
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước chậu Rửa mặt + phễu thu ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2×α× N (l/s)
Với cao ốc văn phòng α = 2,5, N = 0,2+1= 1,20
=> q c = 0,2×2,5× 1, 20 = 0,55 (l/s) q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Chọn ống có đường kính danh nghĩa d = 63 mm
Tính toán ống đoạn 2’-B;3’-C(bồn tắm, máy giặt, chậu rửa Inox,chậu rửa mặt và phễu thu)
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước (bồn tắm, máy giặt, chậu rửa Inox,chậu rửa mặt và phễu thu) ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2×α× N (l/s)
Với cao ốc văn phòng α = 2,5, N = 2+3+1+0,2+1= 7,20
=> q c = 0,2×2,5× 7, 2 = 1,34 (l/s) q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Chọn ống có đường kính d = 110 mm với L , i = 0,025, h/d = 0,5; v 0,04(m/s)
= 1,34+ 0,67 =2,01(l/s) Đoạn có (máy giặt, chậu rửa Inox, chậu rửa mặt và bồn tắm)
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước (máy giặt, chậu rửa Inox chậu rửa mặt và bồn tắm) ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2×α× N (l/s)
Với cao ốc văn phòng α = 2,5, N = 3+1+0,2+2= 6,20
=> q c = 0,2×2,5× 6, 2 = 1,25 (l/s) q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Chọn ống có đường kính d = 110 mm với L , i = 0,025, h/d = 0,5; v 0,04(m/s)
Tính toán ống nhánh II Đoạn 1’-ED A và 2’-B
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước chậu rửa Inox ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2×α× N (l/s)
Với cao ốc văn phòng α = 2,5, N = 1
=> q c = 0,2×2,5× 1 = 0,5 (l/s) q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Chọn ống có đường kính d c mm
Từ tầng 11-1 đoạn có 2 chậu rửa mặt
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước 2 chậu rửa mặt ta áp dụng công thức:
Trong đó: max q : Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức q c = 0,2×α× N (l/s)
Với cao ốc văn phòng α = 2,5, N = 0,2×2=0,4
=> q c = 0,2×2,5× 0, 4 = 0,32 (l/s) q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Chọn ống có đường kính d = 63 mm
Tính toán ống nhánh IV Đoạn 1-A và 2-B
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước chậu rửa Inox ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2×α× N (l/s)
Với cao ốc văn phòng α = 2,5, N = 1
=> q c = 0,2×2,5× 1 = 0,5 (l/s) q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Chọn ống có đường kính d = 50 mm
Từ tầng 11-1 đoạn có 2 chậu rửa mặt
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước 2 chậu rửa mặt ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2×α× N (l/s)
Với cao ốc văn phòng α = 2,5, N = 0,2×2=0,4
=> q c = 0,2×2,5× 0, 4 = 0,32 (l/s) q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Chọn ống có đường kính d = 50 mm
Tính ống đứng thoát nước thải sinh hoạt
Trong đó: diện tích mặt cắt ngang của ống , Q= v x
, m 2 v - tốc độ chuyển động thường lấy bằng 0.7 ÷ 3 m/s, tốc độ nước chảy trong ống lấy không nhỏ hơn 0.7 m/s để đảm bảo cho ống tự cọ sạch, lấy v
D = 4 Q v π × × Áp dụng công thức trên tìm được đường kính ống đứng tương ứng với lưu lượng nước thải của tầng 14 đến tầng 1
Tầng Đoạn Q(m 3 Dlý thuyết(mm)
Bảng 3-1 Đường kính ống đứng thoát nước sinh hoạt tại khu I
Bảng 3-2 Đường kính ống đứng thoát nước sinh hoạt tại khu III
Tầng Đoạn Q(m 3 Dlý thuyết(mm)
Bảng 3-3 Đường kính ống đứng thoát nước sinh hoạt tại khu II
Tầng Đoạn Q(m 3 /s) Dlý thuyết(mm) Dchọn mm L mm
Bảng 3-4 Đường kính ống đứng thoát nước sinh hoạt tại khu IV
Tầng Đoạn Q(m 3 /s) Dlý thuyết(mm) Dchọn mm L mm
3.1.2 Tính toán mạng lưới thoát nước thải bồn cầutheo sơ đồ không gian a Tính ống nhánh thoát nước bồn cầu
Tính toán lưu lượng ống nhánh thoát nước bồn cầu
Ở các khu I, khu II, khu III và khu IV, lưu lượng nước thải được tính toán cho các thiết bị vệ sinh đối với bồn cầu có thùng rửa Thông tin này được thể hiện ở bảng 4-1 trên trang 121 của giáo trình cấp thoát nước trong nhà do Trần Thị Mai làm chủ biên.
Tại khu của các đoạn gồm 1 bồn cầu
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước 1 bồn cầu ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2.α N (l/s)
Với cao ốc văn phòng: α = 2,5, N =1,5
+ q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Trong bài toán thủy lực, lưu lượng 2,13 l/s được tra cứu trên bảng tra thủy lực với D0mm Với i = 0,02 theo bảng tra thủy lực, ta có các giá trị =0,3824 và v = 0,7688 m/s Các giá trị nằm giữa hai lưu lượng trung bình được ghi trong bảng tra thủy lực được tính bằng công thức nội suy.
