GVHD : GVC. ThS Nguyễn Kim Thanh
SVTH: Đặng Văn Duy & Dư Thùy Quý Vui
Đề tài: Thiết kế hệ thống thoát nước cho khu dân cư KĐ đến năm 2020
Chương 1
GIỚI THIỆU
CHUNG
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, hiện trạng di cư, định cư và tái định cư ở nước ta đang diễn
ra hết sức sôi nổi. Do đó, các khu dân cư đã, đang và sẽ xuất hiện ngày càng
nhiều để phục vụ cho việc định cư của người dân, góp phần tạo cho người dân có
nơi an cư lạc nghiệp, phục vụ cho chất lượng đời sống vật chất lẫn tinh thần của
họ.
Tuy nhiên, song song với việc tăng cường thêm nhiều nơi định cư cho người
dân đó là lượng chất thải phát sinh hằng ngày của các khu dân cư. Lượng chất thải
phát sinh là rất lớn gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường sống.
Trong đó, đáng kể nhất là lượng nước thải sinh hoạt, nước mưa chảy trên mái
nhà, trên đường… có chứa các thành phần vô cơ hay hữu cơ dễ bị phân hủy hay các
vi khuẩn có hại khác… Những loại nước thải này nếu bị thải ra một cách bừa bãi
là một trong những nguyên nhân gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường ảnh hưởng tới
sức khỏe của người dân, đồng thời cũng gây nên tình trạng ngập lụt ảnh hưởng đến
giao thông, các công trình và các ngành kinh tế khác…
Vì thế, việc thiết kế và xây dựng một hệ thống thoát nước cho khu dân
cư là việc rất cấp thiết. Nhiệm vụ của hệ thống thoát nước là phải vận chuyển
nhanh chóng mọi loại nước thải ra khỏi khu dân cư và các xí nghiệp đồng thời điều
quan trọng là xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải trước khi xả vào nguồn tiếp
nhận.
Đây
cũng chính là vấn đề mà chúng em đang theo đuổi trong chương trình thực tập tốt nghiệp tại trường đại học. Nguyện vọng
được tìm hiểu, ghi nhận những vấn đề thực tiễn trong xây dựng, quản lý, sự khác
biệt giữa lý thuyết và thực tế trong công tác vận hành hệ thống thoát nước
(HTTN) của khu dân cư và học hỏi công nghệ tiên tiến,… là cách trau dồi kinh
nghiệm quý báu cho chúng em trong hành trang kiến thức và ứng dụng sau này.
1.2
MỤC
TIÊU ĐỀ TÀI
Đề
tài gồm hai mục tiêu là: Mục tiêu chính và mục tiêu cụ thể.
Mục
tiêu chính: Thiết kế hệ thống thoát nước cho khu dân cư Khang Điền, Quận 9,
Thành Phố Hồ Chí Minh.
Mục
tiêu cụ thể 1: Khảo sát thực tế hiện trạng thoát nước của khu dân cư và các
công nghệ xử lí của các nhà máy xử lí nước thải tập trung.
Mục
tiêu cụ thể số 2: Phân tích số liệu và các công nghệ xử lí để có được một
phương án thiết kế hợp lí.
Mục
tiêu cụ thể số 3: So sánh các công nghệ xử lí của các nhà máy xử lí nước thải
tập trung và rút ra một công nghệ xử lí tốt nhất.
1.3
PHƯƠNG PHÁP LUẬN
Bước 1: Tổng quan về khu dân cư;
Bước 2: Tổng quan cơ sở lí thuyết hệ thống
thoát nước của khu dân cư;
Thu
thập các tài liệu và số liệu
cần thiết để phục vụ cho đề tài;
Tham
quan khảo sát mạng lưới và các công trình trên mạng lưới thoát nước;
Tham quan, học hỏi tại các nhà máy xử lí nước thải tập
trung khác nhau.
