Quy hoạch hệ thống thoát nước cho khu vực phía Đông sông Thương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang; giai đoạn 20202030

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên là: Nguyễn Thu Hường
MSSV: DC00202837
Hiện đang là sinh viên lớp ĐH2CM1 – Khoa Môi trường – Trường Đại học
Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
Với đề tài: “Quy hoạch hệ thống thoát nước cho khu vực phía Đông sông
Thương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang; giai đoạn 2020-2030”. Tôi xin
cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS.
Nguyễn Xuân Lan – Giảng viên khoa Môi trường – Trường đại học Tài nguyên và
Môi trường Hà Nội và ThS. Phạm Vũ Hà – Giảng viên trường Đại học Giao thông
vận tải.
Tôi xin chịu trách nhiệm về sự chính xác và tính trung thực trong thuyết minh
tính toán và thể hiện các bản vẽ kỹ thuật ở đồ án tốt nghiệp này.
Hà Nội, tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thu Hường


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp “Quy hoạch hệ thống thoát nước
cho khu vực phía Đông sông Thương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang;
Giai đoạn 2020 – 2030”, em đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ, những ý kiến
đóng góp và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS. Nguyễn Xuân Lan – Giảng viên
Khoa Môi Trường - Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội và ThS.
Phạm Vũ Hà – Giảng viên trường Đại học Giao thông vận tải. Thầy cô đã tận tình
chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này.

Em cũng xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy giáo, cô giáo tham gia giảng
dạy tại trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội nói chung và các thầy cô
trong Khoa Môi trường nói riêng. Thầy cô đã trang bị cho chúng em những kiến
thức vô cùng quý báu và đã từng bước hướng dẫn chúng em trong quá trình học tập
và nghiên cứu. Nếu không có sự giúp đỡ của các thầy cô thì chắc chắn chúng em sẽ
không có được những kiến thức như ngày hôm nay.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn tạo điều
kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
đồ án tốt nghiệp này.
Hà Nội, ngày 03 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thu Hường


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
1.
2.
3.
4.
5.
6.

TXL: Trạm xử lý
CT: Công thức

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
PA: Phương án
BXD: Bộ xây dựng
BTNMT: Bộ tài nguyên môi trường
DANH MỤC BẢNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC HÌNH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Với vị trí thuận lợi về giao thông, thành phố Bắc Giang cách thủ đô Hà Nội
50 km về phía Bắc, ở vị trí trung lộ trên tuyến giao thông huyết mạch chiến lược
(gồm đường bộ, đường sắt liên vận quốc tế) nối Thủ đô Hà Nội với thành phố Lạng
Sơn và cửa khẩu quốc tế Đồng Đăng. Được xác định là vị trí đầu mối giao thông
cấp liên vùng quan trọng: nằm cận kề vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, có hệ thống
đường bộ gồm các quốc lộ 1A cũ và mới, quốc lộ 31, quốc lộ 37, tỉnh lộ 398, 293,
…; các tuyến đường sắt: Hà Nội – Lạng Sơn, Hà Nội – Kép – Hạ Long, Hà Nội –
Kép – Thái Nguyên chạy qua; có tuyến đường sông nối thành phố với các trung tâm
công nghiệp, thương mại, du lịch lớn như Phả Lại, Côn Sơn – Kiếp Bạc, Yên Tử,
Hải Phòng; Tiếp cận thuận lợi với cảng hàng không quốc tế Nội Bài, cảng nội địa
Gia Lâm, cảng nước sâu Cái lân, cảng Hải Phòng và các cửa khẩu quốc tế trên biên
giới Lạng Sơn.
Về tầm nhìn đến năm 2030: thành phố Bắc Giang trở thành đô thị loại I, là
Trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, xã hội của tỉnh Bắc Giang; là “cửa ngõ kép
hiện đại” của vùng Trung du Miền núi phía Bắc và một số vùng lãnh thổ liên tỉnh
lân cận; một địa bàn có dịch vụ, công nghiệp phát triển, kết cấu hạ tầng phát triển

đồng bộ, đảm bảo tính kết nối.
Với những lợi thế về vị trí địa lý, đường giao thông và tầm nhìn phát triển ta
có thể thấy thành phố Bắc Giang đang rất thu hút các công ty, doanh nghiệp lựa
chọn đầu tư và phát triển. Cùng với đó tốc độ đô thị hóa cũng đang phát triển mạnh.
Tốc độ đô thị hóa phát triển mạnh đồng nghĩa với việc các nhu cầu sống của người
dân tăng lên. Trong đó có việc sử dụng và thải nước.
Nhưng mạng lưới thoát nước hiện tại của thành phố còn chưa hoàn chỉnh, tập
trung tại khu vực nội thị (khu vực phái Đông sông Thương thành phố Bắc Giang).
Việc cải tạo nâng cấp các trạm bơm thoát nước còn gặp nhiều khó khăn, chưa
đồng bộ từ công trình đầu mối và đường dẫn là hệ thống cống.
Hệ thống cống chưa đấu nối đồng bộ về các trạm bơm nước thải, máy móc lạc
hậu xuống cấp. Hệ thống thoát nước xây dựng và cải tạo qua nhiều giai đoạn, do đó
việc đấu nối cao độ đáy cống một cách hợp lý gặp nhiều khó khăn.
Công tác quản lý còn lỏng lẻo.