Tính hoàn toàn tương tự ta có bảng kết quả đường kính ống nhánh q(l/s) D(mm) Độ dốc i Độ đầy h
Với kết quả trên thì h
D=0,38240,7(m/s) Như vậy chọn đường kínhống ngoài thị trường D0mm là đạt yêu cầu
Tại khu II(đoạn 3’-C, 4’-D, 5’-E, 6’-F, 7’-G, 8’-H, 9’-I, 1O’-K, 11’-L, 12’-M, 13’-N)VÀ KHU IV(đoạn 3-C, 4-D, 5-E, 6-F, 7-G, 8-H, 9-I, 1O-K, 11-L, 12-M, 13- N) Các đoạn gồm 2 bồn cầu:
Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước 2 bồn cầu ta áp dụng công thức:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2.α N (l/s)
Với cao ốc văn phòng: α = 2,5, N = 2×1,5 = 3,0
+ q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Theo bảng tra thủy lực, với lưu lượng Q = 2,13 l/s và hệ số i = 0,02, ta được các giá trị tương ứng là =0,3824 và v = 0,7688 m/s; các giá trị này nằm giữa hai giá trị lưu lượng trung bình và được tính theo công thức nội suy.
Tính hoàn toàn tương tự ta có bảng kết quả đường kính ống nhánh
Bảng 3-5 Đường kính ống nhánh thoát nước bồn cầu q(l/s) D(mm) Độ dốc i Độ đầy h
Với kết quả trên thì h
D=0,40560,7(m/s) Như vậy chọn đường kínhống ngoài thị trường D0mm là đạt yêu cầu
Tính toán lưu lượng nước thải gồm 3 bồn cầu:
: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức c = 0,2.α N (l/s)
Với cao ốc văn phòng: α = 2,5, N = 3×1,5 = 4,5
+ q dc max : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất ở đây qdc max
Trong bài toán thủy lực này, lưu lượng q = 2,13 l/s được cho sẵn Ta chọn đường kính D0 từ bảng tra thủy lực Theo bảng tra thủy lực với hệ số i = 0,02, ta thu được các giá trị tham chiếu: C = 0,3824 và vận tốc v = 0,7688 m/s Các giá trị này nằm trong khoảng giữa hai giá trị lưu lượng trung bình, vì vậy cần áp dụng công thức nội suy tuyến tính để ước lượng các tham số ở các mức lưu lượng nằm giữa hai điểm chuẩn.
Tính hoàn toàn tương tự ta có bảng kết quả đường kính ống nhánh
Bảng 3-6 Đường kính ống nhánh thoát nước bồn cầu q(l/s) D(mm) Độ dốc i Độ đầy h
Với kết quả trên thì h
D=0,42310,7(m/s) Như vậy chọn đường kínhống ngoài thị trường D0mm là đạt yêu cầu
Tính ống đứng thoát nước thải bồn cầu Đường kính ống đứng chọn bằng nhau từ trên xuống
Tính ống đứng thoát nước bồn cầu tại khu I q th = q c + q dcmax
+ q lưu lượng nước thải tính toán c
Trong thiết kế hệ thống cấp nước nội bộ, q là lưu lượng nước cấp được tính toán theo công thức nước cấp trong nhà Để xác định lưu lượng nước thải trên một đoạn ống, dcmax là lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất trên đoạn ống đó Giá trị qdcmax thường được lấy từ lưu lượng của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng thải lớn nhất, phổ biến nhất là bồn cầu, nên qdcmax = lưu lượng nước thải của bồn cầu Việc chọn bồn cầu làm căn cứ cho qdcmax giúp đảm bảo tính khả thi và an toàn cho thiết kế đường ống và hệ thống thoát nước, đồng thời tối ưu hóa kích thước ống và công suất cấp thoát.
= 1,5 (l/s) th chọn ống đứng thoát chung là D = 100(mm)
Lưu lượng thoát nước được tính bằng Q = 2,06 + 1,5 = 3,56 l/s Góc nối giữa ống nhánh và ống đứng là 45 độ Để xác định khả năng thoát nước của ống đứng, tra bảng 4-5 trong giáo trình cấp thoát nước, Nhà xuất bản Hà Nội, 2004 Khi ống có đường kính D0 mm và góc nối 45 độ, các giá trị từ bảng tham khảo cho phép ước tính lưu lượng và hiệu suất thoát nước của hệ thống. -**Support Pollinations.AI:**🌸 **Quảng cáo** 🌸 Khám phá các API văn bản miễn phí từ Pollinations.AI, hỗ trợ tối ưu hóa nội dung xây dựng hệ thống cấp thoát nước! [Ủng hộ chúng tôi](https://pollinations.ai/redirect/kofi) để AI luôn dễ tiếp cận cho mọi người.
Như vậy chọn đường kínhống ngoài thị trường D0mm là đạt yêu cầu thì khả năng thoát nước là 7,5 l/s>3,56 l/s
Tính ống đứng thoát nước bồn cầu tại khu III q th = q c + q dcmax
+ q lưulượng nước thải tính toán c
Trong thiết kế hệ thống cấp thoát nước trong nhà, lưu lượng nước cấp được tính toán theo công thức nước cấp nhằm đảm bảo cấp nước ổn định cho toàn khu vực Lưu lượng nước thải lớn nhất trên một đoạn ống được xác định là qdcmax, bằng lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng lớn nhất trên đoạn ống đó Thông thường, qdcmax được lấy từ lưu lượng của bồn cầu, vì đây là nguồn thải lớn nhất trong hệ thống vệ sinh Việc ước tính đúng qdcmax giúp xác định kích thước ống và thiết kế đường ống, đồng thời đảm bảo tính an toàn và hiệu quả của hệ thống cấp nước và thoát nước.
