Tài liệu Xử lý nước thải chi phí thấp potx

3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
1
Gi
Gi
ả
ả
i
i
ph
ph
á
á
p
p
thu
thu
gom
gom
n
n
ớ
ớ
c
c
th
th
ả
ả
i
i

chi
chi
phí
phí
thấp
thấp
: M
: M
ạ
ạ
ng
ng
l
l
ớ
ớ
i
i
tho
tho
á
á
t
t
n
n
ớ
ớ
c
c

gi
gi


n
n
l
l




c
c
Xử lý nớc thải chi phí thấp
PGS. TS. Nguyễn Việt Anh
Phó viện trởng, Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trờng,
PCN Bộ môn Cấp thoát nớc,
Trờng Đại học Xây dựng Hà Nội
Indonesia
Bangladesh
Vùng ven đô: Điều kiện vệ sinh kém
Nớc thải đổ thẳng vào mơng, cống thoát nớc ma
(nếu có)
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
2
C
á
c

v
ù
ng
ven
đô
có mật độ dân số cao
Manila
Kh
Kh
ô
ô
ng
ng
c
c
ò
ò
n
n
ch
ch
ỗ
ỗ
để
để
x
x
â
â
y

y
d
d
ự
ự
ng
ng
c
c
á
á
c
c
c
c
ô
ô
ng
ng
tr
tr
ì
ì
nh
nh
v
v
ệ
ệ
sinh

sinh
t
t
ạ
ạ
i
i
ch
ch
ỗ
ỗ
m
m
ạ
ạ
ng
ng
l
l
ớ
ớ
i
i
tho
tho
á
á
t
t
n

n
ớ
ớ
c
c
c
c
ộ
ộ
ng
ng
đ
đ
ồ
ồ
ng
ng
mạng lới thoát
nớc thông thờng
Khu bếp
và nhà
tắm
Ranh
giới
đờng
Khu bếp
và nhà
tắm
Ranh
giới

đờng
Cống
thoát
nớc
Cống
thoát
nớc
Cống thoát nớc
Điểm
kiểm
tra
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
3
m
m
ạ
ạ
ng
ng
l
l
ớ
ớ
i
i
tho
tho
á
á

t
t
n
n
ớ
ớ
c
c
c
c
ộ
ộ
ng
ng
đ
đ
ồ
ồ
ng
ng
V
V
ù
ù
ng
ng
có
có
quy
quy

ho
ho
ạ
ạ
ch
ch
V
V
ù
ù
ng
ng
kh
kh
ô
ô
ng
ng
quy
quy
ho
ho
ạ
ạ
ch
ch
Vớ d Natal, ụng bc
Brazil, 1983
Mng li thoỏt nc
cng ng

___________
Trong trờng hợp này,
MLTN giản lợc rẻ
hơn p/án vệ sinh tại
chỗ với mật độ dân
> ~160 ng/ha
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
4
= 2cos
1
[1-2(d/D)] (radian)
a = D
2
[( - sin)/8]
p = D/2
B
B
á
á
n
n
kính
kính
thu
thu
ỷ
ỷ
l
l

ự
ự
c
c
r = a/p
r = a/p
= (D/4)[1
= (D/4)[1


(sin
(sin


/
/
2
2
)]
)]
b = Dsin(/2)
Khi
d
d
ò
ò
ng
ng
ch
ch

ả
ả
y
y
đ
đ
ầ
ầ
y
y
c
c
ố
ố
ng
ng (tức, d = D), thì:
a = A = D
2
/4
p = P = D
r = R = D/4
a/A = (
a/A = (


-
-
sin
sin

)/2
)/2


v
v
à
à
r/R = 1
r/R = 1


(sin
(sin


/
/


)
)
Th
Th
ô
ô
ng
ng
th

th


ờng
ờng
ng
ng


ời
ời
ta
ta
s
s
ử
ử
dụng
dụng
:
:
a
a = k
a = k
a
a
D
D
2
2

k
k
a
a
= (1/8)(
= (1/8)(




sin
sin


)
)
r =
r =
k
k
r
r
D
D
k
k
r
r
= (1/4)[1
= (1/4)[1

(sin
(sin


/
/


)]
)]
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
5
Các thành phần thuỷ lực của đoạn hình tròn
v = (1/n)r
v = (1/n)r
2/3
2/3
i
i
1/2
1/2
Vận tốc (m/s) tại d/D
q = av


q = (1/n)ar
q = (1/n)ar

2/3
2/3
i
i
1/2
1/2
[Công thức Manning]
Khi
Khi
d
d
ò
ò
ng
ng
ch
ch
ả
ả
y
y
đ
đ
ầ
ầ
y
y
c
c
ố

