Quy hoạch hệ thống thoát nước cho thị xã Thái Hòa, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An; giai đoạn 2020 – 2030

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ XÃ THÁI HÒA, HUYỆN NGHĨA ĐÀN, TỈNH NGHỆ AN 4 1.1. Điều kiện tự nhiên 4 1.1.1. Vị trí địa lý 4 1.1.2. Đặc điểm khí hậu 4 1.1.3. Thủy văn 5 1.1.4. Địa chất công trình 6 1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội 6 1.2.1. Hiện trạng sử dụng đất 6 1.2.2. Tình hình dân cư 6 1.2.3. Giáo dục 7 1.2.4. Y tế 7 1.2.5. Cụm công nghiệp 7 1.2.6. Hiện trạng hạ tầng kĩ thuật 8 1.2.7. Hiện trạng giao thông 8 1.3. Hiện trạng cấp, thoát nước 9 1.3.1. Hiện trạng cấp nước 6 9 1.3.2. Hiện trạng thoát nước sinh hoạt 6 9 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 11 2.1. Tính toán lưu lượng thoát nước, quy mô công suất trạm xử lý 11 2.1.1. Lưu lượng nước thải sinh hoạt 11 2.1.2. Lưu lượng nước thải bệnh viện 12 2.1.3. Lưu lượng nước thải trường học 13 2.1.4. Lưu lượng nước thải từ các cụm công nghiệp 14 2.2. Vạch tuyến mạng lưới thoát nước 15 2.2.1. Đề xuất phương án vạch tuyến thoát nước 15 2.2.2. Tính toán diện tích tiểu khu 16 2.2.3. Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống 16 2.2.4. Tính toán thủy lực tuyến cống 17 2.2.5. Hệ thống giếng thăm nước thải 17 2.2.6. Khái toán kinh tế mạng lưới thoát nước 17 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG 19 3.1. Xác định các thông số cơ bản: 19 3.2. Lưu lượng nước thải tính toán 19 3.2.1. Nồng độ chất bẩn trong hỗn hợp nước thải 20 3.3. Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết 23 3.3.1. Xác định hệ số pha loãng nước nguồn 23 3.3.2. Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết 25 3.4. Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý 26 3.4.1. Bậc xử lý 26 3.4.2. Quy trình xử lý nước thải 27 3.4.3. Dây chuyền công nghệ 28 3.5. Tính toán, thiết kế công trình xử lý nước thải 34 3.5.1. Tính toán, thiết kế trạm xử lý theo phương án 1 34 3.5.2. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải phương án 2 70 3.6. Khái toán kinh tế trạm xử lý 84 3.7. Cao trình nước và cao trình bùn 84 3.7.1. Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt nước 84 3.7.2. Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt bùn 88 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 89 Kết luận : 89 Kiến nghị: 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91  

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp “Quy hoạch hệ thống thoát nước

cho thị xã Thái Hòa, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An; giai đoạn 2020 – 2030”, em

đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ, những ý kiến đóng góp và chỉ bảo nhiệt tình củathầy cô, gia đình và bạn bè

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Lương Thanh Tâm – Giảng viênKhoa Môi Trường - Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội và TS LêXuân Sinh Thầy cô đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện

đồ án tốt nghiệp này

Em cũng xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy giáo, cô giáo tham gia giảng dạytại Khoa Môi trường Thầy cô đã trang bị cho chúng em những kiến thức vô cùng quýbáu và đã từng bước hướng dẫn chúng em trong quá trình học tập và nghiên cứu Nếukhông có sự giúp đỡ của các thầy cô thì chắc chắn chúng em sẽ không có được nhữngkiến thức như ngày hôm nay

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn tạo điềukiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ

án tốt nghiệp này

Do kinh nghiệm và kĩ năng của em còn nhiều hạn chế Em rất mong được sự chỉbảo, góp ý của các thầy cô giáo

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Sinh viên thực hiện

Đào Thị Phương Anh

DANH MỤC VIẾT TẮT

BTNMT Bộ tài nguyên môi trường

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ XÃ THÁI HÒA, HUYỆN NGHĨA ĐÀN, TỈNH

NGHỆ AN 4

1.1 Điều kiện tự nhiên 4

1.1.1 Vị trí địa lý 4

1.1.2 Đặc điểm khí hậu 4

1.1.3 Thủy văn 5

1.1.4 Địa chất công trình 6

1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 6

1.2.1 Hiện trạng sử dụng đất 6

1.2.2 Tình hình dân cư 6

1.2.3 Giáo dục 7

1.2.4 Y tế 7

1.2.5 Cụm công nghiệp 7

1.2.6 Hiện trạng hạ tầng kĩ thuật 8

1.2.7 Hiện trạng giao thông 8

1.3 Hiện trạng cấp, thoát nước 9

1.3.1 Hiện trạng cấp nước [6] 9

1.3.2 Hiện trạng thoát nước sinh hoạt [6] 9

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 11

2.1 Tính toán lưu lượng thoát nước, quy mô công suất trạm xử lý 11

2.1.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt 11

2.1.3 Lưu lượng nước thải trường học 13

2.1.4 Lưu lượng nước thải từ các cụm công nghiệp 14

2.2 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước 15

2.2.1 Đề xuất phương án vạch tuyến thoát nước 15

2.2.2 Tính toán diện tích tiểu khu 16

2.2.3 Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống 16

2.2.4 Tính toán thủy lực tuyến cống 17

2.2.5 Hệ thống giếng thăm nước thải 17

2.2.6 Khái toán kinh tế mạng lưới thoát nước 17

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG 19

3.1 Xác định các thông số cơ bản: 19

3.2 Lưu lượng nước thải tính toán 19

3.2.1 Nồng độ chất bẩn trong hỗn hợp nước thải 20

3.3 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết 23

3.3.1 Xác định hệ số pha loãng nước nguồn 23

3.3.2 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết 25

3.4 Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý 26

3.4.1 Bậc xử lý 26

3.4.2 Quy trình xử lý nước thải 27

3.4.3 Dây chuyền công nghệ 28

3.5 Tính toán, thiết kế công trình xử lý nước thải 34

3.5.1 Tính toán, thiết kế trạm xử lý theo phương án 1 34

3.5.2 Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải phương án 2 70

3.6 Khái toán kinh tế trạm xử lý 84

3.7 Cao trình nước và cao trình bùn 84

3.7.2 Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt bùn 88

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 89

Kết luận : 89

Kiến nghị: 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

DANH MỤC BẢN

Bảng 2.1 Bảng lưu lượng tập trung từ các công trình công cộng 14

Bảng 2.2: Bảng hệ số không điều hòa 17

Bảng 2.3 Bảng tổng hợp khái toán kinh tế mạng lưới 17

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp lưu lượng tính toán đặc trưng của nước thải 20

Bảng 3.2 Nồng độ chất bẩn có trong hỗn hợp nước thải 23

Bảng 3.3 Kích thước mương dẫn nước thải 35

Bảng 3.4 Bảng thông số song chắn rác 39

Bảng 3.5 Bảng tổng hợp kích thước bể lắng cát 42

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp kích thước sân phơi cát 43