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nhận thức được mức độ cấp thiết của vấn đề thoát nước cho khu vực phía
Đông sông Thương, thành phố Bắc Giang. Đồng thời nhận thấy những hạn chế, bất
cập trong hệ thống thoát nước của thành phố, vì vậy tôi chọn đề tài:
“Quy hoạch hệ thống thoát nước cho khu vực phía Đông sông Thương,
thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang; Giai đoạn 2020 - 2030”, nhằm góp phần
giải quyết các vấn đề nêu trên.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế được hệ thống thoát nước phù hợp với quy hoạch kinh tế - xã hội của
khu vực phía Đông sông Thương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang; Giai đoạn
2020 – 2030.
3. Tóm tắt các nội dung nghiên cứu

- Khái quát về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội của khu vực phía Đông
-

sông Thương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang; Giai đoạn 2020 – 2030.
Xác định lưu lượng thoát nước toàn khu vực.
Thiết kế mạng lưới thoát nước cho toàn khu vực.
Tính toán thủy lực cho mạng lưới thoát nước.
Thiết kế trạm xử lý nước thải.
Khái toán kinh tế mạng lưới thoát nước và trạm xử lý nước thải để đưa ra

phương án tối ưu.
- Kết luận.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thoát nước khu vực phía Đông sông
Thương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang; Giai đoạn 2020 - 2030.
- Phạm vi nghiên cứu: Nước thải từ các hộ dân, khu công cộng, trường học,
bệnh viện, khu công nghiệp giai đoạn 2020 - 2030.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC PHÍA ĐÔNG SÔNG THƯƠNG,
THÀNH PHỐ BẮC GIANG, TỈNH BẮC GIANG
1
1

Điều kiện tự nhiên
Khí hậu:
Thành phố Bắc Giang thuộc vùng khí hậu Bắc bộ, nhiệt đới gió mùa, thời tiết
mang đặc thù nóng và ẩm, chia làm hai mùa, mùa mưa và mùa khô (thuộc vùng khí
hậu A3 trong quy chuẩn xây dựng Việt Nam-Bộ Xây Dựng).
* Thuận lợi:
- Khá ổn định, ít gió bão, thuận lợi để phát triển kinh tế và đời sống.
+ Đảm bảo lương thực, rau màu và đa dạng về vật nuôi cây trồng

+ Có điều kiện tăng trưởng kinh tế, tạo cơ hội tăng vốn đầu tư.
7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2

Địa hình:
Thành phố có dạng địa hình chuyển tiếp giữa miền đồi núi trung du và đồng
bằng, có sông Thương chảy giữa lòng thành phố, dãy núi thấp Nham Biền nằm ở
ranh giới phía Nam thành phố .
* Thuận lợi:
Đa dạng, phong phú, quỹ đất bằng phẳng, mặt nước dồi dào, thuận lợi để phát
triển xây dựng và sản xuất:
Một số ưu thế vượt trội có tính cạnh tranh với các vùng lân cận như TP.Bắc
Ninh, Lạng Sơn, Quảng Ninh vv...:
- Có thể xây dựng các khu hậu cần và các khu dân cư tập trung: các khu công
nghiệp, kho tàng, hệ thống đào tạo, trang trại. ...
- Quỹ đất lúa nước hai vụ lớn, nhiều tiềm năng để phát triển rau, hoa màu, cây
ăn quả phục vụ cho tại chỗ cho Thành phố và các điểm đô thị lân cận (Hà Nội, Bắc
Ninh)...,
*Hạn chế:
Việc tiêu thoát nước phải sử dụng chế độ tiêu tự chảy kết hợp tiêu động lực
thiếu chủ động, phải đầu tư máy móc, thiệt bị, điện năng và quản lý thêm phức tạp,
hạn chế cảnh quan, môi trường đô thị .

3

Thủy văn :
* Thuận lợi:

-

Sông Thương chảy giữa lòng thành phố, có nguồn nước dồi dào cung cấp
nước cho nông nghiệp, công nghiệp và đời sống, tăng cảnh quan, điều hòa

-

khí hậu cho thành phố.
Diện tích mặt nước ao hồ lớn. Thành phố có đê sông Thương, phòng chống

-

lũ với tần suất: P(2%).
Hệ thống kênh mương thủy lợi khá dày đặc, phục vụ tốt cho tưới, tiêu nông
nghiệp và dân sinh.
* Hạn chế:

-

Mực nước sông chênh lệch lớn giữa hai mùa nên mùa

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Mùa lũ, mực nước trung bình cao nhất thường lớn hơn mực nước trong đê
(cao hơn nền xây dựng của thành phố), phải sử dụng chế độ tiêu thoát động lực
thiếu chủ động, dễ có nguy cơ ngập úng.
-

2
1

Thường xuyên phải đầu tư duy tu bảo dưỡng đê điều, đảm bảo an toàn cho

thành phố.
• Các thông số của sông Thương:
- Lưu lượng nước sông : 46,5 m3/s
- Vận tốc trung bình dòng chảy: v = 0,5 m/s
- Chiều sâu của sông: H = 5,4 m
- Hàm lượng BOD5 của sông = 4,1mg/l
- Hàm lượng oxy hòa tan trong nước sông DO = 7 mg/l
- Hàm lượng các chất lơ lửng trong nước sông CSS = 16 mg/l
- Nhiệt độ trung bình nước sông: 250C
Đặc điểm kinh tế - xã hội
Hiện trạng dân số, lao động

