Trường Đại Học Xây Dựng
Khoa kỹ thuật môi trường
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
đồ án tốt nghiệp
phần mở đầu
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, tốc độ đô
thị hoá ở các thành phố thị xã của nước ta tăng nhanh dẫn đến sự tập trung dân cư ở các
thành phố, đô thị gây nên sự quá tải của hệ thống thoát nước với cơ sở hạ tầng vốn yếu
kém và xuống cấp nghiêm trọng.
Một trong những vấn đề quan trọng và bức xúc hiện nay đặt ra với các đô thị
nước ta là vấn đề giải quyết môi trường gây ra với lượng nước mưa gây úng ngập.
Do yêu cầu bắt nguồn từ thực tế đó. Đồ án tốt nghiệp của em được bộ môn cấp
thoát nước, khoa kỹ thuật môi trường và thầy giáo hướng dẫn là Tiến sĩ Trần Đức Hạ
giao cho là:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Khoa kỹ thuật môi trường
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Chương I. Điều kiện kinh tế xã hội và điều kiện tự nhiên của thị xã
Bắc Ninh- Hiện trạng thoát nước.
I/ Điều kiện tự nhiên.
Thị xã Băc Ninh là tỉnh của Tỉnh Bắc Ninh phía Bắc giáp với xã Hoà Long huyện
Yên Phong và Sông Cầ, Phía nam giáp xã Vân Trường, Khắc Niệm Huyện Tiên Sơn,
Phía Đông giáp xã Kim Châu Huyện Quế Vẽ, phía Tây giáp xã Khúc Xuyên Huyện
Yên Phong.
Thị xã có hướng dốc từ Tây sang Đông cao độ trung bình 8m , độ dốc trung bình
0,2%.
Đoạn Sông Cầu tiếp giáp với thị xã dài 5km.
Có độ chạy dọc với cao độ mặt đê là 10,5, rộng 6m thuận tiện cấp nước cho thị xã
và xả nước thải đã xử lý.
Dự kiến vào năm 2010 thị xã có diện tích 685ha, dân số 142500 người.
Mực nước Sông Cầu về mùa khô :
Cốt mực nước nhỏ nhất 1,3m.
Cốt trung bình 1,44m.
Mực nước Sông Cầu về mùa mưa:
Cốt mực nước trung bình 5,62m.
Cốt mực nước lớn nhất 8,09m.
Cốt mực nước thấp nhất 3,39m.
Lưu lượng trung bình năm 51.2 (m3/5)
Lưu lượng lớn nhất
3490 (m3/5)
Nhiệt độ của không khí: Nhiệt độ trung bình: 23,3oC.
Nhiệt độ thấp nhất 3,9oC.
Nhiệt độ cao nhất 42,6oC.
Mưa:
Lượng mưa trung bình năm 1535mm.
Lượng mưa lớn nhất trong 10 phút 25,2mm
Lượng mưa lớn nhất trong 30 phút 52,8mm
Lượng mưa lớn nhất trong 60 phút 72,3mm
Gió: Hướng gió chủ đạo từ tháng 4 đến tháng 10 là Đông Nam tử tháng
1đến thángs 3 là Đông Bắc.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Phần lớn đất nền là cuội kết cát kết, thạch anh hội kết. Cường độ chịunén
52kg/cm3.
Mực nước nguồn thay đổi theo mùa từ 2-4m.
II/ Tình hình phát triển kinh tế xã hội.
Người dân Bắc Ninh sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp, công nghiệp, tiểu thủ
công nghiệp.
Đã hình thành một khu công nghiệp kính nổi, vật liệu xây dựng Vân Dương
Phương Liễu.
Hiện tại có nhiều nhà máy quan trọng của trung ương như nhà máy Đáp Cầu,
công ty Thuốc lá Bắc Sơn, Công ty may Đáp Cầu, Công ty hoá chất mỏ.....
Nông nghiệp.
Đất đai nông nghiệp chưa được tận dụng và khai thác hợp lý hàng năm
một số lớn diện tích từ 100-500 ha cấy luá một vụ và thường xuyên bị ngập lụt.
Nói chung Thị xã Bắc Ninh cónhững ưu thế sau:
+ Có vị trí hết sức thuận lợi, nằm kề cận vùng tam giác tăng trưởng kinh tế Hà
Nội - Hải Phòng Quảng Ninh.
+ Là đầu mối giao thông trung chuyển các hệ thống đường bộ, đường sắt, đường
thuỷ đối với Tỉnh và liên vùng.
Trục đường 18 từ Phủ Lò ( sân bay Nội Bài ) đến Hạ Long Móng Cái. Trục
quốc lộ đường sắt Hà Nôi Lạng Sơn giao cắt với đường 18 từ thị xã Bắc Ninh.
+ Xu thế phát triển chung trong khu vực về kinh tế xã hội, thương mại ngày càng
tăng.
+ Sân bay Nội Bài được nâng cấp cảng nước sâu Cái Lâu đang từng bước hình
thành có ảnh hưởng không nhỏ đến việc phát triển kinh tế xã hội thông qua đầu mối
giao thông cửa ngõ của thủ đô thị xã Bắc Ninh.
III/ Hiện trạng thoát nước của thị xã Bắc Ninh.
