Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng cấp thoát nướcCHƯƠNG 3: MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 3.3.1. Các loại tài liệu cơ sở để thiết kế HTTN3.3.2. Thời hạn tính toán và trình tự xây dựng HTTN 3.3.3. Dân cư tính toán 3.3.4. Tiêu chuẩn thải nước 3.3.5. Hệ số không điều hòa3.3.6. Xác định lưu lượng tính toán3.3.7. Sự dao động của nước thải ở khu dân cư
10/16/20 13 1 Chương 3 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC VÀ TÍNH TOÁN THỦY LỰC ML CẤP THOÁT NƯỚC 3.3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 3.3.1. Các loại tài liệu cơ sở để thiết kế HTTN 3.3.2. Thời hạn tính toán và trình tự xây dựng HTTN 3.3.3. Dân cư tính toán 3.3.4. Tiêu chuẩn thải nước 3.3.5. Hệ số không điều hòa 3.3.6. Xác định lưu lượng tính toán 3.3.7. Sự dao động của nước thải ở khu dân cư 3.3.1. Các loại tài liệu cơ sở để thiết kế HTTN Bản đồ quy hoạch và các số liệu về quy hoạch của thành phố/đô thị với thời gian tính toán 20-25 năm Đối với xí nghiệp công nghiệp: mặt bằng tổng thể các xí nghiệp công nghiệp với thời gian làm việc hết công suất tính toán. Bản đồ địa hình khu vực thoát nước tỷ lệ 1/5.000÷1/10.000 cho thành phố và 1/500÷1/2.000 cho các xí nghiệp có các đường đồng mức cách nhau 0,5- 1m. Các tài liệu về dân số tính toán của khu vực, tiêu chuẩn và chế độ thải nước của khu vực. Các tài liệu về địa chất, địa chất thủy văn, địa chất công trình, chế độ thuỷ văn, các số liệu về khí tượng, số liệu về mặt phủ đường xá, sân nhà. 3.3.2. Thời hạn tính toán và trình tự xây dựng HTTN Thời hạn tính toán: là thời hạn dùng để tính toán HTTN cho tới khi thành phố hay khu công nghiệp phát triển tới mức độ mở rộng hoàn toàn mà HTTN không phải cải tạo. Thường lấy thời gian tính toán từ 20-25 năm. • Xây dựng các đường ống chính, ống góp lưu vực, xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống, tính toán thủy lực mạng lưới: xác định đường kính, độ dốc, độ đầy, vận tốc nước chảy trong ống, độ sâu chôn ống, … • Tính toán và thiết kế các công trình trên mạng lưới: giếng thăm, giếng chuyển bậc, giếng thu nước mưa, cửa xả, trạm bơm, ống qua các chướng ngại vật, … • Thực hiện các bản vẽ kỹ thuật: mặt bằng, mặt cắt các tuyến cống và các công trình trên mạng lưới. Trình tự xây dựng HTTN bao gồm các việc sau: • Điều tra cơ bản, sưu tầm và thu thập đầy đủ các tài liệu cần thiết ở mục 3.3.1. • Phân chia các lưu vực thoát nước theo đường phân thủy. 3.3.2. Thời hạn tính toán và trình tự xây dựng HTTN 3.3.3. Dân cư tính toán N = P x F P: Mật độ dân số, người/ha F: Diện tích của khu vực nhà ở, ha Dân số tính toán là số người sử dụng HTTN cho đến cuối thời gian quy hoạch. Dân cư tính toán của từng khu vực trong đô thị có thể khác nhau do mức độ tiện nghi và tầng cao nhà ở. Do đó người ta đưa ra khái niệm mật độ dân số (số người tính trên 1 ha diện tích xây dựng khu nhà ở) để tính số lượng dân cư tính toán: 10/16/20 13 2 3.3.4. Tiêu chuẩn thải nước Tiêu chuẩn thoát nước là lượng nước thải trung bình ngày đêm tính trên đầu người sử dụng hệ thống thoát nước hay tính trên sản phẩm sản xuất. Tiêu chuẩn thoát nước sinh hoạt khu dân cư thường lấy bằng tiêu chuẩn cấp nước. Cũng như cấp