Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Hệ Thống Thoát Nước Thị Xã Triệu Sơn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (320.52 KB, 67 trang )
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Lời nói đầu
Hiện nay, vấn đề bảo vệ môi trờng đang ngày càng đợc quan tâm và đầu
t thích đáng. Do sự phát triển của quá trình đô thị hoá, việc tăng dân số, tăng
nhu cầu dùng (thải) nớc đòi hỏi cấp thiết phải xây dựng các công trình cấp
thoát nớc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật ở tất cả các đô thị và khu công nghiệp.
Trong mỗi đô thị, hệ thống thoát nớc, xử lý nớc thải là một phần cơ sở hạ
tầng rất quan trọng, nhằm đảm bảo vệ sinh môi trờng, tiện nghi sinh hoạt và
điều kiện sản xuất đợc ổn định và phát triển. Hiện tại, ở phần lớn đô thị của nớc ta cha có hệ thống thoát - xử lý nớc thải đảm bảo kỹ thuật. Trong tơng lai
gần đây nhà nớc chắc chắn phải đầu t thoả đáng cho hệ thống này.
Sau thời gian học tập tại khoa Kỹ thuật môi trờng - Đại học Xây dựng,
em đợc đào tạo về chuyên ngành cấp thoát nớc và đợc giao đề tài tốt nghiệp:
"Thiết kế hệ thống thoát nớc thị xã Triệu Sơn".
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô ở trờng, đặc biệt là các thầy,
cô giáo trong bộ môn cấp thoát nớc đã tận tình dạy bảo em trong suốt quá
trình học tập của em ở trờng.
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
1
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Mục lục
Chơng I: Giới thiệu điều kiện tự nhiên và xã hội thị xã Triệu Sơn
1.1. Các điều kiện tự nhiên xã hội
1.1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm khí hậu
1.1.2. Đặc điểm thuỷ văn
1.2. Quy hoạch phát triển Thị xã đến năm 2025
1.2.1. Quy mô dân số
1.2.2. Các khu công nghiệp
1.2.3. Các công trình công cộng
1.3. Phơng hớng xây dựng hệ thống thoát nớc
Chơng 2: Thiết kế mạng lới thoát nớc
2.1. Số liệu thiết kế
2.2. Xác định lu lợng tính toán
2.2.1. Lu lợng tính toán các khu dân c
2.2.2. Lu lợng tính toán các công trình công cộng
2.3. Lu lợng nớc thải công nghiệp
2.3.1. Lu lợng nớc thải sinh hoạt của công nhân trong các khu công nghiệp
2.3.2. Lu lợng nớc thải tắm của công nhân
2.3.3. Nớc thải sản xuất
Chơng 3: Vạch tuyến mạng lới thoát nớc và tính toán thuỷ
lực các tuyến cống.
