ĐỒ ÁN VỀ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

Từ công thức trên ta tính được lưu lượng nước tắm và sinh hoạt của công nhân trong các nhà máy xí nghiệp.. Đồng thời dựa vào hệ số không điều hòa ở các phân xưởng nóng Kn= 2,5 và ở phân

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU ĐÔ THỊ 3

1.1.Đặc điểm tự nhiên khu vực thiết kế 3

1.2.Đặc điểm kinh tế xã hôi 3

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT 4

II.1 Các số liệu cơ bản 4

II.1.1 Tài liệu căn cứ 4

II.1.2 Mật độ dân số 4

II.1.3 Tiêu chuẩn nước thải 4

II.1.4 Nước thải khu công nghiệp 5

II.1.5 Nước thải các công trình công cộng 5

II.1.6 Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất công trình 5

II.2 Xác định lưu lượng tính toán khu dân cư 6

II.2 1 Diện tích 6

II.2.2 Dân số tính toán 6

II.2.3 Xác định lưu lượng nước thải tính toán 7

II.3 Xác định lưu lượng tập chung 10

II.3.1 Bệnh viện 10

II.3.2 Trường học 10

II.3.3 Xí nghiệp công nghiệp 11

II.4 Xác định lưu lượng riêng 19

II.5 Nước thải toàn đô thị 20

II.5.1 Nước thải sinh hoạt khu dân cư 20

II.5.2 Nước thải từ bệnh viện 21

II.5.3 Nước thải từ trường học 21

II.5.4 Nước thải từ các khu công nghiệp 21

II.5.7 bảng tổng hợp lưu lượng nước thải toàn đô thị 21

II.6 Vạch tuyến hệ thống thoát nước 24

II.6.1 Nguyên tắc chung khi thiết kế hệ thống thoát nước 24

II.6.2 Các kiểu hệ thống thoát nước theo quan điểm hiện tại 25

II.6.3 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước phương án 1:Xem trong bản vẽ TN-01 26

II.6.3 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước phương án 2: Xem trong bản vẽ TN-02 26

II.7 Tính toán diện tích tiểu khu 26

II.8 Xác định lưu lượng tính toán cho tường đoạn ống 28

II.9 Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước sinh hoạt 29

CHƯƠNG III KHÁI TOÁN KINH TẾ 31

III.1 Khái toán kinh tế phương án I 31

III.1.1 Phần đường ống 31

III.1.2 Khái toán kinh tế phần giếng thăm 31

III.1.3 Giá thành quản lý mạng lưới tính cho 1 năm ( Chi phí quản lý mạng lưới ) 32

III.2 Khái toán kinh tế phương án II 32

III.2.1 Phần đường ống 32

III.2.2 Khái toán kinh tế phần giếng thăm 33

III.2.3 Giá thành quản lý mạng lưới tính cho 1 năm ( Chi phí quản lý mạng lưới ) 33

III.3 So sánh lựa chọn phương án: 34

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU ĐÔ THỊ

1.1.Đặc điểm tự nhiên khu vực thiết kế

- Gió:

+ Hướng gió toàn năm: Đông Nam

+ Hướng gió thịnh hành mùa hè từ tháng 4 đến tháng 9: Đông

+ Hướng gió thịnh hành mùa đông từ tháng 10 đến tháng 3: Bắc và Tây Bắc

-Địa hình:

Đô thị X nằm trên vùng đồng bằng có độ dốc nhỏ, nằm sát với bờ biển Đô thị hình thành trên giải cồn cát của cửa sông, địa hình toàn vùng có dạng đồi cát thoải, có độ dốc trung bình là 0,001 Trong phạm vi quy hoạch của đô thị X có độ cao lớn nhất là 6,37 m

và cao độ thấp nhất là 1,33 m

Đô thị X có nhiều sông suối chảy qua nên địa hình bị chia cắt thành nhiều mảnh nhỏ hẹp, rất đa dạng và phức tạp

-địa chất công trình:

Số liệu về địa chất công trình được thể hiện trong bảng dưới đây:

Đất màu Cát pha Sét pha Cát mịn Cát dẻo

0 đến 1 m 1 m đến 3 m 3 m đến 6 m 6 m đến 11 m 11m đến 17 m

-Địa chất thủy văn:

+ Mực nước ngầm cao nhất cách mặt đất : 4m

Theo tính toán tổng dân số đô thị X tới năm 2030 là 103436 người Trong đó dân

số nội thị chiếm 526259 người, dân số ngoại thị chiếm 47177 người

-Hiện trạng đất đai:

Tổng diện tích đất xây dựng toàn đô thị: 445,7 ha

+Đất nội thị: 174,4 ha

+Đất ngoại thị: 248,3 ha

-Cơ sở kinh tế kỹ thuật:

+Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp: các xí nghiệp công nghiệp nằm về phía đông của đô thị, gồm 2 xí nghiệp Số công nhân trong 2 xí nghiệp này chiếm 35% dân số toàn

đô thị Các xí nghiệp công nghiệp giải quyết lượng lớn lao động trong đô thị

+Thương mai dịch vụ: Đô thị có lợi thế rất lớn về du lịch, các hoạt động dịch vụ,

du lịch rất phát triển với nhiều bãi tắm, làng du lịch sinh thái, khách sạn, nhà nghỉ… -Giao thông:

+Giao thông nội thị: trong đô thị có nhiều đường giao thông nhỏ hẹp với tổng chiều dài 12km, mạng lưới đường đã hình thành mạng chính ô bàn cờ thep quy hoạch

+Giao thông ngoại thị: giao thông đối ngoại ngoài trừ đường bộ thì đô thị còn có

hệ thống giao thông đường thủy Một số cảng hàng hóa và hành khách được xây dựng ở cửa con sông A

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT

II.1 Các số liệu cơ bản

II.1.1 Tài liệu căn cứ

Bản đồ quy hoạch phát triển đô thị đến năm 2030

II.1.2 Mật độ dân số

Mật độ dân số:

- Khu vực I: P1=300 ( người/ha )

- Khu vực II: P2=200 ( người/ha )

II.1.3 Tiêu chuẩn nước thải

Tiêu chuẩn thải nước:

- Khu vực I: n1= 170 ( l/người.ngđ )

- Khu vực II: n2= 160 ( l/người.ngđ )

II.1.4 Nước thải khu công nghiệp

Khu đô thị có 2 xí nghiệp

Tổng số công nhân làm việc trong các xí nghiệp chiếm 35% dân số khu đô thị

Quy mô và chế độ làm việc của các xí nghiệp được phân bố như sau:

Nước thải SX trong từngXN (m 3 /ng) (%)

Nước thải

SX bị nhiễm bẩn (%)

Nước thải

SX quy ước sạch (%)

Ca

I (%)

Ca

II (%)

Ca III (%) Nóng

(%)

Bình thường (%)

Nóng (%)

Bình thường (%)

II.1.5 Nước thải các công trình công cộng

Đồ án này chỉ xét tới lưu lượng nước thải của trường học và bệnh viện

Lưu lựng

công trình công

cộng

Quy mô (% dân số)

Tiêu chuẩn thải nước (l/ng.ngđ)

Hệ số không điều hòa

Thời gian làm việc (giờ/ngđ)

II.1.6 Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất công trình

II.1.6.1 Đặc điểm địa chất công trình

Đất màu Cát pha Sét pha Cát mịn Cát dẻo

0 đến 1 m 1 m đến 3

m

3 m đến 6 m

6 m đến 11 m

11m đến 17 m

II.1.6.2 Đặc điểm địa chất thủy văn

Mực nước ngầm cao nhất cách mặt đất 4m

b) Khu vực II

Diện tích đất xây dựng: F2 = 248,3 (ha) Mật độ dân số : n2 = 200 (người/ha) Tiêu chuẩn thải nước : 𝑞02 = 160 ( l/người.ngđ)

II.2.2 Dân số tính toán

Dân số tính toán là đân số được tính ở cuối thời hạn tính toán thiết kế hệ thống thoát nước (năm 2030), được tính theo công thức:

N=F×n×β (người)

Trong đó:

N: dân số tính toán của khu vực (người) n: mật độ dân số của khu vực (người/ha)

β: Hệ số kể đến việc xây dựng xen kẽ các công trình công cộng trong khu vực dân cư

β = 𝐹𝑋𝐷 𝐹𝑐ℎ𝑢𝑛𝑔 = 0,85÷0,95 F: diện tích khu vực ( ha)

II.2.3 Xác định lưu lượng nước thải tính toán

Qtb_ing.đ= 𝑁1000𝑖×𝑞𝑖 (m3/ng.đ)

Trong đó:

Ni: dân số tính toán (người)

qi: tiêu chuẩn thoát nước ( l/người.ngđ )

Khu vực I: Qtb_1ng.đ= 56259×170

1000 = 9564,03 (m3/ng.đ) Khu vực II: Qtb_2ng.đ= 47177×160

 Hệ số không điều hòa chung: 𝐾𝑐ℎ𝐼𝐼=1,63

Lưu lựng trung bình giây của toàn thành phố là:

𝑞𝑠𝑡𝑏_𝑡𝑝= 𝑞𝑠𝑡𝑏_1 + 𝑞𝑠𝑡𝑏_2 = 110,69 + 87,36 =198,05 (l/s)

 Hệ số không điều hòa chung: 𝑘𝑐ℎ𝑡𝑝

=1,4

Lưu lượng tính toán và lưu lượng giây max:

qmaxs = 𝑞𝑠𝑡𝑏×Kch (l/s)

Trong đó:

qmaxs : lưu lượng nước thải giây lớn nhất (l/s)

𝑞𝑠𝑡𝑏: lưu lượng nước thải trung bình giây (l/s)

Kch: hệ số không điều hòa chung của nước thải sinh hoạt

Khu vực I:

qmaxs_1 = 𝑞𝑠𝑡𝑏_1×𝐾𝑐ℎ𝐼 =110,69 × 1,58 = 174,89 (l/s)

Khu vực II:

qmaxs_2 = 𝑞𝑠𝑡𝑏_2×𝐾𝑐ℎ𝐼𝐼= 87,36 × 1,63 = 142,4 (l/s)

Tiêu chuẩn thải nước ni (l/ng.ngđ)

Qtbngđ (m3/ng.ngđ) 𝑞𝑠𝑡𝑏 (l/s) kch

qmaxs(l/s)

I 197,4 56259 300 170 9564,03 110,69 1,58 174,89

II 248,3 47177 200 160 7548,32 7548,32 1,63 142,4 Tổng 445,7 103436 - - 17112,35 198,05 1,4 277,27

Từ hệ số không điều hòa chung toàn đô thị Kch = 1,4 ta xác định được lưu lượng nước thải ra trong các giờ trong ngày

Bảng II.2: Phần trăm giờ dùng nước trong ngày của đô thị

II.3 Xác định lưu lượng tập chung

Tiêu chuẩn thải nước 𝑞0𝑏𝑣=300 (l/người.ngđ)

Hệ số không điêu hòa giờ Kh= 2,5

Thời gian làm việc 24/24 h

Tính toán số liệu cho 1 bệnh viện:

Lượng nước thải trung bình ngày là:

𝑄𝑛𝑔à𝑦𝑡𝑏 =𝐵×𝑞0

𝑏𝑣

1000 =260×300

1000 =78 (m3/ngày) Lưu lượng thải trung bình giờ

𝑄ℎ𝑡𝑏=𝑄𝑛𝑔à𝑦

𝑡𝑏

24 =78

24=3,25 (m3/h) Lưu lượng max giờ:

II.3.2 Trường học

Số học sinh lấy bằng 20% dân số

H=20%×N=20%×103436=20687 ( người)

Lấy số học sinh là 20700 học sinh

Có 10 trường học, mỗi trường có 2070 học sinh

Tiêu chuẩn thải nước 𝑞0𝑡ℎ=20 (l/người.ngđ)

Hệ số không điêu hòa giờ Kh= 1,8

Thời gian làm việc 12/24 h

Vậy ta tính được số liệu của 1 trường học như sau:

Lượng nước thải trung bình ngày là:

𝑄𝑛𝑔à𝑦𝑡𝑏 =𝐻×𝑞0

𝑡ℎ

1000 =2070×20

1000 =41,4 (m3/ngày) Lưu lượng thải trung bình giờ

𝑄ℎ𝑡𝑏=𝑄𝑛𝑔à𝑦

𝑡𝑏

12 =41,4

12=3,45 (m3/h) Lưu lượng max giờ:

Bảng II.3: Tổng hợp lưu lượng nước thải các công trình công cộng

Tiêu chuẩn thải nước

Kh

Lưu lượng

𝑄𝑛𝑔à𝑦𝑡𝑏(m3/ngày)

𝑄ℎ𝑡𝑏(m3/h)

𝑄ℎ𝑚𝑎𝑥(m3/h)

qsmax(l/s)

II.3.3 Xí nghiệp công nghiệp

II.3.3.1 Lưu lượng nước thải sản xuất của xí nghiệp công nghiệp

Tổng số công nhân làm việc trong các xí nghiệp chiếm 35% dân số khu đô thị

NCN=35% × N = 35% × 103436 =36202 ( công nhân)

