Bài tập lớn Thiết kế hệ thống thoát nước thải

GVHD: Th.s.Nguyễn Lan Phương

Bài tập lớn

BÀI TẬP LỚN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THẢI
1. Các số liệu cơ bản
 Các số liệu về dân số, diện tích đất, tiêu chuẩn thải nước và các số liệu liên quan
khác.
 Dân số toàn khu đô thị tính đến năm 2030: 54325 người.
 Diện tích đất toàn khu đô thị: 509 ha.
Diện tích đất ở: 370.6 ha.
 Tiêu chuẩn thải nước=80% Tiêu chuẩn cấp= 144 l/người.ngđ.
 Mật độ dân số: 147 người/ha.
2. Xác định lưu lượng NTSH tính toán của khu đô thị
Mạng lưới thoát nước và các bộ phận của mạng lưới được tính toán theo lưu
lượng giây lớn nhất được gọi là lưu lượng tính toán của nước thải.
tb
2.1. Lưu lượng NTSH trung bình ngày Qng
(m3/ngđ)

Công thức:
tb

Q

ng

=

N  qo

(m3/ngđ.)
1000

Trong đó:
N: Dân số tính toán (người)
qo: Tiêu chuẩn thải nước, q0 =144 (l/người.ngđ)
Năm 2025: N = 54325 người
tb

Q

=
ng

54325144
= 7822.8 (m3/ngđ.)
1000

2.2. Lưu lượng trung bình giờ Q tbh (m3/h)

Công thức:

tb
Qng
7822.8
Q =
=
= 326 (m3/h.)
24
24

tb
h

2.3. Lưu lượng trung bình giây Q tbS (l/s)
Công thức:

Q tbS =

Qhtb
1000= 90.6 ( l/s)
3600

SVTH: Hồ Thị Nguyệt – 06MT

Trang 1


GVHD: Th.s.Nguyễn Lan Phương

Bài tập lớn

Từ lưu lượng trung bình giây tra bảng 2 – [1] và bằng phương pháp nội suy ta có
hệ số không điều hoà Kch như sau: Kch= 1,62
2.4. Lưu lượng giây lớn nhất:

max

Q

s

Công thức:
max

Q

s

=

tb

Q

s

 Kch

Trong đó:
max

Q

s

tb

Q

s

: Lưu lượng nước thải giây lớn nhất

: Lưu lượng nước thải giây trung bình

Kch : Hệ số không điều hoà
m ax

=> Qs

= 90.6 ×1.62 = 146.8 (l/s) = 0.1468 m3/s.

3. Xác định lưu lượng tập trung
3.1. Bệnh viện
- Số bệnh viện: 1
- Tổng số bệnh viện: 2
- Tổng số giường bệnh trong bệnh viện : 700 (giường).
- Tổng số giường trong mỗi bệnh viện: 350 (giường)
- Tiêu chuẩn thải nước

: 300 (l/giường.ngđ) [2]

- Hệ số không điều hoà giờ

: Kh = 2.5. (Do bệnh viện thải nước điều hòa vì đã có

trạm xử lý riêng).
- Số giờ thải nước

: 24 (h/ngày).

+ Lưu lượng trung bình ngày:
tb
=
Qng

B  qo
(m3/ngđ.)
1000

Trong đó:
B : Số giường trong bệnh viện, B = 350 người
qo :Tiêu chuẩn thải của mỗi bệnh nhân, qo = 300 ( l/người.ngđ.)
350  300
tb
 105 ( m3/ngđ.)
=
Qng
1000
+ Lưu lượng trung bình giờ:

SVTH: Hồ Thị Nguyệt – 06MT

Trang 2


GVHD: Th.s.Nguyễn Lan Phương

Bài tập lớn
tb

Qng
105

 4.375( m3/h ).
Q =
24 24
tb
h

+ Lưu lượng max giờ:
Qhm ax = Qhtb  Kh = 4.375  2.5 = 10.94 ( m3/h ).