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
a. Hiện trạng dân số
Bảng 1.1: Hiện trạng và dự báo dân số toàn khu vực phía Đông sông Thương, thành
phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang (khu vực nội thành)
(Nguồn: Thuyết minh tóm tắt điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Bắc
Giang – tỉnh Bắc Giang đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050)
Hiện Phương án dự báo
STT

Danh mục

Đơn vị

trạng

tính

năm

2020

2030

2011
Dân số nội thị kể cả thành phần
1

2

dân số khác
Dân số nội thành
người
Tỷ lệ tăng dân số trung bình nội
%
thành
Trong đó:
+ Tỷ lệ tăng tự nhiên TB nội thành
%
+ Tỷ lệ tăng cơ học nội thành
%

+ Tỷ lệ tăng dân số do đô thị hóa từ
%
các xã lân cận
Thành phần dân số khác (sinh viên
nội trú, lực lượng vũ trang, khách
vãng lai…) 5-15% dân số khu vực

người

70.019

124.000 218.900

70.019

118.000 208.900

0,49

5,97

6,55

1,02
-0,53

1,01
1,59

1,00

1,76

3,38

3,80

6.000

10.000

nội thành
b. Hiện trạng lao động
Dân số trong độ tuổi lao động của Thành phố Bắc Giang 84.733 người chiếm
60,5% dân số toàn thành phố. Trong đó, lao động trong các ngành kinh tế 62.560
người chiếm 73,8% người trong độ tuổi lao động
2
-

Đối tượng thoát nước
a) Các hộ dân.
Tổng dân số: 218 900 người
Mật độ dân số: 168 người/ha
b) Bệnh viện:
- 1 bệnh viện đa khoa tỉnh: 550 giường bệnh, là bệnh viện đa khoa cấp II.
- 4 bệnh viện chuyên khoa, các bệnh viện điều dưỡng , y học dân tộc, các
trung tâm y tế, trạm y tế chuyên ngành
10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Tổng số giường bệnh: 1 300 giường.
c) Trường học:
- Tổng số trường học trong khu vực nội thị: 14 trường bao gồm cả trung học
phổ thông, trung học cơ sở và tiểu học.
- Tổng số học sinh: 30 000 học sinh.
d) Công nghiệp:
Bảng 1.2: Hiện trạng nhà máy, khu, cụm công nghiệp thành phố Bắc Giang
ST
T
1
2
3
4
5
6

Khu/ cụm Công nghiệp
Nhà máy đạm Hà Bắc
CCN Xương Giang 1
CCN Dĩnh Kế
CCN Thọ Xương
CCN Xương Giang II
Tiểu cụm công nghiệp Dĩnh

Quy mô

Lĩnh vực sản xuất

(ha)
74

1,1

Hóa chất
Cơ khí, mộc dân dụng, sửa

9,4
6,17

chữa ô tô
Sản xuất cơ khí, sửa chữa ô tô
Sản xuất cơ khí, mộc dân dụng,

12,7

hóa chất, sửa chữa ô tô
Sản xuất cơ khí, mộc dân dụng,

9,8

sửa chữa ô tô.
Sản xuất cơ khí, vật liệu xây

Kế (CCN Dĩnh Kế II)

dựng, thiết bị dạy học, sửa
chữa ô tô...

3
-

Định hướng quy hoạch đến năm 2030:
Năm 2030 thành phố Bắc Giang trở thành đô thị loại I.
Hiện tại ở khu vực phía Đông sông Thương thành phố Bắc Giang đã có trạm xử lý
nước thải đã được cải tạo nâng công suất lên 15000 m 3/ngđ (từ 10000 m3/ngđ) để
phục vụ tới năm 2020. Nhưng tới năm 2030 trạm xử lý không thể đáp ứng được nhu
cầu xử lý nước thải của khu vực. Trạm xử lý sẽ được dùng để hỗ trợ xử lý nước thải
của khu vực phía Tây sông Thương và các vùng lân cận khu vực phía Đông sông

1
2
-

Thương thành phố Bắc Giang.
Tiêu chuẩn thoát nước sinh hoạt
Tiêu chuẩn thoát nước sinh hoạt : 170 lít/ng.ngđ
Tỉ lệ thu gom trong giai đoạn 2020 – 2030 đạt 85%
Tổng diện tích lưu vực thoát nước : 565.70 ha
Tiêu chuẩn thoát nước thải công nghiệp
Tiêu chuẩn thoát nước công nghiệp: 2036 m3/ha.ngđ

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

Trong khu vực phía Đông sông Thương thành phố Bắc Giang: Nước thải từ nhà
máy đạm Hà Bắc sẽ được chuyển về trạm xử lý CN1 riêng với công suất 12 000
m3/ngđ
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

2.1.
-

Tính toán lưu lượng thoát nước, quy mô công suất trạm xử lý
SỐ LIỆU
Dân số khu vực nghiên cứu: 218900 người
Tiêu chuẩn thải nước: 170 l/ng.ngđ
Số học sinh: 30 000 học sinh
Số giường bệnh: 1300 giường
Tỷ lệ thu gom nước thải: 85%
Lưu lượng nước thải sinh hoạt
QSH = = = 37213 (m3/ng.đ) = 0,43 (m3/s)
Trong đó:
2.1.1.