ố
ng
ng
:
:
V = (1/n)R
V = (1/n)R
2/3
2/3
i
i
1/2
1/2
Q = (1/n)AR
Q = (1/n)AR
2/3
2/3
i
i
1/2
1/2
C
C
ô
ô
ng
ng
th
th
ứ

ứ
c
c
Manning
Manning
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
6
VËy:
v/V
v/V = (r/R)
2/3
= [1 – (sinѲ/Ѳ]
2/3
q/Q
q/Q = (a/A)(r/R)
2/3
= [(Ѳ − sinѲ)/2π)][1 – (sinѲ/Ѳ)]
2/3
Vi` Ѳ = f(d/D),
ca
ca
’
’
v/V v
v/V v
µ
µ
q/Q
q/Q

®
®
Òu
Òu
l
l
µ
µ
h
h
µ
µ
m
m
f(d/D)
f(d/D)
…
…


Tû lÖ
q/Q
Tû lÖ
v/V
Tû lÖ thµnh phÇn
§é ®Çy d/D
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
7
Ch

Ch
ú
ú
ý
ý
:
:
q
v = V
v = V tại cả 2 điều kiện d/D = 0.5 và d/D = 1.0
q
v
v
max
max
ở
ở
d/D = 0.81
d/D = 0.81
v
v
max
max
/V = 1.14
/V = 1.14
q
q
q
max
max

ở
ở
d/D = 0.94
d/D = 0.94
q
q
max
max
/Q = 1.07
/Q = 1.07
q/Q
v/V




d/D
*
*
*
*
*
*
L
L


u
u
l

l
ợ
ợ
ng
ng
max
max
từ
từ
c
c
á
á
c
c
h
h
ộ
ộ
gia
gia
đ
đ
ì
ì
nh
nh
:
:
q

h
= 1.8kpw/86400
lít/giây trên hộ gia đình
k = hệ số = lu lợng nớc thải/ lợng nớc tiêu
thụ (0.80.9)
p = quy mô hộ gia đình
w = lợng nớc tiêu thụ (
lít
lít/ngời.ngày)
Với k = 0.85:
q
h
= 1.8 x 10
5
pw
hoặc
q = 1.8
q = 1.8
x
x
10
10


5
5
pw
pw
P l
P l

à
à
s
s
ố
ố
d
d
â
â
n
n
đ
đ
ợ
ợ
c
c
phục
phục
vụ
vụ
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
8
quan
quan
tr
tr
ọ

ọ
ng
ng
:
:
Gi
Gi
á
á
trị
trị
l
l


u
u
l
l
ợ
ợ
ng
ng
max
max
t
t
ố
ố
i

i
thi
thi
ể
ể
u
u
:
:
1.5
1.5
lít/gi
lít/gi
â
â
y
y
(= xấp xỉ lu lợng max của dòng nớc giội thải ra từ
WC) [hạ thấp từ giá trị 2,2 l/s]
2001 Bolivia quy định thiết kế hệ thống thoát
nớc, bỏ qua giá trị lu lợng max tối thiểu trên,
dẫn đến độ dốc tối thiểu của cống lớn hơn nhiều!!
q ví dụ:
500 ngời @ 80 lít/ngời/ngày k
2
= 0.85
Đ lu lợng trung bình ngày = k
2
pw/86400
= 0.85 ì 500 ì 80/86400 = 0.4 l/s

Đ k
1
= lu lợng max tối thiểu/lu lợng trung bình
ngày
=1.5/0.4 =
3.75
3.75
-
-
L
L


u ý:
u ý: phải tính đến lợng
n
n
ớ
ớ
c
c
m
m


a!
a!
- ở Brazil ~25% số hộ gia đi`nh ở các khu vực
thu nhập thấp xa một phần nớc ma vào
mạng lới thoát nớc gian lợc

3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
9
C
C
ô
ô
ng
ng
th
th
ứ
ứ
c
c
Manning
Manning
v = (1/n)r
2/3
i
1/2
Đ
Đ
iều
iều
ch
ch
ỉ
ỉ
nh

nh
c
c
ủ
ủ
a
a
Macedo
Macedo
:
:
Tam thừa hai vế
Nhân vế trái với v &
vế phải với q/a [= v]
đợc:
v
4
= (q/a)(n
3
r
2
i
3/2
)
r: m
r: m
i: m/m
i: m/m
q: m
q: m