nước, tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt phụ thuộc vào: • Mức sống, • Điều kiện khí hậu, • Phong tục tập quán • Mức độ trang bị vệ sinh trong nhà. STT Mức độ thiết bị vệ sinh trong các ngôi nhà Tiêu chuẩn thải nước l/người.ngđ 1 Các nhà bên trong có hệ thống cấp nước, có dụng cụ vệ sinh, nhưng không có thiết bị tắm 80-100 2 Các nhà bên trong có hệ thống cấp thoát nước, có dung cụ vệ sinh và thiết bị tắm thong thường 110-140 3 Các nhà bên trong có hệ thống cấp thoát nước, có dụng cụ vệ sinh, có chậu tắm và cấp nước nóng cục bộ 140-180 Tiêu chuẩn thoát nước sinh hoạt Những đô thị và xí nghiệp công nghiệp khác nhau thì thải ra lượng nước thải khác nhau. Đối với xí nghiệp công nghiệp thì có 2 loại: 1/ Tiêu chuẩn thải nước thải sinh hoạt (tương tự cấp nước) 2/ Tiêu chuẩn thoát nước sản xuất xác định theo đơn vị sản phẩm hay lượng thiết bị cần cấp nước, phụ thuộc vào dây chuyền công nghệ của từng nhà máy (khi thiết kế cần tham khảo các nhà máy tương tự). Ví dụ: sản xuất kính: 0,5 m3/tấn sản phẩm, sản xuất tơ nuôi tằm: 1.200m3/tấn sản phẩm, sản xuất bia, giấy, …. 3.3.4. Tiêu chuẩn thải nước (tt) Trên thực tế, nước thải ra không đồng đều theo ngày, theo giờ, theo mùa, …giữa các đô thị, giữa các vùng trong một đô thị cũng khác nhau. Chế độ thải nước là chế độ không điều hòa. 3.3.5. Hệ số không điều hòa Để tính toán HTTN không những cần biết lưu lượng trung bình ngày mà còn cần phải biết sự thay đổi lưu lượng theo giờ trong ngày đêm. Thông số đặc trưng cho chế độ thải nước của khu vực là hệ số không điều hòa. 3.3.5. Hệ số không điều hòa Tỷ số giữa lưu lượng ngày lớn nhất và lưu lượng ngày trung bình (tính trong năm) gọi là hệ số không điều hòa ngày, ký hiệu K ng Tỷ số giữa lưu lượng giờ tối đa và lưu lượng giờ trung bình (tính trong ngày thải nước tối đa) gọi là hệ số không điều hòa giờ, ký hiệu K h Hệ số không điều hòa chung K c : tích số giữa hai hệ số điều hòa giờ và điều hòa ngày: K c =K ng .K h ngàytb ngày ng Q Q K . .max htb h h Q Q K . .max Lưu lượng trung bình l/s 5 12 30 50 100 200 300 500 800 >1250 K c 3.1 2.2 1.8 1.7 1.6 1.4 1.35 1.25 1.2 1.15 Hệ số không điều hòa chung của nước thải sinh hoạt Ghi chú: Các giá trị nằm giữa hai khoảng lưu lượng trung bình , thì giá trị K c xác định bằng p/pháp nội suy. 10/16/20 13 3 3.3.6. Xác định lưu lượng tính toán 3.3.6. Xác đinh lưu lượng tính toán (tt) Xác định lưu lượng tính toán của mạng lưới: sl KqN Q sl qN Q hm KqN Q hm qN Q demngaym KqN Q demngaym qN Q c s s tb h h h tb ng ng ng tb / 86400 / 86400 / 100024 / 100024 ./ 1000 ./ 1000 max 3 max 3 3 max 3 1/ Xác định lưu lượng nước thải sinh hoạt của vùng dân cư: Cách 1: Dựa trên N và q Theo môđun dòng chảy hay lưu lượng đơn vị (q o ). Tức lưu lượng nước thải tính trên 1 ha diện tích khu nhà ở trong thời gian 1 giây (l/s.ha). Môđun dòng chảy: Lưu lượng nước tính toán: )./(,84600/. haslPqq io )/(, max slFKqq co • P: mật độ dân số (người/ha). • F: diện tích lưu vực thoát nước có cùng mật độ dân số (ha). 