Lưu lượng nước thải sản xuất chiếm 20% lưu lượng nước thải sinh hoạt của khu dân

cư

Qsx=20% × Qtb-tpng.đ=20% × 17112,35 =3422,47 (m3/ngđ)

a, Lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp I

Khu công nghiệp I chiếm 50% lượng nước thải sản xuất

𝑄𝑐𝑎ℎ =𝑄𝑐𝑎

𝐼𝐼

8 =513,38

8 = 64,17 (m3/h)

b, Lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp II

Khu công nghiệp II chiếm 50% lượng nước thải sản xuất

II.3.3.2 Nước thải sinh hoạt và nước tắm cho công nhân

a, khu công nghiệp I:

Số công nhân trong khu công nghiệp I chiếm 55% tổng số công nhân toàn thành phố:

b, khu công nghiệp II:

Số công nhân trong khu công nghiệp II chiếm 45% tổng số công nhân toàn thành phố:

𝑄𝑐𝑎𝑆𝐻=25×𝑁1+ 35×𝑁2

1000Trong đó:

- N1: số công nhân làm việc trong phân xưởng bình thường

- N2: số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng

- 25; 35: tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt tại nơi làm việc trong các phân xưởng bình thường và phân xưởng nóng (l/ng.ca)

Lưu lượng nước tắm công nhân:

𝑄𝑐𝑎𝑇 =40×𝑁3+ 60×𝑁4

1000Trong đó:

- N3: số công nhân được tắm trong phân xưởng bình thường

- N4: số công nhân được tắm trong phân xưởng nóng

- 60; 40: tiêu chuẩn nước tắm của công nhân trong phân xưởng nóng và phân xưởng bình thường (l/ng.ca)

Từ công thức trên ta tính được lưu lượng nước tắm và sinh hoạt của công nhân trong các nhà máy xí nghiệp Đồng thời dựa vào hệ số không điều hòa ở các phân xưởng nóng (Kn= 2,5) và ở phân xưởng nguội (Kng= 3) ta lập được bảng phân bố nước thải sinh hoạt của công nhân ở các phân xưởng

Bảng II.5 Biên chế công nhân trong các nhà máy

Q (m3/ca) Kh %

Số lượng

𝑞0(l/ng) Q (m

Sự phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt của công nhân ở các phân xưởng nóng (với

Kn=2,5) và các phân xưởng nguội ( với Kng=3) ra các giờ trong các ca sản xuất bằng % như sau:

Bảng II.7 Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt các giờ trong ca

Bảng II.8 Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt khu công nghiệp I

Ca giờ phân xưởng nguội phân xưởng nóng tổng toàn

Bảng II.9 Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt khu công nghiệp II

Ca giờ phân xưởng nguội phân xưởng nóng tổng toàn

II.3.3.3 Tính toán lưu lượng tập trung từ khu công nghiệp

Đối với nước thải sinh hoạt của công nhân trong các ca sản xuất được vận chuyển chung với nước tắm của công nhân Ta tính được lưu lượng nước thải sinh hoạt trong giờ nước thải 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 sẽ được lưu lượng tập trung của khu công nghiệp để tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước đô thị

Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất:

𝑞𝑠1𝑚𝑎𝑥=25×𝑁1×𝐾𝑛𝑔+35×𝑁2×𝐾𝑛

1000×𝑇×3,6Trong đó:

N1 và N2: số công nhân làm việc trong phân xưởng bình thường và phân xưởng nóng tính với ca đông nhất

Kng=3 hệ số không điều hòa của phân xưởng bình thường

Kn=2,5 hệ số không điều hòa của phân xưởng nóng

Lưu lượng nước tắm lớn nhất:

𝑞𝑠2𝑚𝑎𝑥=60×𝑁3+40×𝑁4

45×60Trong đó:

N3 và N4: số công nhân được tắm ở phân xưởng nóng và phân xưởng bình thường với ca đông nhất

So sánh 𝑞𝑠1𝑚𝑎𝑥 và 𝑞𝑠2𝑚𝑎𝑥 lấy giá trị lớn hơn

a, khu công nghiệp I:

II.4 Xác định lưu lượng riêng

Mục đích của lưu lượng riêng để tính toán chính xác lưu lượng nước thải

Xét tỉ số: ∑𝑄𝐶𝐶

∑𝑄𝑆𝐻Trong đó:

∑𝑄𝐶𝐶: tổng lưu lượng nước thải từ công trình công cộng, như đã phân tích ở trên ta

có ∑𝑄𝐶𝐶 = ∑𝑄𝑇𝐻+∑𝑄𝐵𝑉

∑𝑄𝑆𝐻: tổng lưu lượng nước thải trung bình ngày của khu dân cư

Khu vực I có 1 bệnh viện và 5 trường học

Khu vực II có 1 bệnh viện và 5 trường học

𝑄𝐶𝐶𝐼 = 1𝑄𝐵𝑉+5𝑄𝑇𝐻=78+5×41,4=285 (m3/ng.đ)