3.1. Vạch tuyến mạng lới thoát nớc
3.1.1. Mạng lới thoát nớc ma
3.1.2. Mạng lới thoát nớc sinh hoạt và sản xuất
3.2. Tính toán thuỷ lực các tuyến công
3.2.1. Mạng lới thoát nớc sinh hoạt, sản xuất
3.2.2. Mạng lới thoát nớc ma
3.3. Tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên.
Chơng 4: Khái toán kinh tế mạng lới thoát nớc
4.1. Phơng án 1:
4.1.1. Chi phí xây dựng mạng lới
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
2
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
4.1.2. Chi phí quản lý hàng năm
4.2. Phơng án 2
4.2.1. Chi phí xây dựng mạng lới
4.2.2. Chi phí quản lý hàng năm
4.3. Lựa chọn phơng án
Chơng 5: Các số liệu tính toán trạm xử lý
5.1. Lu lợng tính toán
5.2. Số liệu tính toán nớc thải sinh hoạt
5.3. Số liệu tính toán nớc thải công nghiệp
5.4. Nguồn tiếp nhận nớc thải
5.5. Đặc điểm khu vực xây dựng trạm xử lý
5.6. Nồng độ chất bẩn
5.6.1. Nồng độ chất bẩn trong nớc thải sinh hoạt
5.6.2. Nồng độ chất bẩn trong nớc thải công nghiệp
5.6.3. Nồng độ chất bẩn trong hỗn hợp nớc thải
5.6.4. Dân số tính toán
5.7. Mức độ cần thiết làm sạch
5.7.1. Khả năng xáo trộn, pha loãng của nớc nguồn
5.7.2. Mức độ cần thiết làm sạch tính theo chất lơ lửng
5.7.3. Mức độ cần thiết làm sạch tính theo BOD20
5.7.4. Mức độ cần thiết làm sạch tính theo ôxy hoà tan (DO)
Chơng 6: Lựa chọn công nghệ và tính toán các công trình xử
lý nớc thải
6.1. Lựa chọn dây truyền công nghệ xử lý nớc thải
6.2. Tính toán các công trình trong trạm xử lý nớc thải
6.2.1. Tính toán các công trình trong trạm xử lý phơng án 1
6.2.1.1. Ngăn tiếp nhận
6.2.1.2. Song chắn rác
6.2.1.3. Bể lắng cát ngang
6.2.1.4. Sân phơi cát
6.2.1.5. Bể lắng ngang đợt 1
6.2.1.6. Bể lọc sinh học cao tải
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
3
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
6.2.1.7. Bể lắng ngang đợt 2
6.2.1.8. Trạm khử trùng'
6.2.1.9. Máng trộn
6.2.1.10. Bể tiếp xúc kiểu lắng ngang
6.2.1.11. Bể mê tan
6.2.1.12. Sân phơi bùn
6.2.2. Tính toán các công trình xử lý theo phơng án 2.
6.2.2.1. Bể Aeroten
6.2.2.2. Bể lắng ngang đợt 2 sau Aeroten
6.2.2.3. Bể nén bùn đứng
6.2.2.4. Bể mê tan
Chơng 7: Khái quát kinh tế trạm xử lý nớc thải
7.1. Phơng án 1
7.1.1. Chi phí xây dựng
7.1.2. Chi phí quản lý hàng năm
7.1.2.1. Chi phí điện cho trạm xử lý
7.1.2.2. Chi phí trả lơng công nhân
7.1.2.3. Chi phí hoá chất
7.1.2.4. Chi phí khấu hao và các chi phí khác
7.2. Phơng án 2
7.2.1. Chi phí xây dựng
7.2.2. Chi phí quản lý hàng năm
7.2.2.1. Chi phí điện cho trạm xử lý
7.2.2.2. Chi phí trả lơng công nhân
7.2.2.3. Chi phí hoá chất
7.2.2.4. Chi phí khấu hao và các chi phí khác
7.3. Đánh giá, lựa chọn phơng án.
Chơng 8: Thiết kế kỹ thuật các công trình của trạm xử lý nớc
thải
8.1. Bể lắng ngang đợt một
8.2. Bể Aeroten
Chơng 9: Thiết kế trạm bơm nớc thải lên trạm xử lý
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
4
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
9.1. Yêu cầu cơ bản khi thiết kế
9.2. Tính toán trạm bơm
9.2.1. Các số liệu thiết kế
9.2.2. Xác định lu lợng máy bơm, thể tích ngăn thu và chế độ bơm
9.2.3. Tính toán cột áp máy bơm
9.2.4. Chọn máy bơm
9.2.5. Xác điểm điểm làm việc, kiểm tra lu lợng, cột áp máy bơm
9.2.5.1. Dựng đờng đặc tính máy bơm và đờng ống
9.2.5.2. Các điểm làm việc đặc trng của máy bơm
9.2.6. Phơng hớng xây dựng trạm bơm
9.2.7. Các thiết bị phục vụ trạm bơm
9.2.8. Quản lý vận hành trạm bơm
Chơng 10: Thiết kế trạm xử lý nớc thải nhà máy bia An Sơn
10.1. Số lợng thiết kế
10.1.1. Lu lợng tính toán
10.1.2. Nồng độ chất bẩn trong nớc thải nhà máy bia An Sơn
10.2. Phơng án xây dựng hệ thống thoát nớc
10.3. Xác định phơng án xử lý nớc thải nhà máy
10.4. Tính toán các công trình trong dây chuyền công nghệ phơng án 1
10.4.1. Trạm bơm
10.4.2. Bể điều hoà lu lợng
10.4.3. Bể UASB
10.4.4. Bể lắng 2
10.4.5. Trạm khử trùng
10.4.6. Bể tiếp xúc
10.5. Tính toán các công trình trong dây chuyền công nghệ phơng án 2
10.5.1. Bể Aeroten
10.5.2. Bể lắng 2
10.5.3. Hợp khối các công trình
10.6. Lựa chọn phơng án
Phụ lục: Các bảng tính toán và tài liệu tham khảo
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
5
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Chơng 1
Giới thiệu điều kiện tự nhiên
và xã hội thị xã Triệu Sơn
1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm khí hậu
Triệu Sơn nằm trên vùng phía tây Thanh Hoá, phía tây giáp huyện Thọ
Xuân, phía đông nam giáp sông Lý (một nhánh của sông Mã).
Bề mặt địa hình khá bằng phẳng, mặt đờng chiếm 25% đất quy hoạch.
Địa hình dốc về phía đông nam
Đặc điểm khí hậu: - Nhiệt độ trung bình vào mùa hè: 280C
- Nhiệt độ trung bình vào mùa đông: 200C
Hớng gió chủ đạo là hớng đông nam
1.1.2. Đặc điểm thuỷ văn:
Chiều sâu mực nớc ngầm: Về mùa khô 6m
Về mùa ma 4m
Phía đông nam thị xã có sông Lý chảy qua theo hớng từ tây nam xuống
đông bắc. Đoạn chảy qua thị xã rộng 30-70m chiều sâu trung bình vào mùa
lúc: 3-5m; vào mùa hạn: 1,5 - 2m.
Các số liệu đặc trng của sông:
- Lu lợng lớn nhất: 65m3/s
- Lu lợng nhỏ nhất: 25m3/s
- Vận tốc trung bình: 0,4m/s
- Nhiệt độ trung bình của nớc về mùa hè: 240C
- Lợng ô xy hoà tan 6,6mg/l
Đặc điểm địa chất công trình:
- Đất trồng trọt
- Lớp á sét
- Lớp sét
- Lớp sét lẫn sạn kết
- Lớp sỏi sạn kết
(0,1)m
(1-2)m
(2-4)m
(4-10)m
(10-20)m
+ Ma, độ ẩm không khí:
Khu vực thị xã lợng ma chủ yếu tập trung vào tháng 7,8,9,10
- Lợng ma trung bình năm : 2490mm
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
6
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
- Lợng ma lớn nhất năm
- Lợng ma nhỏ nhất năm
- Lợng ma ngày lớn nhất
Bộ môn cấp thoát nớc
: 3300mm
: 1200mm
: 350mm
+ Độ ẩm tơng đối trung bình năm: 82%
+ Độ ẩm tơng đối tháng lớn nhất: 88%
+ Hiện trạng thoát nớc: Hiện nay Triệu Sơn cha có hệ thống thoát nớc. Nớc ma một phần ngấm xuống đất, còn chủ yếu là chảy tràn theo lòng đờng
theo độ dốc tự nhiên đổ ra sông. Nớc thải sinh hoạt từ các gia đình đợc xả ra
các ao, hồ hạc thấm xuống đất nớc thải từ các xí nghiệp địa phơng đều xả
thẳng ra sông không qua xử lý. Toàn thị xã hiện cha có trạm xử lý nớc thải tập
trung. Theo dự án phát triển đến năm 2005 Triệu Sơn sẽ đợc đầu t xây dựng hệ
thống thoát nớc và xử lý nớc thải đồng bộ.