= 1,5 (l/s) th chọn ống đứng thoát chung là D = 100(mm)
= 1,84 +1,5 = 3,34 (l/s) góc nối giữa các ống nhánh và ống đứng 45 o
Tra bảng 4-5(giáo trình cấp thoát nước trong nhà-nhà xuất bản Hà Nội 2004) khả năng thoát nước của ống đứng khi ống có D0mm,góc nối 45 o
Như vậy chọn đường kínhống ngoài thị trường D0mm là đạt yêu cầu thì khả năng thoát nước là 7,5 l/s>3,34 l/s
Tính ống đứng thoát nước bồn cầu tại (khu II tương tự khu IV) q th = q c + q dcmax q
Trong thiết kế hệ thống cấp thoát nước, lưu lượng nước thải tính toán (q_w) được xác định dựa trên lưu lượng nước cấp tính toán (q_c) theo công thức nước cấp trong nhà dcmax đại diện cho lưu lượng nước thải lớn nhất của dụng cụ vệ sinh trên một đoạn ống, và q_dcmax là lưu lượng thải tối đa của nhánh ống đó (đơn vị l/s) Thông thường giá trị q_dcmax được lấy từ bồn cầu, vì đây là dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất trong hệ thống nhánh ống Việc xác định đúng q_dcmax giúp đánh giá khả năng chịu tải của đường ống và lên kế hoạch thiết kế phù hợp với lưu lượng nước thải lớn nhất.
Chọn ống đứng thoát chung là D = 100(mm)
GÓc nối giữa các ống nhánh vàống đứng 45 o
Tra bảng 4-5(giáo trình cấp thoát nước trong nhà-nhà xuất bản Hà Nội 2004) khả năng thoát nước của ống đứng khi ống có D0mm,góc nối 45 o
Như vậy chọn đường kínhống ngoài thị trường D0mm là đạt yêu cầu thì khả năng thoát nước là 7,5 l/s>3,16 l/s
Bảng 3-7 Đường kính ống đứng thoát nước bồn cầu phân bố thông số
Khu tầng L(mm) q(l/s) góc nối (độ) Dmm(lý thuyết) Dmm(chọn)
3.1.3 Tính toán thoát nước mưa trên mái nhà.
Diện tích phục vụ giới hạn lớn nhất của một ống đứng.
+ d đường kính ống đứng chọn d = 100(mm)
+ v p vận tốc phá hoại của ống chọn ống tôn (v p
Trong năm 2006, lượng mưa lớn nhất được ghi nhận trong khoảng thời gian 5 phút theo tài liệu của Cục Thống Kê Thành Phố Hồ Chí Minh, với dữ liệu từ trạm Tân Sơn Nhất cho thấy mức mưa cao nhất trong năm.
Diện tích mái cần thoát nước
Số lượng ống đứng cần thiết
Tính theo sơ đồ mặt bằng tổng thể max ái gh
Vậy ta chọn theo cấu tạo của tòa nhà 1 đơn nguyên gồm có 4 ống đứng.
Vậy diện tích thực tế phục vụ
Nước mưa sẽ được chảy đến ống đứng vào hệ thống ống đứng thoát nước và chảy ra hệ thống thoát nước đường phố
Tr ạm xử lý nước thải
Đặt tại tầng hầm của tòa nhà
3.2.1 Thành phần và tính chất nước thải
Thành phần và tính chất nước thải tại tòa nhà cao cấp AVALON(bảng 3-7)
Bảng 3-8 Thành phần và tính chất nước thải
Stt Thành phần Đơn vị Giá trị trung bình TCVN
Nước thải sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn TCVN 6772-2000 mức II trước khi thải ra ngoài mạng lưới chung của thành phố.
3.2.2 Nhân sự làm việc trong toà nhà
6 Phòng họp 7 P Dự án đầu tư = 12
13 P Họp 14 Quầy tiếp tân & sảnh tiếp khách = 2
Ghi chú:Đề tài về tòa nhà cao cấp chất ô nhiễm là dầu mỡ động thực vật không đáng kể vì thế thông số này không đáng kể.
Căn cứ vào mặt bằng có tổng diện tích khu làm việc khu cao ốc văn phòng:
1 = Diện tích của 1 tầng, m n = số tầng của khu cao ốc (14tầng và tầng lửng) n
Tổng số người làm việc tại 1 tầng trung bình là 65 nhân viên làm việc tại công ty và 25 khách hàng Vậy 15 tầng có tổng số người là : 15 × 90 = 1350 người.
Trong đó : 17= 14 tầng + tầng lửng + 2 tầng hầm
Thiết kế này cho thấy tầng lửng được dành cho các mục đích làm việc khác nên lưu lượng người ra vào rất thấp và có thể bỏ qua khi phân tích Hai tầng hầm được dùng làm nơi chứa xe và đặt trạm xử lý nước thải, giúp mặt đất thông thoáng và đảm bảo hệ thống hạ tầng kỹ thuật của tòa nhà hoạt động ổn định.
3.2.3 Lưu lượng nước thải sinh hoạt
Nước thải được chia làm hai loại gồm: nước thải bồn cầu và nước thải sinh hoạt
Toàn bộ nước thải từ các văn phòng được phân thành hai nhánh thoát nước trong tòa nhà, với đường ống riêng dẫn nước từ từng nhánh tới bể tự hoại Sau khi qua bể tự hoại, nước thải được hợp nhất với nước thải sinh hoạt và tiếp tục đi qua đường ống riêng đến hệ thống trạm xử lý nước thải của tòa nhà đặt ở tầng hầm, nơi nước thải được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra nguồn tiếp nhận, theo quy chuẩn TCVN 6772-2000, mức II.