+ Lưu lượng giây max:
Q

m ax
s

Qhmax 10.94
=

 3.04 ( l/s ).
3.6
3.6

3.2. Trường học
Chia trường học ra làm 4 nhóm:
1) Các trường mầm non
- Tổng số trường

:5

- Tổng số học sinh

: 3120

- Số học sinh của mỗi trường: 624
- Tiêu chuẩn thải nước

: 20 (l/người.ngđ) [2].

- Hệ số không điều hoà giờ : Kh = 1.8.
- Số giờ thải nước

: 12 (h/ngày).

+ Lưu lượng trung bình ngày:

h  qo 624 20
 12.48 ( m3/ngày ).

1000
1000
+ Lưu lượng trung bình giờ:
tb
=
Qng

tb
h

Q

tb
Qng
12.48

 1.04 (m3/h).
=
12
12

+ Lưu lượng max giờ:
Qhtb = Qhtb  Kh = 1.04  1.8 = 1.87 (m3/h).

Đối với trường học Kh = 1.8.
+ Lưu lượng giây max:
Qsm ax =

Qhmax 1.87

 0.52 (l/s).
3.6
3.6

2) Trường tiểu học
- Tổng số trường

:3

- Tổng số học sinh

: 5400

- Số học sinh của mỗi trường: 1800
- Tiêu chuẩn thải nước

: 20 (l/người.ngđ) [2].

- Hệ số không điều hoà giờ : Kh = 1.8.
SVTH: Hồ Thị Nguyệt – 06MT

Trang 3


GVHD: Th.s.Nguyễn Lan Phương

Bài tập lớn

- Số giờ thải nước

: 12 ( h/ngày ).

+ Lưu lượng trung bình ngày:

h  q0 1800 20

 36 ( m3/ngày )
1000
1000

+ Lưu lượng trung bình giờ:
tb
Qng


Qhtb 

tb
Qng
36

 3 ( m3/h )
12 12

+ Lưu lượng max giờ:
Qhmax  Qhtb  Kh = 3  1.8 = 5.4 ( m3/h

+ Lưu lượng giây max:
Qsmax 

Qhmax 5.4

 1.5 ( l/s )
3.6 3.6

3) Trường trung học cơ sở
- Tổng số trường

:2

- Số học sinh của mỗi trường: 2320
- Tổng số học sinh

: 4640

- Tiêu chuẩn thải nước

: 20 (l/người.ngđ) [2].

- Hệ số không điều hoà giờ : Kh = 1.8.
- Số giờ thải nước

: 12 ( h/ngày ).

+ Lưu lượng trung bình ngày:
tb
Qng


h  q0 2320 20

 46.4 ( m3/ngày
1000
1000

+ Lưu lượng trung bình giờ:
tb
Qng
46.4
Q 


 3.87 ( m3/h )
12
12
tb
h

+ Lưu lượng max giờ:
Qhmax  Qhtb  Kh = 3.87  1.8 = 6.97 ( m3/h )

+ Lưu lượng giây max:
max
s

Q

Qhmax 6.97


 1.94 ( l/s )
3.6
3.6

4) Trường trung học phổ thông
- Tổng số trường

:1

- Tổng số học sinh

: 2650

- Tiêu chuẩn thải nước

: 20 ( l/người.ngđ ) [2].

- Hệ số không điều hoà giờ

: Kh = 1.8.

SVTH: Hồ Thị Nguyệt – 06MT

Trang 4


GVHD: Th.s.Nguyễn Lan Phương

Bài tập lớn

- Số giờ thải nước

: 12 ( h/ngày ).

+ Lưu lượng trung bình ngày:

h  q0 2650 20

 53 ( m3/ngày )
1000
1000

+ Lưu lượng trung bình giờ:
tb
Qng


Qhtb 

tb
Qng
53
  4.42 ( m3/h )
12 12

+ Lưu lượng max giờ:
Qhmax  Qhtb  Kh = 4.42  1.8 = 7.96 ( m3/h )

+ Lưu lượng giây max:
Qsmax 

Qhmax 7.96

 2.21( l/s )
3.6
3.6

3.3.

