Quy hoạch hệ thống thoát nước sinh hoạt cho thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa; giai đoạn 2020 2030

MỤC LỤC

1


DANH MỤC BẢNG

2


DANH MỤC SƠ ĐỒ

3


DANH MỤC VIẾT TẮT

4

CĐ

: Cao đẳng

THCS

: Trung học cơ sở

THPT

: Trung học phổ thông

BV

: Bệnh viện

BTNMT

: Bộ Tài nguyên và Môi trường

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN

: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

SS

: Hàm lượng chất rắn lơ lửng

SCR

: Song chắn rác


LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là: Phạm Thị Hương Trang
MSSV: DH00301343
Hiện đang là sinh viên lớp ĐH3CM2 – Khoa Môi trường – Trường Đại học Tài
nguyên và Môi trường Hà Nội
Với đề tài “ Quy hoạch hệ thống thoát nước cho thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh
Hóa; giai đoạn 2020-2030”, tôi xin cam đoan: đây là công trình nghiên cứu của riêng
tôi và được sự hướng dẫn của Ts. Nguyễn Thu Huyền và Ts. Lê Xuân Sinh. Các nội
dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ
hình thức nào trước đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân
tích, nhận xét, đánh giá được chính tôi thu thập từ các nguồn tài liệu liên quan. Nếu
phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, ngày

tháng năm 2017
Tác giả
(kí tên)

Phạm Thị Hương Trang

5


LỜI MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, vấn đề đảm bảo vệ sinh môi trường đang là vấn đề
được nhiều cơ quan chức năng, đơn vị, cộng đồng quan tâm. Môi trường chính là nơi
chúng ta sinh hoạt, nơi chúng ta tồn tại và mọi hoạt động của con người đều diễn ra
trong phạm vi sống đấy.
Tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa trên phạm vi cả nước đang gia tăng mạnh

mẽ. Nhu cầu khai thác và sử dụng tài nguyên thiên nhiên của con người cũng không
ngừng tăng lên, các vấn đề môi trường ngày một tăng, do đó chúng ta ngày càng phải
đối mặt nhiều hơn với các thách thức môi trường.
Khi những khu đô thị mới ra đời, xử lý nước thải sinh hoạt là vấn đề được quan
tâm hàng đầu và đôi khi tốn khá nhiều chi phí nếu không được đầu tư hiệu quả. Hệ
thống xử lý nước thải sinh hoạt cần đáp ứng nhiều yêu cầu. Trong đó, yếu tố quan
trọng nhất là phải đảm bảo sau khi xử lý xong, nước có thể được tái sử dụng an toàn
Các thành phần ô nhiễm chính đăc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt
BOD5, COD, Nito và Photpho. Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải
sinh hoạt đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật, vi khuẩn,
virus...
Các hợp chất trong nước thải nếu không được xử lý mà xả trực tiếp ra môi trường
sẽ làm ảnh hưởng đến môi trường sống của các loài thực vật, vi sinh vật, động vật dưới
nước. Nếu những loài sinh vật, động - thực vật không được cung cấp đầy đủ các dưỡng
chất cần thiết thì quá trình sống của chúng không được duy trì và ảnh hưởng lớn đến
môi trường sống của con người.
Những hợp chất trong nước thải nếu không được xử lý sẽ là mầm mống của các
dịch bệnh nguy hiểm như: nhiễm khuẩn, viêm da, biến đổi gen, ung thư,... xử lý nước
thải trước khi thải ra môi trường chính là bảo vệ sức khỏe của mọi người và của chính
chúng ta.
Nước thải không có nghĩa là không thể sử dụng được nữa, nếu có hệ thống xử lý
đạt tiêu chuẩn thì có thể tái sử dụng chúng như một nguồn nước sạch khác. Điều này
sẽ giúp tiết kiệm và bảo vệ nguồn nước sạch đang ngày một khan hiếm.
Bên cạnh đó, hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cần đảm bảo tiết kiệm chi phí để
giảm chi phí nước, đảm an sinh xã hội và tăng hiệu quả sử dụng. Do nước thải sinh
hoạt phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của cộng đồng dân cư như: khu đô thị, trung
tâm thương mại, khu vực vui chơi giản trí, cơ quan công sở,...
6

