Đang tải... (xem toàn văn)
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM HỖ TRỢ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
560 NGHIÊNCỨUXÂYDỰNGPHẦNMỀMHỖTRỢTÍNHTOÁN CÁCCÔNGTRÌNHĐƠNVỊXỬLÝNƯỚCTHẢI Dương Mai Linh Khoa Kỹ Thuật – Công Nghệ – Môi Trường, Trường Đại Học An Giang Tóm tắt Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Do đặc thù của nền công nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và nhiều nguyên nhân khác nhau như: điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó khăn, do chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên hầu nh ư chất thải công nghiệp của nhiều nhà máy chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi trường. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống của nhân dân cũng như vẽ mỹ quan của khu vực. Do đó, vấn đề xử lý nướ c thải và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm lớn của nước ta trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Việc tính toán thiết kế và tính toán các công trình xử lý nước, là công việc phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao. Trong nghiên cứu này, sẽ đề xuất và xây dựng một phần mềm mẫu hỗ trợ quá trình tính toán các công trình xử lý nước thải. Nhằm góp phần rút ngắn thời gian làm việc, tăng hiệu quả công việc và đảm bảo độ chính xác cao. GIỚI THIỆU I. Tổng quan hệ thống Trong quá trính thiết kế các hệ thống xử lý nước thải, người thiết kế phải lựa chọn và tính toán các bể xử lý. Trong quá trình tính toán thiết kế mỗi bể đòi hỏi mỗi người thiết kế phải lựa chọn rất nhiều thông số thiết kế đặc trưng cho từ ng bể. Thông số thiết kế có thể chia làm hai loại: thông số lựa chọn theo yêu cầu thiết kế và thông số thiết kế lựa chọn theo tiêu chuẩn. Với số lượng bể xử lý cần tính toán và thông số cần lựa chọn thì nhu cầu về chọn bể xử lý và chọn thông số thiết kế một cách nhanh chóng, thuận tiện và chính xác… là một nhu cầu cần thiết được đặt ra. Để đáp ứng được những nhu cầu trên thì cần phải có một hệ thống tự động nhằm quản lý các bể xử lý, thông số thiết kế cũng như nhiều yếu tố khác, ngoài ra hệ thống còn tạo nhiều thuận lợi trong việc thiết kế như: tính toán nhanh chóng, chính xác, xem thông tin về kết quả tính toán, các tiêu chuẩn thiết kế hay việc cần thay đổi các yêu cầu thiết kế được thực hiện một cách dễ dàng, nhanh chóng, dễ sử dụng… ! 561 II. Mô tả phạm vi hệ thống 2.1. Phát biểu vấn đề Do nhu cầu về thiết kế cũng như quản lý các thông số thiết kế, tiêu chuẩn thiết kế nhằm thuận lợi trong việc tìm kiếm cũng như tra cứu là một nhu cầu cần thiết đối với mỗi người thiết kế nhất là những người có khối lượng công việc hàng ngày lớ n. Các thông tin về yêu cầu thiết kế, thông số thiết kế, tiêu chuẩn thiết kế… cần được quản lý, lưu trữ hợp lý để giúp cho người thiết kế có thể dễ dàng tìm kiếm thay đổi nhanh chóng chính xác, đáp ứng kịp thời những thay đổi về yêu cầu thiết kế của khách hàng. 2.2. Mục tiêu Giúp người thiết kế hệ thống xử lý nước thải có thể xem xét t ất cả các thông tin về: công nghệ xử lý, kết quả tính toán, thông số thiết kế, tiêu chuẩn thiết kế. Giúp cho quá trình thiết kế được thuận tiện, nhanh chóng, chính xác, đạt tiêu