NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM HỖ TRỢ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

560
NGHIÊNCỨUXÂYDỰNGPHẦNMỀMHỖTRỢTÍNHTOÁN
CÁCCÔNGTRÌNHĐƠNVỊXỬLÝNƯỚCTHẢI


Dương Mai Linh
Khoa Kỹ Thuật – Công Nghệ – Môi Trường, Trường Đại Học An Giang

Tóm tắt
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp nước ta,
tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Do đặc thù của nền công
nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và nhiều nguyên nhân khác nhau
như: điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó khăn, do chi phí xử lý ảnh hưởng đến
lợi nhuận nên hầu nh
ư chất thải công nghiệp của nhiều nhà máy chưa được xử lý mà thải
thẳng ra môi trường. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường sống, ảnh
hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống của nhân dân cũng
như vẽ mỹ quan của khu vực.
Do đó, vấn đề xử lý nướ
c thải và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm
lớn của nước ta trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Việc tính toán
thiết kế và tính toán các công trình xử lý nước, là công việc phức tạp và đòi hỏi độ chính
xác cao. Trong nghiên cứu này, sẽ đề xuất và xây dựng một phần mềm mẫu hỗ trợ quá
trình tính toán các công trình xử lý nước thải. Nhằm góp phần rút ngắn thời gian làm
việc, tăng hiệu quả
công việc và đảm bảo độ chính xác cao.

GIỚI THIỆU
I. Tổng quan hệ thống
Trong quá trính thiết kế các hệ
thống xử lý nước thải, người thiết kế phải

lựa chọn và tính toán các bể xử lý. Trong
quá trình tính toán thiết kế mỗi bể đòi hỏi
mỗi người thiết kế phải lựa chọn rất nhiều
thông số thiết kế đặc trưng cho từ
ng bể.
Thông số thiết kế có thể chia làm hai loại:
thông số lựa chọn theo yêu cầu thiết kế và
thông số thiết kế lựa chọn theo tiêu chuẩn.
Với số lượng bể xử lý cần tính toán và
thông số cần lựa chọn thì nhu cầu về chọn
bể xử lý và chọn thông số thiết kế một cách
nhanh chóng, thuận tiện và chính xác… là
một nhu cầu cần thiết được đặt ra.
Để đáp ứng được những nhu cầu
trên thì cần phải có một hệ thống tự động
nhằm quản lý các bể xử lý, thông số thiết
kế cũng như nhiều yếu tố khác, ngoài ra hệ
thống còn tạo nhiều thuận lợi trong việc
thiết kế như: tính toán nhanh chóng, chính
xác, xem thông tin về kết quả tính toán, các
tiêu chuẩn thiết kế hay việc cần thay đổi
các yêu cầu thiết kế
được thực hiện một
cách dễ dàng, nhanh chóng, dễ sử dụng…
!
561
II. Mô tả phạm vi hệ thống
2.1. Phát biểu vấn đề
Do nhu cầu về thiết kế cũng như
quản lý các thông số thiết kế, tiêu chuẩn

thiết kế nhằm thuận lợi trong việc tìm kiếm
cũng như tra cứu là một nhu cầu cần thiết
đối với mỗi người thiết kế nhất là những
người có khối lượng công việc hàng ngày
lớ
n.
Các thông tin về yêu cầu thiết kế,
thông số thiết kế, tiêu chuẩn thiết kế… cần
được quản lý, lưu trữ hợp lý để giúp cho
người thiết kế có thể dễ dàng tìm kiếm thay
đổi nhanh chóng chính xác, đáp ứng kịp
thời những thay đổi về yêu cầu thiết kế của
khách hàng.
2.2. Mục tiêu
Giúp người thiết kế hệ thống xử lý
nước thải có thể xem xét t
ất cả các thông
tin về: công nghệ xử lý, kết quả tính toán,
thông số thiết kế, tiêu chuẩn thiết kế. Giúp
cho quá trình thiết kế được thuận tiện,
nhanh chóng, chính xác, đạt tiêu chuẩn, có
thể đáp ứng tốt khi yêu cầu thiết kế thay
đổi.
2.3. Chức năng chính
Phần mềm này được thiết kế nhằm
hướng đến các chức năng chính như:
− Thiết kế sơ
đồ hệ thống xử lý nước
thải: Giúp cho người sử dụng có thể thiết
kế các sơ đồ hệ thống xử lý nước thải một