-

N : Số dân thành phố
qo : Tiêu chuẩn thải nước thành phố (l/ng.ngđ)
-

Lưu lượng trung bình giây:
QSHtb = = 430,71 (l/s)
- Theo bảng 2 - 3 hệ số không điều hoà [7_tr23] phụ thuộc lưu lượng nước

thải trung bình ngày ta có hệ số không điều hòa : Kch = 1,28 (nội suy)
2.1.2. Lưu lượng nước thải bệnh viện:

- Tiêu chuẩn cấp nước cho Bệnh Viên: q tc = 250 - 300 (l/giường.ngđ) theo

TCVN 4513/1988  Chọn tiêu chuẩn cấp nước là 300 l/giường.ngđ.
 Lưu lượng nước thải bênh viện:
Qbv = = 331,5 (m3/ngđ)
2.1.3. Lưu lượng nước thải trường học:

- Tiêu chuẩn cấp nước cho Bệnh Viên: qtc = 15 - 20 (l/người.ngđ) theo
TCVN 4513/1988  Chọn tiêu chuẩn cấp nước là 20 l/người.ngđ.
 Lưu lượng nước thải bệnh viện:
Qbv = = 510 (m3/ngđ)
2.1.4. Lưu lượng nước thải từ các tiểu, cụm công nghiệp:

- Tiêu chuẩn thải nước công nghiệp qtc = 20 - 36 (m3/ha.ngđ)
 Chọn tiêu chuẩn thải nước là 36 l/ha.ngđ.

- Tổng diện tích công nghiệp trong khu vực nghiên cứu:
12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
S = 1,1 + 9,4 + 6,17 + 12,7 + 9,8 = 39,17 (ha)
(Trong đó nước thải của nhà máy đạm Hà Bắc sẽ được chuyển về trạm xử lý
nước thải công nghiệp CN1 với công suất 12 000 m3/ngđ)
 Lưu lượng nước thải công nghiệp:
QCN = 39,17 36 = 1410,12 (m3/ngđ)
Bảng 2.1: Hiện trạng nhà máy, khu, cụm công nghiệp thành phố Bắc Giang
ST
T
1
2
3

4
5
6

Khu/ cụm Công nghiệp
Nhà máy đạm Hà Bắc
CCN Xương Giang 1
CCN Dĩnh Kế
CCN Thọ Xương
CCN Xương Giang II
Tiểu cụm công nghiệp Dĩnh
Kế (CCN Dĩnh Kế II)

Quy mô
(ha)
74
1,1
9,4
6,17
12,7
9,8

2.1.5. Lưu lượng nước thải từ hoạt động tưới cây, rửa đường:
Qtcr = 10% = 3721,3 (m3/ngđ)
 Tổng lưu lượng nước thải toàn khu vực nghiên cứu là:
Q = QSH + QBV + QTH + QCN + Qtcr
= 37213 + 331,5 + 510 + 1410,12 + 3721,3
= 43185,92 (m3/ngđ)
 Chọn Q = 43200 (m3/ngđ)
Lưu lượng tính toán trung bình: Qhtb = 500 (l/s)

=> Kmax = 1,50; Kmin = 0,66 [1_Bảng 2]
- Lưu lượng tính toán giờ max:
Qhmax = = 2700 (m3/h) = 0,75 (m3/s)
qsmax = 750 (l/s)
- Lưu lượng tính toán giờ min
Qhmin = = 1188 (m3/h) = 0,33 (m3/s)
qsmin = 330 (l/s)
2.2. Vạch tuyến mạng lưới thoát nước
2.2.1. Đề xuất phương án vạch tuyến thoát nước
a) Phương án 1:
- Đặt trạm xử lý ở khu vực phía Nam thành phố Bắc Giang, sát phía Đông bờ sông
-

Thương, là nơi có cao độ 6,8 m
Đặt 2 tuyến cống chính để thu nước thải, các tuyến ống nhánh vuông góc với tuyến
ống chính. Các tuyến ống đặt dọc theo dọc trục đường của phố.
13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

Nước thải từ các cụm công nghiệp, tiểu cụm công nghiệp, nhà máy được thu theo hệ
thống thu gom trong nhà máy sau đó được xử lý tại chỗ đạt QCVN
40:2011/BTNMT sau đó xả vào hệ thống thoát nước chung của toàn bộ khu vực để
xử lý cùng với nước thải sinh hoạt của khu vực.
b) Phương án 2:
- Đặt trạm xử lý ở khu vực phía Nam thành phố Bắc Giang, sát phía Đông bờ
-

sông Thương, là nơi có cao độ 6,8 m
Đặt 2 tuyến cống chính để thu nước thải, các tuyến ống nhánh vuông góc với