Hệ thống thoát nước của thị xã Bắc Ninh là hệ thống thoát nước chung gồm cả
nước mưa thải, số lượng ống và mương thoát rất nhỏ có tổng chiều dài là 6,2 km. Hệ
thống chỉ mang tính chất cục bộ, để giải quyết úng và thoát nước ra khu thấp hồ, ao,
ruộng xung quanh. Một phần tự thấm một phần chảy về các mương tiêu thuỷ nông và
được các trạm bơm tiêu bơm ra mương chính và bơm ra Sông Cầu.
Mạng lưới thoát nước mưa hiện nay chỉ đáp ứng được 50 60% nước thải ( bao
gồm nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất, bệnh viện, trường học ) phần còn lại
tiêu thoát tự do.
Tham gia điều tiết thoát nước có ao hồ nằm rải rác trong thị xã như: Hồ Đồng
Trầm có diện tích 40 ha, Hồ Thành Cổ có diện tích 4 ha, Hồ Thị Cầu có diện tích 25
ha, các hồ được nối với các kênh mương và trạm bơm thuỷ nông.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Nhiều năm nay kinh phí đầu tư xây dựng hệ thống thoát nước còn hạn chế, dẫn
đến hiệu quả thoát nước còn thấp. Hiện tượng ngập úng vẫn còn ở một số nơi các hồ
điều hoà có dung tích nhỏ và bị ứ đọng không thực hiện được chức năng điều tiết, các
hạng mục công trình thu gom nước mưa hè phố và nước thải sau các công trình chưa
được quan tâm đầy đủ. Chưa có quy định về chất lượng nước thải khi đổ vào mạng lưới
thoát nước.
IV/ phương hướng quy hoạch thoát nước thành phố năm 2010.
- Cải tạo sửa chữa các đường ống, mương rãnh sẵn có ở các tiêu khu. Còn ở
đường phố thì xây dựng mới.
- Việc xây dựng đường ống thoát nước dựa vào độ dốc của địa hình,tập trung về
phía xã Vũ Minh cho vào các trạm xử lý nước thải để xử lý trước khi thải ra kênh Kim
Đôi và được bơm ở trạm bơm Kim Đôi thải ra Sông Cầu.
- Chọn hệ thống thoát nước riêng giữa nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất
với nước mưa tránh úng ngập khi mưa kéo dài, ổn định về lưu lượng đối với MLTN và
các công trình xử lý.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Khoa kỹ thuật môi trường
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Chương II. thiết kế hệ thống thoát nước.
I/ Chuẩn bị tính toán.
1.1/ Diện tích các tiểu khu.
Khu vực 1.
II Các số liệu để tính toán.
Thành phố được chia làm 2 khu vực dân cu.
a)
Khu vực I
Diện tích
F1 = 324(ha)
Mật độ dân số
P1 = 240 (người/ha)
Tiêu chuẩn thải nước
b)
q1 = 180 (l/người-ngđ)
Khu vựcII
Diện tích F2 = 357(ha)
Mật độ dân số: P2 = 200 (người/ha)
Tiêu chuẩn thải nước q2 = 160 (l/người-ngđ)
Thị xã gồm 2 xí nghiệp công nghiệp:
+ Xí nghiệp cơ khí.
+ Xí nghiệp chế biến hoa quả.
III Xác định lưu lượng nước thải sinh hoạt và nước thải
sản xuất cho toàn thị xã.
III-1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt cho khu dân cư.
Dân số tính toán được xác định theo công thức N = FxP x . (người)
-
F là diện tích khu vực tính toán (ha.)
-
P là mật độ dân số (người/ha).
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
là hệ số tính đến việc xây dựn các công trình công cộng xen kẽ =
0,95.
Vậy dân số ở khu vực I là:
N1 = F1 x P1 x = 324 x.240 x 0,95 = 73872 (người).
Dân số khu vực II là:
N2 = F2 x P2 x = 357 x.200 x 0,95 = 67830 (người)
Tổng dân số tính toán của toàn thị xã đến năm 2010 là:
N = N1 + N2 = 141702 người.
a)
Lưu lượng nước thải trung bình ngày:
- Khu vực I
QI
q1 . N1 180 . 73872
3
13297(m / nqd )
1000
1000
Q II
q 2 . N 2 160 . 67830
3
10853( m / nqd )
1000
1000
- Khu vực II:
b)
Lưu lượng nước thải trung bình giây
- Khu vực I :
qI
TB
Q
TB
I
24 .3,6
13297
153,4 (1 / S )
86,4
- Khu vực II
qII
TB
Q
TB
II
86,4
10853
125,62 (1 / S )
86,4
d) Lưu lượng lớn nhất
Khu vực I q 1TB =153,9(l/s) tra bảng hệ số không điều hoà của nước thải
(MLCN)
ta có KIch = 1,4
q IMAX = q ITB x KIch = 153,9 x 1,4 = 215,46 (l/s)
Vậy
= 1,54.
Khu vựcII:
q ITB = 125,62 (l/s) tra bảng hệ số không điều hoà ta được K Ich
Vậy q IMAX = q ITB x KIch = 125,62 x 1,6 =200,992(l/s)
lưu lượng nước thải của toàn thành phố:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
q = q ITB + q IITB =153,9 + 125,62 = 279,52(l/s)
Tra bảng hệ số không điều hoà của nước thải ta có K ch = 1,35.