Các thông số tính toán như sau:
Lưu lượng trung bình ngày đêm của nước thải sinh hoạt (Qtb.ngđ
) được tính theo công thức sau: tb.ngđ * 65 1350
/ngđêm) tb = tiêu chuẩn thoát nước trung bình, qtb
= 65 L/ng.ngđ (sách cấp thoát nước trong nhà của Trần Hiếu Nhuệ)
Lưu lượng nước thải trung bình giờ (Qtb.h
Từ đó ta suy ra bảng phân bố lưu lượng theo từng giờ trong ngày đêm
Bảng 3-9 Phân phối lưu lượng nước thải sinh hoạt và công nghiệp theo từng giờ trong ngày đêm
%Qtb.ngđ Qtb.ngđ m3/h %Qtb.ngđ Qtb.ngđ m3/h
Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ (Qmax.h
): max.h= 8,8 (m 3 Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ (Q
Trong đó : Hệ số không điều hòa giờ của nước thải, lấy K
Một số công nghệ xử lý nước thải các tòa nhà cao ốc
= 2,5 (vì các thiết bị vệ sinh trong cao ốc văn phòng hiện đại và số lượng khách hàng đến công ty không cố định)
Cao ốc văn phòng tại số 9 Đinh Tiên Hoàng, Quận 1
Cao ốc văn phòng Đất Phương Nam Bình Thạnh
Công nghệ xử lý nước thải tại các cao ốc văn phòng nhìn chung là giống nhau, nhưng sự khác biệt giữa các tòa nhà chủ yếu đến từ hình thức sử dụng và vận hành Do đó, công nghệ chỉ khác nhau ở bể vớt dầu mỡ, được điều chỉnh phù hợp với đặc thù lưu lượng và nhu cầu xử lý nước thải của từng cao ốc.
Bể tự hoại Bể điều hòa Bể Aeroten
Nước thải đạt TCVN 6772-2000 mức III
Nước thải đạt TCVN 6772-2000 mức II
Hầm tiếp nhận Bể điều hòa
3.2.4 Lựa chọn sơđồ công nghệ xử lý nước
Việc Lựa chọn sơ đồ công nghệ xử lý nước dựa vào các yêu tố cơ bản sau:
Công suất của trạm xử lý
Thành phần và đặc tính của nước thải
Mức độ cần xử lý của nước thải
Tiêu chuẩn xảnước thải vào nguồn tương ứng
Điều kiện mặt bằng, đặc điểm địa chất và thủy văn xây dựng hệ thống xử lý nước thải
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác
3.2.5 Đề xuất phương án xử lý nước thải cho tòa nhà AVALON
Trong thiết kế hệ thống xử lý nước thải, các công trình được bố trí sao cho nước thải có thể tự chảy từ công trình này sang công trình tiếp theo, từ đó giảm chi phí vận hành do hạn chế bơm chuyển tiếp Dựa trên các đặc tính đầu vào như lưu lượng, nồng độ chất ô nhiễm và tải trọng ô nhiễm, ta có thể đề xuất các phương án xử lý tối ưu, kết hợp các công đoạn xử lý sinh học, lắng và làm sạch phù hợp để nâng cao hiệu quả và tiết kiệm năng lượng Các phương án này cần được thiết kế cân nhắc điều kiện địa chất và yêu cầu chất lượng nước thải mục tiêu để đảm bảo sự liên tục và ổn định của quá trình xử lý.
: BƠM NƯỚ C THẢ I : BễM BUỉ N : HOÁ CHẤ T
BỂ LẮ NG ĐỨ NG ĐỢT 2
Má y thổ i khí Má y thổ i khí
NƯỚ C VÀ O BỂ TỰ HOẠI BỂ ĐIỀ U HÒ A BỂ AEROTEN BỂ TRÙ KHỬ NG
SƠ ĐỒ KHỐ I CÔ NG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚ C THẢ I TOA NHÀ AVALON
Toàn bộ nước thải của tòa nhà được phân thành hai loại và được dẫn qua hệ thống đường ống riêng tới trạm xử lý nước thải đặt dưới tầng hầm Nước thải từ bồn cầu chảy vào bể tự hoại (bể phân huỷ cặn); sau khi qua bể tự hoại, nước thải này kết hợp với nước thải sinh hoạt và tiếp tục chảy vào bể điều hòa, có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm, từ đó tạo điều kiện làm việc ổn định cho các công trình xử lý tiếp theo.
Quá trình bắt đầu từ bể điều hòa, nước thải được bơm vào bể xử lý sinh học hiếu khí (Aerotank) Ở bể hiếu khí này, lượng BOD5 còn lại trong nước thải được phân hủy bởi vi sinh vật hiếu khí Nhờ đó, hiệu quả khử BOD5 đạt từ 85-90%.
Quy trình xử lý nước thải bắt đầu khi nước thải chảy qua bể lắng, nơi các chất rắn lơ lửng và lớp màng vi sinh vật già cỗi được giữ lại để làm giảm hàm lượng SS Nước sau bể lắng được đưa sang khu vực tiếp xúc với chất khử trùng chlorine để diệt khuẩn Dung dịch chlorine được bơm định lượng vào bể trộn và nhờ năng lượng khuấy trộn thủy lực, chlorine được khuếch tán đều vào nước Thời gian tiếp xúc để loại bỏ vi sinh vật là khoảng 20–60 phút.
