Bài giảng Cấp thoát nước

Lượng nước tổn thất:Tổn thất trong hệ thống phân phối, như rò rỉ trên đường ống chính vàống phân phối trước khi qua đồng hồ đo nước tại hộ tiêu dùng, tổn thấtqua các mối nối, van, tổn th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước

Bộ môn Cấp thoát nước

CẤP THOÁT NƯỚC

Giảng viên: Nguyễn Thế Anh

Nguyễn Thị Thu Trang Khương Thị Hải Yến Email: theanh_ctn@tlu.edu.vn

PHẦN I CẤP NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC CẤP

CHƯƠNG 1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

1 Nước dùng cho sinh hoạt

Bao gồm nước dùng trong nhà và nước dùng ngoài nhà.

Nước dùng trong nhà bao gồm nước dùng để nấu ăn, nước uống, nước tắm giặt, lau rửa nhà cửa.

Nước dùng ngoài nhà như nước dùng cho vệ sinh ngoài nhà, rửa xe, bể bơi gia đình, tưới vườn…

Nước dùng cho sinh hoạt của con người như nước ăn uống, tắm giặt phải đảm bảo các tiêu chuẩn về hoá học, lý học và vi sinh theo các yêu cầu của quy phạm đề ra, không chứa các thành phần vật lý, hoá học và vi sinh ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người.

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

2 Nước dùng cho công nghiệp.

Có nhiều ngành công nghiệp dùng nước với yêu cầu về lưu lượng và chất lượng khác nhau Có ngành yêu cầu chất lượng nước rất cao nhưng lưu lượng lại ít như công nghiệp dệt, nước dùng cho các nồi hơi, ngược lại có ngành đòi hỏi chất lượng không cao nhưng lưu lượng lại nhiều như công nghiệp luyện kim, hoá chất.

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

3 Nước dùng cho thương mại, dịch vụ:

Là lượng nước dùng cho các khách sạn, nhà hàng, ga tầu hỏa, sân bay…vv

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

4 Nước dùng cho công cộng:

Bao gồm lượng nước dùng cho các cơ quan, tổ chức như các cơ quan, bệnh viện, trường học, trường đại học, quân đội…, nước dùng để tưới vườn hoa, cây công viên, vòi phun trang trí, tưới cỏ dọc đường, rửa đường, chữa cháy, thông rửa cống rãnh.

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

5 Nước dùng cho nông nghiệp:

Như nước dùng cho cây trồng, nhà kính, trại chăn nuôi, chế biến nông sản, v.v…

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

6 Nước dùng cho chữa cháy:

Lượng nước dùng cho chữa cháy là lượng nước không sử dụng thường xuyên, được dự trữ trong bể chứa tại trạm cấp nước phòng khi có cháy, lượng nước dùng cho chữa cháy không được tính đến trong tính toán công suất yêu cầu của hệ thống cấp nước.

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

7 Lượng nước tổn thất:

Tổn thất trong hệ thống phân phối, như rò rỉ trên đường ống chính và ống phân phối trước khi qua đồng hồ đo nước tại hộ tiêu dùng, tổn thất qua các mối nối, van, tổn thất tại các vòi công cộng, rò rỉ hoặc tràn ở các

ở các hộ dùng nước này thường lớn Vì vậy lượng nước tổn thất phụ thuộc vào tính chính xác của việc ước tính lượng nước không đo đạc được.

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

8 Lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý:

Nước dùng cho rửa bể lọc, bể lắng, vệ sinh nhà máy, vv

1.1 NHU CẦU DÙNG NƯỚC

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI NHU CẦU DÙNG NƯỚC

1.2 TIÊU CHUẨN DÙNG NƯỚC

TT Trang thiết bị vệ sinh trong nhà

Qtb(l/ng/ngđ)

TB trong năm 1

Loại I: Các nhà bên trong không có hệ thông cấp thoát

nước và dụng cụ vệ sinh, nước dùng hàng ngày lấy từ

vòi nước công cộng ngoài phố

40 – 60

2 Loại II: Các nhà bên trong chỉ có vòi nước không có

dụng cụ vệ sinh 60 - 100

3 Loại III: Các nhà bên trong có hệ thống cấp thoát nước

có dụng cụ vệ sinh nhưng chỉ có thiết bị tắm hoa sen 100 - 150

4 Loại IV: Các nhà bên trong có hệ thống cấp thoát nước

có dụng cụ vệ sinh và có bồn tắm 150 - 250Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt (trong TCXD 33 -2006)