𝑄𝐶𝐶𝐼𝐼 = 1𝑄𝐵𝑉+5𝑄𝑇𝐻=78+5×41,4=285 (m3/ng.đ)

a, Xác định lưu lượng riêng khu vực I

𝑄𝐶𝐶𝐼 =285 (m3/ng.đ)

Xét tỉ số: 𝑄𝐶𝐶

𝐼

𝑄𝑛𝑔 = 28517112,35 =0,017 % < 5%

Tuy nhiên để tránh sai số ta dùng công sức sau:

qcc= 𝑄𝐶𝐶

𝐼 ×1000

𝑁1 = 285×1000

56259 = 5,066 (l/người.ngày) Tiêu chuẩn thoát nước khu vực I sau khi đã trừ đi qcc là:

Tuy nhiên để tránh sai số ta dùng công sức sau:

qcc= 𝑄𝐶𝐶

𝐼𝐼 ×1000

𝑁2 = 285×1000

47177 = 6,041 (l/người.ngày) Tiêu chuẩn thoát nước khu vực II sau khi đã trừ đi qcc là:

qn=𝑞02- qcc=160-6,041=153,959(l/người.ngày)

vậy lưu lượng riêng khu vực II là :

𝑞𝑟𝐼𝐼=153,959×200

86400 =0,356 (l/s.ha) II.5 Nước thải toàn đô thị

II.5.1 Nước thải sinh hoạt khu dân cư

Căn cứ vào hệ số không điều hòa Kch=1,4 ta xác định được lượng phân bố nước thải theo các giờ trong ngày ( cột 2 bảng II.10)

II.5.2 Nước thải từ bệnh viện

Từ hệ số không điều hòa Kh=2,5 ta xác định được lượng phân bố nước thải của bệnh viện theo các giờ trong ngày ( cột 4 bảng II.10)

II.5.3 Nước thải từ trường học

Từ hệ số không điều hòa Kh=1,8 ta xác định được lượng phân bố nước thải của trường học theo các giờ trong ngày ( cột 6 bảng II.10)

II.5.4 Nước thải từ các khu công nghiệp

Nước thải sản xuất từ các khu công nghiệp được xử lý sơ bộ từ các xí nghiệp công nghiệp đạt tiêu chuẩn cho phép xả vào mạng lưới thoát nước bẩn thành phố Nước thải sản xuất coi như xả điều hòa theo các giờ cùng ca sản xuất (cột 8 và 11 bảng II.10)

II.5.7 bảng tổng hợp lưu lượng nước thải toàn đô thị

Bảng II.10 bảng tổng hợp lưu lượng toàn đô thị

4.10 5.30 6.54

II.6 Vạch tuyến hệ thống thoát nước

II.6.1 Nguyên tắc chung khi thiết kế hệ thống thoát nước

Nước cấp sau khi sử dụngvào mục đích sinh hoạt, sản xuất trở thành nước thải chứa nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ dễ bị phân hủy thối rữa và chứa nhiều vi trùng gây và truyền bệnh nguy hiểm Nếu những loại nước thải này xả bừa bãi sẽ gây ô nhiễm môi trường nước, đất và không khí làm nảy sinh và lan truyền các bệnh hiểm nghèo ảnh hưởng tới sức khỏe của người và động vật, mặt khác nếu không thu gom vận chuyển có thể gây lên tình trạng ngập lụt trong các điểm dân cư, xí nghiệp công nghiệp gây trở ngại giao thông

và tác hại tới một số ngành kinh tế khác

Vì vậy, nhiệm vụ của hệ thống thoát nước là thu gom, vận chuyển nhanh chóng mọi loại nước thải ra khot khu dân cư, xí nghiệp công nghiệp, đồng thời xử lý và khử trùng đạt tiêu chuẩn vệ sinh trước khi xả vào nguồn

Nước thái có nhiều loại khác nhau, tùy theo tính chất và nguồn gốc của nó ta phân biệt

+ Nước thải bệnh viên:

Vạch tuyến mạng lưới thoát nước là một khâu vô cùng quan trọng trong công tác thiết

kế mạng lưới thoát nước, hiệu quả kinh tế hay giá thành của mạng lưới thoát nước

Việc vạch tuyến mạng lưới cần dựa trên nguyên tắc:

1 Triệt để lợi dụng địa hình để xây dựng hệ thống thoát nước, đảm bảo thu nước thải nhanh nhất, tránh đào đắp nhiều, tránh đặt nhiều trạm bơm