Bùn từ bể lắng được tuần hoàn về bể Aerotank nhằm duy trì sinh khối trong bể và tăng hiệu quả xử lý của quá trình sinh học.
Bùn dư được hút định kỳ 6 tháng một lần tại bể tự hoại.
Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc chlorine đạt tiêu chuẩn xả ra nguồn tiếp nhận CVN-6772-2000.
Tính toán công trình x ử lý nước thải cục bộ
3.3.1 Bể tự hoại Để thoát nước ra cống thoát nước thành phố với nước thải ra từ thiết bị vệ sinh
Ta xử lý cục bộ bằng bể tự hoại rổi mới thải ra mạng lưới thoát chung.
Chọn bể tự hoại không có ngăn lọc Bể tự hoại có ba ngăn và nước đi từ dưới lên Dung tích bể tự hoại xác định theo công thức sau.
) n Thể tích nước của bể lấy bằng (1-3) lần qthải
W ngày đêm b: Thể tích nước của bể (m 3 W
) c: Thể tích cặn của bể (m 3 a/ Xác định thể tích nước của bể:
- K theo quy phạm lấy từ 1- 3 Để đảm bảo hiệu quả lắng ta lấy k = 2. ngđ
Theo sơ đồ mạng lưới thoát nước của bồn cầu và số lượt xả trong ngày từ mỗi lượt xả, ta có thể ước tính lưu lượng nước và tải trọng cho hệ thống thoát nước Tổng số người sử dụng nước trong nhà được xác định là N = 1350 người.
: Lượng nước thải ngày đêm
/ngđ) n = 2×40,5 = 81 (m 3 b/ Xác định thể tích cặn của bể:
Trong đó: a: Tiêu chuẩn thải cặn (Lấy a = 0,7 l/ng.ngđ).
T: Thời gian giữa hai lần lấy cặn, T = 180 ngày.
: Độ ẩm của cặn tươi vào bể và của cặn khi lên men có giá trị tương ứng là:
1 = 95%; W 2 b: Hệ số kể đến độ giảm thể tích cặn khi lên men, giảm 30% và lấy b =0,7.
Trong mô hình xử lý cặn, hệ số c phản ánh việc để lại một phần cặn đã lên men khi hút cặn nhằm giữ lại vi sinh và đẩy nhanh quá trình lên men cặn Việc bảo tồn vi sinh ở phần cặn này giúp quá trình lên men diễn ra nhanh chóng và hiệu quả hơn Giá trị của hệ số được đặt là c = 1,2 để thể hiện mức độ giữ lại cặn lên men cao.
Vậy dung tích bể tự hoại là:
Dung tích ngăn thứ nhất bể tự hoại là : W
Chọn kích thước của bể: L × B × H = (5 × 4 x 4) m
Dung tích ngăn thứ hai và ba bể tự hoại là : W b /4 = 160/4 = 40 (m 3
Chọn kích thước của bể: L × B × H = (2,5 × 4 x 4) m
Theo quy phạm thiết kế bể tự hoại loại 3 ngăn, dung tích ngăn 1 bằng 50% và dung tích ngăn 2 còn lại mỗi ngăn 25% Bể được thiết kế ở vách ngăn có:
- Nước vào và ra khỏi bể có đường kính D100
- Cửa thông cặn có kích thước là 200 × 200 (mm)
- Cửa thông nước có kích thước là 150 × 150 (mm)
- Cửa thông khí có kích thước là 100 × 100 (mm)
Chiều cao cửa thông nước =(0,4-0,6)H Chọn bằng 0,5H
Hàm lượng chất bẩn sau khi qua bể tự hoại giảm và sơ bộ có tính như sau:
- Hàm lượng chất lơ lửng giảm 45%, tức là còn lại trong nước thải:
- Hàm lượng BOD5 giảm: 20 – 40 %, chọn giảm 30%, tức là còn lại trong nước thải: 300*(100 – 30%) = 210 mg/L
Bảng 3-10 Thông số bể tự hoại
Thông số BTH Ký hiệu Kích thước Đơn vị
Chiều cao tổng cộng H tc 4,5 m
Thể tích hữu ích bể tự hoại W h 160 m 3
Bể được xây bằng bê tông cốt thép Mac 250, tường dày 0,2 m #250
Hàm lượng chất lơ lửng 165 mg/L
Kích thước bể điều hòa
Thể tích bể điều hòa max 3
Qh là lưu lượng giờ lớn nhất của nước thải, được dùng để xác định tải trọng và khả năng tiếp nhận của hệ thống xử lý nước thải Thời gian lưu nước trong bể điều hòa, ký hiệu t, được thiết lập ở mức t = 5 theo bảng 12-7 về các thông số thiết kế và kích thước của bể điều hòa (trang 520) trong sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết Việc xác định đồng thời Qh và t cho phép tối ưu hóa quá trình hòa trộn, đảm bảo sự ổn định của lưu lượng và chuẩn bị nước thải cho các giai đoạn xử lý tiếp theo.
Chọn kích thước bể điều hòa: L x B x H = 4 x 4x 3,5 (m)
Chọn chiều cao bảo vệ hbv
Tính toán h ệ thống cấp khí cho bể điều hòa ( bằng khí nén )
Lượng không khí cần thiết max 3
Qh : lưu lượng giờ trung bình của nước thải. a: lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa , a = 3,74 m 3 khí /m 3
Chọn 7ống nhánh thổi khí Vậy lưu lượng 1 ống nhánh là: nước thải ( theo W Wesley Echenfelder, industrial water Pollution Control, 1989)
Chọn đĩa thổi khí có đường kính D50 mm và lưu lượng không khí qđ = 11-96 L/đĩa.phút Giả sử chọn qđ
Số đĩa cần dùng là n= 25L/đia.phut
25 3, 2 nh dia q q = = đĩa , chọn 4 đĩa.