3
3
/s
/s
đơn vị !!
v
4
= (q/a)(n
3
r
2
i
3/2
)
Cho M = (r
2
/a)
1/4
= [( sin )/2 ]
1/4
Vậy
v = Mn
v = Mn


3/4
3/4
q
q
1/4

1/4
i
i
3/8
3/8
Nếu 0.14<d/D<0.92, M là một hằng số = ~0.61
Vậy, nếu M = 0.61 và n = 0.013:
C
C
ô
ô
ng
ng
th
th
ứ
ứ
c
c
Macedo
Macedo
-
-
Manning l
Manning l
à
à
:
:
v = 15.8q

v = 15.8q
1/4
1/4
i
i
3/8
3/8
lu ý đơn vị:
v,
m/s
m/s q,
m
m
3
3
/s
/s
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
10
Thiết
Thiết
kế
kế
d
d
ự
ự
a
a

tr
tr
ê
ê
n
n
ứ
ứ
ng
ng
suất
suất
tiếp
tiếp
tuyến
tuyến
nh
nh
ỏ
ỏ
nhất
nhất


ứ
ứ
ng
ng
suất
suất

tiếp
tiếp
tuyến
tuyến
chính
chính
l
l
à
à
l
l
ự
ự
c
c
tiếp
tiếp
tuyến
tuyến
t
t
ạ
ạ
o
o
b
b
ở
ở

i
i
l
l


u
u
l
l
ợ
ợ
ng
ng
d
d
ò
ò
ng
ng
th
th
ả
ả
i
i
tr
tr
ê
ê

n
n
đơ
đơ
n
n
vị
vị
di
di
ệ
ệ
n
n
tích
tích


ớ
ớ
t
t
biểu diễn bằng





và có đơn vị N/m
2

*
*
= Pascal (Pa)
3


=
=


gri
gri
q = (1/n)k
q = (1/n)k
a
a
k
k
r
r


2
2
[(
[(


/
/

g)/k
g)/k
r
r
i]
i]
8/3
8/3
i
i
1/2
1/2
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
11
i =
i =
I
I
min
min
v
v
à
à


=

=


min
min
Với d/D = 0.2 (k
a
= 0.1118 và k
r
= 0.1206)
Và = 1000 kg/m
3
, g = 9.81 m/s
2
và n = 0.013,


min
min
= 1 Pa (
= 1 Pa (
gi
gi
á
á
trị
trị
tính
tính
to

to
á
á
n)
n)
I
min
= 2.33 ì 10
4
q
6/13
[q tính bằng m
3
/s]
I
I
min
min
= 5.64
= 5.64
ì
ì
10
10


3
3
q
q

6/13
6/13
[q
[q
tính
tính
b
b
ằ
ằ
ng
ng
l/s]
l/s]
l
l
ự
ự
a
a
ch
ch
ọ
ọ
n
n
đ
đ

ờng
ờng
kính
kính
c
c
ố
ố
ng
ng
q = (1/n)ar
2/3
i
1/2
= (1/n)k
a
D
2
(k
r
D)
2/3
i
1/2
Sắp xếp lại và viết: i = I
min
D = n
D = n
3/8
3/8

k
k
a
a


3/8
3/8
k
k
r
r


1/4
1/4
(q/I
(q/I
min
min
)
)
3/8
3/8
D
D
phụ
phụ
thu
thu

ộ
ộ
c
c
v
v
à
à
o d/D
o d/D
cũng
cũng
nh
nh


q &
q &
I
I
min
min
1/2
1/2
Khoảng giá trị d/D dùng trong MLTN giản lợc = 0.20.8
[d/D trong mạng lới thoát nớc thông thờng: 0.50.75]
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
12
Tr

Tr
ì
ì
nh
nh
t
t
ự
ự
tính
tính
đ
đ
ờng
ờng
kính
kính
c
c
ố
ố
ng
ng
:
:
1. Tính
q
q
i
i

&
q
q
f
f
2. Tính
I
I
min
min
for
q =
q
q
i
i
3. Tính
q
q
f
f
/I
min
4. Tìm giá trị này trong Bảng với giá trị d/D gần với
(nhng không lớn hơn) 0.8
5.
Đ
Đ

