Đồ án thoát nước công nghiệp và dân dụng

M ở đầu:  Tổng quan về mặt bằng và điều kiện tự nhiên khu vực thiết kế Theo số liệu yêu cầu thiết kế, ta thấy Thành phố đợc thiết kế hệ thống thoát nớc có hai khu vực dân c có mật độ dâ

M ở đầu:

 Tổng quan về mặt bằng và điều kiện tự nhiên khu vực thiết kế

Theo số liệu yêu cầu thiết kế, ta thấy Thành phố đợc thiết kế hệ thống thoát nớc

có hai khu vực dân c có mật độ dân số và tiêu chuẩn thải nớc khác nhau

Công tác thiết kế đợc tiến hành bằng việc coi đây là thiết kế hệ thống thoát nớcmới cho một Thành phố đang trong giai đoạn xây dựng

Trong Thành phố có hai nhà máy công nghiệp có quy mô và tiêu chuẩn thải nớckhác nhau

Dựa trên bản đồ thiết kế quy hoạch mặt bằng, ta đã biết đợc các khu vực và đãxác định diện tích biên giới diện tích khu vực, dân số, hớng gió chủ đạo, các côngtrình phục vụ công cộng, bệnh viện, trờng học, vờn hoa,

Có một con sông chạy dọc theo chiều dài Thành phố làm nhiệm vụ vận chuyểnnớc thải cũng nh nớc ma của toàn bộ hệ thống thoát nớc

 Lựa chọn sơ đồ hệ thống thoát nớc cho Thành phố

Theo yêu cầu, ta đi thiết kế hệ thống thoát nớc cho một khu đô thị mới hoàntoàn và trong giai đoạn cải tạo mở rộng

Thiết kế hệ thống thoát nớc có thể là kiểu chung, riêng hoàn toàn hay nửa riêng.Mỗi kiểu hệ thống thoát nớc đều có những u nhợc điểm nhất định

Với hệ thống thoát nớc chung, khi khu vực xây dựng gồm nhiều khu nhà thấptầng thì có nhiều khuyết điểm Chế độ thuỷ lực của hệ thống không ổn định, mùa

ma nớc chảy đầy cống có thể gây ngập lụt, nhng mùa khô chỉ có nớc thải sinh hoạt

và nớc thải sản xuất thì độ đầy và tốc độ dòng chảy nhỏ không đảm bảo điều kiện

kỹ thuật gây nên lắng cặn làm giảm khả năng chuyển tải, tăng số lần nạo vét Ngoài

ra do nớc thải chảy tới trạm bơm, trạm xử lý không điều hoà về mặt lu lợng và chấtlợng nên công tác điều phối trạm bơm và trạm xử lý trở nên phức tạp và khó đạthiệu quả mong muốn

Với hệ thống thoát nớc nửa riêng, vốn đầu t xây dựng ban đầu cao vì phải xâydựng song song hai hệ thống mạng lới đồng thời Ngoài ra, những chỗ giao nhaucủa hai mạng lới phải xây dựng giếng tách nớc ma, thờng không đạt hiệu quả mong muốn về vệ sinh

Theo quy hoạch phát triển của Thành phố, hệ thống thoát nớc cần đảm bảo có

khả năng xả toàn bộ lợng nớc ma vào nguồn tiếp nhận (nớc mặt) Đồng thời ta thấy

kệ điều kiện địa hình không thuận lợi đòi hỏi phải xây dựng nhiều trạm bơm n ớcthải khu vực, khu vực thiết kế lại đợc quy hoach để trở thành một Thành phố hiện

đại trong tơng lai Do đó ta chọn hệ thống thoát nớc riêng cho Thành phố Hệ thống

có những u điểm thấy rõ so với hai hệ thống thoát nớc kể trên là:

- Giảm đợc vốn đầu t xây dựng đợt đầu

Vây, ta đi tính toán thiết kế hệ thống thoát nớc riêng hoàn toàn cho Thành phố

PHầN I: CHUẩN Bị Số LIệU TíNH TOáN

Tiêu chuẩn nớc thải của khu dân c:

 Fi: Diện tích của các khu vực tính toán, theo số liệu đo đợc thì:

+ Diện tích của khu vực I là FI =364,41 (ha)

+ Diện tích của khu vực II là FII =410,05 (ha)

 Ni: mật độ dân số của các khu vực tính toán

Từ công thức trên ta có dân số tính toán của các khu vực là:

Vậy tổng dân số của cả Thành phố là: N = N1 + N2 =111110 (ngời)