1.2 TIÊU CHUẨN DÙNG NƯỚC

qi: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt

Ni: Số dân tính toán ứng với tiêu chuẩn cấp nước qi.

fi: Tỷ lệ dân được cấp nước

D: Lượng nước tưới cây, rửa đường, dịch vụ đô thị, khu công nghiệp, thất thoát, nước cho bản thân nhà máy xử lý nước và lượng nước dự phòng Lượng nước dự phòng cho phát triển công nghiệp, dân cư và các lượng

Lưu lượng trung bình ngày tính toán (trung bình trong năm) cho hệ thống cấp nước tập trung được xác định theo công thức (TCVN 33-2006):

1.3 LƯU LƯỢNG NƯỚC TÍNH TOÁN VÀ

CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC

Hệ số dùng nước không điều hòa ngày kể đến cách tổ chức đời sống xã hội, chế độ làm việc của các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa:

Kngày.max = 1,2 ÷ 1,4,

Kngày.min = 0,7 ÷ 0,9

Lưu lượng nước tính toán trong ngày dùng nước nhiều nhất và ít nhất

(m 3 /ngđ) được tính theo công thức:

1.3 LƯU LƯỢNG NƯỚC TÍNH TOÁN VÀ

CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC

Trong đó lưu lượng tính toán cho từng khu vực được tính như sau:

Trong trường hợp các đối tượng sử dụng nước lớn và nằm độc lập với khu

đô thị, khu dân cư, vv…, như khu công nghiệp, khu du lịch thể thao, nhà

ga, kho tàng, bến bãi…vv, nhu cầu sử dụng nước của các đối tượng đó có thể được tính toán riêng biệt

1.3 LƯU LƯỢNG NƯỚC TÍNH TOÁN VÀ

CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC

1.3 LƯU LƯỢNG NƯỚC TÍNH TOÁN VÀ

CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC

Lưu lượng giờ tính toán các công trình trong hệ thống cấp nước

Lưu lượng tính toán công trình thu nước, trạm bơm cấp I và trạm xử lý

Lưu lượng giờ dùng nước lớn nhất và lưu lượng giờ dùng nước nhỏ nhất được xác định theo công thức:

Lưu lượng giờ tính toán các công trình trong hệ thống cấp nước

1.3 LƯU LƯỢNG NƯỚC TÍNH TOÁN VÀ

CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC

Hệ số dùng nước không điều hoà giờ Kgiờ

Kgiờmax= αmax x βmax

Kgiờ min = αmax x βminα: Hệ số kể đến mức độ tiện nghi của công trình, chế độ làm việc của các

cơ sở sản xuất và các điều kiện địa phương khác như sau:

αmax = 1,2 1,5

αmin = 0,4  0,6 β: Hệ số kể đến số dân trong khu dân cư lấy theo bảng tra:

1.3 LƯU LƯỢNG NƯỚC TÍNH TOÁN VÀ

CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC

1.3 LƯU LƯỢNG NƯỚC TÍNH TOÁN VÀ

CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC

CHƯƠNG 2 NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC

2.1 NGUỒN NƯỚC MẶT TRÊN THẾ GIỚI

- Nước mặt phân bố không đồng đều trên thế giới

- Trữ lượng phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, địa lý, địa hình, cây trồng trong khu vực, các yếu tố tự nhiên khác và các tác động của con người

- Đánh giá trữ lượng nước, xác định lượng nước giới hạn cho phép khai thác cần các số liệu đo đạc, điều tra nhiều năm về mực nước sông, hồ và tài liệu về thời tiết, khí hậu

2.2 NGUỒN NƯỚC MẶT TẠI VIỆT NAM

a Đánh giá trữ lượng và chất lượng nước sông

- Có nguồn nước mặt dồi dào

- Có lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2000 mm, ở mức cao

- Có mạng lưới sông suối khá dày đặc

- Tổng cộng trên địa phận Việt Nam có 2360 dòng sông có chiều dài lớn hơn 10 km, trong đó có rất nhiều sông lớn

- Mật độ sông suối có sự khác biệt giữa các vùng phụ thuộc vào điều kiện địa hình, địa lý và khí hậu của từng địa phương

- Có những vùng có mật độ sông ngòi cao khoảng 4km/km 2 như khu vực Đông Nam đồng bằng sông Hồng, sông Thái Bình và ĐBSCL, vùng có