- lưu lượng nước thải lớn nhất của thị xã là:
q TP Mãx =q x Kch = 279,52 x 1,35 = 377,352 (l/s)
Bảng 1: Thống kê lưu lượng nước thải khu dân cư.
p
N
q
Q
qMax
(ng/ha)
(người)
(l/s)
( m3/ng.đ)
(l/s)
324
240
73872
180
13247
II
357
200
67830
160
10853
Cộng
681
Khu
vực
F(ha)
I
141702
K
Cộng
153,9
1,4
215,46
125,62
1,6
200,992
24150
416,452
III.2 Xác định nước thải từ các công trình công cộng.
a)
Bệnh viện
-
Số giường bệnh nhân chiếm 0,8%
Số bệnh nhân là b = 0,8% x 141702 = 1134 (người)
-
Tiêu chuẩn thải nước qv = 300 (l/ng ngđ)
-
Hệ số không điều hoà K = 2,5
-
Số giờ hoạt động trong ngày 24/24
-
Lưu lượng tính toán của mỗi bệnh viện
Chọn 3 bệnh viện mỗi bệnh viện có 400 giường bệnh.
Vậy
Q
TB
BV
V . q v 400 300
3
120 (m / ngd )
1000
100
TB
TB
Q
h, BV
Q
BV
24
120
5
24
3
(m / h)
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Qh,BvMax = QBvTB x k = 5 x2,5 = 12,5 (m3/h)
q
max
12,5
3,47
3,6
(l / s )
b) Trường học
-
Số học sinh chiếm 23% dân số toàn thị xã
Nhs = 0,23 x 141702 = 32500 ( học sinh)
-
Tiêu chuẩn thải nước: q = 20 (l/ng-ngđ)
-
Hệ số không điều hoà K = 1,8
Có một trường học mỗi trường có 3250 học sinh
Số giờ hoạt động trong ngày là 12h/24h.
Lưu lượng nước thải của mối trường
Q
TB
TH
q . N HS 20 . 3250
65 (m3 / h)
1000
100
QTH Max =Q THTB x K =65 x 1,8 = 117 (m3/ngđ)
Qh,TH TB = 65/12 = 5,42 (m3/h)
Qh,TH Max = Qh,TH Max x K =5,42 x 1,8 = 9,756 (m3/h)
qTHMax = 9,576/3,6 = 2,71(l/s)
c) Những công trình công cộng khác.
Đồ án này tính toán trong trường hợp các nhà ở gia đình có trang bị cấp thoát
nước tắm giặt nên không đặt ra nhà tắm công cộng, giặt là công cộng.
Bảng 2. Lưu lượng tập trung từ trường học và bệnh viện.
Tên công
trình
Số người
Số
giờ
làm
việc
q0
K
(l/ng.ngđ)
Lưu lượng tính toán
TB ngày
TBgiờ
Max
(m3/ng.đ) (m3/h)
giờ
(m3/h)
Tính
toán
(l/s)
1 Bệnh viện
400
24
300
2,5
120
5
12,5
3,47
3 Bệnh viện
1200
24
300
2,5
310
15
37,5
10,4
1Trường học
3500
12
20
1,8
65
5,42
9,756
2,71
10 Trường học 32500
12
20
1,8
650
54,2
97,56
2,71
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Khoa kỹ thuật môi trường
Tổng cộng
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
1010
III. Lưu lượng nước thải từ các xí nghiệp công nghiệp.
a)
Số lượng công nhân.
Theo nhiệm vụ thiết kế số công nhân chiếm 10% dân số thành phố do vậy.
NCN = 10% x 141702 = 14170(người)
- Số công nhân trong nhà máy hoa quả chiếm 40% N CN
N1 = 40% x NCN = 5668(người)
- Số công nhân trong nhà máy cơ khí chiếm 60%
N2 = 60% . NCN = 60% . 14170 = 850(người)
b)
Phân bố công nhân trong từng nhà máy theo ca sản xuất.
Nhà máy hoa quả
CaI = 40% x NI = 40% x 5668 = 2268 (người)
CaII = 40% x NI = 40% x 5668 = 2268 (người)
CaIII = 20% x NI = 20% x 5668 = 1132 (người)
Nhà máy cơ khí
CaI =45% x NII = 45% x 8502 = 3826 (người)
CaII = 35% x NII =35% x 8502 =2476 (người)
CaIII = 20% NII = 20% x 8502 =1700(người)
c)
Phân bố lưu lượng nước thải sản xuất.
Theo nhiệm vụ thiết kế, nước thải sản xuất chiếm 10% nước sinh hoạt.
QSX =10% . QSH =10% x24150 =2415(m3/ngđ)
Nhà máy hoa quả
Q ISX = 40% Q SX = 966 (m3/ngđ)
Nhà máy cơ khí:
Q IISX = 60% Q SX = 1449(m3/ngđ)
d)
Phân bố lưu lượng nước thải sản xuất theo ca.