chuẩn, có thể đáp ứng tốt khi yêu cầu thiết kế thay đổi. 2.3. Chức năng chính Phần mềm này được thiết kế nhằm hướng đến các chức năng chính như: − Thiết kế sơ đồ hệ thống xử lý nước thải: Giúp cho người sử dụng có thể thiết kế các sơ đồ hệ thống xử lý nước thải một cách nhanh chóng với nhiều lựa chọn khác nhau. Kết quả thu được sẽ là sơ đồ hệ thống xử lý nước thải dạng hình khối. − Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải: Tính năng này sẽ giúp cho ng ười sử dụng có thể tính toán một cách nhanh chóng các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải. Nhanh chóng, chính xác và dễ dàng thay đổi thông số là những tiện ích mà chức năng này mang lại cho người dùng. Kết quả thu được sẽ là kết quả tóm tắt hoặc dạng bài báo cáo hoàn chỉnh có thể in ấn. − Cung cấp các tiêu chuẩn thiết kế: Trong phần mềm này, các công thức tính toán và các thông số tính toán thiết kế dựa theo TCXDVN 51 – 2008. Các tiêu chuẩn này cũng sẽ được cung cấp kèm theo cùng phần mềm. Với mục đích đem lại sự tiện lợi nhất cho người sử dụng, khi người sử dụng cần xem lại các tiêu chuẩn này. Ngoài ra, trong quá trình thiết kế các công trình đơn vị, người dùng cũng có thể xem lại các tiêu chuẩn dành riêng cho mỗi công trình đơn vị. − Cung cấp các hình ảnh về các công trình xử lý nước thải: Ngoài các tiêu chu ẩn thiết kế, các hình ảnh minh họa kết cấu tương đối chi tiết về các công trình đơn vị cũng được đính kèm theo phần mềm. Mục đích là giúp cho người dùng có thể hình dung một các tổng quan về các kết quả tính toán với kết cấu thực tế của công trình đơn vị thiết kế. − Chức năng điền các thông tin công ty và đối tác vào bài báo cáo: Với mục đích h ướng tới sự hoàn thiện về một báo cáo thiết kế. Phần mềm cho phép người dùng điền thêm các thông tin của mình (hoặc công ty mình làm việc) và thông tin đối tác. Hai thông tin này sẽ được hiển thị ở vị trí Header và Footer của bài báo cáo. ! 562 Ngoài ra, phần mềm còn được bổ sung thêm một số chức năng khác, nhằm hướng đến sự hoàn thiện cho phần mềm và đáp ứng tốt nhất những yêu cầu của người sử dụng. 2.4. Lợi ích − Tạo được bộ mặt chuyên nghiệp cho công việc thiết kế (được tự động hóa). − Tạo sự thoải mái, tiện lợi cho người dùng (chủ yếu là người thiết kế). III. Phương tiện hỗ trợ − Ngôn ngữ lập trình : Microsoft Visual Studio 2005. − Công cụ khác: AutoCad 2007, SnagIt 8.0. − Viết tài liệu, báo cáo: Microsoft Word 2003, Microsoft Visio 2003 và một số phần mềm khác để hỗ trợ thêm cho việc hoàn thành chuyên đề. IV. Mô tả cấu trúc tổng quan 4.1. Về phần cứng − Có bộ máy máy tính gọn nhẹ cấu hình tương đối. 4.2. Về ph ần mềm − Hệ điều hành Windows XP trở lên. − Bộ gõ tiếng việt hỗ trợ Unicode như: Unikey, Vietkey. − Chương trình ứng dụng “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải” khi hoàn chỉnh sẽ hỗ trợ một số nghiệp vụ như sau: thiết kế công nghệ xử lý, tính toán thiết kế các bể xử lý, quản lý các tiêu chuẩn thiết kế… V. Đánh giá khả thi 5.1. Khả thi về kinh tế − Khi chưa có hệ thống thì người thiết kế phải tốn nhiều thời gian cho việc thiết kế. Trong quá trình tính toán do khối lượng công việc tương đối nhiều nên không tránh được thiếu sót, nhầm lẫn, khó