Bảng 3.7 Bảng thông số bể điều hòa 46

Bảng 3.8 Bảng tổng hợp kích thước bể lắng ly tâm đợt I 49

Bảng 3.9 Bảng tổng hợp kích thước bể Aeroten 54

Bảng 3.10 Bảng tổng hợp kích thước bể lắng ly tâm đợt II 58

Bảng 3.11 Bảng tổng hợp kích thước máng trộn 61

Bảng 3.12 Bảng tổng hợp kích thước bể tiếp xúc 62

Bảng 3.13 Bảng tổng hợp kích thước bể nén bùn ly tâm 65

Bảng 3.14 Bảng tổng hợp kích thước bể mêtan 68

Bảng 3.15 Bảng tổng hợp kích thước sân phơi bùn 70

Bảng 3.16 Bảng thông số bể lắng ngang đợt 1 73

Bảng 3.17 Bảng tổng hợp kích thước bể Biophin 76

Bảng 3.18 Bảng thông số bể lắng ngang đợt 2 79

Bảng 3.19 Bảng tổng hợp kích thước bể mêtan 81

Bảng 3.20 Bảng tổng hợp kích thước sân phơi bùn 83

Bảng 3.21 Tổng hợp khái toán kinh tế trạm xử lý nước thải 84

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Bảo vệ môi trường hiện nay đang là vấn đề cấp thiết trên toàn cầu nhất là tại cácnước đang phát triển Nước ta đang trên đường hội nhập với thế giới nên việc quantâm đến môi trường là điều tất yếu Bảo vệ môi trường sống, bảo vệ sức khỏe conngười trong đó có bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm là trách nhiệm của toàn xã hội.Một trong các biện pháp tích cực để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước thiênnhiên tránh không bị ô nhiễm bởi các chất thải do hoạt động sống và làm việc của conngười gây ra là việc thu gom và xử lý nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận để đápứng được các quy chuẩn hiện hành và giảm thiểu nồng độ chất trong nguồn nước thảinày

Thị xã Thái Hòa nằm ở vị trí địa lý quan trọng, được xác định là trung tâm trongquy hoạch chung vùng Phủ Quỳ và vùng trọng điểm phát triển kinh tế - xã hội củamiền tây Nghệ An Thị xã có các trục chính giao thông kết nối thuận lợi với các địaphương trong và ngoài tỉnh (đường Hồ Chí Minh, Quốc Lộ 48, 48E, 48D, 15A, tuyếnđường Thái Hòa - Hoàng Mai ), là cửa ngõ, đầu mối giao lưu kinh tế - xã hội giữa cácđịa phương trong vùng với các cực tăng trưởng của tỉnh Nghệ An Trong đó địnhhướng phát triển kinh tế - xã hội thị xã Thái Hòa là đẩy nhanh tốc độ phát triển bềnvững trên cơ sở chuyển dịch cơ cấu kinh tế, cơ cấu nội ngành và mở rộng các hoạtđộng dịch vụ, thương mại, du lịch, thông tin liên lạc Quy hoạch chung xây dựng mởrộng đô thị Thái Hòa – Huyện Nghĩa Đàn đã được UBND tỉnh Nghệ An phê duyệt,định hướng các khu chức năng đô thị nhằm mục tiêu tạo dựng đô thị đặc thù với hệthống cơ sở hạ tầng kỹ thuật và hạ tầng xã hội đồng bộ nhằm đẩy nhanh tốc độ tăngtrưởng đô thị hóa khu vực và nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân trong đôthị Cùng với nhu cầu sống của người dân tăng lên là việc sử dụng và thải nước cũngtăng

Thị xã Thái Hòa mặc dù đã hình thành rất nhiều năm, song các khu vực chứcnăng của đô thị công viên cây xanh, các khu hành chính, đặc biệt là hệ thống thoátnước đầu tư còn thiếu đồng bộ, chưa hoàn chỉnh, không còn đáp ứng được lượng thảicủa người dân nếu theo định hướng phát triển đến năm 2030 sẽ gây tắc nghẽn, ngập

làm ô nhiễm nguồn nước mặt, ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến hệ thủy sinh vậttrong nước

Vì vậy, việc tìm và đưa ra một phương pháp thoát nước và xử lý nước thải vừađảm bảo mang lại hiệu quả tối ưu đồng thời vừa tiết kiệm chi phí cho các đơn vị, cơquan doanh nghiệp…trên địa bàn thị xã Thái Hòa trở thành một trong số những vấn đềcần thiết và quan trọng hàng đầu cần được giải quyết ngay từ hôm nay

Nhận thức được mức độ cấp thiết của vấn đề, em đã lựa chọn đề tài “Quy hoạch

hệ thống thoát nước cho thị xã Thái Hòa, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An; Giai đoạn 2020 - 2030” để nghiên cứu, thiết kế.

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng được phương án quy hoạch hệ thống thoát nước phù hợp với quyhoạch kinh tế - xã hội cho thị xã Thái Hòa, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An;giai đoạn 2020 – 2030

- 02 phương án thoát nước

- 02 phương án thiết kế nhà máy xử lý nước thải

- Khái toán kinh tế 2 phương án và lựa chọn phương án

3 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập tài liệu về thị xã Thái Hòa: Dân số, hạ tầng cơ sở, thuyết minh quyhoạch (đặc điểm đường xá, bề rộng mặt đường, độ dốc địa hình, tỷ lệ gia tăngdân số )

- Vạch tuyến thoát nước theo 02 phương án

- Thiết kế hệ thống xử lý theo 02 phương án

- Khái toán kinh tế cho 02 phương án để đưa ra phương án tối ưu

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thoát nước thị xã Thái Hòa, huyện Nghĩa Đàn,tỉnh Nghệ An

- Phạm vi nghiên cứu: Nước thải từ các hộ dân, khu công cộng, trường học, bệnhviện, khu công nghiệp giai đoạn 2020 - 2030

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu về khu dân cư, tìm hiểu thànhphần, tính chất nguồn nước thải và số liệu cần thiết khác

- Phương pháp tính toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trìnhđơn vị trong hệ thống xử lý nước cấp, dự toán chi phí xây dựng theo TCVN7957:2008 thoát nước - mạng lưới và công trình bên ngoài.

- Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả các mạng lưới, côngtrình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ XÃ THÁI HÒA, HUYỆN NGHĨA ĐÀN,

- Phía Bắc, Tây, Nam giáp

Địa hình có hướng dốc tự nhiên về phía Đông với độ dốc từ 0,4% đến 1,2%, nóichung địa hình tương đối thuận lợi cho việc xây dựng [6]

1.1.2 Đặc điểm khí hậu

Thị xã Thái Hòa mang đặc trưng khí hậu vùng núi

Nhiệt độ

-Nhiệt độ trung bình năm: 22,8oC

-Nhiệt độ tối cao tuyệt đối: 41,2oC

-Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối: 15 oC (trong vụ Đông Xuân số ngày nhiệt độ dưới 15

oC là 30 ngày)[6]

Mưa

Lượng mưa trung bình năm 1,457mm Lượng mưa phân bố không đều, mưa tậptrung vào các tháng 8,9,10 gây ngập úng ở các vùng thấp ven sông Hiếu Mùa khô

lượng mưa không đáng kể (có tháng chỉ đạt 12mm), các tháng 12,1,2 lượng mưa chỉđạt 229 mm do đó gây hạn kéo dài.[6]

1.1.3 Thủy văn

Thị xã Thái Hòa chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ thủy văn sông Hiếu, mứcnước thấp nhất +45,5m, mức nước cao nhất +47,5m ứng với tần suất P = 5% Mứcnước sông Hiếu ứng với tần suất 10% là 47m