Nhà máy hoa quả:
CaI = 40% QI SX = 40% x 966 =386,4 (m3/ca)
QhTB =48,3 (m3/h)
CaII = 40% QI SX = 40% x 966 =386,4 (m3/ca)
QhTB =48,3 (m3/h)
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
CaIII = 20% QII SX = 20% x 966 =193.2 (m3/ca)
QhTB =24,15 (m3/h)
Nhà máy cơ khí
CaI =45% QII SX = 45% x1449 = 652 (m3/ca)
QTBh =652/8 = 81.5 (m3/h)
CaII =35% QII SX = 508 (m3/ca)
QTBh =508/8 = 63,5 (m3/h)
CaIII =20% QII SX = 0,2 .1449 = 289 (m3/ca)
QTBh =36,13 (m3/h)
Bảng 4. Lưu lượng nước thải của các nhà máy
Nhà máy hoa quả
CA
Lưu lượng
K
%
Qh
3
3
M /h
M
Nhà máy cơ khí
qtt
Lưu lượng
l/.s
%
m
K
Qh
3
3
M /h
Qtt
(l/s)
I
40
486,4
1
48,3
14,32
45
652
1
81,5
22,64
II
40
486,4
1
48,3
14,32
35
508
1
63,5
17,64
III
20
193,2
1
24,15
6,71
20
289
1
36,13
10,04
100%
1449
Tổng 100%
966
50,32
e)
Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt trong các nhà máy.
Phân bố công nhân các nhà máy theo phân xưởng.
-
Số công nhân trong phân xưởng nguội 80%
-
Số công nhân trong phân xưởng nóng chiếm 20%
Tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt
-
Đối với phân xưởng nóng số công nhân được tắm chiếm 80%
-
Trong phân xưởng nguội, số công nhân được tắm chiếm 30%
Tiêu chuẩn nước tắm
-
Phân xưởng nóng 60 l/người ca
-
Phân xưởng nguội 40 l/người ca
Hệ số không điều hoà của nước thải sinh hoạt trong các phân xưởng sản
-
Phân xưởng nóng K=2,5
xuất.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Phân xưởng nguội K=3 (TCVN)
Bảng 6 : Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt trong các phân xưởng
Giờ
Các phân xưởng nóng
Các phân xưởng nguội
Tổng hợp
K =2,5
K=3
1
12,5
12,5
25
2
8,12
6,25
14,37
3
8,12
6,25
14,37
4
8,12
6,25
14,37
5
15,65
18,75
34,4
6
31,25
37,5
68,75
7
8,12
6,25
14,37
8
8,12
6,25
14,37
Tổng
100%
100%
200%
Bảng 7 . Lưu lượng nước thải sinh hoạt và nước tắm cho công nhân
Nhà máy CA
I
Nhà máy
1
II
III
Phân
xưởng
Công nhân
%
NT sinh hoạt
Số
lượng
q
l/ngca
Nước tắm
Q(m3)
%
h
Số ng
tắm
q
l/ngca
Q(m3)
Nóng
20
454
45
20,43
2,5
80
364
60
21,84
Nguội
80
1814
25
45,25
3
30
544
40
21,76
Tổng
100
2268
Nóng
20
454
45
20,43
2,5
80
364
60
21,84
Nguội
80
1814
25
45,25
3
30
544
40
21,76
Tổng
100
2268
Nóng
20
226
45
10,17
2,5
80
180
60
10,8
Nguội
80
906
25
22,65
3
30
272
40
10,88
Tổng
100
1132
65,78
43,6
65,78
43,6
32,82
Tổng
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
21,68
108,88
Trường Đại Học Xây Dựng
Khoa kỹ thuật môi trường
I
Nóng
20
II
Nhà máy
2
III
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
765
45
34,47 2,5 70
536
60
32,16
Nguội
80
2502
25
62,55
3
40
100
40
Tổng
100
3826
Nóng
20
596
45
26,82
2,5
70
418
60
25,08
Nguội
80
2380
25
59,5
3
40
952
40
38,08
Tổng
100
2976
Nóng
20
340
45
15,3
2,5
70
238
60
14,28
Nguội
80
1360
25
34
3
40
544
40
21,76
Tổng
100
1700
97,02
40
72,16
86,32
63,16
49,3
36,76
Tổng
171,36
Bảng 8. Lưu lượng nước thải hoạt cuủ n
Giờ
Ca
Tổng hợp toàn ca
Nhà máy I
Nhà máy II
0-1
14,37
2,36
3,54
0-2
14,37
7,36
3,54
2-3
34,4
5,64
8.48
68,75
11,28
16,96
4-5
14,37
2,36
3,54
5-6
14,37
2,36
3,54
200%
32,82
49,3
6-7
25
8,22
12,12
7-8
14,37
4,73
6,96
8-9
14,37
4,73
6,96
14,37
4,73
6,96
34,4
11,31
16,68
11-12
68,75
22,6
33,42
12-13
14,37
4,73
6,96
13-14
14,37
4.73
6.96
200%
65,78
9,02
25
8,22
10,79
14,37
4,73
6,2
III
3-4
Tổng
9-10
10-11
I
Tổng
14-15
15-16
II
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
16-17
14,37
4,73
6,2
17-18
14,37
4,73
6,2
18-19
34,4
11,31
14,84
19-20
68,75
22,6
29,69
20-21
14,37
4,73
6,2
21-22
14,37
4,73
6,2
200%
65,78
86,32
25
4,1
6,16
14,37
2,36
3,54
Tổng
22-23
23-24
III
Tổng
164,38
Chương III. Tính toán thuỷ lực
Mạng lưới thoát nước thị xã Bắc Ninh.