1.2. Qui hoạch phát triển thị xác đến năm 2005
1.2.1. Qui mô dân số
Theo số liệu qui mô dân số của thị xã đến năm 2005 khoảng 125 nghìn
ngời. Mật độ dân số: 300ngời/ha.
1.2.2. Các khu công nghiệp:
Thị xã đợc qui hoạch là vùng công nghiệp trọng điểm phía tây của tỉnh,
toàn thị xã có hai khu công nghiệp lớn, trong đó:
- Khu công nghiệp 1 rộng 70ha
- Khu công nghiệp 2 rộng 25ha
1.2.3. Các công trình công cộng
+ Trờng học:
Thị xã đợc xây dựng 10 trờng học, bình quân mỗi trờng có 1200 học sinh.
+ Bệnh viện:
Thị xã có 2 bệnh viện, mỗi bệnh viện có 600 giờng.
+ Khách sạn:
Thị xã có 2 khách sạn mỗi khách sạn có 200 khách.
1.3. Phơng hớng xây dựng hệ thống thoát nớc:
1.3.1. Mục tiêu:
Xây dựng hệ thống thoát nớc đảm bảo tốt việc vận chuển nhanh toàn bộ
các loại nớc thải và nớc ma ra khỏi khu dân c đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trờng và yêu cầu về mỹ quan với chi phí thấp nhất.
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
7
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Xây dựng trạm xử lý nớc thải tập trung nhằm xử lý nớc thải đến mức độ
cho phép xả vào nguồn.
1.3.2. Phơng hớng:
Trên cơ sở những điều kiện địa hình và qui mô thị xã, chọn hệ thống
thoát nớc riêng, nớc ma đợc xả thẳng ra sông, không qua xử lý. Nớc thải đợc
vận chuyển về trạm xử lý tập trung bằng hệ thống cống ngầm. Trạm xử lý đặt
ở cuối nguồn nớc, cách khu dân c một khoảng đảm bảo khoảng cách ly cần
thiết.
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
8
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Chơng 2
Thiết kế mạng lới thoát nớc
2.1. Số liệu thiết kế
- Bản đồ qui hoạch thị xã đến năm 2005
- Mật độ dân số: 300 ngời/ha
- Tiêu chuẩn thải nớc sinh hoạt: 160l/ngời.ngđ.
- Lu lợng nớc thải công nghiệp
+ Khu công nghiệp 1: 5000m3/ngđ
+ Khu công nghiệp 2: 2000m3/ngđ
- Lu lợng nớc thải từ các công trình công cộng:
+ Tiêu chuẩn thải nớc bệnh viện: 300l/ngời.ngđ
+ Tiêu chuẩn thải nớc trờng học: 20l/ngời.ngđ
+ Tiêu chuẩn thải nớc khách sạn: 250l/ngời.ngđ
2.2. Xác định lu lợng tính toán
2.2.1. Lu lợng nớc thải khu dân c
Lu lợng nớc thải sinh hoạt trung bình, xả ra trong một ngày của thị xã đợc tính theo công thức:
Qtbngđ = (m3/ngđ)
Trong đó:
N: Dân số tính toán
N = 12500 ngời
q0 : Tiêu chuẩn thải nớc
q0 = 160 (l/ngời.ngđ)
Qtbngđ = = 22500 (m3/ngđ)
Lu lợng trung bình giờ
Qhtb = = = 937 (m3/h)
Lu lợng lớn nhất giờ
Qhmax = K . Qhtb = 1,35 . 937 = 1265 (m3/h)
Lu lợng lớn nhất giây
Qsmã = =
= 351,3 (l/s)
2.2.2. Lu lợng nớc thải từ các công trình công cộng
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
9
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
+ Nớc thải bệnh viện
Lu lợng nớc thải đợc tính theo công thức
Qtbngđ = (m3/ngđ)
Trong đó: BG: Là số giờng bệnh, GB = 600 giờng
qbv : Là tiêu chuẩn thải nớc
qbv = 300 (l/GB.ngđ)
Qtbngđ = = 180 (m3/ngđ)
Lu lợng trung bình giờ
Qhtb = = = 7,5 (m3/h)
Lu lợng lớn nhất giờ
Qhmax = K . Qhtb = 2,5 . 7,5 = 18,7 (m3/h)
Lu lợng lớn nhất giây
Qsmax = = = 5,21 (l/s)
+ Nớc thải từ trờng học
Theo số liệu thiết kế Triệu Sơn đợc xây dựng 10 trờng học, mỗi trờng có
1200 học sinh. Tiêu chuẩn nớc thải q0 = 20 (l/hsngđ).