Sông Hiếu là nhánh chính của hệ thống sông Cả chảy qua địa phận huyện NghĩaĐàn với chiều dài 44km (từ ngã 3 Dinh đến khe Đá) qua Thái Hòa 7,4km

-Dòng chảy lớn nhất mùa mưa lũ: 5810m3/s

-Dòng chảy mùa kiệt chỉ đạt: 15m3/s

-Sông Hiếu có 5 nhánh chảy vào đó là:

Sông Sáo: có lưu vực 160km2, dài 34km

Khe Cái: dài 23km

Khe Ang: dài 23km

Khe Dêu: dài 16km

Khe Đá: dài 17km, có diện tích lưu vực 50km2

Ngoài 5 nhánh trên còn có 43 khe suối nhỏ Đặc điểm của các khe suối là hẹp vàsâu về mùa mưa đi lại khó khăn phải qua nhiều tràn, ngầm, còn mùa khô thường bịcạn

Hệ thống sông Hiếu có nguồn nước mặt phong phú (sông Hiếu là nhánh sôngchính của hệ thống sông Cả), lưu lượng 3,7 tỷ m3 nước Nguồn nước ngầm của huyệnNghĩa Đàn nói chung và thị xã Thái Hòa nói riêng rất hiếm Chưa có tài liệu nào đánhgiá chính thức về nguồn nước ngầm, nhưng qua thực tế cho thấy mạch nước ngầm

tương đối sâu và có nhiều tạp chất, khả năng khai thác nguồn nước ngầm phục vụ sinhhoạt, sản xuất là khó khăn.[6]

1.1.4 Địa chất công trình

Khu vực thị xã Thái Hòa hiện nay chưa có khoan thăm dò về địa chất công trình.Nhưng nói chung thị xã Thái Hòa và cùng các xã lân cận có địa chất đảm bảo xâydựng công trình

1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

1.2.1 Hiện trạng sử dụng đất

Khu vực nghiên cứu bao gồm các loại đất chủ yếu là đất khu dân cư làng xómchiếm tỷ lệ khoảng 30,1%, đất công trình công cộng chiếm 3,8%, đất các cơ quan banngành chiếm tỷ lệ 3,2%, đất nông nghiệp chiếm tỷ lệ 29,9%, ngoài ra là các loại đấtkênh mương ao hồ chiếm 8,4%, đất chưa sử dụng chiếm tỷ lệ 2,6%

Địa hình lãnh thổ phân bố chủ yếu là đồi núi thoải chiếm khoảng 60% tổng diệntích, đồng bằng thung lũng chiếm khoản 30%, đồi núi cao chiếm khoảng 10% Do kiếntạo của địa chất cho nên Thái Hoà có những vùng đất tương đối bằng phẳng, quy môdiện tích lớn và tương đối thuận lợi để phát triển nông nghiệp

Thổ nhưỡng: Địa bàn có 14 loại đất chính thuộc hai nhóm Thuỷ thành và Đạithành; hai nhóm đất này có ưu điểm là rất hợp với việc trồng các loại cây công nghiệp

và cây ăn quả có giá trị kinh tế cao như: Cà phê, cao su, chè, cam, bưởi, mít, quýt, dưa,dưa hấu, [12]

1.2.2 Tình hình dân cư

Tổng dân số toàn thị xã 2008 là 67500 người Số người dân tộc thiểu số 5.751người gồm: Thanh, Thái, Thổ chiếm tỷ lệ 8,5% so với tổng dân số Số người trong độtuổi lao động có khả năng lao động là 30.750 người; tỷ lệ lao động được đào tạo nghề(bao gồm cả ngắn hạn và dài hạn) chiếm 50% so với tổng lao động; tỷ lệ lao động phinông nghiệp chiếm 35% so với tổng lao động.[12][6]

Trước năm 2025, Thị xã Thái Hòa phấn đấu trở thành trung tâm kinh tế, văn hóa,

xã hội, y tế, giáo dục và đào tạo, tài chính- ngân hàng của vùng tây bắc Nghệ An và trởthành thành phố loại 3 của vùng kinh tế Nam Thanh - Bắc Nghệ [9]

1.2.3 Giáo dục

-Công trình giáo dục bao gồm:

 Trường mầm non ( Quang Tiến, Nghĩa Thuận, Tây Hiếu, Nghĩa Tiến, HòaHiếu, Đông Hiếu, Nghĩa Hòa)

 Trường tiểu học ( Quang Tiến, Nghĩa Thuận, Tây Hiếu, Nghĩa Tiến, HòaHiếu, Đông Hiếu, Nghĩa Hòa)

 Trường THCS ( Quang Tiến, Nghĩa Thuận, Tây Hiếu, Nghĩa Tiến, Hòa Hiếu,Đông Hiếu, Nghĩa Hòa)

 Trường PTTH ( Đông Hiếu, Tây Hiếu, Thái Hòa)

 Trung tâm giáo dục thường xuyên Thái Hòa

-Hệ thống giáo dục thành phố có:

 Tổng số học sinh mầm non là 3530 học sinh

 Tổng số học sinh tiểu học là 4782 học sinh

 Tổng số học sinh THCS là 3282 học sinh

 Tổng số học sinh THPT và trung tâm GDTX là 4406 học sinh.[14][12]

1.2.4 Y tế

-Bệnh viện đa khoa Tây Bắc : 250 giường bệnh

-Bệnh viện đa khoa huyện Nghĩa Đàn : dự kiến 650 giường bệnh

Bên cạnh đó là các trung tâm tư vấn sức khỏe, khám bệnh tại các cơ sở, địaphương rải rác trong thị xã.[15][9]

1.2.5 Cụm công nghiệp

Thị xã Thái Hòa có 2 cụm công nghiệp tập trung được quy hoạch là :

-Cụm công nghiệp xã Nghĩa Mỹ quy mô 30 ha thuộc xã Nghĩa Mỹ, bao gồm cácloại hình sản xuất chủ yếu: vật liệu xây dựng bột đá, công nghiệp chế biến (cà phê, cao

su, dầu thực vật, thức ăn gia súc), công nghiệp chế tạo công cụ và sản xuất phân bónphục vụ nông nghiệp, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng mới, may mặc xuất khẩu

-Cụm công Nghiệp Tây Hiếu quy mô 45 ha, bao gồm các loại hình sản xuất chủyếu công nghiệp chế biến (cà phê, cao su, dầu thực vật, thức ăn gia súc), công nghiệpchế tạo công cụ và sản xuất phân bón phục vụ nông nghiệp, công nghiệp sản xuất vậtliệu xây dựng mới [9][13]

Ngoài ra thành phố còn có một số xí nghiệp, nhà máy công nghiệp quy mô nhỏphân bố dải rác trong thành phố.