I/ Vạch tuyến mạng lưới thoát nước.
Dựa vào mặt bằng và địa hình thực tế xã Bắc Ninh ta chọn hai phương án thoát
nước thể hiện trên bản vẽ.
II/ Xác định lưu lượng riêng cho các khu vực thoát nước.
Công thức tính lưu lượng riêng.
qr
n . qnha
86400
(l / s. ha )
N: là mật độ dân số của khu vực tính toán
qnhà = qo - qcc (l/người-ngđ)
qo : là tiêu chuẩn thoát nước
qcc : lưu lượng thoát nước công cộng
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Qcc _1 _ (l / s. ha)
qcc
n
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
N: dân số tính toán của khu vực
qcc : lưu lượng thoát nước từ các công trình công cộng
II.1 Lưu lượng riêng của khuvực I
Khu vực I có n =240(người/ha); n=73872 (người)
q = 180 (l/ng-ngđ)
5 trường học: QTH = 5 x 65 =325 (m3/ngđ)
2 bệnh viện : QBV = 2x 120 = 240(m3/ngđ)
Vậy Qcc = 325 + 240 (m3/ngđ) =565 (m3/ng.đ)
1
q
565
0,00765
73872
cc
3
(m / ng ngd )
Vậy qcc = 7,65 (l/ng-ngđ)
Vậy qnhà =180 7,65= 172,35 (l/s-ha)
Kết quả:
1
q
r
240 . 172,35
0,479 (l / s.ha)
86400
Lưu lượng nước thải tập trung của xí nghiệp I
q
I
th
164,38 108,88
13,42 16,58 (l / s )
86,4
Khu vực IIcó :
N = 67830 người
n = 200 (người/ha)
q = 160 (l/ng- ngđ)
5 trường học: Q 2TH = 5 x 65 =325 (m3/ngđ)
bệnh viện : Q 2BV = 120 (m3/ngđ)
q
II
cc
445
3
0,60656 (m / ng ngd )
67830
Vậy q2cc = 120 +325 = 445 (m3/ng-ngđ)
= 6,56(l/ng-ngđ)
Vậy q
2
nhà
= 160 6,56 = 153,44 (l/ng- ngđ)
Kết quả:
Lưu lượng nước thải
tập trung của xí nghiệp II.
2
153,44 . 20
0,355 (1 / s ha )
86400
II
232,64 171,36
22,64 27,32 (l / s)
qth
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------86,4
qr
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
_1 _
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
3) Xác định lưu lượng tính toán của từng đoạn cống tính toán, lưu lượng tính toán
của từng đoạn cống được coi như chảy vào đầu đoạn cống và được xác định bởi
Công thức: qntt =( qndd + qnnhánh bên + qnvc ) x Kch + qth.
Trong đó : qntt là lưu lượng tính toán cho đoạn cống thứ n.
qndd là lưu lượng dọc đường của đoạn cống thứ n.
qndd = F . qr
Với F là tổng diện tích tất cả các tiểu khu đổ nước thải vào dọc tuyến cống đang
xét, qr lưu lượng riêng của khu vực chứa tiểu khu.
qnnhánh bên là lưu lượng nhánh đổ vào đầu đoạn cống n.
qnnhánh bên = F . qr
Với F là diện tích tất cả các tiểu khu đổ nước thải vào các nhánh.
qnvc : là lưu lượng vận chuyển qua đoạn cống thứ n, là tổng lưu lượng dọc đường,
nhánh bên vận chuyển của đoạn cống phía trước đoạn cống tính toán.
qnvc = qn-1dd + qn-1nhánh bên + qn-1vc
Kch : là hệ số không điều hoà chung, được xác định dựa vào tổng lưu lượng nước
thải của đoạn cống đó ( qndd + qnnhánh + qnvc )
qth là lưu lượng tính toán của các công trình công cộng, xí nghiệp công nghiệp
đổ vào đầu đoạn cống tính toán. Dựa vào công thức trên ta tính toán được lưu lượng
cho từng đoạn cống, kết quả tính toán lưu lượng cho tuyến cống chính thể hiện trong
bảng.
3) Tính toán độ sâu cho ống đầu tiên của đường phố.
Công thức tính toán:
H = h + i (L + l) + Z2 Z1 + d(m)
Trong đó:
h : là độ sâu đặt ống đầu mạng lưới ngoài sân nhà
h = 0,3 0,5 m
i : là độ dốc đặt ống ở đầu mạng lưới ngoài sân nhà: ( i = 0,005 )
Z1: là cốt mặt đất tại điểm xây dựng giếng thăm trong sân nhà. Z 1 = 11,86 m
Z2: là cốt mặt đất ở điểm MLTNTP : Z2 = 12 m
d là chênh lệch đường kính ống thoát nước đường phố và tiểu khu.
d = dsân nhà + 0,4 = 0,55 m.
dsân nhà là đường kính ống TN sân nhà.
dsân nhà =150mm.