+ Lu lợng nớc thải trung bình ngày của mỗi trờng
Qtbngđ =
= = 24 (m3/ngđ)
+ Lu lợng nớc thải trung bình giờ (trờng học hoạt động 12 giờ mỗi ngày)
Qhtb = = = 2 (m3/h)
+ Lu lợng nớc thải lớn nhất giờ
Qhmax = K . Qhtb = 1,8 . 2 = 3,6 (m3/h)
+ Lu lợng nớc thải lớn nhất giây
Qsmax = = = 1 (l/s)
+ Nớc thải từ khách sạn
Thị xã có hai khách sạn, mỗi khách sạn có 200 giờng, tiêu chuẩn thải nớc
qks = 250 (l/giờng.ngđ)
+ Lu lợng nớc thải trung bình ngày đêm
Qtbngđ = = 50 (m3/ngđ)
+ Lu lợng nớc thải trung bình giờ
Qhtb = = = 2,08 (m3/h)
+ Lu lợng nớc thải lớn nhất giờ
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
10
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Qhmax = K . Qhtb = 2 . 2,08 = 4,16 (m3/h)
+ Lu lợng nớc thải lớn nhất giây
Qsmax = = = 1,32 (l/s)
Bảng 1: Thống kê lu lợng nớc thải từ bệnh viện, trờng học, khách sạn
Công trình
Số chỗ
1 Bệnh viện
2 Bệnh viện
1 Trờng học
10 Trờng học
1 Khách sạn
2 Khách sạn
Tổng cộng
600
1200
1200
12000
200
400
15600
Số giờ
hoạt
động
24
24
12
12
24
24
Q0
L/ngđ
Hệ số
Qtbngđ
m3/ngđ
Qhtb
(m3/h)
Qhmax(m3/h)
qsmax(l/s)
300
300
20
20
250
250
2,5
2,5
1,8
1,8
2
2
180
360
24
240
50
100
954
7,5
15
2
20
2,08
4,16
79
18,75
37,5
3,6
36
4,16
8,32
240
5,21
10,42
1
10
1,32
2,64
188
2.3. Nớc thải công nghiệp
2.3.1. Lu lợng nớc thải sinh hoạt của công nhân trong các ca sản xuất
+ Lu lợng nớc thải trung bình ngày
Qtbngđ = (m3/ngđ)
+ Lu lợng nớc thải lớn nhất giờ
Qhmax = (m3/h)
Trong đó:
N1 , N2 : Số công nhân làm việc trong các ca ở phân xởng bình thờng và
phân xởng nóng.
N3, N4: Số công nhân làm việc đông nhất trong các ca ở phân xởng bình
thờng và phân xởng nóng.
K1 , K2: Hệ số nớc thải không điều hoà của công nhân trong các phân xởng bình thờng và phân xởng nóng.
25, 35: Tiêu chuẩn nớc thải của công nhân trong phân xởng bình thờng
và phân xởng nóng.
T: Số giờ làm việc trong một ca.
Kết quả tính toán đợc thống kê trong bảng thống kê lu lợng nớc thải sinh
hoạt của công nhân (phần phụ lục).
2.3.2. Lu lợng nớc thải tắm của công nhân
+ Lu lợng trung bình ngày đêm
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
11
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Qtbngđ = (m3/ngđ)
Trong đó:
N5, N6 : Số công nhân tơng ứng trong các phân xởng bình thờng và phân
xởng nóng.
40 , 60: Tiêu chuẩn thải nớc tắm (l/ng.ngđ) tơng ứng ở phân xởng bình
thờng và phân xởng nóng.
+ Lu lợng lớn nhất giấy đợc xác định với qui ớc lu lợng nớc thải tắm
trong mỗi ca xả ra trong 45 phút sau giờ làm việc mỗi ca.
Kết quả tính toán đợc thống kê trong bảng thống kê lu lợng nớc thải công
nhân (phần phụ lục).
2.3.3. Nớc thải sản xuất
Nớc thải sản xuất phân bố theo các ca tỷ lệ thuận với số công nhân làm
việc trong ca và xem là điều hoà giữa các giờ trong ca.
Qhsx =
(m3/h)
Trong đó: T là số giờ làm việc trong một ca, T = 8 giờ
Kết quả tính toán đợc ghi ở bảng thống kê lu lợng nớc thải công nghiệp
(phần phụ lục).
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
12
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Chơng 3
Vạch tuyến mạng lới thoát nớc
và tính toán thuỷ lực một số tuyến cống
3.1. Vạch tuyến mạng lới thoát nớc
Trên cơ sở phơng hớng thoát nớc đã xác định, ta đề ra các phơng án vạch
tuyến nh sau:
3.1.1. Mạng lới thoát nớc ma
Do điều kiện địa hình Thị xã kéo dài bên bờ sông mặt đất dốc dần về
phía sông nên ta chọn sơ đồ thẳng góc làm sơ đồ thoát nớc ma các tuyến cống
chính thoát nớc ma đợc vạch vuông góc với sông, toàn Thị xã có 10 tuyến
công chính xả thẳng ra sông, không qua xử lý.
3.1.2. Mạng lới thoát nớc sinh hoạt và sản xuất
* Phơng án 1
Toàn Thị xã đợc chia làm ba lu vực thoát nớc, đặt ba tuyến cống chính
chạy dài song song với bờ sông (gần vuông góc với đờng độ dốc địa hình).
Tuyến thứ nhất đặt dọc theo đờng Lê Lợi, sau đó rẽ sang đờng Lê Lai, tuyến
thứ hai đặt dọc theo đờng Nguyễn Trãi, đổ vào tuyến thứ nhất trên đờng Lê
Lai, tuyến thứ ba đặt dọc theo đờng Bà Triệu. Các tuyến cống đợc tập trung về
trạm bơm nớc thải. Trạm bơm nớc thải đặt ở đầu đờng Bà Triệu, từ đây nớc
thải đợc bơm đến trạm xử lý (bản vẽ số 1).