2.2 NGUỒN NƯỚC MẶT TẠI VIỆT NAM

- Lưu lượng dòng chảy trên các dòng sông, suối cũng không ổn định theo các mùa trong năm

- Nước mặt bình quân đầu người 3.840m 3 /người/năm

- Theo tiêu chí đánh giá của Hội Tài nguyên nước quốc tế (IWRA), Việt Nam đã thuộc số các quốc gia thiếu nước…

2.2 NGUỒN NƯỚC MẶT TẠI VIỆT NAM

Đánh giá chất lượng nước sông

Chỉ tiêu lý học: nhiệt độ, hàm lượng cặn không tan, độ mầu, mùi, vị…

Chỉ tiêu hóa học:

Khoáng chất

Hàm lượng các khoáng chất trong các sông 200 - 500mg/l.

Khoáng chất của sông Đồng Nai 50 mg/l, sông Cửu Long là 150mg/l, sông Hồng là 200 mg/l.

Độ pH

Nước sông ở VN thường có độ kiềm trung tính hoặc yếu, với độ PH trong

2.2 NGUỒN NƯỚC MẶT TẠI VIỆT NAM

2.2 NGUỒN NƯỚC MẶT TẠI VIỆT NAM

b Đánh giá trữ lượng nước hồ và chất lượng nước hồ.

- Đánh giá trữ lượng nước hồ

+ Nước ta gồm có cả hồ tự nhiên như hồ Ba Bể hồ nhân tạo như hồ Núi Cốc, Đại Lải, Hoà Bình, Thác Bà…

+ Những hồ tự nhiên thường có trữ lượng nhỏ, chỉ có một vài hồ lớn có khả năng làm nguồn cung cấp nước cho các đối tượng dùng nước vừa và nhỏ.

+ Các hồ nhân tạo thường có trữ lượng lớn với nhiệm vụ đa mục tiêu, những hồ này có khả năng cung cấp cho các đối tượng dùng nước lớn.

2.2 NGUỒN NƯỚC MẶT TẠI VIỆT NAM

2.2 NGUỒN NƯỚC MẶT TẠI VIỆT NAM

- Đánh giá chất lượng nước hồ.

+ Hàm lượng cặn nhỏ hơn nước sông vì đã được lắng tự nhiên và khá ổn định

+ Nước hồ thường có độ màu cao do rong, rêu tảo phát triển gây ra.

+ Hàm lượng các chất hưu cơ trong nước hồ thường cao do xác động

thực vật ở xung quanh khu vực hồ gây nên.

+ Nhìn chung chất lượng nước hồ tốt, dây chuyền công nghệ xử lý nước

có thể đơn giản CNXL nước sông Lượng hoá chất dùng để keo tụ ít do vậy giá thành XLN hồ thường rẻ hơn nước sông.

2.2 NGUỒN NƯỚC MẶT TẠI VIỆT NAM

Được thành tạo do mưa, nước mặt thấm qua các tầng đất và được giữ lại ở các tầng đất chứa nước nằm giữa hai tầng đất cách nước.

- Tầng chứa nước: cát, cuội,sỏi hoặc lẫn lộn các vật liệu này với nhau.

- Tầng cách nước: sét, thịt, cát kết, cuội kết.

Nước ngầm có thể phân ra làm hai loại là nước ngầm mạch nông và nước ngầm mạch sâu

Nước ngầm mạch nông có độ sâu khoảng 3 đến 10 m

Nước ngầm mạch sâu có độ sâu lớn hơn 20 m

2.3 NGUỒN NƯỚC NGẦM TẠI VIỆT NAM

2.3 NGUỒN NƯỚC NGẦM TẠI VIỆT NAM

a Đánh giá trữ lượng nước ngầm

Nước ngầm có trữ lương rất lớn và ổn định

2.3 NGUỒN NƯỚC NGẦM TẠI VIỆT NAM

b Đánh giá chất lượng nước ngầm.

- Do nước thấm qua các tầng đất giống như quá trình lọc qua lớp vật liệu lọc nên nước ngầm có hàm lượng chất lơ lửng nhỏ và ổn định.

- Nước ngầm tồn tại trong các tầng chứa nước thường có khoáng chất, do vậy nước ngầm thường hàm lượng kim loại như sắt, mangan lớn.