cách nhanh chóng với nhiều lựa chọn khác
nhau. Kết quả thu được sẽ là sơ đồ hệ
thống xử lý nước thải dạng hình khối.
− Tính toán thiết kế các công trình xử
lý nước thải: Tính năng này sẽ giúp cho
ng
ười sử dụng có thể tính toán một cách
nhanh chóng các công trình đơn vị trong hệ
thống xử lý nước thải. Nhanh chóng, chính
xác và dễ dàng thay đổi thông số là những
tiện ích mà chức năng này mang lại cho
người dùng. Kết quả thu được sẽ là kết quả
tóm tắt hoặc dạng bài báo cáo hoàn chỉnh
có thể in ấn.
− Cung cấp các tiêu chuẩn thiết kế:
Trong phần mềm này, các công thức tính
toán và các thông số tính toán thiết kế dựa
theo TCXDVN 51 – 2008. Các tiêu chuẩn
này cũng sẽ được cung cấp kèm theo cùng
phần mềm. Với mục đích đem lại sự tiện
lợi nhất cho người sử dụng, khi người sử
dụng cần xem lại các tiêu chuẩn này.
Ngoài ra, trong quá trình thiết kế các công
trình đơn vị, người dùng cũng có thể xem
lại các tiêu chuẩn dành riêng cho mỗi công
trình đơn vị.
− Cung cấp các hình ảnh về các công
trình xử lý nước thải: Ngoài các tiêu chu
ẩn
thiết kế, các hình ảnh minh họa kết cấu

tương đối chi tiết về các công trình đơn vị
cũng được đính kèm theo phần mềm. Mục
đích là giúp cho người dùng có thể hình
dung một các tổng quan về các kết quả tính
toán với kết cấu thực tế của công trình đơn
vị thiết kế.
− Chức năng điền các thông tin công
ty và đối tác vào bài báo cáo: Với mục
đích h
ướng tới sự hoàn thiện về một báo
cáo thiết kế. Phần mềm cho phép người
dùng điền thêm các thông tin của mình
(hoặc công ty mình làm việc) và thông tin
đối tác. Hai thông tin này sẽ được hiển thị
ở vị trí Header và Footer của bài báo cáo.
!
562
Ngoài ra, phần mềm còn được bổ sung
thêm một số chức năng khác, nhằm hướng
đến sự hoàn thiện cho phần mềm và đáp
ứng tốt nhất những yêu cầu của người sử
dụng.
2.4. Lợi ích
− Tạo được bộ mặt chuyên nghiệp cho
công việc thiết kế (được tự động hóa).
− Tạo sự thoải mái, tiện lợi cho người
dùng (chủ
yếu là người thiết kế).
III. Phương tiện hỗ trợ
− Ngôn ngữ lập trình : Microsoft

Visual Studio 2005.
− Công cụ khác: AutoCad 2007,
SnagIt 8.0.
− Viết tài liệu, báo cáo: Microsoft
Word 2003, Microsoft Visio 2003 và một
số phần mềm khác để hỗ trợ thêm cho việc
hoàn thành chuyên đề.
IV. Mô tả cấu trúc tổng quan
4.1. Về phần cứng
− Có bộ máy máy tính gọn nhẹ cấu
hình tương đối.
4.2. Về ph
ần mềm
− Hệ điều hành Windows XP trở lên.
− Bộ gõ tiếng việt hỗ trợ Unicode
như: Unikey, Vietkey.
− Chương trình ứng dụng “Thiết kế hệ
thống xử lý nước thải” khi hoàn chỉnh sẽ
hỗ trợ một số nghiệp vụ như sau: thiết kế
công nghệ xử lý, tính toán thiết kế các bể
xử lý, quản lý các tiêu chuẩn thiết kế…
V.
Đánh giá khả thi
5.1. Khả thi về kinh tế
− Khi chưa có hệ thống thì người thiết
kế phải tốn nhiều thời gian cho việc thiết
kế. Trong quá trình tính toán do khối lượng
công việc tương đối nhiều nên không tránh
được thiếu sót, nhầm lẫn, khó khăn trong
việc sửa chữa, kiểm tra và tìm kiếm. Khi