* Phơng án 2
Mạng lới thoát nớc bao gồm hệ thống các đờng ống đặt song song nhau
cắt ngang thị xã theo các tuyến phố: Tống Duy Tân, Hoàng Hoa Thám... Các
tuyến cống này đổ vào tuyến cống chính đặt trên đờng Bà Triệu rồi chảy về
trạm bơm nớc thaỉ ở đầu đờng bà Triệu. (Bản vẽ số 2)
3.2. Tính toán thuỷ lực các tuyến công
3.2.1. Mạng lới thoát nớc sinh hoạt và sản xuất (nớc bẩn)
* Lu lợng thoát nớc riêng:
q0 = (l/s.ha)
Trong đó:
Qtbngđ : Lu lợng nớc thải trung bình trong một ngày đêm của khu vực dân
c.
Qtbngđ = 22500 (m3/ngđ)
Qcc : Lu lợng nớc thải từ các công trình công cộng trong một ngày đêm
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
13
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Qcc = 954 (m3/ngđ)
F: Diện tích tính toán thoát nớc của Thị xã
F = 410 ha
q0 = = 0,606 (l/s.ha)
* Lu lợng các đoạn cống:
Lu lợng nớc thải tính toán của các đoạn cống đợc tính theo công thức:
Qtt = f . q0 . Kc + Qtập trung
Trong đó:
F: Diện tích lu vực thoát nớc mà tuyến cống đó phục vụ
f = fdd + fcq
fdd : Diện tích thoát nớc dọc đờng của lu vực trực tiếp đổ vào đoạn cống
tính toán.
fcq : Diện tích thoát nớc từ các tuyến cống nhánh đổ vào đoạn cống tính toán.
Kc: Hệ số không điều hoà
Qtập trung: Lu lợng nớc thải tập trung (từ các xí nghiệp, các công trình công
cộng) xả vào đoạn cống tính toán.
Kết quả tính toán ghi ở bảng số 4-7,
3.2.2. Mạng lới thoát nớc ma:
Lu lợng nớc ma tính toán của mỗi đoạn cống đợc xác định theo công
thức:
Q = .q.F
Trong đó:
: Hệ thống dòng chảy phụ thuộc lớp mặt phủ, đối với thị xã Triệu Sơn
lấy = 0,5
q: Cờng độ ma tính toán xác định theo phơng pháp cờng độ ma giới hạn.
q = (l/s.ha)
Với: b, q20, C, n: là các thông số phụ thuộc điều kiện của từng địa phơng.
Với thị xã Triệu Sơn, lấy theo số liệu của Thanh Hoá có:
B = 11,1
n = 0,7003
C = 0,273
q20 = 262,1
P = chu kỳ tràn cống, chọn P = 1 (năm)
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
14
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
T: thời gian ma tính toán.
T = tm + tr + t0
Tm : Thời gian ma tập trung nớc bề mặt
Tr : Thời gian nớc chảy theo rãnh đến giếng thu nớc ma. Sơ bộ chọn
Tm + Tr = 15 phút
T0 : Thời gian nớc chảy trong cống đến tiết diện tính toán, đợc xác định
từ tính toán thuỷ lực các tuyến cống.
F : Diện tích lu vực thoát nớc của đoạn cống tính toán.
Kết quả tính toán lu lợng, thuỷ lực các tuyến công đợc thống kê ở bảng
tính toán lu lợng nớc ma và bảng tính toán thuỷ lực nớc ma (phần phụ lục).
3.3. Tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên
Hđt = hsn + L . il - Zđ + Zc + d
Trong đó:
Hsn : Độ sâu chôn cống thoát nớc sân nhà, với cống bê tông chọn hsn = 0,7 (m)
L. il : Chiều dài, độ dốc của cống thoát nớc sân nhà
Zđ, Zc : Cao trình mặt đất giếng thăm đầu tiên và giếng thăm cuối cùng
của cống thoát nớc sân nhà, chọn Zc - Zd = 0,5m
d : Độ chênh đờng kính giữa cống sân nhà và cống thoát nớc đờng phố.
d = D - d = 0,2m
Hdt = 0,7 + 0,5 + 0,1 + 0,2 = 1,5 (m)
***
Hình 1: Sơ đồ tính toán độ sâu chôn cống ban đầu
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
15
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Chơng 4
Khái toán kinh tế mạng lới thoát nớc
4.1. Phơng án 1:
4.1.1. Chi phí xây dựng mạng lới:
* Phần đờng ống:
Số liệu và kết quả tính toán sơ bộ trình bày ở bảng dới đây (bảng 2)
STT Đờng kính
Vật liệu
Chiều dài
Đơn giá
Thành tiền
(mm)
(m)
(tr.đ)
1
300
Bê tông cốt thép
15240
0,25
3810
3
400
Bê tông cốt thép
9800
0,3
29400
4
500
Bê tông cốt thép
3100
0,35
1085
5
600
Bê tông cốt thép
2280
0,4
912
6
800
Bê tông cốt thép
690
0,7
483
7
900
Bê tông cốt thép
390
0,8
312
8
1000
Bê tông cốt thép
10
0,9
747,0
Tổng cộng
31600
10289
* Phần trạm bơm:
Trên mạng lới xây dựng một trạm bơm nớc thải công suất 500l/s sơ bộ
tính toán giá thành khoảng 500 triệu đồng.