 Xác đinh l u l ợng trung bình ngày:

 Khu vực II: Q tb-ngày

Vậy, tổng lu lợng nớc thải sinh hoạt thải ra tại Thành phố trong một ngày đêmlà:

Từ lu lợng trung bình giây, để có lu lợng tính toán cho toàn Thành phố ta phải

đi tìm hệ số không điều hòa kch Nội suy theo bảng “Trị số kch phụ thuộc qtb

Kết qủa tính toán đợc cho theo bảng sau:

Bảng 1: Lu lợng nớc thải tính toán của khu dân c

- Hệ số không điều hòa giờ: kh = 2,5

- Bệnh viện làm việc 24/24 giờ trong ngày

Do vậy ta tính đợc các số liệu cơ bản đối với 1 bệnh viện nh sau:

- Lu lợng thải trung bình trong ngày là:

Qtb ngày =

1000

B.q bv

0 =

1000 500.450 =225 (m 3 /ngày)

- Lu lợng thải trung bình giờ là:

Qtb giờ=

Thiết kế 14 trờng học, mỗi trờng có 2000 học sinh (nghĩa là h = 2000 ngời)

- Tiêu chuẩn thải nớc: qth

0 = 20 (l/ng.ngđ)

- Hệ số không điều hòa giờ kh = 1,8

- Trờng học làm việc 12 giờ trong ngày

Do vậy ta tính đợc các số liệu cơ bản đối với 1 trờng học nh sau:

- Lu lợng thải trung bình ngày là:

Qtb

1000

2000.20 1000

Số ngời đến nhà tắm công cộng lấy theo tiêu chuẩn là 5% dân số tính toán trong

khu vực đô thị  T = 5%N = 0,05 111110 = 5556 (ngời), lấy tròn bằng 5600

ngời

- Tiêu chuẩn thải nớc: q0 = 150 (l/ngời -lần)

- Thời gian dùng nớc: T = 10 (h)

- Hệ số điều hòa: kh = 1

- Lu lợng thải trung bình ngày các nhà tắm công cộng:

Qtb ngày =

1000 5600.150 = 840 (m 3 /ngày)

- Lu lợng thải trung bình giờ:

Qtb

giờ=

10

840 T

Qtbngày

- Lu lợng max giờ là:

Qmax giờ= Qtb

giờ.kh =84 1= 84 (m 3 /h)

- Lu lợng thải max giây:

Qtb giây=

3,6

843,6

Tiêu chuẩn thải n- ớc

Lợng nớc thải này đợc tính đều đối với các nhà máy, mỗi nhà máy đợc tính toán

bẩn phải xử lý (tức Q ngày =1200 m 3 /ng.đ) và 10% nớc thải quy ớc sạch không cần

phải xử lý

 Nhà máy I:

Nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ

Lu lîng ngµy Qngµy = 1200 (m 3 /ng.®), ph©n phèi theo c¸c ca nh sau:

360  (m 3 /h)

Ca III: QIII

giê = 30 8

Nhµ m¸y lµm viÖc 3 ca, mçi ca 8 giê

Lu lîng ngµy Qngµy = 1200 (m 3 /ng.®), ph©n phèi theo c¸c ca nh sau:

360  (m 3 /h)

Ca III: QIII

giê = 45 8

-b, Tổng l ợng n ớc thải sinh hoạt và n ớc tắm của công nhân:

Tổng số công nhân của cả hai nhà máy chiếm 20% tổng dân số Thành phố

% ngờiSố % ngờiSố % ngờiSố % ngờiSố % ngờiSố % ngờiSố % ngờiSố

Dới đây là bảng xác định nớc thải bẩn sinh hoạt và nớc tắm cho công nhân

cùng bảng phân bố lu lợng nớc thải sinh hoạt trong các nhà máy - Bảng 5 và Bảng 6.

Biểu đồ dao động n ớc thải TP

So sánh hai phơng án ta thấy phơng án 1 có nhiều thuận lợi hơn cả, do đó tachọn phơng án tính toán là phơng án 1vì nó vừa đáp ứng yêu cầu về kinh tế lẫn kỹthuật.

II Tính toán mạng lới thoát nớc

1 Lập bảng tính toán diện tích các ô thoát nớc

Diện tích các ô đất xây dựng và các lu vực thoát nớc đợc tính toán dựa trên đo

đạc trực tiếp trên bản đồ quy hoạch Thành phố Các kết quả tính toán đợc thể hiệntrong các bảng sau:

Trớc tiên, để tính lu lợng cho từng đoạn ống, ta đi tính lu lợng riêng cho từngkhu vực thoát nớc.