1.2.6 Hiện trạng hạ tầng kĩ thuật

Thị xã Thái Hòa có địa hình tự nhiên gồm các đồi bát úp và bị chia cắt bởi sôngHiếu, có chỗ sâu trũng và có thung lũng xen kẽ các sườn đồi Nhìn chung địa hình kháthuận lợi cho việc xây dựng và phát triển đô thị Có thể chia ra các dạng địa hình sau:-Địa hình núi cao: Thuộc phía Tây Nam xã Nghĩa Tiến có cao độ từ +57m đến+74.3m và một phần thuộc phường Hòa Hiếu có cao độ từ +58m đến +91,6m, có độdốc 20% i <30

-Địa hình đồng bằng thoải: Khu vực Tây sông Hiếu có cao độ từ +45,4m đến+52,6m, có độ dốc i10% Khu phía Đông sông Hiếu có cao độ từ +41,7m đến+54,1m

-Địa hình ven sông: có cao độ từ +34,3m đến +41m, thường bị ngập lụt.[6]

1.2.7 Hiện trạng giao thông

a Đường bộ:

-Quốc lộ 48: Là trục đường đối ngoại chính qua thị xã Thái Hòa từ ngã ba Yên

Lý lên Quỳ Hợp Đoạn qua thị xã dài 6km, hiện đang được cải tạo nâng cấp, mặtđường nhựa rộng 15m, hè mỗi bên 6m

-Quốc lộ 15a: Hiện trạng tuyến đường đang xuống cấp, đường rải nhựa, mặtđường rộng 3,5m, nền 5,5m Hiện đã có dự án cải tạo và nâng cấp đạt tiêu chuẩnđường cấp 3 đồng bằng

-Tỉnh lộ 545: Mặt cắt ngang hiện trạng của tuyến đường hẹp, mặt đường nhựarộng 3,5m, mương đất hai bên

-Đường Hồ Chí Minh đi qua phía Đông thị xã, cách thị xã khoảng 10km

-Bến xe đối ngoại gần trung tâm thị xã.[6]

b Đường sắt:

-Tuyến đường sắt từ Cầu Giát lên thị xã Thái Hòa chủ yếu để chuyên chở hànghóa nông sản, khai thác đá, hiện không được sử dụng thường xuyên Ga đường sắt cóđường đưa tiễn dài khoảng 200m

c Đường thủy:

-Sông Hiếu chảy qua đô thị, lòng sông rộng nhưng sự chênh lệch mức nước giữamùa mưa lũ và mùa kiệt lớn nên việc khai thác giao thông thủy trên sông Hiếu khôngđược thuận lợi.

-Trên sông hiện tại có vài điểm khai thác cát, chỉ có các tàu bè tải trọng nhỏchuyển chở vật liệu trên sông.[6]

1.3 Hiện trạng cấp, thoát nước

Khu xử lý có các công trình đã được xây dựng:

-Bể trộn: Xây dựng kiểu máng trộn có vách ngăn

-Bể lắng đứng: Gồm 4 ngăn, kích thước mỗi ngăn 3 x 4,3m; cao 6,3m

-Bể chứa nước sạch: Hình tròn dung tích 500 m3

-Bểlọc nhanh: 3 ngăn, kích thước 3 x 3m, cao 3,5m

-Trạm bơm cấp 2: 3 bơm( 2 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng)

-Dây chuyền công nghệ xử lý: Công trình thu và trạm bơm cấp I – Bể trộn –Lắng đứng – Lọc nhanh – Bể chứa nước sạch – Trạm bơm – Mạng tiêu thụ

Mạng lưới đường ống: Đã xây dựng đường ống có kích thước từ 100mm đến300mm chiều dài khoảng 8500m

1.3.2 Hiện trạng thoát nước sinh hoạt [6]

-Hệ thống thoát nước là hệ thống thoát nước chung cả nước mưa và nước thải

Hệ thống thoát nước chỉ mới được đầu tư xây dựng một số tuyến cống, mương xây nắpđan dọc theo các tuyến đường và tập trung chủ yếu tại khu vực trung tâm hành chínhcủa huyện Nghĩa Đàn và tuyến quốc lộ 48

-Lưu lượng thoát nước được chia dưới dạng phân tán theo địa hình để nước thoátnhanh nhất tránh ngập úng cục bộ Chia thành 2 lưu vực chính Đông sông Hiếu và Tâysông Hiếu

+ Lưu vực phía Đông sông Hiếu: Nước thải từ các công trình qua hệ thống thoátnước, giếng tràn và các tuyến cống bao có đường kính D400mm dẫn về trạm bơm

nước thải và trạm xử lý nước thải số 1 ở phía Nam thị xã Thái Hòa bên lưu vực phíaĐông có công suất 2500 m3/ngđ, diện tích 0,5 ha

+ Lưu vực phía Tây sông Hiếu: Nước thải được thu gom bằng hệ thống thoátnước chung, giếng tràn và các tuyến cống bao có đường kính D400mm dẫn về trạmbơm nước thải và trạm xử lý số 2 ở phía Nam thị xã Thái Hòa bên lưu vực phía Tây cócông suất 2500 m3/ngđ, diện tích 0,5 ha

-Hệ thống thoát nước trên địa bàn thị xã đã được xây dựng từ khá lâu cùng với

hệ thống đường giao thông, tỷ lệ các hộ đấu nối vào mạng lưới thoát nước đô thị nhiềunơi còn thấp Nhiều tuyến cống có độ dốc kém, bùn cặn lắng nhiều, không ngăn đượcmùi hôi thối Nhiều tuyến cống lại không đủ tiết diện thoát nước hay bị phá hỏng, xâydựng lấn chiếm, gây úng ngập cục bộ Ngập úng thường xuyên xảy ra nhiều nơi vềmùa mưa Nước thải nhà vệ sinh phần lớn chảy qua bể tự hoại rồi xả ra hệ thống thoátnước chung tới kênh, mương, ao hồ tự nhiên hay thấm vào đất Hiện nay cơ sở hạ tầngliên quan đến vấn đề thoát nước thải đã được chú ý và đang có những dự án đầu tư đểxây dựng hệ thống mạng lưới thoát nước thị xã và nhà máy xử lí nước thải

-Trước đây, hệ thống các cống thoát nước trên địa bàn thị xã được xây dựng

cùng lúc với quá trình xây dựng đường giao thông, cũng đã khá đầy đủ nhưng do chưa

có kế hoạch phát triển lâu dài nên hệ thống thoát nước này chủ yếu là hệ thống mươngmáng hở, tập trung nước để xả ra sông Hiếu và hiện nay thì nước sông đã bắt đầu bị ônhiễm và cần có biện pháp để xử lí trường hợp này, tránh để xảy ra tình trạng ô nhiễmnặng Hệ thống thoát nước lạc hậu, chưa hoàn chỉnh và ngày một xuống cấp Thị xãngày một thường xuyên hơn phải đối mặt với tình trạng ngập lụt cục bộ vào mùa mưa

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

2.1 Tính toán lưu lượng thoát nước, quy mô công suất trạm xử lý

- Dân số năm 2008: 67,500 người Tỷ lệ gia tăng dân số tại đây có nhưng biếnđộng về dân số không theo quy luật

- Dân số định hướng 2030: 120000 người

- Tiêu chuẩn thải nước: 150 l/ng.ngđ

- Số học sinh: 16 000 học sinh [14]

- Số giường bệnh: 900 giường [9]

- Định hướng phát triển đến năm 2030 Thái Hòa sẽ trở thành đô thị loại III.[9]

- Thị xã Thái Hòa gồm 2 cụm công nghiệp:[9]

 Cụm công nghiệp Nghĩa Mỹ 30 ha

 Cụm công nghiệp Tây Hiếu 45 ha

2.1.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt

 Lưu lượng nước thải trung bình ngày - Q m 3 /ngđ

 N: Dân số tính toán của thành phố, người

 q0: Tiêu chuẩn thải nước của khu vực, l/ng.ngđ

 Lưu lượng nước thải giây lớn nhất - qsmax l/s

max tb

q q K

Trong đó:

 qsmax: Lưu lượng nước thải giây lớn nhất (l/s)