khăn trong việc sửa chữa, kiểm tra và tìm kiếm. Khi có hệ thống mới thì một số vấn đề nêu trên sẽ được giải quy ết như: − Khối lượng công việc sẽ được giảm bớt, việc lưu trữ dữ liệu được dễ dàng và tốn ít thời gian, ít rủi ro hơn. − Hạn chế được được việc tính toán sai lệch do nhầm lẫn, tốn nhiều thời gian. − Tạo cho khách hàng sự hài lòng khi hoàn thành công việc nhanh chóng và khả năng linh hoạt cao khi có sự thay đổi về yêu cầu thiết kế. − Người thiết kế sẽ tiếp cận và học hỏi thêm về tin học, cách sử dụng phần mềm trong công việc của mình. − Khi hệ thống mới ra đời sẽ giúp cho việc thiết kế của người dùng ngày càng đi lên đồng thời tạo cho người dùng có sự vững chắc trong nghề nghiệp. Mặt khác người dùng cũng tạo được niềm tin, uy tín đối với đố i tác của mình. 5.2. Khả thi về kỹ thuật Khả thi về kỹ thuật cho chúng ta sự hiểu biết nhất định về khả năng của tổ chức nhằm xây dựng hệ thống thông tin tự động hóa. Việc đánh giá này thực chất là đánh giá rủi ro về mặt kỹ thuật nhằm giảm tối đa các rủi ro có thể xảy ra trong các quá trình triển khai dự án. M ột dự án thường có rất ! 563 nhiều rủi ro, đây là rủi ro về mặt kỹ thuật và các yếu tố chính bao gồm: quy mô dự án, cấu trúc dự án, nhóm công cụ, nhóm người dùng. Quy mô dự án: Vì là đề tài thực tập chỉ được thực hiện bởi một người nên quy mô của dự án cũng không được lớn lắm. Việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải chủ yếu liên quan đến công thức và đơ n vị tính toán là chính. Phần lập trình để cài đặt hệ thống tương đối vừa vì phần mềm chủ yếu phục vụ mang tính cá nhân. Cấu trúc dự án: về mặt công thức tính toán có cấu trúc ít thay đổi. Nhóm phát triển dự án: sử dụng các phần mềm hỗ trợ đơn giản và phổ biến hiện nay. PHƯƠNG PHÁP VI. Thiết kế cấu trúc 6.1. Cấu trúc chứ c năng phần mềm Được xây dựng dựa trên các yêu cầu chức năng có thể được xử lý tự động hoá, cùng một số yêu cầu phi chức năng. Hình 1: Cây cấu trúc chức năng phần mềm VII. Thiết kế giao diện 7.1. Thiết kế chức năng chính 7.1.1. Menu nghiệp vụ Hình 2: Giao diện menu nghiệp vụ ! 564 7.1.2. Menu công trình Hình 3: Giao diện menu công trình 7.2. Một số giao diện đặc trưng của hệ thống 7.2.1. Giao diện chính Hình 4: Giao diện chính 7.2.2. Giao diện thiết kế hệ thống XLNT Hình 5: Giao diện form chọn số lượng bể cho hệ thống xử lý nước thải Hình 6: Giao diện form thiết kế sơ đồ hệ thống xử lý nước thải ! 565 7.2.3. Giao diện tính toán các công trinh đơn vị Hình 7: Giao diện form nhập thông số minh họa Hình 8: Giao diện form thể hiện kết quả dạng tóm tắt Hình 9: Giao diện form thể hiện kết quả dạng báo cáo 7.2.4. Giao diện hình vẽ tham khảo Hình 10: Giao diện form xem bảng vẽ tham khảo ! 566 VIII. Thiết kế xử lý 8.1. Các đối tượng được sử dụng − Windows Form: dùng để thiết kế giao diện lập trình. Được bổ sung các controls, các đồ họa (graphics), các hình ảnh và một form để tạo sự ma sát mà bạn muốn. Mỗi form trong chương trình ứng dụng có designer form riêng biệt. − Class: dùng để thiết kế, lưu trữ tạm thời các số liệu, thông số nhập vào và kết quả tính toán. Các thông tin có tính toán hệ thống có thể xuất ra bất kỳ form nào. − Report: dùng để thiết kế giao diện bản