Bước 3: Tổng hợp và xử lý số liệu.
Bước 4: Trình bày và đánh giá kết quả thu được.
1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN
Nội dung thực hiện bao gồm:
·
Viết
đề cương thực tập tốt nghiệp;
·
Tham quan thực tế, học
hỏi kinh nghiệm vận hành thực tế tại các hệ thống xử lý nước thải của khu công
nghiệp, khu chế xuất, nhà máy,...;
· So sánh sự khác nhau trong cách thức vận
hành hệ thống xử lý của các đơn vị khác nhau;
·
Làm quen và tìm hiểu cơ cấu tổ chức, quy trình sản
xuất tại cơ quan thực tập;
· Thu thập số liệu cần thiết phục vụ cho việc
thực hiện Đồ án tốt nghiệp;
· Viết báo cáo tốt nghiệp.
1.5
CẤU TRÚC BÁO CÁO
Bài báo cáo gồm:
Danh sách bảng.
Danh sách hình.
Ký hiệu chữ viết tắt.
Mục lục.
Chương 1: Giới thiệu
chung.
Chương 2: Tổng quan về khu dân cư Khang Điền.
Chương 3: Lựa
chọn các phương án thiết kế .
Chương 4: Tính
toán thiết kế mạng lưới thoát nước và các công trình xử lí nước thải.
Chương 5: Tính toán kinh tế cho từng phương án.
Chương 6: Kết luận và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo.
Các
phụ lục thể hiện chi tiết tính toán về mạng lưới và xử lý nước
thải.
Chương 2
TỔNG QUAN VỀ KHU DÂN CƯ
KHANG ĐIỀN, QUẬN 9, TP.HỒ CHÍ MINH
2.1
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
2.1.1
Vị trí địa lí
Dự án khu dân cư
Khang Điền thuộc phường Phước Long B, quận 9, TP. Hồ Chí Minh.
Phía Đông giáp dự án Intresco.
Phía Tây giáp đường Dương Đình Hội (30m).
Phía Nam giáp dự án Gia Hòa.
Phía Bắc giáp dự án Bộ Văn Hóa Thông Tin và vành đai trong.
Quy mô khu vực quy
hoạch: 10,4 ha, trong đó diện tích đất ở khoảng 6,1 ha, 41% diện tích đất
ở còn lại là đất công viên cây xanh, đất công trình công cộng và đất giao thông.
Khu dân cư
nằm trong khu vực quy hoạch tổng thể 3 khu của P.Phước Long B kết nối đồng bộ
với dự án Gia Hòa và An Thiên Lý, tọa lạc ngay đường Dương Đình Hội (30m)gần trục đường
vành đai trong 9 đi qua cầu Phú Mỹ), cách trung tâm Q1 khoảng 20 phút đi xe
máy, cách khu Công
Nghệ Cao 1km bằng đường D5 (30m), đi Xa Lộ Hà Nội 2 km bằng đường Vành Đai
Trong, 4km bằng đường Đỗ Xuân Hợp, Cách cầu Phú Mỹ Quận 7: 15 phút xe máy, cách
Hầm Thủ Thiêm 10 phút xe máy, cách Trung Tâm TDTT và sân gôn Rạch Chiếckhoảng
10 phút đi bộ. Đồng thời với ý tưởng quy hoạch xây dựng như trên, dự án
sẽ là một khu đô thị văn minh, sạch đẹp, một không gian sống vừa hiện đại vừa
gần gũi với thiên nhiên.
2.1.2 Điều kiện khí hậu
Nhiệt đới gió mùa cận
xích đạo, một năm có hai mùa mưa – khô rõ rệt.
Nhiệt độ trung bình
27°C. Lượng mưa trung bình đạt 1.949 mm/năm, độ ẩm trung bình 79,5% (lấy theo
lượng mưa trung bình của TP. HCM)
Hướng gió chính là
gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc – Ðông Bắc.