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

 Kch: Hệ số không điều hoà chung

Toàn thị xã: q s max = 208,33 x 1,57= 327,1( l/s)

2.1.2 Lưu lượng nước thải bệnh viện

- Tiêu chuẩn cấp nước cho bệnh viện theo TCVN 4513: 1988 “cấp nước bêntrong công trình” cho mỗi đối tượng dùng là 250 – 300 ( l/ng.ngày)

Chọn qtc = 300 (l/ng.ngày)

- Bệnh viện đa khoa huyện Nghĩa Đàn : quy hoạch tăng lên 650 giường bệnh

 Lưu lượng thải của bệnh viện đa khoa Nghĩa Đàn trung bình ngày là:

 Quy mô giường bệnh: G = 650 giường bệnh

 Tiêu chuẩn thải nước q0 = 300 l/người.ngđ

 Lưu lượng thải trung bình giờ là:

 Kh = 2,5 hệ số không điều hòa đối với bệnh viện

 Lưu lượng giây lớn nhất là:

q max S =Q max h

20,33,6 = 5,64 l/s

- Bệnh viện đa khoa Tây Bắc : 250 giường bệnh

 Lưu lượng thải của bệnh viện đa khoa Nghĩa Đàn trung bình ngày là:

 Tiêu chuẩn thải nước q0 = 300 l/người.ngđ

 Lưu lượng thải trung bình giờ là:

 Kh = 2,5 hệ số không điều hòa đối với bệnh viện

 Lưu lượng giây lớn nhất là:

q max S

=Q max h

7,83,6 = 2,2 l/s

 Tổng lưu lượng thải của bệnh viện là: 195+75 = 270 (m3/ngđ)

2.1.3 Lưu lượng nước thải trường học

- Theo tiêu chuẩn Việt Nam 4513:1988 “cấp nước bên trong công trình” thì tiêuchuẩn dùng nước cho một học sinh – giáo viên trong trường học là : qtc = 15 -

20 (l/ng.ngày)

Chọn qtc = 20 (l/người/ng.đ)

- Tổng số học sinh mầm non là 3530 cháu.

- Tổng số học sinh tiểu học là 4782 học sinh.

 Tiêu chuẩn thải nước q0 = 20 l/người.ngđ

 Lưu lượng thải trung bình giờ là:

Q max h =Qgiờ tb x K h=13,33 x 1,8=24m 3 /h

Trong đó:

 Kh = 1,8 hệ số không điều hòa đối với trường học

 Lưu lượng giây lớn nhất là:

q max S =Q max h

243,6 = 6,67 l/s

Bảng 2.1 Bảng lưu lượng tập trung từ các công trình công cộng

Nơi thoát

nước

Quy

mô thảinước

Đơn vị

Sốgiờlàmviệc

Tiêuchuẩn thảinước

Kh

Lưu lượngTrung

bìnhngày

m 3 /ng

Trungbình giờ

m 3 /h

Lớn nhấtgiờ

(m 3 /h)

Lớn nhấtgiờ

2.1.4 Lưu lượng nước thải từ các cụm công nghiệp

- Thị xã Thái Hòa bao gồm 2 cụm công nghiệp chính và được quy hoạch với diệntích:

+ Cụm công nghiệp Nghĩa Mỹ có diện tích: 30 ha.

+ Cụm công nghiệp Tây Hiếu có diện tích: 45 ha.

 Tiêu chuẩn thải nước công nghiệp qtc = 25 - 40 (m3/ha.ngđ)

 Lưu lượng nước thải công nghiệp:

QCN = 30 × 30 + 45 x 30 = 2250 (m3/ngđ) = 26,04 l/s

2.2 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước

Hệ thống thoát nước được lựa chọn là hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn Tuynhiên về cơ bản, các tuyến cống thu gom nước thải cũng được đặt theo các tuyếnđường, các ngõ, ngách nhằm thu gom được toàn bộ lượng nước thải trong đô thị Cáctuyến thu gom nước thải phải đảm bảo đặt gần nhà dân nhất, có chiều dài tới trạm bơmngắn nhất Các tuyến cống thu gom sẽ tập trung về các tuyến cống chính sau đó đượcđưa về trạm xử lý

Đây là bước quan trọng để đánh giá một phương án có tính hiệu quả, khả thi haykhông Vạch tuyến mạng lưới quyết định đến khả năng thoát nước, công nghệ thựchiện, hiệu quả kinh tế hay giá thành của mạng lưới thoát nước

Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới thoát nước:

- Triệt để lợi dụng địa hình, đảm bảo lượng nước thải lớn nhất tự chảy theocống, tránh đào đắp, tránh đặt nhiều trạm bơm lãng phí

- Đặt cống đường phố thật hợp lý để tổng chiều dài là ngắn nhất, tránh trườnghợp nước chảy vòng vo, tránh đặt cống sâu

- Các cống góp chính vạch theo hướng về trạm xử lý và cửa xả nguồn tiếp nhận,trạm xử lý đặt ở phía thấp so vói địa hình thành phố, nhưng không bị ngập lụt, cuốihướng gió chính vào mùa hè, cuối nguồn nước, đảm bảo khoảng cách vệ sinh, xa khudân cư và xí nghiệp là 500m

- Giảm tới mức tối thiểu cống chui qua sông hồ, cầu phà, đê đập, đường sắt,đường ôtô và các công trình ngầm khác

- Việc bố trí cống thoát nước phải kết hợp với các công trình ngầm khác để đảmbảo cho việc xây dựng, khai thác sử dụng được thuận lợi

Thực tế, thường không đồng thời thỏa mãn các yêu cầu đặt ra ở trên Tuy nhiên,cần đảm bảo các nguyên tắc chủ yếu khi vạch sơ đồ và đảm bảo hợp lý nhất có thể

2.2.1 Đề xuất phương án vạch tuyến thoát nước

a) Phương án 1:

- Đặt trạm xử lý ở khu vực phía Nam thị xã Thái Hòa, sát phía Đông bờ sông

Hiếu, nơi có độ cao thấp nhất

- Đặt 2 tuyến cống chính để thu nước thải, 1 tuyến cống thu nước thải khu dân cưphía Đông bờ sông Hiếu, 1 tuyến thu nước khu dân cư phía Tây bờ sông Hiếu,các tuyến ống nhánh đổ vào tuyến ống chính Các tuyến ống đặt dọc theo dọctrục đường của phố

- Nước thải từ cụm công nghiệp được thu theo hệ thống thu gom trong nhà máysau đó được xử lý tại chỗ đạt QCVN 40:2011/BTNMT sau đó xả vào hệ thốngthoát nước chung của toàn bộ khu vực để xử lý cùng với nước thải sinh hoạt củakhu vực

- Nước thải từ cụm công nghiệp được thu theo hệ thống thu gom trong nhà máy

sau đó được xử lý tại chỗ đạt QCVN 40:2011/BTNMT sau đó xả vào hệ thống

thoát nước chung của toàn bộ khu vực để xử lý cùng với nước thải sinh hoạt củakhu vực

- Về cơ bản phương án II cũng tương tự phương án I chỉ có một số điểm khácnhư sau: Một số tuyến ống góp đổ vào ống chính sẽ thay đổi theo hướng khác,tuyến cống chính thứ 1 cũng thay đổi so với phương án 1 Nhưng về cơ bảnthay đổi không nhiều so với phương án 1