in cố định. Được bổ sung đồ họa (graphics), các hình ảnh. Mỗi report trong chương trình ứng dụng của được thiết kế riêng biệt. − Button: dùng vào việc xử lý một chuyện gì khi User click lên button − TextBox: là control để display text và nhận keystroke của User để sửa đổi text có sẵn hay cho vào text m ới. − NumericUpDown: là control để display number và nhận keystroke của User để sửa đổi number có sẵn hay cho vào number mới. 8.2. Nguyên tắc xử lý − Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nguyên tắc xử lý phần thiết kế hệ thống xử lý nước thải được minh họa bằng sơ đồ sau: Hình 11: Sơ đồ minh họa quy trình xử lý chức năng thiết kế hệ thống xử lý nước thải 8.3. Thuyết minh + Người dùng sẽ chọn chức năng này trên giao diện chính của phần mềm; + Form chọn số lượng công trình xử lý đơn vị trong hệ thống xử lý sẽ hiện lên. Người dùng tiếp tục chọn số lượng bể cần thi ết cho mình; + Sau khi chọn số lượng bể thì form thiết kế tương ứng với từng số lượng bể hiện lên. + Người dùng điền tên các công trình xử lý đơn vị theo thứ tự từ đầu vào đến đầu ra; + Tiếp theo là lựa chọn các vòng tuần hoàn nước, bùn… (nếu có) + Sau khi xử lý xong, phần mềm sẽ tra ra kết quả là một bảng vẽ h ệ thống xử lý nước thải dưới dạng khối. Tính toán các công trình đơn vị Nguyên tắc xử lý phần tính toán các công trình đơn vị được minh họa bằng sơ đồ sau: ! 567 Form chính (frm_main) Form tính toán bể tương ứng (frm_n_tên bể) Form trung gian (frm_tg_tên bể) Form kết quả tóm tắt (frm_kq_tên bể) Form xem kết quả dạng bài báo cáo (frm_in_tên bể) Class (tên bể_info) Report in (report_in_tên bể) Đường truyền dữ liệu Ghi chú: Hình 12: Sơ đồ minh họa quy trình xử lý chức năng tính toán các công trình đơn vị 8.4. Thuyết minh + Người sử dụng chọn công trình đơn vị cần tính toán trên giao diện chính của chương trình; + Form tính toán công trình đơn vị được chọn sẽ hiện lên. Người dùng điền đầy đủ các thông số trong form này và bấm nút “Tính”. Ngoài ra người dùng có thể xem tiêu chuẩn lựa chọn tương ứng cũng như xem công thức tính toán trên form này. + Sau khi bấm nút tính chương trình tiếp tục hiện lên form trung gian (nếu có), hoặc qua th ẳng form kết quả. Đồng thời khi bấm nút “Tính” dữ liệu sẽ được lưu tạm thời vào các Class tương ứng (dữ liệu này sẽ mất khi khởi động lại chương trình). + Form trung gian hiện lên đồng thời dữ liệu tại các Class sẽ được xuất ra tại form này kết hợp với dữ liệu mới nhập vào chương trình tiếp tục thực hiện các phép tính. Sau đó, dữ liệu một lần nữa sẽ được lưu lại trên các Class. + Tiếp theo form kết quả sẽ được hiện lên, dữ liệu trên Class một lần nữa được xuất ra để hiện kết quả tính toán. + Nếu tiếp tục chọn xem kết quả dạng báo cáo thì dữ liệu trên Class sẽ được xuất ra trên các report in để thể hiện kết quả và phục vụ in ấn. Ngoài thiết kế xử lý hai chức năng trên thì các chức năng khác của chương trình cũng được thiết kế tương tự nhưng đơn giản hơn. Với nguyên tắc cơ bản là nhấn nút chọn chương trình sẽ hiện các form tiếp theo tương ứng. 8.5. Kết quả Sau thời gian nghiên cứu và thực hiện kết quả thu được là phần mềm “Hỗ trợ tính toán các công trình đơn vị xử lý ! 