Giáo trình thoát nước dân dụng và công nghiệp - Chương 9 pps

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-1
Chư ơ ng 9. TRẠ M BƠ M NƯ Ớ C THẢ I
(5 tiết: 4LT+1ĐA
IX-1. NHIỆM VỤ VÀ VỊ TRÍ CỦA TBNT
1. Nhiệm vụ của TBNT
Bơm nước từ cống đặt sâu lên cống đặt nông hoặc lên CTXL
- Do đường cống thoát nước phải có độ dốc nhất định nên càng theo chiều dòng
chảy càng xuống sâu. Khi độ sâu đặt cống vượt qua giới hạn cho phép (4󽞹8m tuỳ
theo loại đất) thì phải có trạm bơm nâng mực nước để đưa cống lên cao.
- Ngoài ra trong các công trình xử lý nước thải cũng cần có những trạm bơm:
bơm nước sau bể lắng đợt 1 lên bể lọc sinh học, tháp sinh học, bơm tuần hoàn,
bơm nước công tác của các thiết bị nâng thuỷ lực trong quá trình lắng cát, bơm
bùn hoạt tính, bơm cặn
- TBNT được dùng trong các điều kiện địa hình không cho phép dẫn nước tự
chảy.
2. Lựa chọn vị trí và số lượng TBNT
Các điều kiện ảnh hưởng tới chon vị trí và số lượng trạm:
- Phù hợp quy hoạch MLTN, đảm bảo thực hiện nhiệm vụ đặt ra cho TB
- Địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn
- Thuỷ văn
- Điều kiện vệ sinh (tránh xa nhà và CTCC theo k/cách quy định ở QP)
- Điều kiện kinh tế (giá thành xây dựng và chi phí quản lý TB+MLTN nhỏ).
Thường phải so sánh KT-KT để chon PA tốt nhất.
- Các công trình liên quan trong HTTN hoặc trong TXL.
IX.2. PHÂN LOẠI TRẠM BƠM NƯỚC THẢI
1. Phân loại theo đối tượng nước thải
* TBNT SH
* TB NTSX. Tuỳ theo t/chất của NTSX mà có loại TBNT cho phù hợp
* TB nước mưa
* TB bùn

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-2
- Bơm bùn cát ở bể sơ lắng
- Bơm bùn hoạt tính đã nén lên bể mê tan
- Bơm bùn đã lên men đi xử lý tiếp
- Bơm bùn hoạt tính từ bể lắng thứ cấp lên bể tái sinh hoặc vào bể aeroten
2. Phân loại theo phạm vụ phục vụ
* TB chính: bơm phần lớn hay toàn bộ NT thành phố đến TXL
* TB khu vực: bơm NT của khu vực địa hình thấp lên một ống góp cao hơn
* TB cục bộ: đưa NT của 1 đ/vị (BV, TH, XN, TK ) đổ ra mạng TN th/phố.
3. Phân loại theo lưu lượng
* TB nhỏ: Q<1.000 m
3
/ngđ
* TB vừa: Q=1000󽞹50.000 -
* TB lớn: Q>50.000 -
4. Theo vị trí tương đối giữa bể chứa và gian máy bơm
* Loại riêng biệt (Bể chứa và gian máy riêng biệt)
* Loại kết hợp (Bể chứa và gian máy chung trong 1 nhà)
5. Theo độ sâu của móng so với mặt đất
* Trạm đặt nông (độ sâu móng < 4m)
* Trạm đặt sâu (đô sâu móng > 4m)
* Trạm kiểu giếng (độ sâu đặt móng >8m)
6. Theo các tiêu chuẩn phân loại khác
* Theo độ cao đặt máy, có trạm đặt nổi và trạm đặt chìm
* Theo mặt bằng, có trạm mặt bằng tròn, chữ nhật, vuông
* Theo loại máy bơm, có trục ngang, trục đứng (li tâm, hướng trục, hướng chéo).
* Theo hình thức điều khiển TB, có điều khiển thủ công, bán tự động, tự động,
điều khiển tại chỗ, điều khiển từ xa,
* Theo phương pháp xây dựng có:

- TB BTCT tại chỗ
- TB lắp ghép dùng kết cấu BTCT đúc sẵn
- TB thi công đánh tụt
*
Kết cấu TB cần đảm bảo các điều kiện sau:
- Ổn định (chịu lực, đẩy nổi, lật, trượt, lún)
- Chống thấm tốt
- Dễ quản lý, dễ thau rửa nạo vét
- Kinh tế
- Vệ sinh (cần kín, cách công trình khác một khoảng cách tối thiểu nhất định)
-
*****(1)
Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-3
IX.3. CÁC LOẠI MÁY BƠM NƯỚC THẢI
Bơm ly tâm, hướng trục, hướng chéo (1 cấp, nhiều cấp, 1 cửa nước vào, 2 cửa
nước vào, trục đứng, trục ngang, bơm chìm)
IX.4. BỂ CHỨA CỦA TRẠM BƠM THOÁT NƯỚC
1. Lưu lượng bơm và dung tích bể chứa
Nhiệm vụ của bể chứa:
- Điều hoà lưu lượng: Lưu lượng NT tới TB luôn luôn dao động ở các giờ trong
ngày. Để làm cho lưu lượng của TB điều hoà hơn cần có bể chứa.
- Đảm bảo cho máy bơm làm việc ổn định: độ ngập miệng ống hút, tránh rung
động, tránh mực nước hạ đột ngột khi đóng mở máy.
Cần xác định thể tích bể chứa W
bc
.
So sánh 2 trường hợp:
W
bc

󽞮󽞯Q
b
󽞰, G
bc
󽞮, G
bơm
󽞰, TB đ/hoà, cặn bẩn dễ lắng, phân huỷ, lưu lâu.
W
bc
󽞰󽞯Q
b
󽞮, G
bc
󽞰, G
bơm
󽞮, TB không điều hoà.
Vậy cần chọn thể tích bể chứa hợp lý
Thể tích bể chứa có quan hệ mật thiết với lưu lượng bơm và chế độ bơm.
Chế độ NTSH phụ thuộc vào hệ số không điều hoà
Chế độ NTSX phụ thuộc quá trình công nghệ của XNCN
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90

100
110
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6
Luỹ tích nước thải
%Q
ng
Luỹ tích nước bơm
Q
b
=4,17%Q
ng
Luỹ tích nước bơm
Q
b
=6,25%Q
ng
Luỹ tích nước bơm
Q
b
=2,5%Q
ng
Q
h
(%Q
ng
)
%
giờ
6,85%
19,95%

Đường luỹ tích nước bơm và nước thải
Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-4
- Nếu bơm điều hoà, mỗi giờ 4,17%Q
ng
󽞯 W
bc
= 19,95%Q
ng
- Nếu bơm mỗi giờ 6,25%Q
ng
󽞯 W
bc
= 6,85%Q
ng
- Nếu bơm mỗi giờ 2,50%Q
ng
󽞯 Không bao giờ bơm cạn bể
Để giảm dung tích bể chứa cần lấy chế độ bơm sao cho đường luỹ tích nước bơm
sát với đường luỹ tích nước thải, sao cho:
- Mỗi lần bơm hoạt động không dưới 5'
- Mỗi giờ đóng máy 6 lần (nếu đóng mở tự động)
- Mỗi giờ đóng máy 3 lần (nếu đóng mở thủ công)
Yêu cầu thể tích bể:
- Không nhỏ quá W
min
với
󽟸
󽟸
󽟹

󽟷
󽟨
󽟨
󽟩
󽟧
󽜮󽜾
b
minmin
min
Q
Q
1
n
Q
W
n - Số lần đóng mở máy trong 1 h
Q
min
- Lưu lượng NT giờ tối thiểu
- Không nhỏ lượng nước 1 MB bơm lớn nhất trong 5󽞹10 phút (để tránh
đóng mở nhiều lần)
- Không lớn hơn 50% Q
h.max
để tránh hiện tượng thối rữa, lắng cặn
*****(2)
Ví dụ 1. Xác định dung tích bể chứa khi Q
tb.ng
=10.368 m
3
/h

Hình. Đồ thị dùng để xác định dung tích bể chứa
Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-5
Qua đồ thị:
Khống chế Q
b
=Q
h.max
=6,7%*Q
ng
=6,7%*10.368=694,66 m
3
/h
- Với giờ nước đến bằng 50%Q
h.max
=3,75Q
ng
:
Cho máy bơm đóng ở 3 lần/giờ
W
bc
=0,56%*Q
ng
=0,56%*10368=58,06 m
3
Thời gian mỗi lần nghỉ: 10 ph
Thời gian mỗi lần chạy: 10 ph
- Với giờ nước đến nhỏ nhất bằng 1,55%Q
ng
:

Cho máy bơm đóng ở 3 lần/giờ
W
bc
=0,40%*Q
ng
=0,40%*10368=41,47 m
3
Thời gian mỗi lần nghỉ: 15,4 ph
Thời gian mỗi lần chạy: 4,6 ph
Ví dụ 2. Xác định dung tích bể chứa khi Q
h.max
=300m
3
/h
Hình. Đồ thị dùng để xác định dung tích bể chứa
Chú ý thêm:
- TB càng lớn (>50 kW) , thời gian chạy càng lâu, số lần nghỉ càng ít
- TB lớn thì có thể chọn số máy bơm n󽞴2, khi đó có thể thay đổi chế độ bơm
cho phù hợp với lưu lượng đến nhằm giảm thể tích bể.
- Khu dân cư nhỏ, ban đêm ít nước, TB nhỏ thì có thể nghỉ. Lúc đó dung tích
bể cần đủ để chứa toàn bộ nước trong những giờ nghỉ.
- MNLN trong bể bằng cao trình đáy cống dẫn vào
- MNNN cao hơn miệng vào ống hút 0,5 m
- Đáy bể có i=0,1 hướng về rốn bể; chiều sâu rốn bể 0,4󽞹0,8m
- Trong bể cần có ống sục bùn
- Lượng rác qua khe hở của song chắn rác 16󽞹20mm lấy khoảng 6l/ng/năm.
Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-6
*****(3)
2. Kết cấu và trang bị trong bể chứa

Có các loại:
- Loại kết hợp với nhà bơm
- Loại riêng biệt với nhà bơm
- Nếu dùng MB chìm thì MB có thể đặt ngay trong bể chứa kết cấu trạm
đơn giản, không cần làm khô.
- Nếu dùng máy có động cơ khô, phải có gian bơm riêng.
- Đáy bể làm dốc và có hố thu để gom cặn
- Thiết bị sục cặn
- Song chắn rác cơ giới và song chắn rác thủ công
- Nếu lưu lượng rác lớn (>0,1 m
3
/ngđ) thì có máy nghiền rác. Sau khi
nghiền đổ trước song chắn rác
IX.5. THIẾT KẾ ỐNG DẪN. TÍNH CỘT NƯỚC BƠM
VÀ CHỌN MÁY BƠM
1. Thiết kế ống hút
- Thường mỗi máy 1 ống hút
- Thường bố trí thẳng hàng
- v=0,7󽞹1,0 m/s
2. Thiết kế ống đẩy
- Có thể riêng hoặc ghép song song
- Số ống đẩy 󽞴 2
- v=1,0󽞹2,5 m/s
3. Tính cột nước bơm
H
b
= H
đh
+ h
h

+ h
đ
+ h
0
H
đh
= Z
đ
󽜮 Z
b
H
b
- Cột nước bơm
H
đh
- Cột nước địa hình
Z
đ
- CT MN bể xả (nếu miệng xả ngập) hoặc CT tâm ống đẩy (nếu cao hơn)
Z
b
- CT MN thấp nhất trong bể chứa
h
h
- Tổn thất thuỷ lực trong ống hút
h
đ
- Tổn thất thuỷ lực trong ống đẩy
h
0

- Cột nước tự do tại cửa ra của ống đẩy (lấy bằng 1 m)
Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-7
4. Chọn máy bơm
- Có Q
b
, H
b
tiến hành chọn máy
- Máy chon phải phù hợp với tính chất của NT
- Cách chọn và yêu cầu chọn MB và ĐC tương tự như cho TB nông nghiệp và
TB cấp nước.
- Thường chọn thêm 1 máy dự trữ.
*****(4)
IX-6. MỘT SỐ DẠNG KẾT CẤU TRẠM BƠM NƯỚC THẢI
Các nguyên lý tính toán xác định cao trình, kích thước, cấu tạo các bộ phận của
nhà máy tương tự như trong môn học Máy bơm và trạm bơm (cho nông nghiêp)
Dưới đây giới thiệu một số dạng kết cấu nhà máy bơm
Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-8
Trạm bơm nước thải với máy bơm trục ngang
1. Máy bơm 2. Động cơ 3. Song chắn rác máy
4. Máy nghiền rác 5. Song chắn rác thủ công 6, 7. Tấm chắn
Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-9
Trạm bơm nước thải với máy bơm trục đứng
1. Máy bơm 2. Động cơ 3. Song chắn rác máy
4. Máy nghiền rác 5. Song chắn rác thủ công 6, 7. Tấm chắn
Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-10

Trạm bơm nước thải với máy bơm chìm
1. Máy bơm 2. Động cơ 3. Song chắn rác máy
4. Máy nghiền rác 5. Song chắn rác thủ công 6, 7. Tấm chắn
Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 9
9-11
*****(5)
IX-6. CÁC VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU THÊM:
1. Xả sự cố cho trạm bơm
2. Đặc điểm bố trí máy bơm và đường ống
a. Bố trí máy bơm
b. Bố trí ống đẩy và thiết bị đo lường
Có các đồng hồ để: kiểm tra độ chân không cửa vào, áp suất tại cửa ra, lưu
lượng
3. Trạm bơm công suất nhỏ
4. Trạm bơm cánh xoắn
5. Tự động hoá trạm bơm