2.2.2 Tính toán diện tích tiểu khu

- Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 1

2.2.3 Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống

- Xác định lưu lượng đơn vị:

+ Tiêu chuẩn thải nước: q = 150 l/ng.ngđ

q0 = 24 ×3600 q × P = 24 ×3600 150 ×92 = 0,16 (l/s.ha)

- Trong đó:

P là mật độ dân cư khu vực P = 92 người/ha

Bảng 2.2: Bảng hệ số không điều hòa

Ghi chú: Các giá trị nằm trong khoảng giữa hai giá trị lưu lượng trung bình ghi

trong bảng, xác định theo cách nội suy

- Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 2

2.2.4 Tính toán thủy lực tuyến cống

- Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 3

2.2.5 Hệ thống giếng thăm nước thải

- Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 4

2.2.6 Khái toán kinh tế mạng lưới thoát nước

- Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 5

Bảng 2.3 Bảng tổng hợp khái toán kinh tế mạng lưới

Khái toán mạng lưới Thành tiền (đồng)

Phương án 1

Thành tiền (đồng)Phương án 2

Từ khái toán kinh tế, ta thấy: phương án 2 có giá thành thấp hơn phương án 1

- Về phương án 1 : Vạch 2 tuyến chính dẫn nước thải về khu xử lý tập trung cóđặc điểm sau :

+ Tuyến A1-TXL : độ dài tuyến 5037 m và 1 bơm sử dụng

+ Tuyến B1-TXL : độ dài tuyến 2640 m và 0 bơm sử dụng

- Về phương án 2 : Vạch 2 tuyến chính dẫn nước thải về khu xử lý tập trung cóđặc điểm sau :

+ Tuyến C1-TXL : độ dài tuyến 5025 m và 1 bơm sử dụng

+ Tuyến B1-TXL : độ dài tuyến 2640 m và 0 bơm sử dụng

Kết luận: Phương án 1 và phương án 2 có chiều dài tuyến cống gần bằng nhau, cả 2phương án đều sử dụng 1 bơm Dựa vào khái toán phương án 2 có kinh phí thấp hơn

 Để quản lý thuận lợi và tuân theo nguyên tắc vạch tuyến, mang tính kinh tế thì

em lựa chọn phương án 2 để thực hiện

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG 3.1 Xác định các thông số cơ bản:

Từ các số liệu trong nhiệm vụ thiết kế, cần phải tính toán một số các thông số:

- Lưu lượng nước thải tính toán

- Nồng độ chất bẩn có trong hỗn hợp nước thải:

+ Hàm lượng cặn lơ lửng, nồng độ BOD5

+ Hàm lượng N, P

+ Dân số tính toán

3.2 Lưu lượng nước thải tính toán

- Lưu lượng nước thải sinh hoạt của toàn thành phố là: Qsh = 18000 m3/ngđ

- Lưu lượng nước thải công cộng là: Qcc = 270 + 320 = 590 m 3 /ngđ

- Lưu lượng nước thải công nghiệp là: Qcn = 2250 m 3 /ngđ

 Lưu lượng nước toàn thành phố:

Q = Q s h + Q cc + Q cn = 18000 + 590 + 2250 = 20840 m3/ngđ

Lấy Q = 21000m 3 /ngđ để tính toán thiết kế trạm xử lý.

Lưu lượng trung bình giờ: Q h TB = 24Q = 2100024 = 875 (m 3 /h)

Lưu lượng trung bình giây: Q s TB = Q h TB x 1000

3600 = 875 x 10003600 = 243,1 l/s =0,243 m 3 /s

Nội suy theo [1, mục 4.1.2, trang 8] và điều kiện khu vực dự án và lưu lượng nướcthải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày của nước thải đô thị Kng = 1,2, hệ

số không điều hòa chung giờ lớn nhất là kmax=1,56, giờ nhỏ nhất kmin=0,61

Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất :Q ng max= Q ng TB x K ng=¿21000 x 1,2

= 25200 m 3 /ngđ

Lưu lượng giờ lớn nhất: Q h max= Q h TBx kmax = 875 x 1,56 = 1365 m 3 /h

Lưu lượng giây lớn nhất: Q s max= Q h

max

x 1000

3600 = 1365 x 10003600 = 379,2 l/s = 0,379 m 3 /s

Lưu lượng giờ nhỏ nhất: Q h min= Q h TBx kmin = 875 x 0,61 = 533,8 m 3 /h

Lưu lượng giây nhỏ nhất:Q s min= Q h

min

x 1000

3600 = 533,8 x 10003600 = 148,3 l/s

Lưu lượngnước thải giâylớn nhất

Lưu lượngnước thải giờnhỏ nhất

Lưu lượngnước thải giâynhỏ nhất21000

(m3/ngđ)

1365(m3/h)

0,379(m3/s) 533,8(m

a C q

 CSH và CCN lần lượt là nồng độ các loại chất bẩn trong nước thải sinh hoạt, nước

thải công nghiệp, mg/l

CCN= 50 mg/l [3, cột A], CSH = 400 mg/l

 QSH, QBV, QTH và QCN lần lượt là lưu lượng trung bình của nước thải sinh hoạt,

bệnh viện, trường học và nước thải công nghiệp, m 3 /ngđ: QSH = 18000 m 3 /ngđ,

QTH = 320 m 3 /ngđ, QBV = 240 m 3 /ngđ, QCN= 10000 m 3 /ngđ

 C HH = 400 x (18000+270+320 )+50 x 2250

3.2.1.2 Hàm lượng BOD 5

a) Hàm lượng BOD 5 của nước thải sinh hoạt

5 1000

BOD SH

o

a L

q

mg/l

Trong đó:

 aBOD5 là hàm lượng BOD5 tiêu chuẩn tính theo đầu người

aBOD5 = 35 g/người.ngày [1, mục 8.1.7, trang 36]

 q0 là tiêu chuẩn thải nước tính theo đầu người

 LSH và LCN lần lượt là nồng độ các loại chất bẩn trong nước thải sinh hoạt và

nước thải công nghiệp, mg/l

LCN= 30 mg/l [3, cột A], LSH = 233,33 mg/l

 QSH, QBV, QTH và QCN lần lượt là lưu lượng trung bình của nước thải sinh hoạt,

bệnh viện, trường học và nước thải công nghiệp, m 3 /ngđ: QSH = 18000 m 3 /ngđ,

QTH = 320 m 3 /ngđ, QBV = 240 m 3 /ngđ, QCN= 10000 m 3 /ngđ

 L HH = 233,33 x (18000+270+320)+30 x 2250

3.2.1.3 Hàm lượng N trong nước thải

a) Hàm lượng N của nước thải sinh hoạt

C N = a q N

0 x 1000 mg/l

Trong đó:

 a là hàm lượng N - NH4 tiêu chuẩn tính theo đầu người

a = 6 – 8 g/ng.ngày [1, mục 8.1.7, trang 36] Chọn a = 8 g/ng.ngày

 CN- SH và CN -CN lần lượt là nồng độ các loại chất bẩn trong nước thải sinh hoạt,