568 nước thải” với các chức năng chính như sau: − Thiết kế sơ đồ hệ thống xử lý nước thải (dạng sơ đồ hình khối). − Tính toán các công trình xử lý đơn vị. − Hiện thông tin tại header – footer của bài báo cáo. − Tra cứu hình cấu tạo (bảng vẽ AutoCad) của các công trình đơn vị. − Tra cứu tiêu chuẩn thiết kế (TCXDVN 51 – 2008). − Và các chức n ăng bổ sung khác. Gói cài đặt phần mềm bao gồm: file Setup với dung lượng 16.6 MB Sau khi cài đặt phần mềm sẽ có dung lượng 40 MB và hoạt động tốt trên các phiên bản của Windows. IX. Hạn chế − Giao diện chương trình chưa thật sự thân thiện với người dùng. − Một số chức năng vẫn chưa mang tính chất chuyên nghiệp cao. − Chương trình hiện không thể lưu lạ i được kết quả tính toán (để mở lại sau này). − Chương trình vẫn còn mang tính chất chung, chưa thật phù hợp với từng công ty, cơ quan riêng. X. Hướng phát triển Chương trình có thể được phát triển thêm nhiều tính năng như: − Thiết kế hoàn chỉnh và phù hợp hơn ở phần thiết kế hệ thống xử lý nước thải. − Thiết kế cơ sở dữ liệu riêng để có thể lưu lại kết quả đã tính. − Thiết kế bảo mật ở mức cơ sở dữ liệu. − Xây dựng chương trình phù hợp hơn đối với từng công ty, cơ quan. XI. Kết luận Phần mềm sau khi được xây dựng và chạy thử cho kết quả chính xác nhanh chóng, mang lại hiệu quả cao. Tuy nhiêu, bên cạnh nh ững thành công, phần mềm cũng còn những hạn chế về mặt giao diện, có những phần chưa phù hợp. ! 569 Tài liệu tham khảo 1. Bộ Xây dựng – Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội, Giáo trình cấp thoát nước, NXB Xây dựng,1993 2. Nguyễn Ngọc Dung, Xử lý nước cấp, NXB Xây dựng, 1999 3. Gruhler, Công trình làm sạch nước thải loại nhỏ, NXB Xây dựng, 1980 4. Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, NXB Xây dựng, 1996 5. Trung tâm đào tạo nghành nước và môi trường, Sổ tay xử lý nước, NXB Xây dựng, 1999 6. Lê Hoàng Việt, Giáo trình xử lý nước thả i, Trường ĐH Cần Thơ, 1997 7. Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2006 8. Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải sinh hoạt vừa và nhỏ, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2002 9. TS.Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây dựng, 2000 10. Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, NXB ĐH Quốc gia TP.HCM, 2006 11. Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải – Tính toán thiết kế các công trình, NXB Xây dựng, 1974 12. Trần Hiếu Nhuệ, Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải, NXB Xây dựng, 1987 13. Trần Hiếu Nhuệ, Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1998 TCXD 51 – 2008: Mạng lưới thoát nước và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế . ! 570 DEVELOPMENTOFSOFTWARETO CALCULATEWASTEWATERTREATMENTREQUIREMENTS Duong Mai Linh An Giang University, Vietnam Abstract When designing waste water treating systems,. lý phần tính toán các công trình đơn vị được minh họa bằng sơ đồ sau: ! 567 Form chính (frm_main) Form tính toán bể tương ứng (frm_n_tên bể) Form trung gian (frm_tg_tên bể) Form kết quả tóm. 560 NGHIÊNCỨUXÂYDỰNGPHẦNMỀMHỖTRỢTÍNHTOÁN CÁCCÔNGTRÌNHĐƠNVỊXỬLÝNƯỚCTHẢI Dương Mai Linh Khoa Kỹ Thuật – Công Nghệ – Môi Trường, Trường Đại Học An Giang Tóm tắt Trong những