Chợ

- Diện tích : 1.64 ha

- Tổng hộ kinh doanh: 1066
- Tiêu chuẩn thải nước: qo=30 (l/người/ngđ).
- Đối với chợ Kh=1.
- Số giờ hoạt động của chợ là 12 giờ.
- Lưu lượng trung bình ngày:
Qtbngđ =

N  qth 1066 30
=
= 31.98 (m3/ngày).
1000
1000

- Lưu lượng trung bình giờ:
31.98
Q tb ngd
Q h=
=
= 2.665 (m3/h).
12
12
tb

- Lưu lượng max giờ:
Qmaxh=Qtbh  Kh = 2.665 x 1=2.665 (m3/h).
- Lưu lượng giây max:

SVTH: Hồ Thị Nguyệt – 06MT

Trang 5

GVHD: Th.s.Nguyễn Lan Phương

Bài tập lớn

qmaxs=

2.665
Qmaxh
=
=0.74 (l/s).
3.6
3.6

3.4. Khách sạn
-

Số khách sạn

:2

-

Tổng số người

: 580 người.

-

Số người mỗi khách sạn

: 290

-

Tiêu chuẩn thải

: 300 l/người.ngđ.

-

Số giờ thải nước

: 24 (h/ngày).

-

Hệ số không điều hoà giờ: Kh = 2.5.

+ Lưu lượng trung bình ngày:
tb
=
Qng

N  qo
(m3/ngđ.)
1000

Trong đó:

N : Số người, N = 290 người
qo :Tiêu chuẩn thải của mỗi người, qo = 300 ( l/người.ngđ.)
tb
=
Qng

290  300
 87 ( m3/ngđ.)
1000

+ Lưu lượng trung bình giờ:
tb
Qng
87

 3.625( m3/h ).
Q =
24 24
tb
h

+ Lưu lượng max giờ:
Qhm ax = Qhtb  Kh = 3.625  2.5 = 9.063 ( m3/h ).

+ Lưu lượng giây max:
Qsm ax =

Qhmax 18.13

 5.04 ( l/s ).

3.6
3.6

3.5. Nước thải công nghiệp
Do trong quy hoạch của khu Bắc Tây Ninh xây dựng tập trung riêng biệt các
khu công nghiệp, khu du lịch thương mại, khu đô thị nên trong phạm vi Khu đô thị
Bắc Tây Ninh không có các nhà máy công nghiệp. Việc giải quyết vần đề nước thải ở
đây chỉ nhằm xử lý nước thải sinh hoạt.
4. Lựa chọn hệ thống thoát nước thải sinh hoạt

SVTH: Hồ Thị Nguyệt – 06MT

Trang 6


GVHD: Th.s.Nguyễn Lan Phương

Bài tập lớn

Tuỳ thuộc vào mục đích yêu cầu tận dụng nguồn nước thải của thành phố, thị xã,
thị trấn, do nhu cầu kỹ thuật vệ sinh và việc xả các loại nước thải vào mạng lưới thoát
nước mà người ta phân loại các loại hệ thống thoát nước: hệ thống thoát nước chung,
hệ thống thoát nước riêng, hệ thống thoát nước riêng một nửa và hệ thống thoát nước
hỗn hợp.
Với khu đô thị này thì lựa chọn hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn cho Khu dân
cư là phù hợp nhất.
5. Vạch tuyến mạng lưới thoát nước
Khu đô thị Bắc Hiệp Ninh thị xã Tây Ninh có địa hình tương đối bằng phẳng, nên
chọn vạch tuyến theo hình khối nổi. Tuy nhiên, diện tích các ô phố rất nhỏ, nên lựa
chọn vạch tuyến theo sơ đồ chia đôi ô phố .