Ngày nay, nước ta mới đang chỉ tập trung xử lý nước thải sinh hoạt tại các Thành
phố, khu đô thị lớn mà chưa có kế hoạch quản lý nước thải sinh hoạt tại các thị xã
đang phát triển. Thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa đang trên lộ trình phát triển trở thành
đô thị xanh, sạch, đẹp, từng bước hiện đại hóa cơ sở hạ tầng, nhu cầu về môi trường
sống của con người và sinh vật đang được nâng cao, việc xử lý nước thải sinh hoạt để
phù hợp với sự phát triển của xã hội nói chung và cải thiện môi trường nước nói riêng
rất được quan tâm, nên đề tài “Quy hoạch hệ thống thoát nước sinh hoạt cho thị xã
Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa; giai đoạn 2020 - 2030” là rất cần thiết. Đề tài này nhằm tạo
điều kiện cho việc quản lý nước thải sinh hoạt được dễ dàng hơn, đồng thời đảm bảo
môi trường sống xanh sạch đẹp
2. Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng được hệ thống thoát nước thải sinh hoạt phù hợp với quy hoạch kinh tế
xã hội của khu vực thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa.
+ 02 phương án thoát nước và xử lý
+ 02 phương án thiết kế
+ Khái toán 02 phương án (hệ thống xử lý và đường ống thu gom)
3. Nội dung nghiên cứu

+ Vạch tuyến thoát nước (02 phương án)
+ Thiết kế hệ thống xử lý (02 phương án)
+ Khái toán kinh tế (02 phương án)
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Nước thải sinh hoạt tại Thị xã Bỉm Sơn Tỉnh Thanh Hóa
- Phạm vi nghiên cứu: Thị xã Bỉm Sơn trong giai đoạn 2020 – 2030.
5. Phương pháp nghiên cứu


Phương pháp thu thập tài liệu: tìm hiểu, quan sát thu thập các số liệu, hiện trạng môi

trường tại khu vực.
 Phương pháp thống kê: thu thập và xử lý các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã
hội của địa bàn.
 Phương pháp tính toán: dựa vào các tài liệu và thông tin thu thập được để tính toán


thiết kế các công trình đơn vị trong nước thải.
Phương pháp đồ họa: Thể hiện kết quả ra bản vẽ.

7


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Điều kiện tự nhiên

1.1.

1.1.1. Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu là khu vực nội thị của thị xã Bỉm Sơn. Bao gồm 6 phường:
Ngọc Trạo, Ba Đình, Bắc Sơn, Lam Sơn, Phú Sơn
Thị xã Bỉm Sơn nằm ở toạ độ 20°2’ – 20°9’ vĩ độ Bắc và 105°47’ – 105°56’ kinh
độ Đông, Bỉm Sơn cách thủ đô Hà Nội 120 km về phía nam, cách thành phố Thanh
Hóa 34 km về phía bắc, nằm trên mạng lưới giao thông vận tải thuận lợi với
tuyến đường sắt Bắc - Nam, quốc lộ 1A chạy qua, tạo nên mối giao thương rộng lớn
với các tỉnh trong vùng và các trung tâm kinh tế lớn của cả nước. Ranh giới tiếp giáp:
•
•
•

•
1.1.2.

Phía Bắc giáp Thành phố Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình.
Phía Đông giáp huyện Nga Sơn, tỉnh Ninh Bình và huyện Hà Trung, Thanh Hóa.
Phía Nam giáp huyện Hà Trung, Thanh Hóa.
Phía Tây giáp huyện Thạch Thành, Thanh Hóa.
Địa hình, địa chất
Tuy diện tích không rộng nhưng Bỉm Sơn vừa có vùng đồng bằng, vùng núi đá,
vùng đồi và sông suối. Thị xã Bỉm Sơn thấp dần từ tây sang Đông; Vùng đồi núi kéo
dài từ Tây Bắc đến Bắc Đông Bắc; núi đá có đặc điểm của những sa thạch là đá rát, đá
phiến sét và xen kẽ những mạch đá vôi chìm nổi, vùng đồng bằng thuận tiện cho phát
triển nông nghiệp và cũng là diện tích dự trữ cho phát triển đô thị

1.1.3.

Khí hậu
Thị xã Bỉm Sơn chịu ảnh hưởng của ba vùng khí hậu xen kẽ là Tây Bắc- Đông
bắc Bắc Bộ và cân bắc Trung Bộ:

•
•
•
•
1.1.4.1.

Nhiệt độ trung bình hằng năm là 23,60.
Lượng mưa trung bình đạt 1.514mm/năm
Độ ẩm không khí trung bình 80%
Chế độ gió biến chuyển theo mùa, nắng lắm, mưa nhiều...

1.1.4. Tài nguyên thiên nhiên
Tài nguyên đất
Thị xã Bỉm Sơn có 2 nhóm đất chính là đất phù sa, đất xám, cụ thể:

1.1.4.2.