L là chiều dài của đoạn ống đầu tiên đến giếng kiểm tra của tiểu khu L = 100m.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
l là khoảng cách từ giếng kiểm tra đến đường ống thoát nước thành phố L = 50m.
Với phương án l quy chung toàn trạm xử lý thì Z2 = 12m, Z1 = 11,86 m
độ sâu chốn cống đầu tiên PAI:
H = 0,55 + 0,005 ( 200 +50 ) + 12 11,86 + 0,15 = 1,59m
Chương IV. trạm bơm nước thải.
Trạm bơm nước thải được đặt trước trạm xử lý, có nhiệm vụ bơm nước thải vào
các công trình xử lý nước thải.
Công suất trạm bơm Q = 28252 (m 3/ngđ)
Cao trình mặt đất tại nơi đặt trạm bơm: 5,24(m)
Cao trình ống dẫn nước tới trạm bơm: -1,2(m)
Cao trình mực nước cao nhất trên trạm xử lý: 7,8(m)
Độ sâu mực nước ngầm
- Mùa khô : 2(m)
- Mùa mưa : 5(m)
Chiều dài ống đẩy : 50(m)
Số lượng ống đẩy : 2 ống
Số giờ làm việc trong ngày 24h/24h
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Giá thành điện năng 1000đ/kwh.
I/ Xác định lưu lượng bơm
Để các máy bơm hoạt động đảm bảo cho việc cấp nước thải cho TXL. Ta cần xác
định lưu lượng của máy bơm và chế độ làm việc của bơm thật hợp lý để giảm đối đa
chi phí xây dựng và quản lý trạm bơm nhưng vẫn đáp ứng đủ nước cho TXL.
II/ Biểu đồ dao động nước thải thành phố trong ngày
Dựa vào bảng tổng hợp lưu lượng ta lập được biểu đồ dao động lưu lượng nước
thải. Ta có
QhMax = 5,94 % Qngđ =1678,2
(m3/h)
QhTB = 4,167 % Qngđ =1177,3
(m3/h)
QhMin = 1,82 % Qngđ =514,2
(m3/h)
Chọn chế độ làm việc của bơm theo lưu lượng nước thải giờ lớn nhất
QTB = QhMax =1678,2 (m3/h)
l bơm là
Chọn 2: bơm công tác và 1 bơm dự phòng, lưu lượng làm việc của
Qb = QTB / 2 = 839,1 (m3/h)
qb = Qb/3,6 =233,083 (l/s)
III/ Xác định dung tích bể thu nước thải
Do lưu lượng thu nước thải chảy đến trạm bơm thay đổi theo giờ trong ngày nên
cần phải xây dựng bể thu để điều hoà lưu lượng cấp cho máy bơm hoạt động ổn định
hơn.
Bể thu nước thải phải thoả mãn các điều kiện :
- Thể tích bể Wb 50% QhMax để tránh thối rữa trong bể.
- Wb 5 QhMax (5 phút bơm của máy bơm trong giờ lớn nhất ) để máy
bơm làm việc tốt .
Chọn chế độ điều khiển bơm bằng thủ công, số lần mở bơm trong giờ là 3 lần.
Xác định dung tích bể bằng phương pháp dùng biểu đồ tích luỹ nước thải (xem
biểu đồ).
Trục hoành biểu diễn thời gian bằng phút.
Trục tung biểu diễn lượng nước chảy đến bể thu lượng nước bơm trong1h,tính
bằng % Qngđ
Dựa vào phương pháp này, ta xác định được
Wb = 0,35 % Qngđ theo giờ nước đến nhỏ nhất.
Wb = 0,45 % Qngđ theo giờ nước đến lớn nhất.
Kiểm tra các giá trị của Wv
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Wb 50% QhMax = 419,55 (m3)
Wb 5 QhMax = 139,85 m3 = 140 (m3)
mà
Wb = 0,35 % Qngđ = 98,882 (m3)
Wb = 0,45 % Qngđ = 127,134 (m3)
Như vậy cả hai giá trị này đều không thoả mãn đông thời có hai điều kiện trên. Vậy ta
chọn bể thu nước thải có dung tích bằng 5 bơm giờ lớn nhất.
Như vậy Wb = 140 (m3/h).
Xác định kích thước của bể thu nước thải
Chọn mặt bằng nhờ trạm có dạng hình tròn, Bơm được đặt ngập chìm trong nước
thải.
Chọn chiều cao công tác của bể là : 1,8 m
Diện tích mặt bằng bể thu là:
F
Wb 140
77,78
H
1,8
2
(m )
F=r2 ta tính được đường kính bể thu
R
F
4,977 5m
- Đường kính bể D = 2R = 10m.
- Bể xây dựng bằng bê tông cốt thép, phần nhà trạm trên mặt đất xây bằng gạch
tường dày 20(cm)
III/ xác định cột áp toàn phần máy bơm
Công thức Hb = Hđh + hh + hđ
Hđh : là độ chênh cao giữa mực nước cao nhất trên trạm xử lý và cao trình đáy bể.