 Xác đinh l u l ợng riêng :

Bố trí Bệnh viện và Trờng học đều trên khu vực I và khu vực II, tức là trong mỗikhu vực có 1 bệnh viện, 7 trờng học và 2 nhà tắm công cộng Do đó, lu lợng côngcộng đợc phân phối đều ở cả 2 khu vực:

=

2

84060

55755 925.1000= 16,59 (l/ngời.ngày)

Tiêu chuẩn thoát nớc của khu vực I sau khi đã trừ đi qcc là:

55355 925.1000= 16,71 (l/ngời.ngày)

Tiêu chuẩn thoát nớc của khu vực I sau khi đã trừ đi qcc là:

 Xác định l u l ợng trên các đoạn cống của tuyến tính toán:

Lu lợng tính toán của từng đoạn ống đợc coi nh chảy vào đầu đoạn cống và đợcxác định theo công thức:

qn = (qn

dđ + qn nhánh bên + qn

dd = ∑F.qr (ở đây, F là tổng diện tích của tất cả các tiểu khu đổ nớc thải

nhánh bên: Lu lợng nhánh bên đổ vào đoạn cống thứ n,

Với: qn

nhánh bên = ∑F’.qr (ở đây, ∑F’ là tổng diện tích của tất cả các tiểu khu đổ vào các nhánh bên).

nhánh bên, vận chuyển của đoạn cống phía trớc đoạn cống tính toán,

Ghi chú: Trong khi xác định lu lợng tính toán cho các đoạn cống của mạng lới,

ta đã dùng công thức sau để xác định hệ số không điều hoà:

1 Độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống chính

Căn cứ vào bảng tính toán cho từng đoạn cống ở trên, ta tiến hành tính toánthuỷ lực cho từng đoạn cống để xác định đợc: Đờng kính ống D, độ dốc thuỷ lực i,vận tốc dòng chảy v sao cho phù hợp với các yêu cầu về đờng kính nhỏ nhất, độ đầytính toán, tốc độ chảy tính toán, độ dốc đờng cống, độ sâu đặt cống đợc đặt theoquy phạm

Việc tính toán thuỷ lực dựa vào : “bảng tính toán thuỷ lực mạng lới thoát nớc” - GS Trần Hữu Uyển.

Độ sâu đặt cống nhỏ nhất của tuyến cống đợc tính theo công thức:

H = h +  (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + ∆d (m)

Trong đó:

 h: Độ sâu đặt cống đầu tiên của cống trong sân nhà hay trong tiểu khu, lấy

bằng (0,20,4) m +d - Với d là đờng ống trong tiẻu khu Lấy h = 0,4 (m),

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

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

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

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

khu đô thị,

 ∆d: Độ chênh giữa kích thớc của cống thoát nớc đờng phố với cống thoát nớc

trong sân nhà (tiểu khu).

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

Lấy tuyến cống 12  13  14  15  590 làm tuyến cống tính toán.

2 Độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống kiểm tra

Lấy tuyến ba tuyến cống

Tuyến 1: 18  19  5

Tuyến 2 : 1  2  5

và Tuyến 3: 25  26 27 28  29  17 làm tuyến cống kiểm tra Việc tính

toán kiểm tra là ta đi tính xem độ sâu đặt cống theo các tuyến kiểm tra tại giếng 5

có đảm bảo để nớc thải đổ đợc vào giếng theo tuyến tính toán hay không; nếukhông đảm bảo thì phải chọn lại tuyến tính toán

 Chiều sâu đặt cống đầu tiên tại tuyến kiểm tra 1

H = h +  (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + ∆d (m)

Với: i1 = i2 = 0,005

L1 = 30 (m)

Sau khi xâc định độ sâu đặt cống đầu tiên, ta tiếp tục xác định cốt đáy cống chocác đoạn cống tiếp theo Các đoạn cống đợc nối theo mặt nớc khi chiều cao lớp nớc

đoạn cống phía sau lớn hơn chiều cao lớp nớc đoạn cống phía trớc; còn khi chiềucao lớp nớc đoạn cống phía sau là nhỏ hơn thì nối theo đáy cống

Khi tính toán thuỷ lực các tuyến cống ta phải khống chế độ sâu đặt cống, chiềusâu đặt cống không đợc lớn quá vì nh thế sẽ khó khăn cho việc thi công và tốn kém

về mặt kinh tế Khi chiều sâu đặt cống lớn - lớn hơn 6 m , ta phải đặt các trạm bơm

cục bộ để giảm chiều sâu đặt cống của các đoạn tiếp theo

kiểm tra thuỷ lực” tuyến cống chính và tuyến cống kiểm tra.

cống 12  13  14  15  590 là tuyến cống bất lợi nhất.