1/ Xác định lưu lượng nước thải sinh hoạt của vùng dân cư: Cách 2: 2/ Xác định lưu lượng nước thải sản xuất: Để tính toán lưu lượng nước thải sản xuất ta căn cứ theo công nghệ sản xuất. Trong một số trường hợp tính theo đơn vị sản phẩm hoặc nguyên liệu tiêu thụ và tính theo công thức sau đây: Lưu lượng trung bình ngày: Lưu lượng tối đa giây: demngaym Pm Q sx ngaytb ./ 1000 3 . sl T KPm Q h sx s / 3600 1 .max Trong đó: m: Lượng nước thải tính trên sản phẩm, L/tấn, L/sản phẩm. P 1 : Số lượng sản phẩm trong ca có năng suất tối đa, tấn/ca hay sản phẩm/ca. P: Số lượng sản phẩm trong ngày, tấn/ngày hay sản phẩm/ngày. T: Thời gian làm việc trong ca, h. 3/ Lưu lượng nước thải sinh hoạt trong các xí nghiệp công nghiệp: Lưu lượng ngày: Lưu lượng tối đa giờ: Lưu lượng tối đa giây: demngaym NN Q ng ./ 1000 3525 3 21 hm T KNKN Q hh h / 1000 3525 3 43 .max sl T KNKN Q hh s / 3600 3525 43 .max 10/16/20 13 4 Trong đó: N1 và N2: Số lượng công nhân làm việc trong ngày theo tiêu chuẩn thoát nước tương ứng là 25 và 35 lít. N3 và N4: Số công nhân làm việc trong ca theo tiêu chuẩn thoát nước tương ứng là 25 và 35 lít. K h : Hệ số không điều hòa giờ. T: Số giờ làm việc trong ca 4/ Lượng nước thải từ các nhà tắm trong các xí nghiệp công nghiệp: Cứ mỗi vòi tắm hương sen thải ra 500 l/h, thời gian làm việc của các vòi tắm là 45 phút sau mỗi ca làm việc; hoặc tính theo kíp đồng nhất với tiêu chuẩn 40- 60 l/người. 5/ Lượng nước thải từ các công trình công cộng: Khi tính toán MLTN thì lưu lượng nước thải thoát ra từ các nhà công cộng được xem là lưu lượng tập trung. 5/ Lượng nước thải từ các công trình công cộng (tt): Trong đó: N i : quy mô của các nhà công cộng (số người trong trường học, bệnh viện, …) q cc i : tiêu chuẩn thải nước cho một ngày, l/người.ngđ. 6/ Tổng lưu lượng nước thải: - Tính riêng từng lưu lượng của khu dân cư, lưu lượng tập trung từ các công trình công cộng, lưu lượng nước sinh hoạt và sản xuất từ các xí nghiệp công nghiệp ứng với hệ số K c ; - Lập thành bảng thống kê lưu lượng; - Vẽ đồ thị dao động của nước thải xác định Q max h và Q max s để tính toán đường ống, trạm bơm, các công trình xử lý có tính đến hệ số K c . 3.3.6. Xác đinh lưu lượng tính toán (tt) Xác định lưu lượng tính toán từng đoạn ống: ttr sh tt qqq max c sh tb sh Kqq . max btdđ sh tb qqqq Trong đó: q dđ : lưu lượng dọc đường chảy vào đoạn ống tính toán từ các khu nhà ở dọc theo chiều dài đoạn ống, l/s. q t : lưu lượng tải từ các khu trên (trước) xuống, l/s. q b : lưu lượng nối từ các ống bên vào, l/s. q ttr : lưu lượng tập trung của các đối tượng sử dụng nước lớn như các xí nghiệp công nghiệp, nhà tắm công cộng chảy vào đoạn ống tính toán, l/s. 10/16/20 13 5 3.3.7. Sự dao động của nước thải ở khu dân cư Để tính toán hệ thống thoát nước ta cần biết chế độ thải nước. Thường nước thải ra không đều theo thời gian trong ngày. Phụ thuộc vào K c và quy luật trình bày như bảng 1. Bảng 1: Bảng phân bố lưu lượng nước thải theo giờ của khu dân cư với hệ số không điều hòa tương ứng. Nước tắm: nước tắm của công nhân ở ca trước đổ vào giờ đầu của ca sau. Nước thải sản xuất: mỗi giờ của ca xem như bằng nhau, tạm phân như sau: o Làm việc 3 ca: Ca 1: lượng nước thải chiếm 40-50%Q sx Ca 2: lượng nước thải chiếm 30-35%Q sx Ca 3: lượng nước thải chiếm 20-30%Q sx o Làm việc 2 ca: Ca 1: lượng nước thải chiếm 50-65%Q sx Ca 2: lượng nước thải chiếm 35-50%Q sx Bài tập minh họa: Q SX