Đất phù sa: Đất phù sa biến đổi Glây nặng, phân bố ở các địa hình vàn, vàn cao, thuận
lợi cho việc trồng lúa, màu và cây công nghiệp hàng năm, kharnawng tăng vụ khá cao
Đất xám: gồm các loại đất xám Feralit đá lẫn nông và đất xám Feralit đá lẫn sâu. Độ
dày tầng đất khá thuận lợi cho cây công nghiệp dài ngày, ngắn ngày phát triển
Tài nguyên khoáng sản
8


Bỉm Sơn có khoáng sản chủ yếu là đá vôi, đá sét. Trong đó, đá vôi mỏ Yên
Duyên: 3000 triệu tấn, diện tích phân bố 1000ha, đá phiến sét mỏ Cổ Đam, trữ lượng
60 triệu tấn, diện tích phân bố: 200ha; Sét xi măng (mỏ Tam Điệp) trữ lượng 240 triệu
tấn, diện tích phân bố: 200ha; đất san lấp (Thung Cớn) trữ lượng: 3,5 triệu tấn, diện
tích: 100ha, 2 mỏ sét để sản xuất gạch ngói tại xã Hà Lan trữ lượng 19 triệu tấn, diên
tích 30ha.
Tài nguyên nước

1.1.4.3.

Hệ thống sông ngòi, ao , hồ của Bỉm Sơn, sông suối ngắn và nhỏ; nguồn nước
mặt nghèo nàn biến động thất thường theo mùa: mùa mưa ngập úng, mùa khô thiếu
nước.
Nước ngàm khá phong phú, do địa hình đá vôi, Bỉm Sơn có nhiều hang động,
sông suối ngầm có thể cung cấp nước cho cả Thị xã.
Tài nguyên rừng

1.1.4.4.

Rừng Bỉm Sơn chủ yếu là rừng trồng, thực vật tự nhiên trên núi đá chủ yếu là cây
lùm bụi, cây gỗ mọc rải rác. Động vật rừng nghèo nàn, chủ yếu là một vài loài bò sát
và chồn, cáo trên núi đá
1.2.
Điều kiện kinh tế xã hội
1.2.1. Hiện trạng dân số và lao động

Theo điều tra dân số Thị xã Bỉm Sơn đến 2016 là hơn 70000 người.Trong đó dân
số nội thị là 58363 người ( chiếm khoảng hơn 83% dân số toàn thị xã). Ở đó dân số
của từng phường là: phường Ngọc Trạo:8527 người; phường Ba Đình: 11853 người,
phường Lam Sơn: 10652 người; phường Đông Sơn: 9921 người; phường Bắc Sơn:
8726 người; phường Phú Sơn: 8663 người. Tỉ lệ gia tăng dân số là 7,8%; trong đó tăng
tự nhiên dưới 1%
1.2.2. Hiện trạng kinh tế

Thị xã Bỉm Sơn là một mũi nhọn phát triển công nghiệp của xứ Thanh. Theo
thống kê năm 2016, cơ cấu kinh tế của thị xã: Công nghiệp- xây dựng 75,2%, Thương
mại- dịch vụ 20,5%, Nông- Lâm nghiệp 4,3%. Trong giai đoạn 2015- 2020, thị xã đã
đạt được những thành tựu kinh tế như sau:
•

Giá trị sản xuất công nghiệp- xây dựng tăng bình quân hàng năm 13,9%, gấp 1,9 lần so

với những năm 2015.
• Kinh tế ngoài quốc doanh phát triển nhanh, loại hình phong phú, đa dạng, trên địa bàn
thị xã có 233 doanh nghiệp, trong đó có 160 doanh nghiệp sản xuất kinh doanh đạt
hiệu quả.

9


•
•
•
•
1.2.3.

Giá trị dịch vụ tăng bình quân hàng năm 27,6%, gấp 3,4 lần so với 2005.
Tổng mức bán lẻ hàng hóa năm 2010 ước đạt 678 tỷ đồng, gấp 2,4 lần năm 2015.
Giá trị hàng hóa xuất khẩu năm 2020 ước đạt 30 triệu USD.
Mức huy động vốn năm 2020 ước đạt 1796 tỷ đồng, tăng 2,65 lần năm 2015
Hiện trạng cấp thoát nước
Dân cư là nguồn phát sinh nước thải chủ yếu, chiếm đến 80% lượng nước thỉ của
thị xã, nước thải sinh hoạt hàng ngày của người dân thải ra từ việc nấu nướng, tắm giặt
và các sinh hoạt khác. Do không có hệ thống thu gom nước thải nên nhiều người dân,
nhất là các hộ dân sống ở vùng ven đô và các xã, không lắp đặt hệ thống thoát nước
thải mà chủ yếu cho chảy ra sau nhà, trước sân hoặc chảy tràn ra đường sau đó thấm
vào đất

1.3.
1.3.1.
-

Số liệu thiết kế của khu vực
Dân số thiết kế
Dân số của khu vực nội thị thị xã Bỉm Sơn năm 2016: 58.362 người
Tỉ lệ gia tăng dân số: 7,8%
Dự kiến dân số của thị xã Bỉm Sơn đến năm 2030

Tỉ lệ gia
STT

Năm

tăng dân

Dân số

số (%)

1.3.2.