Kết quả tính toán tuyến kiểm tra 25  26 27 28  29  17 ta thấy tuyến

cống này có độ sâu đặt cống tại điểm 17 là 3,79 (m), cao hơn độ sâu đặt cống tại

điểm 17 của tuyến cống tính toán, do đó tại đây đảm bảo đợc nớc chảy vào tuyếncống chính Cũng tại điểm tính toans 17, ta đặt bơm bơm nớc lên cao một đoạn

h=3,0 (m để giảm chiều sâu đặt cống của các tuyến phía sauvà tạo điều kiện thi

công đợc dễ dàng

Sau khi bơm, tại giếng5, ta thấy chiều sâu đặt cống của nó đảm bảo cho tuyếnnhánh đổ vào đợc do đó các tuyến ống nhánh khác cũng sẽ đổ vào đợc tuyến cốngchính một cách dễ dàng Nh vậy công tác tính toán thuỷ lực mạng lới đảm bảo vậnchuyển nớc thải đến trạm xử lý

IV Tính toán hệ thống thoát nớc ma

1 Vạch tuyến hệ thống thoát nớc ma

 Nguyên tắc:

Mạng lới thoát nớc ma là một khâu đợc thiết kế nhằm đảm bảo thu và vậnchuyển nớc ma ra khỏi đô thị một cách nhanh nhất, chống hiện tợng úng ngập đờngphố và các khu dân c Để đạt đợc yêu cầu đó, khi vạch tuyến chúng ta phải dựa trênmột số nguyên tắc sau:

1 Nớc ma đợc xả thẳng vào nguồn (sông, hồ gần nhất bằng cách tự chảy).

2 Tránh xây dựng các trạm bơm thoát nớc ma.

3 Tận dụng các ao hồ sẵn có để làm hồ điều hoà.

4 Khi thoát nớc ma không làm ảnh hởng tới vệ sinh môi trờng và quy trình

sản xuất

5 Không xả nớc ma vào những vùng không có khả năng tự thoát, vào các ao

tù nớc đọng và các vùng dễ gây xói mòn

Ta vạch tuyến hệ thống thoát nớc ma theo sơ đồ thẳng góc, nớc ma cùng với

n-ớc thải sản xuất quy n-ớc sạch đợc góp vào các tuyến cống rồi đổ thẳng ra sông

Đối với sơ đồ tính toán nớc ma thì ta chỉ tính toán cho một tuyến bất kỳ Trong

đồ án này chọn tuyến cống giữa hai khu vực I và II làm tuyến cống tính toán

2 Tính toán diện tích mặt bằng tuyến tính toán

Dới đây là bảng tính toán diện tích các ô thoát nớc ma

- Các hệ số q20,b,n,P là các thông số đã cho để tính toán, đã đợc cho nh sau:

ta tính đợc q cho từng đoạn cống tính toán để đa và công thức tính toán lu lợng nớc

ma cho tuyến cống đó

4 Xác định thời gian ma tính toán

Thời gian ma tính toán đợc xác định theo công thức:

 tc: thời gian nớc chảy trong cống từ giếng thu đến tiết diện tính toán; đợc tính

Do diện tích mặt phủ ít thấm nớc lớn hơn 30% tổng diện tích Thành phố nên hệ

số dòng chảy đợc tính toán không phụ thuộc vào cờng độ ma và thời gian ma Khi

đó hệ số dòng chảy đợc lấy theo hệ số dòng chảy trung bình:

F



6 Chọn chiều sâu đặt cống đầu tiên

Chiều sâu đặt cống đầu tiên đợc xác định đảm bảo đặt cống dới nền đòng tránh

đợc tác dụng cơ học của các xe cộ đi lại,

H = h + D (m) Trong đó:

- h = 0.9 (m) là chiều sâu đặt cống tính từ mặt đất đến đỉnh cống.

Từ đó ta có bảng tính toán thuỷ lực mạng lới thoát nớc ma

Từ bảng tính toán thuỷ lực ta thấy tại mọi điểm tính toán, chiều sâu đặt cống

đều đảm bảo an toàn cho công tác bảo vệ cống