ờng
ờng
kính
kính
c
c
ố
ố
ng
ng đợc trình bày ở phần đầu cột,
theo giá trị
q
q
f
f
/I
min
6. Đọc giá trị tơng ứng của v/i
1/2
từ giá trị này của
q/i
1/2
và tính v
f
1/2
1/2
q
q
i
i

q
q
min
min
(
(
t
t
ứ
ứ
c
c
,
,


1.5 l/s)
1.5 l/s)
B
B
ả
ả
ng
ng
tính
tính
h
h

ệ
ệ
th
th
ố
ố
ng
ng
c
c
ố
ố
ng
ng
gi
gi
ả
ả
n
n
l
l
ợ
ợ
c
c
d
d
ự
ự

a
a
tr
tr
ê
ê
n
n
c
c
ô
ô
ng
ng
th
th
ứ
ứ
c
c
Manning
Manning
v
v
ớ
ớ
i
i
n = 0.013 v
n = 0.013 v

à
à
v
v
tính
tính
b
b
ằ
ằ
ng
ng
m/s, I
m/s, I
tính
tính
b
b
ằ
ằ
ng
ng
m/m, q
m/m, q
đ
đ
o
o
b
b

ằ
ằ
ng
ng
m
m
3
3
/s v
/s v
à
à
đ
đ
ờng
ờng
kính
kính
c
c
ố
ố
ng
ng
D
D
đ
đ
o
o

b
b
ằ
ằ
ng
ng
mm
mm
D
D
v/I
v/I
1/2
1/2
q/I
q/I
1/2
1/2
d/D
d/D
0.2
0.2


d/D
d/D


0.8
0.8

L
L


u ý
u ý
đơ
đơ
n
n
vị
vị
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
13
Giả sử:
I
min
=0.005
(1/200)
& q
f
= 2.5 l/s
(0.0025 m
3
/s),
Khi đó:
q/I
1/2
= 0.035

& d/D = 0.60
ví
ví
dụ
dụ
Vậy D = 100
mm
tính v
f
từ v/I
1/2
= 7.0531: =
0.5 m/s (OK!)
Không sử dụng vì d/D <0.2
Không sử dụng vì d/D >0.8
L
LL
L

u ý!
u ý!u ý!
u ý!
1. Tính
q
q
i
i
&
q
q

f
f
2. Tính
I
I
min
min
cho
q =
q
q
i
i
3. Tính
q
q
f
f
/I
min
4. Tìm giá trị này trong bảng với d/D gần nhất
(nhng không vợt quá) 0,8
5.
Đ
Đ


ờng
ờng
kính

kính
c
c
ố
ố
ng
ng đợc thể hiện ở phần đầu cột
nơi tìm thấy giá trị này của
q
q
f
f
/I
min

6. Đọc giá trị tơng ứng của v/i
1/2
từ giá trị này của
q/i
1/2
và tính v
f
1/2
1/2
q
q
i
i

q
q
min
min
(
(
t
t
ứ
ứ
c
c
,
,


1.5 l/s)
1.5 l/s)
Các giá trị này có thể bằng nhau:
ví dụ, khi tính toán MLTN cho vùng đã phát triển hoàn
toàn (tức là không còn chỗ để bố trí thêm hộ gia đinh
)
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
14
giả sử:
I
min
=0.005
(1/200) &

q
f
= 2.5 l/s
(0.0025 m
3
/s),
khi đó:
q/I
1/2
= 0.035
& d/D = 0.60
ví
ví
dụ
dụ
do vậy
D = 100 mm
tính v
f
từ
v/I
1/2
=
7.0531: =
0.5 m/s (OK!)
Không sử dụng vì
d/D
<0.2
Không sử dụng vì
d/D >0.8

Ki
Ki
ể
ể
m
m
so
so
á
á
t
t
Sulphua
Sulphua
Hydro
Hydro
để tránh hiện tợng
ă
ă
n
n
m
m
ò
ò
n
n
v
v
ò