có hệ thống mới thì một số vấn đề nêu trên
sẽ được giải quy
ết như:
− Khối lượng công việc sẽ được giảm
bớt, việc lưu trữ dữ liệu được dễ dàng và
tốn ít thời gian, ít rủi ro hơn.
− Hạn chế được được việc tính toán
sai lệch do nhầm lẫn, tốn nhiều thời gian.
− Tạo cho khách hàng sự hài lòng khi
hoàn thành công việc nhanh chóng và khả
năng linh hoạt cao khi có sự thay đổi về
yêu cầu thiết kế.
− Người thiết kế sẽ tiếp cận và học
hỏi thêm về tin học, cách sử dụng phần
mềm trong công việc của mình.
− Khi hệ thống mới ra đời sẽ giúp cho
việc thiết kế của người dùng ngày càng đi
lên đồng thời tạo cho người dùng có sự
vững chắc trong nghề nghiệp. Mặt khác
người dùng cũng tạo được niềm tin, uy tín
đối với đố
i tác của mình.
5.2. Khả thi về kỹ thuật
Khả thi về kỹ thuật cho chúng ta sự
hiểu biết nhất định về khả năng của tổ chức
nhằm xây dựng hệ thống thông tin tự động
hóa. Việc đánh giá này thực chất là đánh
giá rủi ro về mặt kỹ thuật nhằm giảm tối đa
các rủi ro có thể xảy ra trong các quá trình
triển khai dự án. M

ột dự án thường có rất
!
563
nhiều rủi ro, đây là rủi ro về mặt kỹ thuật
và các yếu tố chính bao gồm: quy mô dự
án, cấu trúc dự án, nhóm công cụ, nhóm
người dùng.
Quy mô dự án: Vì là đề tài thực tập
chỉ được thực hiện bởi một người nên quy
mô của dự án cũng không được lớn lắm.
Việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải chủ
yếu liên quan đến công thức và đơ
n vị tính
toán là chính. Phần lập trình để cài đặt hệ
thống tương đối vừa vì phần mềm chủ yếu
phục vụ mang tính cá nhân.
Cấu trúc dự án: về mặt công thức
tính toán có cấu trúc ít thay đổi.
Nhóm phát triển dự án: sử dụng các
phần mềm hỗ trợ đơn giản và phổ biến
hiện nay.
PHƯƠNG PHÁP
VI. Thiết kế cấu trúc
6.1. Cấu trúc chứ
c năng phần mềm
Được xây dựng dựa trên các yêu cầu
chức năng có thể được xử lý tự động hoá,
cùng một số yêu cầu phi chức năng.

Hình 1: Cây cấu trúc chức năng phần mềm
VII. Thiết kế giao diện
7.1. Thiết kế chức năng chính
7.1.1. Menu nghiệp vụ


Hình 2: Giao diện menu nghiệp vụ

!
564
7.1.2. Menu công trình

Hình 3: Giao diện menu công trình
7.2. Một số giao diện đặc trưng của hệ thống
7.2.1. Giao diện chính

Hình 4: Giao diện chính
7.2.2. Giao diện thiết kế hệ thống XLNT

Hình 5: Giao diện form chọn số lượng bể cho hệ thống xử lý nước thải

Hình 6: Giao diện form thiết kế sơ đồ hệ thống xử lý nước thải
!
565
7.2.3. Giao diện tính toán các công trinh đơn vị

Hình 7: Giao diện form nhập thông số minh họa

Hình 8: Giao diện form thể hiện kết quả dạng tóm tắt

Hình 9: Giao diện form thể hiện kết quả dạng báo cáo
7.2.4. Giao diện hình vẽ tham khảo

Hình 10: Giao diện form xem bảng vẽ tham khảo
!
566
VIII. Thiết kế xử lý
8.1. Các đối tượng được sử dụng
− Windows Form: dùng để thiết kế
giao diện lập trình. Được bổ sung các
controls, các đồ họa (graphics), các hình
ảnh và một form để tạo sự ma sát mà bạn
muốn. Mỗi form trong chương trình ứng
dụng có designer form riêng biệt.
− Class: dùng để thiết kế, lưu trữ
tạm thời các số liệu, thông số nhập vào
và kết quả tính toán. Các thông tin có
tính toán hệ thống có thể xuất ra bất kỳ
form nào.
− Report: dùng để thiết kế giao
diện bản in cố định. Được bổ sung đồ
họa (graphics), các hình ảnh. Mỗi report
trong chương trình ứng dụng của được
thiết kế riêng biệt.
− Button: dùng vào việc xử lý một
chuyện gì khi User click lên button
− TextBox: là control để display
text và nhận keystroke của User để sửa
đổi text có sẵn hay cho vào text m
ới.