-

tuyến ống chính. Các tuyến ống đặt dọc theo dọc trục đường của phố.
Nước thải từ các cụm công nghiệp, tiểu cụm công nghiệp, nhà máy được thu
theo hệ thống thu gom trong nhà máy sau đó được xử lý tại chỗ đạt QCVN
40:2011/BTNMT sau đó xả vào hệ thống thoát nước chung của toàn bộ khu

vực để xử lý cùng với nước thải sinh hoạt của khu vực.
2.2.2. Tính toán diện tích tiểu khu
- Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 1
2.2.3. Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống
- Xác định lưu lượng đơn vị:
+ Tiêu chuẩn thải nước: q = 170 l/ng.ngđ
q0 = = = 0,33 (l/s.ha)
- Trong đó:
P là mật độ dân cư khu vực P = 168 người/ha
Bảng2.2: Hệ số không điều hòa
Lưu lương
trung bình
Kc

5

15

30

50

100

200

300

500

800

3,
1

2,2

1,8

1,7

1,6

1,4

1,35

1,25

1,2

1250 và
lớn hơn
1,15

Ghi chú: Các giá trị nằm trong khoảng giữa hai giá trị lưu lượng trung bình
ghi trong bảng, xác định theo cách nội suy.
- Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 2
2.2.4. Tính toán thủy lực tuyến cống
- Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 3
2.2.5. Hệ thống giếng thăm nước thải
-

Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 4

2.2.6. Khái toán kinh tế mạng lưới thoát nước
-

Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 5
Từ khái toán kinh tế, ta thấy : cả 2 phương án có giá thành tương đương nhau

nên để xét lựa chọn phương án thực hiện ta xét thêm yếu tố khác
14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Về phương án 1 : Vạch 2 tuyến chính dẫn nước thải về khu xử lý tập trung
có đặc điểm sau :
+ Tuyến A1-TXL : độ dài tuyến 2421 m và 1 bơm
+ Tuyến B1-TXL : độ dài tuyến 3789 m và 1 bơm

- Về phương án 2 : Vạch 2 tuyến chính dẫn nước thải về khu xử lý tập trung
có đặc điểm sau :
+ Tuyến C1-TXL : độ dài tuyến 3452 m và 2 bơm
+ Tuyến D1-TXL : độ dài tuyến 2961 m và 1 bơm
Kết luận : Phương án 1 có tổng chiều dài đường ống 6210 m ngắn hơn so với
phương án 2 là 6431m và tổng số bơm của trên tuyến cống chính của phương án 1
có 2 bơm ít hơn phương án 2 có 3 bơm. Để quản lý thuận lợi và tuân theo nguyên
tắc vạch tuyến thì em lựa chọn phương án 1 để thực hiện.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI
CÔNG SUẤT 43200 M3/NGĐ
3.1.

Tính toán tải lượng ô nhiễm trong một ngày đêm
Hàm lượng chất bẩn trong nước thải công nghiệp được lấy theo cột B Bảng 1
của QCVN 40:2011/BTNMT.
Hàm lượng chất lơ lửng (SS) trong nước thải sinh hoạt:
CshSS = (aSS × N)/Qtbsh = (65 × 218900)/37213 = 382,35 (mg/l)
Trong đó :
+ aSS : Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sinh hoạt tính cho một người
trong ngày đêm theo [1_Bảng 25]. aSS = 65 g/ng.ngđ.
 CSS = (CshSS × Qsh + CcnSS × Qcn)/(Qsh +Qcn)
= (382,35 × 37213 + 100 × 1410,12)/(37213 + 1410,12)
= 372,04 (mg/l)
+ là thông số chỉ hàm lượng chất rắn lơ lửng của nước thải công nghiệp khi
vào hệ thống thoát nước đô thị = 100 (mg/l) [4_Cột B ]
Hàm lượng oxy sinh hóa (BOD) trong nước thải:

15

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CBODsh = (aBOD × N)/Qngtb = (35 × 218900)/ 37213 = 205,88 (mg/l)
Trong đó:
+ aBOD : Hàm lượng BOD của nước thải sinh hoạt tính cho 1 người trong ngày
đêm theo [ 1_ Bảng 25] aBOD = 35 g/ng.ngđ
 CBOD = (CshBOD x Qsh + CcnBOD x Qcn)/(Qsh +Qcn)
= (205,88 x 37213 + 50 x 1410,12)/( 37213 + 1410,12)
= 200,19 (mg/l)
+ là thông số chỉ hàm lượng BOD của nước thải công nghiệp khi vào hệ
thống thoát nước đô thị = 50 mg/l [4_Cột B]
 Hàm lượng Nito trong nước thải:
CNsh = (aN × N)/Qngtb = (8 × 218900)/ 37213 = 47,06 (mg/l)
Trong đó:
+ aN : Hàm lượng N của nước thải sinh hoạt tính cho 1 người trong ngày đêm
theo [1_Bảng 25] AN = 8 g/ng.ngđ
 CN = (CshN x Qsh + CcnN x Qcn)/(Qsh +Qcn)
= (47,06 x 37213 + 40 x 1410,12)/(37213 + 1410,12) = 46,8 (mg/l)
+ là thông số chỉ hàm lượng N của nước thải công nghiệp khi vào hệ thống
thoát nước đô thị = 50 mg/l [ 4_Cột B]
 Hàm lượng Phôtpho trong nước thải:
CPsh = (aP × N)/Qngtb = (3,3 × 218900)/ 37213 = 19,41 (mg/l)
Trong đó:
+ aP : Hàm lượng P của nước thải sinh hoạt tính cho 1 người trong ngày đêm
theo [1_Bảng 25] AP = 3,3 g/ng.ngđ
 CP = (CshP x Qsh + CcnP x Qcn)/(Qsh +Qcn)
= (19,41 x 37213 + 6 x 1410,12)/(37213 + 1410,12) = 18,92 (mg/l)
+ là thông số chỉ hàm lượng N của nước thải công nghiệp khi vào hệ thống
thoát nước đô thị = 6 mg/l [ 4_Cột B]
Bảng 3.1: Bảng so sánh các chỉ tiêu trong nước thải với cột B_QCVN
14:2008/BTNMT