Vậy tổng số lượng đĩa trong bể điều hòa là 3*4 = 12 đĩa
Tính toán th ủy lực ống dẫn khí nén:
Bảng lựa chọn tính toán ống dẫn khí: Đường kính,mm Vận tốc,m/s
Với lưu lượng khí ống chính là qkch
= 250 L/phut = 4,27 L/s và chọn tốc độ khí trong ống là 6-9m/s ch v q kch
=π Đường kính ống chính dẫn khí là: dch
Chọn ống thép tráng kẽmФ34 mm
Tương tự với ống nhánh dnh
Chọn ống thép tráng kẽm Ф21mm.
Gọi x là khoảng cách giữa hai đĩa thổi khí và 1/2x là khoảng cách của hai đĩa thổi khí giáp hai tường ,có 4 đĩa thổi khí trên độ dài 4000mm
Ta có phương trình 1/2x+3x+1/2x = 4x@00 suy ra x = 1000 mm
Công thức náy thôi khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt:
W:khới lượng không khí mà hệ thống cung cấp trong 1 giây (kg/s)
Q:lưu lượng không khí Q= 4m 3 /h=0,001m 3 ρ:khối lượng riêng của không khí,ρ=1,2kg/m
3/s×1,2kg/m 3 R:hằng số lý tưởng, R=8,314 KJ/Kmol
1:nhiệt độ tuyệt đối của khí đầu vào, T1'3+2801 o
K :áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P =1 atm
:áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra
:áp lực của máy thổi khí tính theo apmotphe(atm) d
:áp lực cần thiết cho hệ thống thổi khí: d=(h d + h c ) + h f h
: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn c h
: Tổn thất áp lực cục bộ, m f
H: độ sâu của ống sụt khí H=2.9 : Tổn thất qua thiết bị phân phối, m n=K-1+1 = 0,283(K=1,395)
29,7:hệ số chuyển đổi e:hiệu suất của máy thổi khí, chọn e=0,8 vậy công suất của máy thổi khí là:
= × × − = × × − = Chọn máy 2 thổi khí công suất 1 HP,1may1 hoạt động , 1 máy dự phòng.
Bảng 3-10 Tổng hợp tính toán bể điều hòa
Thời gian lưu nước của bể điều hoà, t(h) 5
Kích thước bể điều hoà
Chiều dài, L(m) 4 Chiều rộng, B(m) 4 Chiều cao, H(m) 3,5
Số đĩa khuyếch tán khí, n(đĩa) 28 Đường kính ống dẫn nước vào , ra khỏi bể (mm) 40
Hàm lượng COD sau bể điều hòa
210mgBOD/L×(1-0,25)7,5(mgBOD/L) bể điều hòaHàm lượng SS bể điều hòa
Giả sử theo kết quả thực nghiệm tìm được các thông số sau đây: vào bể aerotank là: 157,5 mg/L
Có thể áp dụng các điều kiện sau để tính toán quá trình bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn:
Hàm lượng bùn tuần hoàn Cu
Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aroten MLVSS = 3000mg/L
Thời gian lưu bùn trong bình 0c
Nước thải sau lắng II đạt tiêu chuẩn loại II TCVN 6772-2000, BOD
BOD đầu ra 30mg/L,SS = 50mg/L ,trong đó có 55% cặn dễ phân huỷ sinh học ;
Hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở dưới đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn 0,8% và khối lượng riêng là 1,008kg/L.
Hiệu suất chuyển hoá oxy của thiết bị khuếch tán đạt 9% và hệ số an toàn là 2,0, cho thấy thiết bị vận hành ở mức ổn định và an toàn Oxy chiếm 23,2% trọng lượng thể tích không khí, khối lượng riêng của không khí là 1,2 kg/m³, những thông số này là căn cứ cho các tính toán thiết kế và vận hành hệ thống trao đổi khí.