Theov 20 TCN 51-84 cao trình mực nước trên trạm xử lý lấy cao hơn mực nước 35m
Cốt mực nước là 2,8 , cao trình mực nước cao nhất trên trạm xử lý là 7,8(m)
Cốt đáy ống dây dẫn nước vào bể thu : - 1,008(m)
Cốt mực nước ở ống dẫn vào bể thu : - 0,464(m)
Chiều cao từ mực nước công tác đến đáy bể thu là 2,1 m
Như vậy cốt đáy bể thu là : -1,644 2,1 = -3,744
Do đó Hđh = 7,8 ( -3,744 ) = 11,544 (m)
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
hh : tổn thất trên đường ống hút, vì ta chọn bơm chìm nên
hh = 0
-
hđ: tổn thất áp lực trên độ đẩy.
hđ = hdđđ + hcbđ
hdđđ : tổn thất áp lực dọc đường trên đường ống.
hdđđ = i . lđ
i: tổn thất áp lực đơn vị với q = 233,083 (l/s)
Tra bảng đường ống gang áp lực trong bảng tra thủy lực ta chọn ống đẩy có
D = 400 mm
i = 0,0095
v = 2,1 m/s
Vậy h
dđ
đ
= 0,0095 x 500 = 4,75 (m)
hcbđ tổn thất áp lực cục bộ trên đường ống đẩy
. v
2
hd 2 g
cb
( m)
: tổng hệ số tổn thất cục bộ
= côn mở + 2 khoá + 2 van + 3 cút + tê
= 0,25 + 2 x 1 + 2 x 1,7 + 3 x 0,7 + 2 = 7,75
Vậy
2,12
7
,
75
2,19
hd
2 x9,81
cb
( m)
Do đó hđ = 4,75 + 2,19 = 6,94 m
Và kết quả là: Hb = 11,544 + 0 + 6,94 = 18,484 (m)
Với Qb = 233,083 (l/s)
Hb = 18,484 (m)
Tra cẩm nang bơm EMU Nhà XB xây dựng
Ta chọn loại bơm chìm FA 25.93 430D
IV/ Xác định điểm làm việc cơ bản
(w)
Khi bơm hoạt động thì công thức tính áp lực trên đương dây sẽ là: H = Hđh + SQ2
Hđh : chiều cao bơm nước địa hình của máy bơm
Hđh = 11,544 (m)
S : sức cản của đường ống
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- h _16_,94 0,000128
s
2
233,083 2
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Q
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Với các giá trị của cản lượng q tương ứng, ta sẽ lập được bảng xác định lớn nhất
áp lực trên đường ống
Bảng xác định áp lực trên đường ống xem bảng.
V/ Tính toán song chắn rác.
Song chắn rác đặt sau đường ống dẫn nước thải vào bể và đặt phía trên miệng bể
để ngăn rác vào bể.
-
Số lượng thanh song chắn rác tính theo công thức:
n
Q
max
h
v b hmax
Qh Max : lưu lượng giở thải nước lớn nhất
Qh Max = 0,466 (m3/s)
v: vận tốc nước chảy qua song chắn rác v = 1(m/s)
b: khoảng cách giữa 2 song chắn rác b = 16 (mm) = 0,016 (m)
hMax : chiều sâu lớp nước trước song chắn rác
hMax = 0,8 (m)
Vậy
n
0,466
36 (thanh)
1 0,016 0,8
Chiều rộng song chắn rác Bs = s(n - l) + b.n
s : chiều dày một thanh chắn s = 0,008 (m)
Vậy : Bs = 0.008(36-1) + 0,016 x 36 = 0,856 m
VI/ các thiết bị khác phục vụ trạm bơm
1)
Đường ống sục cặn
Để cặn lắng không bị đọng lại ở hố thu ta dùng ống sục cặn đường kính d=40 mm
bố trí dọc theo hố nước, được nối với ống đẩy của trạm bơm.
2) ống thông hơi: ống thông hơi dùng để thải các khí độc hại ra ngoài chọn
ống có đường kính d = 200(mm) đặt cao hơn sàn nhà 3 (m)
3)
Thiết bị nâng cao của trạm bơm.
Dùng palăng điện 1,5 Tấn
VII/ Quản lý vận hành trạm bơm
Khi theo dõi thấy lưu lượng giảm (5 6 )% cần phải dùng máy để kiểm tra và
tẩy rửa bánh xe công tác.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Khoa kỹ thuật môi trường
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Chương V. mạng lưới thoát nước mưa
1- Vạch tuyến mạng lưới thoát nước mưa
- Dưạ vào điều kiện địa hình và độ phân bố các tuyến đường phố ta vạch tuyến
MLTN mưa như bản vẽ
- Các tuyến ống dẫn nước từ các tiểu khu vào ống chính dẫn ra sông hồ. ở đây ta
tính toán cho một tuyến ống dài nhất.
- Chọn chu kỳ vượt quá cường độ mưa tính toán .