Chỉ tiêu

Nước thải

Cột B1_QCVN
08:2008/BTNMT
16

Vượt quá quy
chuẩn cho phép


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

0

Nhiệt độ ( C)
27
pH
7,2
5-9
SS (mg/l)
372,04
100
BOD (mg/l)
200,19
50
Tổng Nito (mg/l)
46,8
Tổng Photpho

18,92
(mg/l)
Coliform
6200
5000
(MPN/100 ml)
 Cần xử lý SS, BOD và Coliform
 Thông số chỉ tiêu của nguồn tiếp nhận: Sông Thương
- Lưu lượng nước sông : 46,5 m3/s
- Vận tốc trung bình dòng chảy: v = 0,5 m/s
- Chiều sâu của sông: H = 5,4 m
- Hàm lượng BOD5 của sông aBOD5 = 4,1mg/l
- Hàm lượng oxy hòa tan trong nước sông DO = 7 mg/l
- Hàm lượng các chất lơ lửng trong nước sông CSS = 16 mg/l
- Nhiệt độ trung bình nước sông: 250C
3.2. Tính toán mức độ pha loãng
- Xác định hệ số pha loãng a theo công thức:

(lần)
Không vượt
Không vượt
3,72
4
1,24

Trong đó :
+ Qs : Lưu lượng nước sông, Qs = 46,5 m3/s
+ Q : Lưu lượng trung bình giây của nước thải, Q = 0,5 m3/s
+ α : Hệ số kể đến các yếu tố thủy lực trong quá trình pha loãng được tính
theo công thức:

Trong đó :
+ : Hệ số tính đến mức độ uốn lượn của dòng sông
L1 là khoảng cách từ cổng xả đến điểm tính toán theo lạch sông. L1 = 1200m
L2 là khoảng cách từ cổng xả đến điểm tính toán theo đường thẳng. L 2 =
1000m
+ ξ : Hệ số phụ thuộc vào vị trí đặt miệng xả. ξ=1 với miệng xả đặt gần bờ
+ E : Hệ số dòng chảy rối:
Với vtb là vận tốc chảy trung bình của sông. vtb = 0,5 m/s
17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
htb là chiều sâu trung bình của sông. htb = 5,4 m

 α = 0,36
-

Khi đó hệ số pha loãng

-

Số lần pha loãng nước thải và nước sông
[7_Trang 36]

3.3. Tính toán mức độ xử lý cần thiết
a Đối với hàm lượng các chất lơ lửng trong nước thải
Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý cần đạt trước khi xả vào sông
được tính theo công thức:
[7_Trang 41]
Trong đó :

+ P là hàm lượng chất lơ lửng tăng cho phép trong nguồn nước, lấy theo
[1_Phụ lục A], với nguồn loại 2, P = 2 mg/l
+ bs là hàm lượng chất lơ lửng trong nước sông trước khi xả nước thải vào
sông, bs = 16 mg/l
-

Mức độ cần thiết để xử lý nước thải theo chất lơ lửng được tính theo công thức:

b Đối với hàm lượng BOD5 có trong nước thải
 Xác định nồng độ BOD5 trong nước thải xả ra nguồn theo quá trình tiêu thụ oxy
-

sinh hóa (theo chỉ tiêu BOD5)
Hàm lượng BOD5 của nước thải cần đạt được xử lý được tính theo công thức:
[7_Trang 43]
Trong đó :
+ Lcp : BOD5 cho phép của hỗn hợp nguồn tiếp nhận và nguồn thải
Lcp = 15 mg/l theo QCVN 08:2008/BTNMT với chất lượng nước loại B1
+ Lng = BODng = 4,1 mg/l
+ knt và kng hằng số tốc độ tiêu thụ ôxy của nước thải và nguồn tiếp nhận phụ
thuộc nhiệt độ. T = 20oC thì knt = kng = 0,1 (ngày -1)
+ t là thời gian xáo trộn. t = 1200/0,2 = 6000 (giây) = 0,069 (ngày)

18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Xác định nồng độ BOD5 trong nước thải xả ra nguồn để duy trì nồng độ oxy hòa
tan yêu cầu tại điểm tính toán không kể đến sự khuếch tán oxy bề mặt

[7_Trang 43]
Trong đó:
+ Ong: Hàm lượng oxy có trong nước sông (nguồn tiếp nhận). Ong = 7 mg/l
+ Oyc: Hàm lượng oxy có trong nước sông theo QCVN 08:2008/BTNMT với
chất lượng nguồn loại B1 là Oyc = 4 mg/l
Nhận thấy:
+ (357,13 >16,27)
+ (357,13 > 50)
Với (mg/l) là nồng độ tối đa cho phép của giá trị BOD5 có trong nước thải
sinh hoạt [3_Cột B]
 Xác định nồng độ BOD5 trong nước thải xả ra nguồn để duy trì nồng độ oxy hòa








tan yêu cầu tại điểm tính toán có kể đến sự khuếch tán oxy bề mặt
Da = Obh – Ong = 8,02 – 7 = 1,02 (mg/l)
Với Obh tra bảng P 2.2_Phụ lục 2 [ 7_Trang 316]
Dth = Obh – Oyc = 8,02 – 4 = 4,02 (mg/l)
Dth = Dt = ( +
[7 _Trang 43]
Với t = 2 ngày, ta có:
4,02 = ( +
La = 15,52 (mg/l) =
Nhận thấy:
+ (357,13 > 15,52)