Tổng giá thành xây dựng mạng lới:
V1 = 500 + 9399,5 = 9899,5 (tr.đ)
4.1.2. Chi phí quản lý hàng năm
* Chi phí trả lơng công nhân (G1):
Số công nhân quản lý dự kiến 1 ngời/km đờng ống, mức lơng bình quân
là 500.000đ/cn.tháng cần 32 công nhân.
G1 = 32 x 500.000 x 12 = 192 trđ/năm
* Chi phí sửa chữa nhỏ (Gscsxn) lấy bằng 1%V1:
Gscn = 0,01 x 9482 = 95 (trđ/năm)
* Chi phí sửa chữa lớn (Gscl) lấy bằng 5% V1:
Gscl = 0,05 x 9482 = 474 (trđ/năm)
* Tổng chi phí quản lý mạng lới:
G = G1 + Gscn + Gscl = 192 + 95 + 474 = 753 (trđ/năm)
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
16
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
4.3. Lựa chọn phơng án:
Trên cơ sở thiết kế kỹ thuật hai phơng án, nhận thấy cả hai phơng án đều
đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, do đó việc lựa chọn phơng án đợc căn cứ
vào chỉ tiêu kinh tế.
Phơng án 2 có tổng giá thành vận chuyển nớc thải (xây dựng và quản lý)
thấp hơn.
Từ các phân tích trên đây ta quyết định chọn phơng án 2 làm phơng án
thoát nớc cho Thị xã.
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
17
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Chơng 5
Các số liệu tính toán trạm xử lý
5.1. Lu lợng tính toán
- Lu lợng trung bình ngày đêm
: Qtbngđ = 30000 (m3/ngđ)
- Lu lợng trung bình giờ
: Qtbh = 1250 (m3/h)
- Lu lợng trung bình giây : Qtbs = 347 (l/s)
- Lu lợng lớn nhất giờ
: Qmaxh = 1644 (m3/h)
- Lu lợng lớn nhất giây
: Qmaxs = 460 (l/s)
- Lu lợng nhỏ nhất giờ
: Qminh = 546 (m3/h)
- Lu lợng nhỏ nhất giây
: Qmins = 152 (l/s)
5.2. Số liệu nớc thải sinh hoạt:
- Dân số tính toán
125000 ngời
- Tiêu chuẩn thoát nớc
160 (l/ng.ngđ)
- Tiêu chuẩn thải cặn
55 (g/ng.ngđ)
- Tiêu chuẩn tính toán BOD20
35 (g/ng.ngđ)
(theo 20TCN-51-84)
5.3. Nớc thải công nghiệp:
Nớc thải từ các khu công nghiệp xử lý sơ bộ trớc khi xả vào mạng lới
thoát nớc thành phố, lu lợng tính toán: 7426m3/ngđ.
5.4. Nguồn tiếp nhận nớc thải
- Nguồn tiếp nhận nớc thải là sông Lý (nguồn loại II)
- Lu lợng nớc nguồn nhỏ nhất đảm bảo tần suất 95%: 5m3/s
- Mức nớc lớn nhất
: 30m
- Mực nớc trung bình
: 28m
- Mực nớc nhỏ nhất : 26m
- Chiều sâu trung bình
: 2m
- Chiều rộng trung bình : 80m
- Vận tốc trung bình
: 0,2m/s
- Khoảng cách từ điểm xả nớc thải đến điểm lấy nớc phục vụ sinh hoạt
gần nhất phía hạ lu:
+ Theo lạch sông
+ Theo đờng thẳng
: 2800m
: 2400m
- Tính chất nớc nguồn:
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
18
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
+ pH
+ Hàm lợng cặn lơ lửng
+ Ô xy hoà tan ở 200C
+ BOD20
: 4,8
Bộ môn cấp thoát nớc
: 7,1
: bs = 15 (mg/l)
: Os = 9 (mg/l)
(MG/L)
5.5. Đặc điểm khu vực xây dựng trạm xử lý
- Cao độ mặt đất: 30m
- Mực nớc ngầm: + Mùa khô: 4 - 5m
+ Mùa ma: 5 - 6m
- Cấu tạo địa chất:
+ 0 - 1m
+ 1 - 2m
+ 2 - 4m
+ 4 - 28m
: lớp đất trồng trọt
: lớp á sét
: lớp đất sét
: lớp sét lẫn sạn kết.
Trạm xử lý đặt ở góc phía nam Thị xã, khoảng cách đến khu dân c gần
nhất: 600m
5.6. Nồng độ chất bẩn
5.6.1. Nồng độ chất bẩn của nớc thải sinh hoạt:
Hàm lợng chất lơ lửng:
Csh = (mg/l)
a1 : Tiêu chuẩn thải chất lơ lửng trong nớc thải đã lắng a1 = 55
(mg/ng.ngđ)
q0: Tiêu chuẩn thoát nớc của khu dân c q0 = 160 (l/ng.ngđ)
Csh = = 305 (mg/l)
- Hàm lợng BOD20:
L = x 1000
L0: Tiêu chuẩn thải BOD20 đối với nớc thải đã lắng, BOD20 = 35
(g/ng.ngđ)
L = 1000 = 200 (mg/l)
5.6.2. Nồng độ chất bẩn trong nớc thải công nghiệp:
Nớc thải công nghiệp trong các khu công nghiệp đợc xử lý sơ bộ đạt tiêu
chuẩn xử lý loại C trơcs khi đổ vào mạng lới thoát nớc thải.