6. Tính toán mạng lưới thoát nước thải
6.1. Xác định lưu lượng riêng.

qr 

n  q0
( l/s.ha)
86400

Trong đó:
n: Mật độ dân số (ng/ha).
q0: Tiêu chuẩn thải nước của khu dân cư (l/ng.ngđ).
qr 

147144
= 0,245( l/s.ha)
86400

Ghi chú: Kết quả tính toán lưu lượng xem phụ lục 1.
2.3. Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước sinh hoạt.( tra thủy lực nước thải
sinh hoạt theo « các bảng tính toán thủy lực cống và mương thoát nước- Nhà xuất
bản xây dựng Hà Nội-2003 » Tra theo tiết diện hình tròn.
Căn cứ vào các bảng tính toán lưu lượng cho từng đoạn ở trên với nước chảy
đầy cống ta tiến hành tính toán thủy lực để xác định được đường kính cống (d), độ dốc
thủy lực (i), vận tốc dòng chảy (v) sao cho phù hợp các yêu cầu về đường kính nhỏ
nhất, tốc độ chảy tính toán, độ dốc đường ống, độ sâu chôn cống được đặt ra trong quy
phạm [1].

SVTH: Hồ Thị Nguyệt – 06MT

Trang 7


Bài tập lớn

GVHD: Th.s.Nguyễn Lan Phương

+ Chọn độ sâu đặt cống đầu tiên của mạng lưới thoát nước tùy theo từng tuyến
cống mà chọn độ sâu chôn cống.
+ Cốt mặt đất lấy theo cốt mặt đất địa hình (m).
+ Nối cống trong giếng thăm ngang đỉnh cống (m).
+ Cốt đáy cống điểm đầu = cốt mặt đất điểm đầu - độ sâu chôn cống đầu (m).
+ Cốt đáy cống điểm cuối = cốt đáy cống điểm đầu - tổn thất (m).
+ Độ sâu chôn cống điểm cuối = cốt mặt đất điểm cuối - cốt đáy cống điểm cuối (m).
+ Cốt đỉnh cống điểm đầu = cốt đáy cống điểm đầu + chiều cao lớp nước (m).
+ Cốt đỉnh cống điểm cuối = cốt đáy cống điểm cuối + chiều cao lớp nước (m).
+ Cốt đỉnh cống điểm đầu đoạn cống tiếp theo = cốt đỉnh cống điểm cuối của đoạn
cống trước (m).
+ Cốt đáy cống điểm đầu của đoạn cống tiếp theo = cốt đỉnh cống điểm đầu của
đoạn cống tiếp theo - chiều cao lớp nước của đoạn cống tiếp theo (m).
+ Cốt đáy cống điểm cuối của đoạn cống tiếp theo = cốt đáy cống điểm đầu của
đoạn cống tiếp theo - tổn thất của đoạn cống tiếp theo (m).
+ Cốt đỉnh cống điểm cuối của đoạn cống tiếp theo = cốt đáy cống điểm cuối của
đoạn cống tiếp theo + chiều cao lớp nước của đoạn cống tiếp theo (m).
+ Độ sâu chôn cống điểm đầu của đoạn cống tiềp theo = cốt mặt đất điểm đầu của
đoạn cống tiếp theo - cốt đáy cống điểm đầu của đoạn cống tiếp theo (m).
+ Độ sâu chôn cống điểm cuối của đoạn cống tiếp theo = cốt mặt đất điểm cuối của
đoạn cống tiếp theo - cốt đáy cống điểm cuối của đoạn cống tiếp theo (m).
Cứ tính toán như vậy cho đến khi hết chiều dài của tuyến cống.
Ở đây sử dụng cống tròn, vì lượng nước mưa tương đối nhỏ.

Ghi chú: Kết quả tính toán thuỷ lực xem phụ lục 1.

SVTH: Hồ Thị Nguyệt – 06MT

Trang 8


GVHD: Th.s.Nguyễn Lan Phương

Bài tập lớn

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TCVN 7957:2008.
[2] TCXDVN - 1997.

SVTH: Hồ Thị Nguyệt – 06MT

Trang 9