Xác định nồng độ BOD hoà tan trong dòng ra dựa vào mối quan hệ :
BOD của nước thải đầu vào và đầu ra của bể aeroten:
BOD hoà tan trong nước ở đầu ra theo quan hệ sau:
5(ra) = BOD 5 hoà tan trong nước đầu ra + BOD5
BOD của chất lơ lửng trong đầu ra
Phần có khả năng phân huỷ sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra là: 0,55 của chất lơ lửng trong nước thải đầu ra tính như sau: ×50
BOD hoàn toàn của chất rắn có khả năng phân huỷ sinh học ở đầu ra là:
BOD tiêu thụ /mg tế bào bị oxy hoá = 39,05(mg/l)
5 của chất rắn lơ lửng của đầu ra là:39,05 × 0,68 = 26,55(mg/l)
30 = BOD hoà tan trong nước ở đầu ra được xác định như sau:
Hiệu quả xử lý BOD5
Hiệu quả xử lý BOD5
Thể tích bể Aerotank được tính theo công thức sau:
V r θ Trong đó: θc = thời gian lưu bùn;
Y = hệ số sản lượng tế bào;
S = Nồng độ BOD nước thải vào bể aeroten;
X = Hàm lượng tế bào chất trong bể; sau lắng hai;
= hệ số phân huỷ nội bộ. θ vào phương trình trên , xác định được bể aerotank:
Thời gian lưu nước trong bể là:
Q m h h θ = = Các giá trị đặc trưng cho kích thước của bể aerotank xáo trộn hoàn toàn được thể hiện trong bảng 3-11
Bảng 3-11 Các kích thướcđiển hình của bể aerotank xáo trộn hoàn toàn
Khoảng cách từ đáy đến đầu khuyếch tán khí, m
Chọn chiều cao hữu ích H = 3m; chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m Vậy chiều cao tổng cộng là: Htc
Chiều dài L của bể aeroten là: 20 2,86 3
Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày
Hệ số sản lượng quan sát (Yobs
Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS:
P x = Y obs Q × × (BOD vào – BOD ra
Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS: kg/g = 4,49kgVSS/ngày
Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày:
Lượng bùn dư cần xử lý = Tổng lượng bùn – Lượng SS trôi ra khỏi lắng hai
Lượng bùn dư có khả năng phân huỷ sinh học cần xử lý: kg/g) = 2,02kgSS/ngày
M dư(VSS) = 2,02kgSS/ngày 0,7 = 1,42kgVSS/ngày ×
Giả sử hàm lượng chất rắn của bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng là 0,8% và khối lượng riêng của bùn là 1,008 kg/L, điều này có nghĩa là 1 L bùn nặng khoảng 1,008 kg và chứa khoảng 0,008 kg chất rắn (tương đương 8,064 g) trong mỗi lít bùn Để xác định lưu lượng bùn dư cần xử lý, cần thông tin về lưu lượng nước vào bể và sản lượng chất rắn sinh ra mỗi ngày, sau đó quy đổi sang thể tích bùn dư dựa trên khối lượng riêng; công thức chung là Lưu lượng bùn dư (m3/ngày) = Khối lượng chất rắn dư/ngày (kg/ngày) chia cho 1,008 kg/L Với dữ liệu hiện có (0,8% và 1,008 kg/L) ta biết mối quan hệ giữa khối lượng và thể tích của bùn, nhưng vẫn thiếu các tham số lưu lượng nước và sản lượng chất rắn để cho ra lưu lượng bùn dư cụ thể.
Từ hình a, dựa vào sự cân bằng sinh khối quanh bể aerotank, xác định tỉ lệ bùn tuần hoàn dựa trên phương trình cân bằng sinh khối:
= Hàm lượng cặn lơ lửng đầu vào, mg/L;
/ngày; r = Lưu lượng bùn tuần hoàn,m 3 X
X = Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aerotank, mgMLSS/L
= Hàm lượng SS của lớp bùn lắng hoặc bùn tuần hoàn, mg/L;
Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aerotank:
Giả sử X0 = 0 và Q r = α Q, chia 2 vế cho Q, biểu thức trên có thể triển khai như sau:
Trong đó: α = hệ số tuần hoàn, α = Q r /Q
Hình 4-1 Sơ đồ thiết lập cân bằng sinh khối quanh aerotank
Vậy lưu lượng bùn tuần hoàn:
Kiểm tra tải trọng thể tích L
Tải trọng thể tích: và tỉ số F/M
Tỉ số này nằm trong khoảng cho phép (LBOD
Trị số này nằm trong khoảng cho phép :F/M = (0,2 – 0,6)ngay -1
Để tính lượng khí cần cho quá trình bùn hoạt tính, ta dựa trên hiệu suất chuyển hoá oxy của thiết bị khuếch tán khí (E) và hệ số an toàn (f) Với E = 9% và f = 2,0, công suất thiết kế thực tế của máy thổi khí được xác định bằng cách điều chỉnh công suất yêu cầu cho quá trình bằng hệ số an toàn và tỉ lệ chuyển oxy của thiết bị khuếch tán, nhằm đảm bảo cấp oxy tối ưu cho bùn hoạt tính và vận hành ổn định Các tham số này giúp tối ưu lưu lượng khí, hiệu suất cấp oxy và năng lượng tiêu thụ, đồng thời nâng cao hiệu quả xử lý nước thải bằng công nghệ bùn hoạt tính.
Giả sử BOD5 = 0,68 BOD L , vậy khối lượng BODL
= = tiêu thụ trong quá trình sinh học bùn tuần hoàn tính là:
Nhu cầu oxy cho quá trình :
= 19,94kg/ngày – (1,42kgO 2 /kgVSS 4,49kgVSS/ngày) = 13,56 kgO× 2
Giả sử rằng không khí có 23,2% trọng lượng O
2 và khối lượng riêng không khí là 1,2 kg/m 3 Vậy lượng không khí lý thuyết cho quá trình là:
Chọn thiết bị phân phối khí:
Loại Đường kính Diện tích bề mặt
Dạng đĩa xốp 170 (mm) 0,02 11(l/fut.đĩa)
Số đĩa phân phối cần thiết:
Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn:
Tỉ số này trong khoảng cho phép : q = (20 – 50)L/m 3
Như vậy lượng khí cấp cho quá trình bùn hoạt tính cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn hoàn toàn
- Lưu lượng khí cần thiết của máy thổi khí :
Lưu lượng khí cần thiết của máy thổi khí:
= = × × - Số đĩa cần phân phối trong bể :
Error! Objects cannot be created from editing field codes
▪ qđĩa : lưu lượng khí phân phối của 1 đĩa (l/phút), đường kính đĩa 170mm; q đĩa
Tính ống dẫn nước thải và ống dẫn bùn tuần hoàn: Ống dẫn nước thải vào:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: v = 0.7m/s Đường kính ống dẫn là:
3600×0.7×3.14 Chọn ống nhựa PVC đường kính ống Φ= 60 mm
TB: Lưu lượng nước thải, Q TB h= 3,67 m 3 /h
Bể được xây bằng bêtông cốt thép M 200 dày 0.2m Ống dẫn nước thải ra:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0.7m/s
Lưu lượng nước thải : Q TB h + Q r = 3,67 + 3,23 = 6,9 m 3 /h
Q TB : Lưu lượng nước thải, Q TB h= 3,67 m 3
/h r: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn, Qr = 3,23 m 3 Đường kính ống là:
3600×0,7×3,14 Chọn ống nhựa PVC có đường kính Φ` mm Ống dẫn bùn tuần hoàn:
Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s
Lưu lượng tuần hoàn : Qr = 3,23 m 3 Đường kính ống dẫn là:
3600×1×3,14 Chọn ống nhựa PVC đường kính ống Φ= 34mm
3.3.4 Bể lắng (lắng ly tâm)
Việc sử dụng bể lắng ly tâm cho trường hợp này thay vì các loại bể lắng ngang hoặc lắng đứng xuất phát từ nguyên tắc nước được cấp từ phía dưới lên trên, giúp phân bố đều lưu lượng bùn trong nước và khiến cặn rơi từ trên xuống dưới, qua đó quá trình lắng diễn ra hiệu quả hơn Các thông số thiết kế đặc trưng của bể lắng được thể hiện trong bảng 3-12.