− NumericUpDown: là control để
display number và nhận keystroke của
User để sửa đổi number có sẵn hay cho
vào number mới.
8.2. Nguyên tắc xử lý
− Thiết kế hệ thống xử lý nước
thải
Nguyên tắc xử lý phần thiết kế hệ
thống xử lý nước thải được minh họa
bằng sơ đồ sau:


Hình 11: Sơ đồ minh họa quy trình xử lý chức năng thiết kế hệ thống xử lý nước thải

8.3. Thuyết minh
+ Người dùng sẽ chọn chức năng
này trên giao diện chính của phần mềm;
+ Form chọn số lượng công trình xử
lý đơn vị trong hệ thống xử lý sẽ hiện
lên. Người dùng tiếp tục chọn số lượng
bể cần thi
ết cho mình;
+ Sau khi chọn số lượng bể thì form
thiết kế tương ứng với từng số lượng bể
hiện lên.
+ Người dùng điền tên các công
trình xử lý đơn vị theo thứ tự từ đầu vào
đến đầu ra;
+ Tiếp theo là lựa chọn các vòng
tuần hoàn nước, bùn… (nếu có)

+ Sau khi xử lý xong, phần mềm sẽ
tra ra kết quả là một bảng vẽ h
ệ thống xử
lý nước thải dưới dạng khối.
Tính toán các công trình đơn vị
Nguyên tắc xử lý phần tính toán các
công trình đơn vị được minh họa bằng sơ
đồ sau:
!
567
Form chính
(frm_main)
Form tính toán bể tương ứng
(frm_n_tên bể)
Form trung gian
(frm_tg_tên bể)
Form kết quả tóm tắt
(frm_kq_tên bể)
Form xem kết quả dạng
bài báo cáo
(frm_in_tên bể)
Class
(tên bể_info)
Report in
(report_in_tên bể)
Đường truyền dữ liệu
Ghi chú:

Hình 12:
Sơ đồ minh họa quy trình xử lý chức năng tính toán các công trình đơn vị

8.4. Thuyết minh
+ Người sử dụng chọn công trình
đơn vị cần tính toán trên giao diện chính
của chương trình;
+ Form tính toán công trình đơn vị
được chọn sẽ hiện lên. Người dùng điền
đầy đủ các thông số trong form này và
bấm nút “Tính”. Ngoài ra người dùng có
thể xem tiêu chuẩn lựa chọn tương ứng
cũng như xem công thức tính toán trên
form này.
+ Sau khi bấm nút tính chương trình
tiếp tục hiện lên form trung gian (nếu
có), hoặc qua th
ẳng form kết quả. Đồng
thời khi bấm nút “Tính” dữ liệu sẽ được
lưu tạm thời vào các Class tương ứng
(dữ liệu này sẽ mất khi khởi động lại
chương trình).
+ Form trung gian hiện lên đồng
thời dữ liệu tại các Class sẽ được xuất ra
tại form này kết hợp với dữ liệu mới
nhập vào chương trình tiếp tục thực hiện
các phép tính. Sau
đó, dữ liệu một lần
nữa sẽ được lưu lại trên các Class.
+ Tiếp theo form kết quả sẽ được
hiện lên, dữ liệu trên Class một lần nữa
được xuất ra để hiện kết quả tính toán.
+ Nếu tiếp tục chọn xem kết quả