2.1.3
Địa hình
Địa hình bằng phẳng
Các loại diện tích nhà ở: 6x20 m, 8x22 m, 12x23 m
Lộ giới : 12 m, 16 m, 30 m
Khu nhà phố có diện tích 132-176 m
Khu nhà biệt thự có diện tích 200-310 m
Khu dân cư có ba khối chung cư, mỗi tòa nhà cao 5,5 tầng, chưa kể
tầng áp mái và tầng lửng, được xây dựng trên khuôn viên đất 10.253 m2.
2.2
ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI
2.2.1
Điều kiện kinh tế
Dự
án khu dân cư Khang Điền, Q9, TP. HCM đang là tâm điểm của khách hàng an cư
& đầu tư trong thời gian gần đây, có nhiều lý do để khách hàng đến đây,
nhưng lý do chính là sự ổn định về mặt pháp lý. Bên cạnh vị trí giao thông
thuận lợi và giá cả hấp dẫn .
Ngoài
ra còn có các tiện ích khác mà khách hàng rất quan tâm như nhà có thể xây dựng
được ngay, hệ thống cấp điện, nước thành phố.
Các
công trình công cộng: nhà trẻ mẫu giáo, trường cấp 1, công viên, hệ thống cây
xanh toàn bộ dự án, công viên có hồ bơi, tennis, nhà hàng, trung tâm TDTT đa
năng, các tuyến đường giao thông nội bộ có lộ giới 12m, 16m, 30m được trải
đường nhựa, hệ thống cáp điện ngầm, cáp viễn thông, truyền hình, hệ thống cấp
điện, cấp nước thành phố, hệ thống thoát nước mưa, nước thải riêng biệt.
2.2.2
Điều kiện xã hội
Dân số
Do
khu dân cư Khang Điền chưa xây dựng hoàn chỉnh nên số hộ dư kiến cho khu dân cư
la khoảng 60 với khoảng 300 người sống trong dự án này.
Hạ tầng xã hội
Dự
án khu dân cư bao gồm các cơ sở hạ tầng cơ bản như sau:
Trung
Tâm Văn Hoá, Trường tiểu học mẫu giáo.
Trung
Tâm y tế.
Công
viên có hồ bơi, tennis, nhà hàng, Trung Tâm TDTT đa năng.
Công
viên bờ sông thoáng mát.
Các
chốt bảo vệ nằm cổng vào, trong khu dân cư và tại bờ sông.
2.3
HIỆN TRẠNG MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC CỦA KHU DÂN CƯ
2.3.1
Cơ sở hạ tầng hiện tại
Hệ thống cấp nước
Khu
dân cư đang trong quá trình xây dựng hoàn thiện nên chưa có hệ thống cấp nước
hoàn chỉnh. Dự kiến sau khi hoàn thiện tất cả các công trình xây dựng sẽ có hệ
cấp thoát nước hoàn chỉnh.
Hệ thống thoát nước thải
Khu
dân cư đang trong quá trình xây dựng hoàn thiện nên chưa có hệ thống thoát nước
thải hoàn chỉnh. Dự kiến sau khi hoàn thiện tất cả các công trình xây dựng sẽ
có hệ thống thoát nước thải hoàn chỉnh.
Hệ thống thoát nước mưa
Khu
dân cư đang trong quá trình xây dựng hoàn thiện nên chưa có hệ thống thoát nước
mưa hoàn chỉnh. Dự kiến sau khi hoàn thiện tất cả các công trình xây dựng sẽ có
hệ thống thoát nước mưa hoàn chỉnh.
2.3.2 Phương hướng tương lai
Sau
khi khu dân cư được xây dựng hoàn thành bao gồm các dự án thì sẽ có hệ thống
cấp nước và thoát nước hoàn chỉnh theo tiêu chuẩn.