Bảng 3-12 Các thông số thiết kế bể lắngđợt hai
Loại xử lý Tải trọng bề mặt
Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho loại bùn hoạt tính này là 16 m^3/m^2 ngày và tải trọng chất rắn là 3,9 kg/m^2·h Vậy diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt là S = Q / 16 (m^2), với Q là lưu lượng nước thải (m^3/ngày); tương ứng, diện tích bể lắng để đáp ứng tải trọng chất rắn có thể tính bằng S = Qs / 3,9 (m^2), với Qs là lưu lượng chất rắn (kg/h) Các công thức này giúp thiết kế bể lắng phù hợp với lưu lượng và tải trọng của quá trình xử lý bùn hoạt tính.
= = Trong đó : Q ngày TB = Lưu lượng trung bình ngày.m 3
Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn là:
Trong đó : L S = tải trọng chất rắn, kgSS/m 2
, vậy diện tích bề mặt theo tải trọng chất rắn là diện tích tính toán.
= π × = × = chọn d=2,5m Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 0,2 × 2,44 = 0,488m chọn d = 0,5
Chọn chiều sâu hữu ích bể lắng hL = 2,0m; chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,7m và chiều cao bảo vệ h bv
= 0,3m Vậy chiều cao tổng cộng bể lắng đợt hai: tc = h L + h b + h bv Chiều cao ống trung tâm:
Kiểm tra lại thời gian lưu nước ở bể lắng:
Chọn máng thu nước nằm ngoài bể, có bề rộng máng thu nước bm
Chọn chiều cao máng thu nước 0,2m;
Diện tích mặt cắt ướt của máng thu: Fm = b m * h m = 0,2*0,2 = 0,04(m 2
Vận tốc trong máng thu:
Trong quá trình lắng, bùn cặn lắng xuống nên khi tính máng chảy tràn ta chỉ quan tâm đến lưu lượng, còn hàm lượng bùn theo dòng nước tràn ra máng thu được coi như không đáng kể Do đó, thiết kế và dự toán máng chảy tràn tập trung vào lưu lượng dòng nước và bỏ qua hàm lượng bùn trên dòng ra khỏi máng thu để đảm bảo tính toán nhanh chóng và chính xác.
Bề rộng răng cưa br
= 50mm k Ống dẫn nước thải vào:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: v = 0.7m/s Đường kính ống dẫn là:
3600×0.7×3.14 Chọn ống nhựa PVC đường kính ống Φ= 60 mm
TB: Lưu lượng nước thải, Q TB h= 3,67 m 3
Bể được xây bằng bêtông cốt thép M 200 dày 0.2m
/h Ống dẫn nước thải ra:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0.7m/s
Lưu lượng nước thải : Q TB h + Q r = 3,67 + 3,23 = 6,9 m 3 /h
Q TB : Lưu lượng nước thải, Q TB h= 3,67 m 3
/h r: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn, Qr = 3,23 m 3 Đường kính ống là:
3600×0,7×3,14 Chọn ống nhựa PVC có đường kính Φc mm
Sau khi nước thải qua bể lắng II, nó được đưa đến bể tiếp xúc để khử trùng bằng dung dịch NaOCl 10% Bể tiếp xúc được thiết kế với dòng chảy zig-zag qua từng ngăn nhằm tăng diện tiếp xúc giữa clo và nước thải Nhờ cấu hình này, quá trình khử trùng diễn ra hiệu quả hơn, đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt yêu cầu.
Chọn thời gian tiếp xúc là 30 (phút)
Thể tích hữu ích của bể tiêp1 xúc được tính theo công thức
Thể tích bể tiếp xúc:
Q : Lưu lượng nước thải đưa vào bể tiếp xúc, Q = 3,67(m 3
Diện tích bể tiếp xúc
Chọn F= 3m Kích thước mỗi ngăn
Chọn chiều sâu hữu ích của bể h = 0,7(m)
Chiều cao bảo vệ: hBV
Trong đó: b là bề dày vách ngăn, b = 0,1(m)
Bảng 3-12 Tổng hợp bể tiếp xúc