+ (15,52 < 50)
= = 15,52 (mg/l)
Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD5 là

 Chú ý:
Vì trong nước thải đô thị các hộ thải nước đã có bể tự hoại thì cần phải xem
xét để giảm lượng chất lơ lửng.
Chất lơ lửng qua bể tự hoại có thể giảm 55% - 65% (Mục 8.1.7)

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Chọn ESS = 55%
Nồng độ chất lơ lửng sau bể tự hoại là:
CSS = 372,04 - 372,04 55% = 167,18 (mg/l)
3.4.

Xác định dân số tính toán

- Dân số tính toán: Ntt = Nthực + Ntđ
Trong đó:
+ Nthực: dân số thực của thành phố, Nthực = 218900 (người)
+ Ntđ : dân số tương đương, là dân số được quy đổi của thành phố:

- Quy đổi theo hàm lượng cặn lơ lửng:
= = = 2170 (người)
⇒ = 218900 + 2170 = 221070 (người)

- Quy đổi theo hàm lượng BOD5:
= = = 2015(người)
⇒ = 218900 + 2015 = 220915 (người)

- Quy đổi theo hàm lượng N:
= = = 7050 (người)
⇒ = 218900 + 7050 = 225950(người)

- Quy đổi theo hàm lượng P:
= = = 2564 (người)
⇒ = 218900 + 2564 = 221464 (người)
3.5.

Đề xuất dây truyền công nghệ trạm xử lý
 Phương án 1
Hệ thống thoát

Nước

nước
Ngăn tiếp nhận
Rác
Song chắn rác

Bể lắng cát ngang

Cát

Rác
Máy nghiền

Bể

rác

thu

20
I
Bể
Bể
Nguồn
tiếp
lắngxúc
tiếp
ly tâm
lynhận
tâm
II

khí

Sân phơi cát
Bể
Trạm cấp clo

mêtan


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Bể điều hòa
Bùn
Trạm cấp khí
Nước tách bùn
Bể Aeroten đẩy
Bùn tuần hoàn

Bể
nén

Bùn dư

bùn

Bùn

Máng trộn vách
ngăn có lỗ
Sân phơi
bùn

THUYẾT MINH PHƯƠNG ÁN 1
Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằng
đường ống áp lực. Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công trình
đơn vị tiếp theo trong trạm xử lý.
Đầu tiên nước thải được dẫn từ ngăn tiếp nhân qua mương dẫn có đặt song
chắn rác. Tại đây, rác và cặn có kích thước lớn được giữ lại, sau đó được thu gom,
đưa về máy nghiền rác. Nước đi qua song chắn rác và tiếp tục đi đến bể lắng cát
ngang.

Trong bể lắng cát ngang, lượng cát sẽ được giữ lại ở đáy bể, các hạt cặn và
các chất vô cơ có trọng lượng lớn sẽ được tách ra khỏi nước thải. Cát sau khi lắng
sẽ được đưa ra khỏi bể bằng bơm hút cát và đi đến sân phơi cát.
21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nước thải tiếp tục chảy vào bể điều hòa nhằm điều hòa lưu lượng nước, ở đây
có hệ thống thổi khí để khuấy trộn nước tránh cho cặn lắng trong bể.
Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ly tâm 1. Tại đây các chất hữu cơ không
hòa tan trong trong nước thải được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến bể mêtan để lên
men. Nước thải tiếp tục đi vào bể Aeroten
Tại bể Aeroten, các vi khuẩn sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước
thải trong điểu kiện sục khí liên tục. Quá trình phân hủy này sẽ làm sinh khối bùn
hoạt tính tăng lên, tạo thành lượng bùn hoạt tính dư. Sau đó nước thải được chảy
qua bể lắng đợt II, phần bùn trong hỗn hợp bùn - nước sau bể Aeroten sẽ được giữ
lại, một phần sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể Aeroten nhằm ổn định nồng độ bùn
hoạt tính trong bể Aeroten, phần còn lại sẽ đưa về bể nén bùn để giảm độ ẩm và ổn
định bùn hoạt tính dư, sau đó sẽ đưa qua bể Mêtan.
Sau khi xử lý sinh học và lắng đợt II, hàm lượng cặn và nồng độ BOD trong
nước thải giảm đáng kể, đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu ra nhưng nồng độ vi
khuẩn (điển hình là coliform) vẫn còn một lượng khá lớn do đó yêu cầu phải tiến
hành khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Nước thải được khử
trùng bằng hệ thống clo hơi bao gồm máng trộn vách ngăn có lỗ và bể tiếp xúc ly
tâm. Nước thải sau khi xử lý sẽ được thải ra sông Thương. Còn cặn lắng trong bể sẽ
được chuyển đến sân phơi bùn
Bùn từ bể lắng lý tâm đợt 1 và sau khi được nén sẽ đưa vào bể mêtan để lên
men ổn định yếm khí. Nhờ sự khuấy trộn, sấy nóng sơ bộ bùn cặn nên sự phân hủy
chất hữu cơ ở bể mêtan diễn ra nhanh hơn. Lượng khí thu được trong bể mêtan có
thể được dự trữ trong bể khí hoặc sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu. Bùn sau khi lên