ò
m
m
c
c
ố
ố
ng
ng do H
2
SO
4
(tạo bởi quá trình sinh học
từ H
2
S sinh ra do khử
kỵ khí Sulphate)
Tình trạng bị ăn mòn nghiêm trọng ở vòm cống
BTCT có đờng kính lớn
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
15
M
MM
Mạ
ạạ
ạng
ng ng
ng l
ll

lớ
ớớ
ới
ii
i tho
thotho
thoá
áá
át
tt
t n
nn
nớ
ớớ
ớc
cc
c
gi
gigi
giả
ảả
ản
nn
n l
ll
lợ
ợợ
ợc
cc
c l

ll
lầ
ầầ
ần
nn
n đ
đđ
đầ
ầầ
ầu
uu
u ti
titi
tiê
êê
ên
nn
n
đ
đđ
đợ
ợợ
ợc
cc
c x
xx
xâ
ââ
ây
y y

y d
dd
dự
ựự
ựng
ngng
ng ở
ởở
ở


Quadra 90
Quadra 90Quadra 90
Quadra 90

, Natal n
, Natal n, Natal n
, Natal nă
ăă
ăm
m m
m
1981
19811981
1981
4.
4.
Ví
Ví
dụ

dụ
đ
đ
i
i
ể
ể
n
n
h
h
ì
ì
nh
nh
:
:
M
M
ạ
ạ
ng
ng
l
l
ớ
ớ
i
i
tho

tho
á
á
t
t
n
n
ớ
ớ
c
c
gi
gi
ả
ả
n
n
l
l
ợ
ợ
c
c
ở
ở
Brazil
Brazil


Quadra 90

Quadra 90Quadra 90
Quadra 90


tr
trtr
trớ
ớớ
ớc
cc
c khi
khikhi
khi h
hh
hệ
ệệ
ệ th
thth
thố
ốố
ống
ngng
ng
tho
thotho
thoá
áá
át
tt
t n

nn
nớ
ớớ
ớc
cc
c gi
gigi
giả
ảả
ản
nn
n l
ll
lợ
ợợ
ợc
cc
c
đ
đđ
đợ
ợợ
ợc
cc
c x
xx
xâ
ââ
ây
y y

y d
dd
dự
ựự
ựng
ngng
ng
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
16
Một số nhà thấp hơn mặt đờng
Tình trạng
xả nớc thải
khi trong vùng
cha có HTTN
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
17
Quadra 90
Mét cuéc häp
céng ®ång
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
18
Điều tra đến từng nhà
Khảo sát
Bản vẽ tỷ lệ
1/200-500
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.

19
èng sµnh ®−êng
kÝnh 100mm
§
§
o
o
¹
¹
n
n
c
c
è
è
ng
ng
n
n
è
è
i
i
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
20
Hè ga x©y b»ng g¹ch
Hè ga lµm tõ cèng
bª t«ng ®−êng kÝnh
lín h¬n

3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
21
t
t
à
à
I
I
chính
chính
đ
đ
ố
ố
i
i
v
v
ớ
ớ
i
i
c
c
á
á
c
c
h

h
ộ
ộ
gia
gia
Đì
Đì
nh
nh
Đ Chi phí ban đầu:
US$ 325
US$ 325
tr
tr
ê
ê
n
n
h
h
ộ
ộ
gia
gia
đ
đ
ì
ì
nh
nh

[ML
[ML
tho
tho
á
á
t
t
n
n
ớ
ớ
c
c
th
th
ô
ô
ng
ng
th
th


ờng
ờng
: ~US$1500
: ~US$1500
tr
tr

ê
ê
n
n
h
h
ộ
ộ
gia
gia
đ
đ
ì
ì
nh
nh
]
]
Đ CAERN (công ty cấp thoát nớc địa phơng) có thể
thu hồi đợc số vốn này trong vòng 30 năm bằng cách
tính thêm trong hoá đơn nớc hàng tháng
40
40% (thay vì
100% đối với ML thoát nớc thông thờng)
Natal, 1983
q Tiền nớc = biểu giá tối thiểu
[giả sử (không đo)
lợng nớc tiêu thụ của mỗi
hộ gia đình là 15 m
3/

tháng ]
= US$ 3.75 (năm 1983)
q
q
Phí
Phí
tho
tho
á
á
t
t
n
n
ớ
ớ
c
c
gi
gi
ả
ả
n
n
l
l
ợ
ợ
c
c (40% tính thêm)

= 0.4
= 0.4
ì
ì
$3.75
$3.75
=
=
US$ 1.50
US$ 1.50
m
m
ỗ
ỗ
i
i
h
h
ộ
ộ
gia
gia
đ
đ
ì
ì
nh
nh
m
m

ộ
ộ
t
t
th
th
á
á
ng
ng (năm 1983)
Chi phí thấp!
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
22
Brasília
Mạng lưới thoát nước giản lược – TP. BMT
3/7/2010
EU ASIA Link Programme. LCST Project.
23
§o¹n nèi cèng
b»ng plastic
VH&BD: vßi phun (water-jet) VH&BD: CCTV