bệnh viện, trường học và nước thải công nghiệp, mg/l

CN- CN = 20 mg/l [3, cột A], LSH = 53,33 mg/l

 QSH, QBV, QTH và QCN lần lượt là lưu lượng trung bình của nước thải sinh hoạt,

bệnh viện, trường học và nước thải công nghiệp, m 3 /ngđ: QSH = 18000 m 3 /ngđ,

QTH = 320 m 3 /ngđ, QBV = 240 m 3 /ngđ, QCN= 10000 m 3 /ngđ

 C HH = 53,33 x (18000+270+320)+20 x 2250

3.2.1.4 Hàm lượng photpho trong nước thải

a) Hàm lượng N của nước thải sinh hoạt

 CP- SH và CP -CN lần lượt là nồng độ các loại chất bẩn trong nước thải sinh hoạt,

bệnh viện, trường học và nước thải công nghiệp, mg/l

CP- CN = 4 mg/l [3, cột A], LSH = 22 mg/l

 QSH, QBV, QTH và QCN lần lượt là lưu lượng trung bình của nước thải sinh hoạt,

bệnh viện, trường học và nước thải công nghiệp, m 3 /ngđ: QSH = 18000 m 3 /ngđ,

QTH = 320 m 3 /ngđ, QBV = 240 m 3 /ngđ, QCN= 10000 m 3 /ngđ

 C HH = 22 x (18000+270+320)+4 x 2250

Bảng 3.2 Nồng độ chất bẩn có trong hỗn hợp nước thải

toán

Theo QCVN 14:2008/BTNMT loại A

-3.3 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết

Để lựa chọn phương án xử lý thích hợp và đảm bảo nước thải khi xả vào nguồn đạtcác yêu cầu vệ sinh ta cần tiến hành xác định một số các thông số tính toán cơ bản sau:

- Hệ số pha loãng nước nguồn

- Mức độ xử lý nước thải cần thiết theo hàm lượng chất cặn lơ lửng

- Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo chỉ tiêu BOD5.

 Theo quá trình tiêu thụ oxy sinh hóa

 Theo nồng độ oxy hòa tan yêu cầu tại điểm tính toán không kể đến sự khuếchtán oxy bề mặt

 Theo nồng độ oxy hòa tan yêu cầu tại điểm tính toán có kể đến sự khuếch tánoxy bề mặt

Thông số chỉ tiêu của nguồn tiếp nhận: Sông Hiếu [6]

- Lưu lượng nước sông : 15 m 3 /s

- Vận tốc trung bình dòng chảy: v = 0,2 m/s

- Chiều sâu của sông: H = 2,5 m

- Hàm lượng BOD5 của sông aBOD5 = 4,2 mg/l

- Hàm lượng oxy hòa tan trong nước sông DO = 6,1 mg/l

- Hàm lượng các chất lơ lửng trong nước sông CSS = 40 mg/l

3.3.1 Xác định hệ số pha loãng nước nguồn

Tính toán mức độ pha loãng

 Xác định hệ số pha loãng a theo công thức:

 Qs: Lưu lượng nước sông Q = 15 m 3 /s

 Q: Lưu lượng trung bình giây của nước thải, Q = 0,243 m 3 /s

 L1: Khoảng cách từ cổng xả đến điểm tính toán theo lạch sông L1 = 1200m

 L2: Khoảng cách từ cổng xả đến điểm tính toán theo đường thẳng L2=1000m

 α : Hệ số kể đến các yếu tố thủy lực trong quá trình pha loãng được tính theo công thức

Với: vtb: Vận tốc chảy trung bình của sông vtb = 0,2 m/s

Htb: Chiều sâu trung bình của sông Htb = 2,5 m

 α = 1,2 x 1 x 3

√0,00250,243 = 0,26Khi đó hệ số pha loãng: a=

3.3.2 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết

3.3.2.1 Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải cho phép xả vào nguồn

Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý cần đạt trước khi xả vào sông đượctính theo công thức:

3.3.2.2 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo chỉ tiêu BOD 5

a Xác định nồng độ BOD 5 trong nước xả thải ra nguồn theo quá trình tiêu thụ oxy sinh hóa

 Lcp: BOD5 cho phép của hỗn hợp nguồn tiếp nhận và nguồn thải

Lcp = 4 mg/l theo [5, chất lượng nước loại A1]

Trong đó:

 Ong: Hàm lượng oxy có trong nước sông (nguồn tiếp nhận) Ong = 6,1 mg/l

 Oyc: Hàm lượng oxy có trong nước sông theo [5, chất lượng nước loại A1] là

Nhận xét: Ent = - 6,6mg/l< 0, vô lý vì lúc này nước nguồn bẩn hơn nước thải.

Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD là

3.4 Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý

3.4.1 Bậc xử lý

- Xử lý bậc 1: Bao gồm các quá trình xử lý sơ bộ để tách các chất rắn lớn hơn như

rác, lá cây, xỉ, cát… có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các công trình xử lý tiếp theo

và làm trong nước thải đến mức độ yêu cầu bằng phương pháp cơ học như chắn rác,lắng trọng lực, lọc… Đây là bước bắt buộc đối với tất cả các dây chuyền công nghệXLNT Hàm lượng cặn trong nước thải sau xử lý ở giai đoạn này phải nhỏ hơn 150

mg/l nếu nước thải được xử lý sinh học tiếp tục hoặc bé hơn quy định nêu trong các

tiêu chuẩn môi trường liên quan nếu xả nước thải trực tiếp vào nguồn nước mặt

Với hàm lượng cặn có trong hỗn hợp nước thải là 359,4 mg/l, việc xử lý bậc 1 là cần thiết, đảm bảo nước thải sau khi xử lý ở giai đoạn này nhỏ hơn 150 mg/l Với mức

độ xử lý cao 86 %, sử dụng các công trình xử lý cơ học như song chắn rác, bể lắngcát…

- Xử lý bậc 2: (xử lý sinh học) Được xác định trên cơ sở tình trạng sử dụng và quá

trình tự làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải; Trong bước này chủ yếu là xử lý cácchất hữu cơ dễ oxy hóa (BOD) để khi xả ra nguồn nước thải không gây thiếu hụt oxy

và mùi hôi thối

Hàm lượng BOD có trong hỗn hợp nước thải là 209,8 mg/l, trong khi đó hàm

lượng BOD5 cho phép khi xả nước thải vào nguồn là 30 mg/l tương ứng với mức độ xử

lý 85,7%

- Xử lý bậc 3: Loại bỏ các hợp chất nitơ và photpho khỏi nước thải Nồng độ N –

NH4 không thỏa mãn, do đó phải xử lý N – NH4 Một phần Nitơ amoni được xử lýcùng với quá trình xử lý sinh học không hoàn toàn

- Xử lý bùn cặn trong nước thải: Cặn lắng được phát sinh trong các quá trình xử lý

như song chắn rác, bể lắng đợt 1, xử lý sinh học… được thu về các khối công trình xử

lý bùn cặn, tại đây các loại cát được phơi khô và đổ san nền, rác được nghiền nhỏ hoặcvận chuyển về bãi chôn lấp rác, bùn cặn sau xử lý còn có thể được sử dụng để làmphân bón

- Khử trùng: Là yêu cầu bắt buộc đối với 1 số loại nước thải hoặc 1 số dây chuyền

công nghệ xử lý trong điều kiện nhân tạo

3.4.2 Quy trình xử lý nước thải

- Quy trình xử lý được thực hiện theo các bước:

+ Xử lý sơ bộ: Đảm bảo hàm lượng cặn có trong nước thải sau khối công trìnhnày nhỏ hơn 150 mg/l, nếu không đảm bảo có thể sử dụng các biện pháp làm thoáng

sơ bộ trước lắng, để nâng cao hơn nữa hiệu quả xử lý có thể thêm bùn hoạt tính Ở quátrình này, hàm lượng BOD5 không giảm

+ Xử lý sinh học: Được thực hiện sau quá trình xử lý sơ bộ, quá trình này làquá trình xử lý BOD5 Tuy thuộc vào người thiết kế, có thể xử lý bằng màng sinh họchoặc bùn hoạt tính để phù hợp với tính chất từng công trình thiết kế Sử dụng sơ đổ xử

lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

+ Các công trình xử lý bùn cặn: Sau khi đã lựa chọn được các công trình xử lý

sơ bộ, xử lý sinh học, ta xác định được ở những công trình nào phát sinh được bùn cặn,

từ đó xác định được khối tích công trình xây dựng, tính chất của bùn cặn cần xử lý

+ Khử trùng nước: Thông thường là dùng clo hơi, đối với công suất nhỏ hơn

1000m 3 /ngđ dùng clorua vôi.