- Hàm lượng vi trùng nhỏ và ổn định

Chất lượng nước ngầm cũng phụ thuộc vào cấu tạo địa chất của từng khu vực, có những nơi nước ngầm rất sạch đảm bảo yêu cầu của nước sinh hoạt và ăn uống, ngược lại có những nơi hàm lượng sắt và mangan rất cao, thậm chí một số nơi còn bị ô nhiễm nitơ amôn và kim loại nặng Nhìn chung nước ngầm có chất lượng tốt hơn nước mặt, xử lý nước ngầm

2.3 NGUỒN NƯỚC NGẦM TẠI VIỆT NAM

Ở các vùng núi cao thiếu nước, các vùng nông thôn và hải đảo thiếu nước ngọt thì nước mưa là nguồn nước quan trọng để cấp cho các đơn vị nhỏ và các hộ gia đình.

a Trữ lượng nước mưa

- Tương đối phong phú, lượng mưa trung bình năm của Việt nam từ 1500-2000mm/năm

- Rải rác không đều trong năm

b Chất lượng

Nước mưa tương đối sạch, tuy nhiên nó cũng bị nhiễm bẩn do rơi qua không khí, mái nhà … nên mang theo bụi bẩn và các chất bẩn khác Nước mưa thiếu các muối khoáng cần thiết cho sức khoẻ của con người và

2.3 NGUỒN NƯỚC NGẦM TẠI VIỆT NAM

2.4 NGUỒN NƯỚC MƯA TẠI VIỆT NAM

2.5 KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG

NGUỒN NƯỚC

- Nhu cầu đời sống hàng ngày và nhu cầu phát triển sản xuất chúng ta đã

sử dụng ngày càng nhiều về số lượng và phong phú về mục đích như để

ăn uống, sinh hoạt, sản xuất, nông nghiệp công nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản…

- Nguồn nước không phải là vô tận, đặc biệt là nước ngọt.

- Đó là dạng nguồn nước có giá trị trực tiếp và được khai thác sử dụng nhiều nhất, thuận lợi và giá thành thấp

- Nhưng nếu bị tác động không tốt do sự thiếu ý thức của con người gây

 Việc khai thác nguồn nước phải được tính toán kỹ lưỡng

- Sử dụng nguồn nước phải đi đôi với bảo vệ

- Phương pháp bảo vệ tích cực nhất phải được đặt ra ngay từ khi khai thác và sử dụng

- Giải pháp kỹ thuật trong khai thác nước

- Cần đề xuất quy trình kỹ thuật tái tạo nước, sử dụng hợp lý bao gồm cả việc tiết kiệm nước, xu thế hiện nay là đang nghiên cứu “ Công nghệ sản xuất sạch hơn “chế tạo thiết bị vệ sinh tiết kiệm nước …

Việt nam đã có luật bảo vệ môi trường và những quy định về sử dụng tài nguyên nước.

2.5 KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG

NGUỒN NƯỚC

2.6 QUY HOẠCH SỬ DỤNG VÀ BẢO

VỆ NGUỒN NƯỚC

Nội dung của sử dụng hợp lý nguồn nước

- Khai thác có hiệu quả nhất tài nguyên nước phục vụ cho mục tiêu trước mắt và lâu dài.

- Dự báo dài hạn các quá trình thuỷ văn…

- Đánh giá, quản lý về lượng và chất các nguồn nước một cách chính xác

- Công nghệ tiên tiến về sử dụng nước ít tốn kém, thải nước tối thiểu, xử

lý nước thải một cách có hiệu quả với chi phí hợp lý, dễ áp dụng.

Xây dựng các chỉ dẫn, hướng dẫn, các tiêu chuẩn và các quy trình quy phạm đối với việc khai thác sử dụng và bảo vệ nguồn nước

Tuyên truyền phổ cập những kiến thức cơ bản nhất về nguồn nước và sử

2.7 QUẢN LÝ VÀ BẢO VỆ NGUỒN NƯỚC

 Hiện nay trên thế giới nhiều nơi không đủ nguồn nước thiên nhiên cấp cho dân dụng và công nghiệp, phải sử dụng các nguồn khác bổ sung với chi phí xử lý, làm sạch nước cao như ở Singapo tái sử dụng nước thải, nhiều vùng thuộc Australia sử dụng các nguồn nước mặn, nước mưa, nước thải…

 Nhiều nghiên cứu thực hiện đã cho thấy hiện nay tại Việt Nam nguồn nước đang có sự suy giảm cả về chất lượng và trữ lượng, báo động khả năng thiếu nước nghiêm trọng trong tương lai, trong khi yêu cầu cấp nước ngày càng tăng bởi quá trình đô thị hoá và phát triển kinh tế xã hội, đòi hỏi cần thiết phải có biện pháp gìn giữ bảo vệ nguồn nước.