Các thông số giới hạn nồng độ chất ô nhiễm tính toán chủ yếu của nớc
thải công nghiệp nh sau: (TCVN. 5945-1995)
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
19
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
BOD20 = 100 (mg/l) Nhiệt độ: t = 450C
COD = 400 (mg/l)
Asen = 0,5 (mg/l)
Cadimi = 0,5 (mg/l) Chì = 1 (mg/l)
Crom = 0,5 (mg/l)
Bộ môn cấp thoát nớc
pH = 5-9
Chất rắn lơ lửng = 200 (mg/l)
Clo d = 2 (mg/l)
5.6.3. Nồng độ chất bẩn trong hỗn hợp nớc thải
- Nồng độ chất lơ lửng:
Chh = =
= 278,5 (mg/l)
- Nồng độ BOD20:
Lhh = = = 153 (mg/l)
5.6.4. Dân số tính toán:
- Dân số tính toán theo chất lơ lửng:
Nthị trờngss = N + = 125000 + = 152000 (ng)
- Dân số tính toán theo BOD20:
NttBOD20 = N + = 125000 + = 156000 (ng)
5.7. Mức độ cần thiết làm sạch
5.7.1. Khả năng xáo trộn và pha loãng:
- Hệ số xáo trộn a đợc tính theo công thức:
a=
1 e .3.
L .e
Q
1 + . e .3.
q
L .e
: Hệ số tính đến các yếu tố thuỷ lực của dòng chảy nớc nguồn và đợc
tính theo công thức:
= . .
E
q
Trong đó:
: Hệ số phụ thuộc vị trí xả, trong trờng hợp này có = 1
E: hệ số khuyến khích tán trong dòng chảy
E=
Vtb : Vận tốc trung bình của dòng chảy, Vtb = 0,2 (m/s)
Htb : Độ sâu trung bình của dòng chảy, Htb = 2 (m)
E = = 0,002
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
20
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
q : Lu lợng trung bình dây của nớc thải: qstb = 347 (l/s) = 0,347 (m3/s)
= 1,17 .1 .
0,002
= 0,0888
0,347
Q : Lu lợng nhỏ nhất của nớc nguồn tại điểm tính toán Q = 5 (m3/s)
a=
1 e 0,888 . 3 . 2800
5
1+
.e 0,0888 .3. 2800
0,347
= 0,878
5.7.2. Mức độ cần thiết làm sạch theo chất lơ lửng:
* Hàm lợng chất lơ lửng cho phép có trong nớc thải khi xả vào nguồn
tính theo công thức:
m = p . ( + 1) + bs
(mg/l)
Trong đó:
P: Lợng cho phép tăng hàm lợng chất lơ lửng của nớc nguồn khi xả nớc
thải vào nguồn. Đối với nguồn loại B: p = 0,75 (mg/l)
b: Hàm lợng chất lơ lửng trong nớc nguồn b = 15 (mg/l)
m = 0,75 . ( + 1) + 15 = 25,238 (mg/l)
Mức độ làm sạch theo chất lơ lửng:
Dc = . 100% = . 100% = 91%
5.7.3. Mức độ làm sạch theo BOD20
* Hàm lợng chất hữu cơ tính theo BOD20 trong nớc thải cho phép khi xả
vào nớc nguồn đợc tính theo công thức:
Lt = . (- Ls) + (mg/l)
Trong đó:
Lcp : Hàm lợng BOD20 cho phép có trong nớc nguồn tại điểm tính toán
sau khi xả nớc thải vào. Với nguồn loại B : Lcp = 6 (mg/l)
K: Hằng số tiêu thụ ôxy ở nhiệt độ tính toán (nhiệt độ trung bình của nớc
nguồn về mùa hè: t = 240C
K = K24 = K20 . 1,047(24-20) = 0,1 . 1,0474 = 0,12
Ls : BOD20 của nớc nguồn, Ls = 4,8 (mg/l)
t : Thời gian nớc chảy từ điểm xả đến điểm tính toán
t=
= = 14000 (s) = 0,162 (ngđ)
Vậy BOD20 cần đạt đợc sau xử lý:
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
21
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Lt = . ( - 4,8) + = 24,93 (mg/l)
Mức độ làm sạch cần thiết tính theo BOD20 : Theo tiêu chuẩn VN lấy
Lt = 20 (mg/l) điều kiện để thải ra nguồn loại B.
D BOS 20 =
L a Lt
153 24,93
. 100% =
.100% = 84%
153
La
5.7.4. Mức độ làm sạch cần thiết theo hàm lợng ôxy hoà tan (DO):
Hàm lợng chất hữu cơ theo BOD20 cho phép có trong nớc thải xả vào nớc
nguồn, để hàm lợng ôxy hoà tan trong nớc nguồn không giảm quá mức độ qui
định cho phép (4mg/l):
Lt = (Os - o,4Ls - 4) + (mg/l)
Os : Hàm lợng ôxy hoà tan trong nớc nguồn, Os = 9 (mg/l)
Ls : BOD20 của nớc nguồn, Ls = 4,8 (mg/l)
Lt = (9- 0,4 . 4,8 - 4) + = 107,4 (mg/l)
Mức độ làm sạch cần thiết tính theo DO:
DDO = . 100% = = 30%
Kết luận:
- Nớc thải trớc khi xả vào nớc nguồn phải xử lý sinh học hoàn toàn trong
điều kiện nhân tạo.
- Các công trình cần thiết cho quá trình xử lý nớc thải đợc thiết kế cụ thể
đảm bảo xử lý nớc thải đến mức độ cần thiết và có hiệu quả kinh tế cao nhất.