dạng báo cáo thì dữ liệu trên Class sẽ
được xuất ra trên các report in để thể
hiện kết quả và phục vụ
in ấn.
Ngoài thiết kế xử lý hai chức năng
trên thì các chức năng khác của chương
trình cũng được thiết kế tương tự nhưng
đơn giản hơn. Với nguyên tắc cơ bản là
nhấn nút chọn chương trình sẽ hiện các
form tiếp theo tương ứng.
8.5. Kết quả
Sau thời gian nghiên cứu và thực hiện
kết quả thu được là phần mềm “Hỗ trợ

tính toán các công trình đơn vị xử lý
!
568
nước thải” với các chức năng chính như
sau:
− Thiết kế sơ đồ hệ thống xử lý
nước thải (dạng sơ đồ hình khối).
− Tính toán các công trình xử lý
đơn vị.
− Hiện thông tin tại header – footer
của bài báo cáo.
− Tra cứu hình cấu tạo (bảng vẽ
AutoCad) của các công trình đơn vị.
− Tra cứu tiêu chuẩn thiết kế
(TCXDVN 51 – 2008).
− Và các chức n

ăng bổ sung khác.
Gói cài đặt phần mềm bao gồm:
file Setup với dung lượng 16.6 MB
Sau khi cài đặt phần mềm sẽ có
dung lượng 40 MB và hoạt động tốt trên
các phiên bản của Windows.
IX. Hạn chế
− Giao diện chương trình chưa thật
sự thân thiện với người dùng.
− Một số chức năng vẫn chưa mang
tính chất chuyên nghiệp cao.
− Chương trình hiện không thể lưu
lạ
i được kết quả tính toán (để mở lại sau
này).
− Chương trình vẫn còn mang tính
chất chung, chưa thật phù hợp với từng
công ty, cơ quan riêng.
X. Hướng phát triển
Chương trình có thể được phát triển
thêm nhiều tính năng như:
− Thiết kế hoàn chỉnh và phù hợp
hơn ở phần thiết kế hệ thống xử lý nước
thải.
− Thiết kế cơ
sở dữ liệu riêng để có
thể lưu lại kết quả đã tính.
− Thiết kế bảo mật ở mức cơ sở dữ
liệu.
− Xây dựng chương trình phù hợp

hơn đối với từng công ty, cơ quan.
XI. Kết luận
Phần mềm sau khi được xây dựng và
chạy thử cho kết quả chính xác nhanh
chóng, mang lại hiệu quả cao. Tuy nhiêu,
bên cạnh nh
ững thành công, phần mềm
cũng còn những hạn chế về mặt giao
diện, có những phần chưa phù hợp.








!
569

Tài liệu tham khảo
1. Bộ Xây dựng – Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội, Giáo trình cấp thoát nước, NXB
Xây dựng,1993
2. Nguyễn Ngọc Dung, Xử lý nước cấp, NXB Xây dựng, 1999
3. Gruhler, Công trình làm sạch nước thải loại nhỏ, NXB Xây dựng, 1980
4. Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, NXB Xây dựng, 1996
5. Trung tâm đào tạo nghành nước và môi trường, Sổ tay xử lý nước, NXB Xây
dựng, 1999
6. Lê Hoàng Việt, Giáo trình xử lý nước thả
i, Trường ĐH Cần Thơ, 1997

7. Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2006
8. Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải sinh hoạt vừa và nhỏ, NXB Khoa học và Kỹ thuật,
2002
9. TS.Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây
dựng, 2000
10. Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công
trình, NXB ĐH Quốc gia TP.HCM, 2006
11. Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải – Tính toán thiết kế các công trình, NXB Xây
dựng, 1974
12. Trần Hiếu Nhuệ, Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải, NXB Xây dựng, 1987
13. Trần Hiếu Nhuệ, Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp, NXB Khoa học và
Kỹ thuật, 1998
TCXD 51 – 2008: Mạng lưới thoát nước và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế







!
570
DEVELOPMENTOFSOFTWARETO
CALCULATEWASTEWATERTREATMENTREQUIREMENTS

Duong Mai Linh
An Giang University, Vietnam

Abstract
When designing waste water treating systems, designer has to consider treating

pools. Calculating and designing each pool involves choosing many specific parameters.
Because of the huge amount of treating pools, it is necessary that there be a fast and
convenient way to choose treating pools and their parameters. This research proposes and
builds sample software assisting the process of calculating waste water treating project in
order to carry out this process faster, but more efficiently and more exactly.