3.4.3 Dây chuyền công nghệ

- Việc lựa chọn dây chuyền công nghệ được dựa trên cơ sở: Quy mô (công suất) vàđặc điểm của đối tượng thoát nước; Đặc điểm nguồn tiếp nhận nước thải và khả năng

tự làm sạch của nó; …

- Với trạm xử lý có:

+ Công suất thiết kế trạm xử lý Q = 21000m 3 /ngđ

+ Mức độ xử lý theo hàm lượng cặn lơ lửng: ESS = 86 %+ Mức độ xử lý theo BOD5: EBOD5 = 85,7 %

Phân tích lựa chọn dây chuyền công nghệ:

Quy mô, đặc điểm đối tượng thoát nước: Khu vực thiết kế có công suất Q = 21000

m 3 /ngđ Đặc điểm nguồn tiếp nhận: Nguồn tiếp nhận là sông Hiếu với nguồn A1

QCVN 08 : 2008/BTNMT Điều kiện tự nhiên của khu vực: Nằm trong khu vực có khíhậu nhiệt đới nóng ẩm thích hợp sử dụng công nghệ sinh học để xử lý nước thải triệtđể

Điều kiện để cung cấp nguyên vật liệu để xử lý nước thải tại địa phương: Có đượcnguyên vật liệu xây dựng sẵn có tại địa phương làm giảm chi phí xây dựng và quản lý

và không tốn chi phí vận chuyển Khả năng sử dụng nước thải cho mục đích kinh tế tạiđịa phương Nước thải sau khi xử lý có thể tận dụng dùng để nuôi cá, tưới ruộng, giữmực nước tạo cảnh quan đô thị…

Diện tích và đất đai sử dụng để xây dựng trạm XLNT: diện tích đất trống nhiều, phùhợp bố trí các công trình xử lý sinh học nhân tạo Các công trình này không những phùhợp về kỹ thuật, lại có lợi về mặt kinh tế, không gây ảnh hưởng tới các yếu tố môitrường khác như nước ngầm, đất, không khí… Và đặc biệt không ảnh hưởng tới ngườidân trong khu vực

Nguồn tài chính và điều kiện kinh tế khác: Công nghệ càng hiện đại thì chi phí xâydựng càng lớn, tùy thuộc vào nguồn tài chính của địa phương mà ta có thể lựa chọnđược dây chuyền công nghệ phù hợp và đạt hiệu quả cao Đồng thời, cần có nhiềucông nhân có tay nghề cao, hiểu biết biết về xử lý nước thải, vận hành các thiết bịtrong trạm xử lý

Ta xác định được 2 phương án dây chuyền công nghệ:

Bể Mêtan

Sân phơi bùn

Phục vụ cho nông nghiệp hoặc chôn lấp

C

Clo

Nguồn tiếp nhậnĐạt tiêu chuẩn loại A QCVN

14 : 2008/BTNMT

Máng trộn

Bể tiếp xúc

Bùn tuần hoàn

THUYẾT MINH PHƯƠNG ÁN 1

Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằngđường ống áp lực Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công trình đơn

vị tiếp theo trong trạm xử lý

Đầu tiên nước thải được dẫn qua mương dẫn có đặt song chắn rác Tại đây, rác

và cặn có kích thước lớn được giữ lại, sau đó được thu gom, đưa về máy nghiền rác.Sau khi qua song chắn rác, nước thải được tiếp tục đưa vào bể lắng cát

Bể lắng cát ngang với hệ thống sục khí nén làm cho nước thải đi qua chuyểnđộng vừa quay vừa tịnh tiến, tạo nên chuyển động xoắn ốc, lượng cát sẽ được giữ lại ởđáy bể, các hạt cặn và các chất vô cơ sẽ được tách ra khỏi nước thải Cát sau khi lắng

sẽ được đưa ra khỏi bể bằng thiết bị nâng thủy lực và vận chuyển đến sân phơi cát

Nước thải chảy vào bể điều hòa, bể có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độnước thải phù hợp với các công trình xử lý tiếp theo, góp phần làm tăng hiệu quả xử lý

và giảm kích thước các công trình phía sau

Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ly tâm đợt I Tại đây các chất hữu cơ khônghòa tan trong trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể mêtan để lênmen Nước thải tiếp tục đi vào bể Aeroten

Tại bể Aeroten, các vi khuẩn sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nướcthải trong điểu kiện sục khí liên tục Quá trình phân hủy này sẽ làm sinh khối bùn hoạttính tăng lên, tạo thành lượng bùn hoạt tính dư Sau đó nước thải được chảy qua bểlắng đợt II, phần bùn trong hỗn hợp bùn - nước sau bể Aeroten sẽ được giữ lại, mộtphần sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể Aeroten nhằm ổn định nồng độ bùn hoạt tínhtrong bể Aeroten, phần còn lại sẽ đưa về bể nén bùn để giảm độ ẩm và ổn định bùnhoạt tính dư, sau đó đưa qua bể mêtan

Sau khi xử lý sinh học và lắng đợt II, hàm lượng cặn và nồng độ BOD5 trongnước thải giảm đáng kể, đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu ra nhưng nồng độ vikhuẩn (điển hình là coliform) vẫn còn một lượng khá lớn do đó yêu cầu phải tiến hànhkhử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận Nước thải được khử trùng bằng

hệ thống clo hơi bao gồm máng trộn và bể tiếp xúc nước thải sau khi xử lý sẽ đượcthải ra sông Vân

Bùn sau khi được nén sẽ đưa vào bể mêtan để lên men ổn định yếm khí Nhờ sựkhuấy trộn, sấy nóng sơ bộ bùn cặn nên sự phân hủy chất hữu cơ ở bể mêtan diễn ranhanh hơn Lượng khí thu được trong bể mêtan có thể được dự trữ trong bể khí hoặc

sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu Bùn sau khi lên men sẽ được chuyển ra sân phơi bùn,cuối cùng được đem đi phục vụ cho mục đích nông nghiệp hoặc chôn lấp

Nguồn tiếp nhậnĐạt tiêu chuẩn loại A QCVN 14 : 2008/BTNMT

Phục vụ cho nơng nghiệp hoặc chơn lấp

Bể mêtan

Máy ép bùn băng tải

Máy nghiền rác rác

Sân phơi cát

bùn

khí

Nước tách bùn

clo

Trạm cấp clo

PHƯƠNG ÁN 2

Bể điều hịa