P = 1 (năm)
2- Xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ mưa và thời gian
mưa.
q =(t,)
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Khoa kỹ thuật môi trường
Công thức tính toán:
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
q
q 20 (20 b) n (1 c lgp)
(t b p m ) n
q20 : cường độ mưa trong khoảng thời gian 20 phút đối với chu kỳ 1 lần trong
năm. Đối với khu vực tính toán
q20 = 267 l/s ha
n,c : là các hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu địa phương
n = 0,82
c = 0,2534
Bảng 91 giáo trình CTN - ĐHXD
b,m các hệ số : b = 1916 m = 0,28
q
t
q
t
q
267 (20 19,16) 0,82 (1 0,2534 lgp)
5403,1
0 ,82
(t 20)
(t 20) 0,82
0
5
10
15
20
25
454,5
382,26
329,16
290,6
260,0
479,82
396,74
340,03
298,65
267
45
50
55
60
65
70
75
186,48
174,62
164,33
155,27
147,37
133,71
127,9
190,36
178,11
167,48
158,16
149,58
135,99 130,04
241,95
30
35
216,49
200,22
221,57
204,65
Biểu đồ cường độ mưa
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Khoa kỹ thuật môi trường
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
4- Tính toán thời gian trong ống đến nhiệt độ tính toán
Ttt = tm + tr + tô
tm : thời gian tập trung nước mưa trên bề mặt từ điểm xa nhất đến rãnh, phụ thuộc
kích thước, địa hình của lưu vực tính toán, cường độ mưa vừa và loại mặt phủ, t m =5
phút.
tr: Thời gian nước chảy trong rãnh tr = 5 phút
tô : thời gian nước chảy trong ống đến tiết diện tính toán
t
o
l0
(phút)
v0
à: hệ số tính đến sự chậm trễ của nước mưa, với địa hình thành phố có độ dốc
i =0,002 thì theo giáo trình cấp thoát nước - ĐHXD lấy à = 2
lo , vo : chiều dài ống và vận tốc nước chảy trong ống.
1)
Tính toán hệ số dòng chảy
Theo số liệu về diện tích mặt phủ ta có các giá trị hệ số chảy đơn vị 0, tương ứng
với các loại mặt phủ.
Theo bảng 9 2 trang 103 giải trình CTN ta có
Mái nhà
F = 25%
Đường nhựa F = 25%
0 = 0,95
0 = 0,6
Đường đá dàn F = 20%
0 = 0,4
Mặt đất
F = 25%
0 = 0,3
Bãi cỏ
F = 25%
0 = 0,15
Theo giáo trình CTN trang 203
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
Do bề mặt ít thấm nước ( mái nhà + Đường nhựa ) chiếm 50% > 30% diện tích.
Nên hệ số dòng chảy được xác định theo giá trị trung bình của các hệ số dòng chảy
đơn vị
TB
F
o i Fi
i
TB
25 0,95 25 0,6 20 0,4 15 0,3 15 0,15
0,535
200
Xác định lưu lượng tính toán
Do thành phố có F > 300 ha nên tính lưu lượng tính toán theo công thức
Qtt = F x q x x
F: diện tích lưu vực thoát nước mưa
q : cường độ mưa tính toán.
: hệ số dỏng chảy = 0,535
: hệ số mưa không đều phụ thuộc diện tích thoát nước mưa, theo bảng 9-3 CTN
ta có với
: F = 500 ha = 0,94
7) Tính toán thuỷ lực MLTN mưa
Chương vI : Thiết kế trạm xử lý nước thải
I- Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải:
1, Những số liệu cơ sở
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa kỹ thuật môi trường
Đề tài:Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Bắc Ninh
- Lưu lượng nước thải toàn thành phố: Q =28252,26m3 / ngđ
- Nước thải trung bình giờ : Q htb = 1177, 18m3/h
- Lưu lượng nước thải trung bình lớn nhất : Qhmax = 1678,305m3/h
- Nhiệt độ trung bình năm của không khí : 23,30c
+ Số liệu về nước thải công nghiệp:
Nhà máy I:
- Lưu lượng:1084m3/ ngđ
- Hàm lượng chất lơ lửng : 180mg/l
- N0S 20 : 260mg/l
- PH: 7,0
- Nhiệt độ : 250c
Nhà máy II:
- Lưu lượng 162 m3/ ngđ
- Hàm lượng chất lơ lửng : 100mg/l
- N0S20: 80mg/l
- Độ PH: 7,0
- Nhiệt độ : 250c
+ Các số liệu về địa chất thuỷ văn : Mực nước ngầm ở độ sâu 0-2m nhiều nơi từ
2-5m, thay đổi theo mùa, cao nhất vào mùa khô, thấp nhất vào mùa mưa.
+ Địa chất công trình : Phần lớn đất nền là cuội kết, cát kết, thạch anh bội kết.
Cường độ chịu nén >2kg/cm2
+ Khí hậu : Thị xã Bắc Ninh mang tính chất khí hậu trung du Bắc Bộ, nắng nóng,
mưa nhiều, nhiệt độ và độ ẩm cao
Nhiệt độ không khí:
- Nhiệt độ trung bình: 23,30c
- Nhiệt độ cao nhất trung bình: 27,30c
- Nhiệt độ thấp nhất trung bình: 20,30c
- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 42,60c
- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 3,90c
Độ ẩm không khí:
- Độ ẩm tương đối trung bình: 820%
- Độ ẩm thấp nhất tuyệt đối: 7%
Mưa:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_1 _
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp: 46 MTN3