1

2016

7.8

58362

2

2017

7.8

62914

3

2018

7.8

67822

4

2019

7.8

73112

5

2020

7.8

78814

6

2021

7.8

84962

7

2022

7.8

91589

8

2023

7.8

98733

9

2024

7.8

106434

10

2025

7.8

114736

11

2026

7.8

123685

12

2027

7.8

133333

13

2028

7.8

143733

14

2029

7.8

154944

15

2030

7.8

167000

(nguồn: />Tiêu chuẩn thoát nước sinh hoạt
10


Tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt
QSH = (m3/ngd)
Trong đó:
+ qtc: tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt theo đầu người [2, bảng 3.1]
Vì thị xã Bỉm Sơn thuộc khu nội đô đô thị loại 3, nên theo tiêu chuẩn cấp nước:
qtc = 150 l/ng.ngđ
+ N: dân số tính toán N=167000 người
+ a: tỉ lệ dân số được cấp nước, a=99% [2, bảng 3.1]
+ f: Tỉ lệ thu gom nước thải
Trên thực tế thì không thể thu gom được hoàn toàn nước thải vì một phần sẽ
thấm xuống đất nên chọn tỉ lệ thu gom f = 90%
 Tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt

QSH = (m3/ngd)
1.3.3. Tiêu chuẩn thoát nước thải trường học
Danh sách trường học và tổng số cán bộ, sinh viên, học sinh trên địa bàn khu vực

11

ST
T

Danh sách trường

Hs+
Cán bộ

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

17
18

Trường Mầm non Tư thục Ngọc Trạo
Trường Trung cấp Nghề Bỉm Sơn
Trường CĐ Tài nguyên và Môi trường
Trường THPT Lê Hồng Phong
Trường Mầm non Bán Công Hà Lan
Trường THCS Hà Lan
Trường THCS Ngọc Trạo
Trường THCS Lê Quý Đôn
Trường Mầm non Ba Đình
Trường THCS Quang Trung- Bỉm Sơn
Trường THCS Ba Đình
Trường THCS Bắc Sơn
Trường Mầm non Bán Công Quang Trung
Trường Mầm non Bán Công Đông Sơn
Trường Tiểu học Hà Lan
Trường Tiểu học Đông Sơn
Trường Tiểu học Ngọc Trạo
Trường Tiểu học Ba Đình

349
1302
1600
1360
196
302
414
664

364
605
770
411
321
243
302
485
533
711


19
20

Trường Tiểu học Bắc Sơn
Trừơng Mầm non Bán Công Bắc Sơn
Tổng

411
283
11626

Tiêu chuẩn cấp nước cho trường học : Yêu cầu cấp nước trường học lớn hơn hoặc
bằng 20 l/hs.ngd, Chọn 20l/hs.ngđ [1, trang 63]
Tỉ lệ thu gom: f= 90%
 Tổng lưu lượng nước thải của trường học :

QTH = (m3/ngd)
1.3.4. Tiêu chuẩn thoát nước thải bệnh viện

Khu vực có Bệnh viện Đa khoa Bỉm Sơn với tổng số giường dự kiến đến 2030 là
500 giường bệnh, được chia đều tại 2 vị trí
Tiêu chuẩn cấp nước cho bệnh viện: qtc = 1000 l/g.ngd [41:2005]
Tỉ lệ thu gom nước thải f = 90%
 Tổng lưu lượng nước thải của bệnh viện:

QBV = (m3/ngd)
1.3.5. Tiêu chuẩn nước thải công cộng
Lượng nước phục vụ công cộng được tính bằng 10% lượng nước sinh hoạt [2,
bảng 3.1]
QCC= 10% QSH= 10% = 2232 (m3/ngd)
1.3.6.

Tổng lưu lượng nước thải của khu vực
Q = QSH + QTH +QBV +QCC = 22320+ 210+ 450+ 2232 = 25212 (m3/ngd)

 (m3/ngd)

12


CHƯƠNG II: VẠCH TUYẾN THOÁT NƯỚC
2.1. Đề xuất phương án vạch tuyến thoát nước
2.1.1. Phương án 1
-

Đặt trạm xử lý ở vùng cuối bản đồ quy hoạch, sát bờ kênh Tam Điệp, là nơi có
độ cao thấp nhất +4,3m
Đặt 1 tuyến cống thoát nước chính, độ dốc chảy từ phía Tây Bắc (độ cao
+5,55m ) đến Đông Nam ( độ cao +4,4m)

Vạch tuyến chi tiết xem tại bản vẽ số 1

2.1.2. Phương án 2
-

-

Đặt trạm xử lý ở vùng cuối bản đồ quy hoạch, sát bờ kênh Tam Điệp, là nơi có
độ cao thấp nhất +4,3m
Đặt 2 tuyến cống thoát nước chính (gần như vuông góc với nhau). Tuyến thứ
nhất chảy từ điểm 25 ( độ cao +4,7m) xuống 1 (độ cao +4,4m). Tuyến thứ 2
chảy từ điểm 18 (độ cao + 5,2m) xuống 1 (độ cao +4,4m)
Vạch tuyến chi tiết xem tại bản vẽ số 2