 Hiện nay các biện pháp quản lý tổng hợp nguồn nước, quản lý phát triển bền vững, quản lý lưu vực,… ngày càng được quan tâm và đang

2.8 LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC

 Nguồn nước được lựa chọn là nguồn đáp ứng được các yêu cầu về lưu lượng, chất lượng và khả năng khai thác, truyền dẫn về nơi sử dụng tại thời điểm hiện tại và trong tương lai.

 Để cấp nước cho một khu đô thị hay một khu vực nghiên cứu cấp nước,

có thể có nhiều nguồn nước được nghiên cứu cân nhắc lựa chọn.

 Để có thể lựa chọn được nguồn nước cần thiết phải có các đánh giá về kinh tế, kỹ thuật, quản lý vận hành Nguồn nước được lựa chọn là nguồn nước đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng, chi phí xử lý làm sạch và

2.9 TRÌNH TỰ LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC

 Xác định các nguồn nước, trữ lượng nước mặt và nước ngầm hiện có, khả năng khai thác và sử dụng, phương án dẫn nước.

 Đề xuất các phương án cấp nước tương ứng với các nguồn nước khác nhau.

 Phân tích, tính toán, đánh giá lựa chọn nguồn nước và phương án cấp nước.

 Trong một hệ thống cấp nước được phép sử dụng nhiều nguồn nước có đặc điểm thuỷ văn và địa chất thuỷ văn khác nhau.

2.10 ĐỘ ĐẢM BẢO LƯU LƯỢNG CỦA

CÁC NGUỒN NƯỚC MẶT

Độ đảm bảo lưu lượng trung bình tháng hoặc trung bình ngày của các nguồn nước mặt tuỳ theo bậc tin cậy lấy theo bảng 2.1 (TCXDVN 33- 2006)

95 90 85

2.11 BẬC TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG

CẤP NƯỚC

Đặc điểm hộ dùng nước Bậc tin cậy của hệ

thống cấp nước

Hệ thống cấp nước sinh hoạt của điểm dân cư trên

50.000 người và của các đối tượng dùng nước khác được

phép giảm lưu lượng nước cấp không quá 30% lưu lượng

nước tính toán trong 3 ngày và ngừng cấp nước không quá

10 phút.

I

Hệ thống cấp nước sinh hoạt của điểm dân cư đến

50.000 người và của các đối tượng dùng nước khác được

phép giảm lưu lượng nước cấp không quá 30% lưu lượng

trong 10 ngày và ngừng cấp nước trong 6 giờ.

II

Hệ thống cấp nước sinh hoạt của điểm dân cư đến 5000

người và của các đối tượng dùng nước khác được phép

CHƯƠNG 3

HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

3.1 SƠ ĐỒ VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG

CẤP NƯỚC

1 Nguồn nước (sông, hồ …)

2 Công trình khai thác nước (CTT)

làm nhiệm vụ khai thác, xử lý, vận chuyển, điều hòa, dự trữ nước tới

mọi đối tượng sử dụng trong phạm vi thiết kế.

2 Sơ đồ hệ thống cấp nước

3.1 SƠ ĐỒ VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG

CẤP NƯỚC

3.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

1 Dựa vào đối tượng phục vụ

- HTCN cho khu dân cư (thị trấn, thị xã, làng, xóm…)

- HTCN cho công nghiệp (cho các nhà máy, xí nghiệp).

- HTCN cho nông nghiệp (nông trường, trại chăn nuôi, trạm máy kéo…).

- HTCN cho giao thông (cảng sông, sân bay, nhà ga, bến xe…).

2 Phân loại theo chức năng

- HTCN sinh hoạt (chỉ phục vụ cho sinh hoạt).

- HTCN sản xuất (chỉ phục vụ cho sản xuất: máy móc, thiết bị…).

- HTCN chữa cháy (phục vụ cho chữa cháy: đô thị công trình,… 2006).

TC33 HTCN kết hợp: kết hợp 2 trong 3 hệ thống kể trên.