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
22
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Chơng 6
Lựa chọn dây chuyền công nghệ và tính toán
các công trình xử lý nớc thải
6.1. Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nớc thải
Căn cứ vào lu lợng tính toán, mức độ làm sạch cần thiết ta nhận thấy với
công suất xử lý Qtbngđ = 30000 m3/ngđ, mức độ làm sạch cần thiết tính theo
BOD20 là 84%, tức là xử lý sinh học hoàn toàn, ta thấy là dùng bể Aeroten
hoặc Biophin cao tải làm công trình xử lý sinh học đều phù hợp. Việc lựa chọn
công trình xử lý căn cứ vào yếu tố kinh tế. Các phơng án dây chuyền công
nghệ đợc trình bày dới đây.
Sơ đồ dây chuyền công nghệ trạm xử lý nớc thải.
Phơng án 1:
1
2
3
8
9
1: Ngăn tiếp nhận
2: Song chắn rác
3: Bể lắng cát ngang
4: Bể lắng ngang đợt 1
5
4
10
5: Bể Biophin cao tải
6: Bể lắng ngang đợt 2
7: Bể tiếp xúc
8: Máy nghiền rác
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
23
6
11
7
12
9: Sân phơi cát
10: Bể mê tan
11: Sân phơi bùn
12. Trạm clo khử trùng
1
2
Trờng Đại học xây dựng -
3
5
4
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Phơng án 2:
1
6
Bộ môn cấp thoát nớc
13
8
9
2
3
10
14
11
5
4
7
12
6
7
11
8
1: Ngăn tiếp nhận
2: Song chắn rác
3: Bể lắng cát ngang
4: Bể lắng ngang đợt 1
5: Bể Aeroten
9
10
12
6: Bể lắng ngang đợt 2
7: Bể tiếp xúc
8: Máy nghiền rác
9: Sân phơi cát
10: Bể mê tan
11: Bẻ nén bùn
12: Sân phơi bùn
13: Trạm khí nén
14: Trạm clo
6.2. Tính toán các công trình trong phạm vi xử lý nớc thải
6.2.1. Tính toán các công trình theo phơng án 1:
6.2.1.1. Ngăn tiếp nhận
Nớc thải đợc dẫn đến trạm xử lý từ trạm bơm nớc thải bằng hai đờng ống
áp lực D400.
Ngăn tiếp nhận là công trình đợc xây dựng cao trong trạm xử lý, đảm bảo
cao độ để nớc thải từ đây có thể tự chảy đến các công trình xử lý tiếp theo.
Kích thớc ngăn tiếp nhận xác định theo lu lợng, bằng cách tra bảng "Kích thớc
ngăn tiếp nhận" ở giáo trình xử lý nớc thải. Từ lu lợng tính toán Qhmax = 1644
(m3/h), tra đợc kích thớc ngăn tiếp nhận nh sau:
- Chiều rộng: A = 2000mm
- Chiều dài: b = 2300mm
- Chiều cao xây dựng: H = 2000mm
- Chiều sâu lớp nớc: H1 = 1600mm
- Khoảng cách tâm hai ống áp lực: l = 1000mm
- Khoảng cách từ đáy ngăn tiếp nhận đến mơng: h = 750mm
- Chiều rộng mơng dẫn sau ngăn tiếp nhận: b = 800mm
- Khoảng cách từ đỉnh mơng đến đỉnh ngăn tiếp nhận: h1 = 900mm
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
24
Trờng Đại học xây dựng -
Khoa Kỹ thuật môi trờng
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn cấp thoát nớc
Hình 2: Sơ đồ ngăn tiếp nhận
6.2.1.2. Song chắn rác:
Nớc thải từ ngăn tiếp cận, đợc dẫn bằng mơng tiết diện chữ nhật đến song
chắn rác, chọn mơng có tiết diện: B x H = 600 x 1000 (mm), độ dốc i = 0,1%.
Tính toán thuỷ lực mơng đợc thực hiện bằng cách tra bảng tính toán thuỷ
lực kết quả tính toán ghi ở bảng dới đây
Thông số tính toán
qstb = 347 (l/s) qsmax = 560 (l/s) qsmin = 152 (l/s)
Chiều rộng B (m)
0,6
0,6
0,6
Độ dốc i%
0,1
0,1
0,1
Vận tốc v (m/s)
0,93
0,99
0,79
Độ dầy h/D
1,02
1,32
0,56
Chiều sâu lớp nớc h (m)
0,65
0,82
0,33
Sơ đồ chắn rác bố trí nh hình vẽ dới đây.
***
Hình 3: Sơ đồ bố trí song chắn rác
Chiều sâu lớp nớc ở song chắn rác lấy bằng chiều sâu trong mơng dẫn
với qsmax = 460 (l/s) sẽ có hmax = 0,82m
Số khe hở của song chắn rác tính theo công thức: n =
Trong đó:
qsmax = 0,46 (m3/s)
k0 = 1,05 - Hệ số kể đến ảnh hởng của hệ thống cào rác.
V0 = 0,99 m/s: Tốc độ nớc chảy qua song chắn.
b = 0,02m: chiều rộng khe hở song chán.
n = = 34 (khe)
- Bề rộng song chắn (Bs) tính toán theo công thức:
Bs = S (n - 1) + b. n
Trong đó:
S: Đờng kính thanh song chắn S = 0,008 (m)
Bs = 0,08 . (34 - 1) + 0,02 . 34 = 0,944 (m)
Kiểm tra tốc độ dòng chảy trớc song chắn ứng với qsmin:
Vmin = = = 0,5 (m/s)
Vmin = 0,5 (m/s) > Vmin cho phép = 0,4 (m/s) thoả mãn yêu cầu
Thầy giáo hớng dẫn: Mai Phạm Dinh
25