2.2. Tính toán vạch tuyến
2.2.1. Phương án 1
2.2.1.1. Tính toán diện tích tiểu khu
Tính toán chi tiết xem tại Bảng 1.1 Phụ lục 1
2.2.1.2. Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống chính
-

Xác định mô – đun lưu lượng:

Khu vực thị xã Bỉm Sơn
Dân số: N = 167000 người
Diện tích: S = 9958808 m2= 995 ha
Mật độ dân số: 168 người/ ha
Tiêu chuẩn cấp nước : 150l/người.ngđ
Tỉ lệ thu gom: 90%
Tiêu chuẩn thải : 90% l/người.ngđ

-

Xác định lưu lượn nước tập trung cục bộ
Bảng 2.1: Bảng hệ số điều hòa thoát nước tính theo lưu lượng
Lưu lượng
13

5

15

30

50

100

200

300

500

800


trung bình
(l/s)
Kc

-

3,1

2,2

1,8

1,7

1,6

1,4

1,35

1,25

1,2

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
Tnh toán chi tiết xem tại Bảng 1.2, Bảng 1.3, Bảng 1.4 Phụ lục 1
2.2.1.3. Tính toán thủy lực tuyến cống chính
Tính toán chi tiết xem tại Bảng 1.5 Phụ lục 1
2.2.1.4. Tính toán thủy lực tuyến cống kiểm tra

 Tính toán diện tích tiểu khu

Tính toán chi tiết xem tại Bảng 1.6 Phụ lục 1

 Xác định lưu lượng tính toán

Tính toán chi tiết xem tại Bảng 1.7 Phụ lục 1
 Tính toán thủy lực tuyến cống

Tính toán chi tiết xem tại Bảng 1.8 Phụ lục 1
2.2.2. Phương án 2
2.2.2.1. Tính toán diện tích tiểu khu
Tính toán chi tiết xem tại Bảng 2.1 Phụ lục 2
2.2.2.2. Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống chính
Tính toán chi tiết xem tại Bảng 2.2, Bảng 2.3, Bảng 2.4 Phụ lục 2
2.2.2.3. Tính toán thủy lực tuyến cống chính
Tính toán chi tiết xem tại Bảng 2.5 Phụ lục 2
2.2.2.4. Tính toán thủy lực tuyến cống kiểm tra
 Tính toán diện tích tiểu khu

Tính toán chi tiết xem tại bảng 2.6 Phụ lục 2
 Xác định lưu lượng tính toán

Tính toán chi tiết xem tại Bảng 2.7 Phụ lục 2
 Tính toán thủy lực tuyến cống

Tính toán chi tiết xem tại Bảng 2.8 Phụ lục 2
14


2.3. Khái toán kinh tế
2.3.1. Khái toán kinh tế phương án 1
Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 3
2.3.2. Khái toán kinh tế phương án 2

Tính toán chi tiết xem tại Phụ lục 4
2.3.3. So sánh khái toán kinh tế 2 phương án
Bảng 2.2: Bảng giá so sánh khái toán kinh tế 2 phương án vạch tuyến thoát nước
STT

Khái toán mạng lưới

Phương án 1 Phương án 2

1 Kinh phí đào đất

13653

16420

2 Chi phí san lấp

12917

15490

198

252

4 Giá thành đường ống tuyến cống chính

6572.36

6456.305

5 Giá thành đường ống tuyến cống nhánh

36776.55

59644.55

6 Trạm bơm cục bộ

400

400

7 Giếng thăm nước thải tuyến cống chính

858

1302

8 Giếng thăm nước thải tuyến cống nhánh

5760

7800

77134.91

107764.855

3 Chi phí vận chuyển đất dư

Tổng

 Chọn phương án 1

15

Thành tiền (triệu đồng)


CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
3.1. Lựa chọn phương án xử lý
3.1.1. Tính toán tải lượng ô nhiễm
Dân số thị xã Bỉm Sơn dự kiến đến năm 2030: 167000 người
Hàm lượng chất bẩn trong nước thải sinh hoạt được lấy theo [5, bảng 25]
Bảng 3.1: Hàm lượng chất bẩn trong nước thải sinh hoạt
Các đại lượng

Khối lượng

Chọn

(g/người.ngày)
Chất rắn lơ lửng (SS)

60- 65

65

BOD5 của nước thải đã lắng

30- 35

35

BOD5 của nước thải chưa lắng

65

65

Nito của các muối amoni (N-NH4)

8

8

Photphat (P2O5)

3,3

3,3

Clorua (Cl-)

10

10

Chất hoạt động bề mặt

2-2,5

2

 Hàm lượng chất lơ lửng (SS) trong nước thải sinh hoạt:

(mg/l)
 Hàm lượng oxy sinh hóa (BOD) trong nước thải:

(mg/l)
 Hàm lượng tổng N_NH4+:

(mg/l)
 Hàm lượng tổng P:

(mg/l)
 Hàm lượng Clorua

(mg/l)
 Chất hoạt động bề mặt
(mg/l)
16


Trong đó : N : Số dân, N = 167000 (người)
-

aSS : Tải lượng chất lơ lửng của tính cho một người trong ngày đêm theo [5, bảng 25].
aSS = 65 g/ng.ngđ.

nBOD : Tải lượng chất bẩn theo BOD 5 của nước thải tính cho một người trong ngày đêm
theo [5, bảng 25]. aBOD = 35 g/ng.ngđ.

a ΣN −NH 4
: Tải lượng chất bẩn theo Nito của các muối amoni tính cho một người trong

-

a ΣN −NH 4

-

ngày đêm theo [5, bảng 25].
= 8 g/ng.ngđ.
aP2O5
: Tải lượng chất bẩn theo Photphat tính cho một người trong ngày đêm theo [5,
bảng 25].

aCl −
-

aP2O5

= 3,3 g/ng.ngđ.

Tải lượng chất bẩn theo Clorua trong nước thải tính cho một người trong ngày

đêm theo [5, bảng 25].

aCl −

= 10 g/ng.ngđ.

achdbm
là hàm lượng chất hoạt động bề mặt có trong nước thải tính cho một người

achdbm
trong ngày đêm [5, bảng 25].

= 2 g/ng.ngđ

3.1.2. Thông số chỉ tiêu của nguồn tiếp nhận
Trạm xử lý được đặt ở khu vực có cao độ thấp và gần kênh Tam Điệp. Nước thải
sau khi đã qua xử lý sẽ được đổ trực tiếp ra kênh. Kênh Tam Điệp không được dung
cho mục đích cấp nước sinh hoạt, do đá yêu cầu xử lý đạt cột B, QCVN 14 :
2008/BTNMT
3.1.3. Tính toán mức độ xử lý cần thiết
 Tính chất nước thải đầu vào

17


Bảng 3.2: Hàm lượng chất bẩn có trong nước thải
STT

Chỉ tiêu phân tích

Đơn vị tính

Kết quả

1

SS

mg/l

417,5

2

BOD5

mg/l

224,8

3

Tổng N

mg/l

51,4

4

Tổng P

mg/l

21,2

5

Cl-

mg/l

64,2

6

Chất hoạt động bề mặt

mg/l

12,8

 Yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra

Nước thải sau quá trình xử lý được xả vào nguồn tiếp nhận loại B, yêu cầu chất
lượng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận phải đảm bảo có các giá trị nồng độ
chất ô nhiễm nhỏ hơn hoặc bằng các giá trị quy định tại cột B, QCVN 14 :
2008/BTNMT ứng với hệ số k = 1.
Bảng 3.3: Tính chất nước thải sinh hoạt đầu ra
(QCVN 14:2008,cột B, k=1)
STT

Chỉ tiêu phân tích

Đơn vị tính

Kết quả

Cmax

1

SS

mg/l

100

100

2

BOD5

mg/l

50

50

3

Tổng N

mg/l

10

10

4

Tổng P

mg/l

10

10

5

Cl-

mg/l

-

-

6

Chất hoạt động bề mặt

mg/l

10

10

 Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt:

Cmax= C x K
Trong đó:
Cmax là nồng độ tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
khi thải ra nguồn nước tiếp nhận, tính bằng milligram trên lít nước thải (mg/l).
C là giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm quy định tại Bảng 1 mục 2.2 QCVN
14: 2008.
K là hệ số tính tới quy mô, loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và chung cư
quy định tại mục 2.3 QCVN 14: 2008 ( Đối với khu chung cư, khu dân cư từ 50 căn hộ
trở lên , K=1,0).
 Mức độ cần thiết làm sạch theo các chỉ số
- SS :
- BOD5 :
18


 Để đảm bảo vệ sinh nguồn nước, ta quyết định chọn phương pháp xử lý sinh học hoàn

toàn theo điều kiện nhân tạo. Xử lý nước thải với mức độ làm sạch theo BOD 5 với
mức độ xử lý 77,8%.
3.1.4. Quy mô trạm xử lý
Tính toán thiết kế cho trạm xử lý công suất Qngđ = 26000 m3/ngđ

 Lưu lượng nước thải trung bình giờ

m3/h
 Lưu lượng nước thải giây
(l/s)

qsTB
Với
= 301 l/s tra [5, bảng 2 mục 4.1.2] và điều kiện khu vực dự án và lưu
lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày của nước thải đô thị
Kngđ=1,2 ( 1,15÷1,3), hệ số không điều hòa chung giờ max là k 0 max=1,55 , giờ min ko min
=0,62.
 Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất :
m3/ngđ
 Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất :

(m3/h)
 Lưu lượng nước thải giây lớn nhất :

(l/s)
 Lưu lượng nước thải giờ thấp nhất :

(m3/h)
 Lưu lượng nước thải giây thấp nhất :

(l/s)

19

3.1.5. Đề xuất dây truyền công nghệ
3.1.5.1. Phương án 1
 Sơ đồ công nghệ

Sơ đồ 3.1: Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải theo phương án 1
Ngăn tiếp nhận

Nước thải

Song chắn rác

Máy nghiền rác

Sân phơi cát

Bể Metan

Bể lắng cát ngang

Bể lắng ngang đợt 1
Trạm cấp khí
Bể nén bùn

Bể Arotank

Bể lắng ngang đợt 2
Trạm Clo
Làm khô bùn

Máng trộn

Bể tiếp xúc li tâm

Ra sông

20


 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Ở phương án này, nước thải từ hệ thống thoát nước đường phố được máy bơm ở
trạm bơm nước thải bơm đến trạm xử lý bằng ống dẫn có áp đến ngăn tiếp nhận. Qua
song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền được đưa đến sân phơi bùn cặn, còn
nước thải đã được tách, loại rác lớn tiếp tục được đưa đến bể lắng cát ngang. Sau một
thời gian, cát từ bể lắng cát ngang được đưa đến sân phơi cát. Nước sau khi qua bể
lắng cát được đưa đến bể lắng ngang đợt I. Tại đây, các chất thô không hòa tan trong
nước thải như chất hữu cơ … được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến bể Mê tan, còn
nước sau lắng được đưa đến bể Aerotank. Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể
Aerotank giúp tăng hiệu quả xử lý, tuần hoàn lại một phần bùn hoạt tính lên trước bể,
lượng bùn hoạt tính dư được đưa lên bể nén giảm thể tích, sau đó đưa đến bể Mê tan.
Nước sau bể Aerotank được đưa vào bể lắng ngang II. Ở đây, bùn hoạt tính sẽ
được lắng lại.
Qua bể lắng ngang II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã giảm, đảm bảo
yêu cầu xử lý, xong vẫn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn gây hại nên ta phải
khử trùng trước khi xả ra nguồn. Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm
khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc. Sau các công đoạn đó, nước thải được xả ra nguồn
tiếp nhận.
Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mê tan được
đưa ra sân phơi bùn hoặc thiết bị làm khô bùn cặn. Sau đó bùn cặn được sử dụng cho
mục đích nông nghiệp

3.1.5.2. Phương án 2
 Sơ đồ công nghệ

21


Sơ đồ 3.2: Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải theo phương án 2
Ngăn tiếp nhận

Nước thải

Song chắn rác

Máy nghiền rác

Sân phơi cát

Bể Metan

Bể lắng cát ngang

Bể lắng li tâm đợt 1
Trạm cấp khí
Bể nén bùn

Bể Biofil

Bể lắng li tâm đợt 2
Trạm Clo
Làm khô bùn

Máng trộn

Bể tiếp xúc li tâm

Ra sông

22


 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Ở phương án này, nước thải từ hệ thống thoát nước đường phố được máy bơm ở
trạm bơm nước thải bơm đến trạm xử lý bằng ống dẫn có áp đến ngăn tiếp nhận. Qua
sông chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền được đưa đến sân phơi bùn cặn, còn
nước thải đã được tách, loại rác lớn tiếp tục được đưa đến bể lắng cát ngang. Sau một
thời gian, cát từ bể lắng li tâm được đưa đến sân phơi cát. Nước sau khi qua bể lắng cát
được đưa đến bể lắng cát ngang đợt I. Tại đây, các chất thô không hòa tan trong nước
thải như chất hữu cơ … được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến bể Mê tan, còn nước sau
lắng được đưa đến bể Biofil. Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank giúp
tăng hiệu quả xử lý, tuần hoàn lại một phần bùn hoạt tính lên trước bể, lượng bùn hoạt
tính dư được đưa lên bể nén giảm thể tích, sau đó đưa đến bể Mê tan.
Nước sau bể Aerotank được đưa vào bể lắng li tâm II. Ở đây, bùn hoạt tính sẽ
được lắng lại.
Qua bể lắng li tâm II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã giảm, đảm bảo
yêu cầu xử lý, xong vẫn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn gây hại nên ta phải
khử trùng trước khi xả ra nguồn. Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm
khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc. Sau các công đoạn đó, nước thải được xả ra nguồn
tiếp nhận.
Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mê tan được

đưa ra sân phơi bùn hoặc thiết bị làm khô bùn cặn. Sau đó bùn cặn được sử dụng cho
mục đích nông nghiệp
3.2. Tính toán thiết kế
3.2.1. Tính toán thiết kế theo phương án 1
3.2.1.1. Ngăn tiếp nhận nước thải
-