men sẽ được chuyển ra sân phơi bùn.
 Phương án 2:
Hệ thống thoát
nước

Nước

Ngăn tiếp nhận
Rác
Song chắn rác

Bể lắng cát ngang
Trạm cấp khí

Bể
lắngxúc
ly tâm
tâm
Bể
Bể
Nguồn
tiếp
lắng
tiếp
ly
lynhận
tâm
III

22

Máy nghiền

Bể

rác

thu

Sân phơi cát
Trạm cấp clo

khí
Bể
mêtan


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cát
Rác
Bể điều hòa

Bùn

Nước tách bùn
Bể lọc sinh học cao
tải
Bùn
Bùn

Máng trộn vách
ngăn có lỗ
Sân phơi
bùn

 THUYẾT MINH PHƯƠNG ÁN 2
Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằng
đường ống áp lực. Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công trình
đơn vị tiếp theo trong trạm xử lý.
Đầu tiên nước thải được dẫn từ ngăn tiếp nhân qua mương dẫn có đặt song
chắn rác. Tại đây, rác và cặn có kích thước lớn được giữ lại, sau đó được thu gom,
đưa về máy nghiền rác. Nước đi qua song chắn rác và tiếp tục đi đến bể lắng cát
ngang.
Trong bể lắng cát ngang, lượng cát sẽ được giữ lại ở đáy bể, các hạt cặn và
các chất vô cơ có trọng lượng lớn sẽ được tách ra khỏi nước thải. Cát sau khi lắng
sẽ được đưa ra khỏi bể bằng bơm hút cát và đi đến sân phơi cát.

23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nước thải tiếp tục chảy vào bể điều hòa nhằm điều hòa lưu lượng nước, ở
đây có hệ thống thổi khí để khuấy trộn nước tránh cho cặn lắng trong bể.
Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ly tâm 1. Tại đây các chất hữu cơ không
hòa tan trong trong nước thải được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến bể mêtan để lên
men. Nước thải tiếp tục đi vào bể Lọc sinh học cao tải.
Bể lọc sinh học cao tải làm việc với cơ chế lọc – bám dính. Vi sinh vật sẽ bám
trên vật liệu lọc và tiếp tục sinh trưởng, được thổi khí liên tục vào bể lọc tạo môi
trường sinh trưởng hiếu khí.
Sau khi xử lý sinh học và lắng đợt II, hàm lượng cặn và nồng độ BOD trong

nước thải giảm đáng kể, đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu ra nhưng nồng độ vi
khuẩn (điển hình là coliform) vẫn còn một lượng khá lớn do đó yêu cầu phải tiến
hành khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Nước thải được khử
trùng bằng hệ thống clo hơi bao gồm máng trộn vách ngăn có lỗ và bể tiếp xúc ly
tâm. Nước thải sau khi xử lý sẽ được thải ra sông Thương. Còn cặn lắng trong bể sẽ
được chuyển đến sân phơi bùn
Bùn từ bể lắng ly tâm đợt 1, lắng ly tâm đợt 2 sẽ được đưa vào bể mêtan để
lên men ổn định yếm khí. Nhờ sự khuấy trộn, sấy nóng sơ bộ bùn cặn nên sự phân
hủy chất hữu cơ ở bể mêtan diễn ra nhanh hơn. Lượng khí thu được trong bể mêtan
có thể được dự trữ trong bể khí hoặc sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu. Bùn sau khi
lên men sẽ được chuyển ra sân phơi bùn.

3.6.

Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt
A. Tính toán, thiết kế trạm xử lý theo phương án 1

3.6.1. Ngăn tiếp nhận
Dựa vào lưu lượng nước thải trong giờ lớn nhất = 2700 m 3/h. Chọn 1 ngăn
tiếp nhận với các thông số sau [7_tr319]:
Bảng 3.2: Bảng kích thước ngăn tiếp nhận
Q
(m3/h)
2300
2800

Đường
kính
ống áp
lực (2

ống)
500

Kích thước của ngăn tiếp nhận, mm
A

B

H

H1

h

2400 2200 2000 1600 750
24

h1

B

l

l1

900

800

100

1200


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
0

Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo ngăn tiếp nhận
A: Chiều rộng ngăn tiếp nhận
B: Chiều dài ngăn tiếp nhận
H: Tổng chiều cao của ngăn tiếp nhận
H1: Chiều cao mực nước của ngăn tiếp nhận
3.6.2. Mương dẫn nước thải
Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình
chữ nhật. Tính toán thủy lực của mương dẫn (xác định: độ dốc i, vận tốc v, độ đầy
h) dựa vào bảng tính toán thủy lực. Tra bảng tính toán thủy lực của cống và mương
thoát nước_GS.TSKH Trần Hữu Uyển ta được:
Bảng 3.3: Các thông số thủy lực của mương dẫn nước thải
25