Nước thải của thành phố được bơm từ ngăn thu nước thải trong trạm bơm lên ngăn tiếp
nhận nước thải theo đường 2 ống có áp. Ngăn tiếp nhận được bố trí ở vị trí cao để từ
đó nước thải có thể tự chảy qua các công trình của trạm xử lý.
Dựa vào lưu lượng nước thải trong giờ lớn nhất Q hmax = 1679 (m3/h) ta chọn 2
bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng (với độ tin cậy loại II của trạm bơm theo [5, bảng
18 trang 28]). Chọn 1 ngăn tiếp nhận với các thông số sau [6, phụ lục 3]) :
Bảng 3.4: Kích thước ngăn tiếp nhận phương án 1
Q (m3/h)
1679
1600-2000
23

Đường kính ống
áp lực (2 ống)
400mm

Kích thước của ngăn tiếp nhận
A

B

H

H1

h

h1

b

2000

230

2000

160

75

900

80


0

0

0

0

Vậy nước thải từ trạm bơm nước thải được dẫn bằng 2 đường ống áp lực có D =
400mm tới ngăn tiếp nhận của trạm xử lý nước thải.
3.2.1.2. Song chắn rác
a. Xác định chiều cao xây dựng mương dẫn nước thải đến song chắn rác

Nước thải được dẫn từ ngăn tiếp nhận đến các công trình tiếp theo trong dây
chuyền xử lý bằng mương có tiết diện hình chữ nhật. Dựa vào: Bảng tính toán thủy lực
cống và mương thoát nước – GS.TS Trần Hữu Uyển ta có
Bảng 3.5: Kết quả thủy lực của mương dẫn

Thông số tính toán

Lưu lượng tính toán ( l/s)
qmax = 467

Độ dốc

0,001x0,6

Chiều ngang B (mm)

1250

Tốc độ v(m/s)

0,75

Độ đầy h(m)

0,4

Chiều cao xây dựng mương.
H = h + hbv
Trong đó: + h: là chiều cao lớn nhất của lớp nước trong mương. h= 0,4m
+ hbv : là chiều cao bảo vệ mương. h= 0,5m
 Chiều cao xây dựng mương. H = 0,4 +0,5 = 0,9m
b. Tính toán song chắn rác
-

Dựa vào kết quả tính toán, ta chọn xây dựng một song chắn rác.
Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều sâu lớp nước trong mương
dẫn ứng với vận tốc lớn nhất:
h1 = hmax = 0,4(m)
Song chắn rác được bố trí nghiêng một góc 60 0 so với phương nằm ngang để tiện
khi sửa chữa, bảo trì, vận hành ... Song chắn rác làm bằng thép không rỉ, các thanh
trong song chắn rác có tiết diện hình tròn với bề dày 8mm, khoảng cách giữa các khe
hở là l = 15-20mm , chọn l=20mm= 0,02m.[5, 8.2.1]
Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức :
(khe)
24


-

Trong đó :
n : là số khe hở .
Qmax : lưu lượng lớn nhất của nước thải qmax= 0,467 (m3/s).
v: vận tốc nước chảy trong song chắn rác, [5, 7.2.10], vận tốc nước chảy qua khe hở
song chắn rác cơ giới là v = 0,8 – 1 m chọn v = 1 m/s.

l : khoảng cách giữa các khe hở, l = 20mm = 0,02m
k: hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, k = 1.05 [6, trang
68]
Chiều rộng của song chắn rác:
bs = s (n-1) +(l . n) = 0,01 ( 62-1) + ( 0,02 62) = 1,85 m
chọn bs = 2 m
Trong đó :
s : bề dày của thanh song chắn rác lấy s = 0.01 m.
Độ dài phần mở rộng:
B −B
l1 = s m
2.tgα
Được tính theo công thức:
Trong đó: Bs : là chiều rộng song chắn rác Bs = 2m
Bm : là chiều rộng của mương dẫn. Bm = 1,25 m

 (m)

Độ dài phần thu hẹp
Được tính theo: l2 = 0,5 x l1 = 0,5 x 0,1 = 0,5 m
Chiều dài đoạn mương mở rộng
Lấy Ls = 2m
 Chiều dài đoạn mương đặt song chắn rác là:

l = l1 +ls+ l2 = 1 + 2 + 0,5 = 3,5m
Lấy LXD = 3,5m
Tổn thất áp lực qua song chắn rác

hs = ξ

2
Vmax

2g

×k

Trong đó:
+ Vmax : là vận tốc nước ở mương dẫn trước song chắn rác ứng với lưu lương lớn
nhất. Vmax= 0,75 m/s
+ k là hệ số tổn thất áp lực do vướng mắc rác ở song chắn, thường được lấy k=3
[6, trang 69 ]
+ ξ: là hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn. Phụ thuộc vào loại song chắn.
ξ
Đối với thanh song chắn rác là hình tròn β=1,83 [6, trang 69]
(m),
25