Chương 3
TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ
HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CỦA KHU DÂN CƯ
3.1
NHIỆM VỤ, NỘI DUNG VÀ CƠ SỞ TÍNH TOÁN
3.1.1 Nhiệm vụ thiết kế
Thoát nước:
Mạng lưới thoát nước phải đảm bảo nước thải không bị ứ đọng và thoát nước liên
tục trong mọi giờ. Thiết kế sao cho nước thải có thể dễ dàng chảy đến trạm xử
lý mà ít tốn bơm nhất.
Nước thải:
Nước sau khi sử dụng mang theo những thành phần gây ô nhiễm và chứa
nhiều vi trùng gây bệnh, truyền nhiễm rất nguy hiểm cho người và động vật.
Chính vì vậy, cần phải thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn nước
thải đầu ra để tránh việc xả bỏ bừa bãi của nước thải ra môi trường xung quanh.
3.1.2
Nội dung thiết kế
Thu thập số liệu
thiết kế ban đầu để phục vụ cho đề tài.
Phân tích số liệu
thiết kế.
Tính toán lưu lượng
tổng hợp và thành phần nước thải.
Vạch tuyến mạng lưới,
xác định vị trí nhà máy xử lý nước và dây chuyền công nghệ xử lý nước thải.
Tính toán thuỷ lực
đường ống và tính toán các công trình xử lý đơn vị:
Nhà máy xử lý nước
Tính toán công trình đơn vị trong nhà
máy xử lí nước thải
Mạng lưới:
Tính toán lưu lượng cho từng đoạn ống
Tính toán thuỷ lực
Thực hiện các bản vẽ
nhà máy xử lý nước:
Mặt bằng
Mặt cắt dọc theo nước
Chi tiết các công trình đơn vị
Tính toán kinh tế xây
dựng hệ thống thoát nước
Lựa chọn phương án
phù hợp
3.1.3
Cơ sở tính toán
Bản đồ quy hoạch sử
dụng đất khu dân cư Khang Điền.
Các tiêu chuẩn quy
phạm chuyên ngành về thoát nước và chất lượng nước sau xử lý
Nước thải công nghiệp - Tiêu chuẩn thải. - TCVN 5945-1995
QCVN 14: 2008/BTNMT (Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước
thải sinh hoạt)
Phạm vi áp dụng
-
Tiêu chuẩn này quy định giá trị giới hạn các
thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải của các cơ sở sản xuất, chế
biến, kinh doanh dịch vụ,… (gọi chung là “Nước thải công nghiệp”.
-
Tiêu chuẩn này dùng để kiểm soát chất lượng nước
thải công nghiệp khi thải vào các thủy vực có mục đích sử dụng nước cho sinh hoạt,
thuỷ vực có các mục đích sử dụng nước với yêu cầu chất lượng nước thấp hơn, hoặc
vào các nơi tiếp nhận nước thải khác.
Giá trị giới hạn
-
Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất
ô nhiễm của nước thải công nghiệp khi đổ vào các vực nước không vượt quá giá trị
tương ứng quy định trong bảng 1.
-
Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và
nồng độ các chất ô nhiễm bằng hoặc nhỏ hơn giá trị quy định trong cột A có thể
đổ vào các vực nước thường được dùng làm nguồn nước cho mụch đích sinh hoạt.
-
Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và
nồng độ các chất ô nhiễm lớn hơn giá trị quy định trong cột A nhưng nhỏ hơn hoặc
bằng giá trị quy định trong cột B thì được đổ vào các vực nước nhận thải khác
trừ các thuỷ vực quy định ở cột A.
-
Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và
nồng độ các chất ô nhiễm lớn hơn giá trị quy định trong cột B nhưng không vượt
quá giá trị quy định trong cột C chỉ được phép thải vào các nơi được quy định
(như hồ chứa nước thải được xây riêng, cống dẫn đến nhà máy xử lý nước thải tập
trung…)
-
Thành phần nước thải có tính đặc thù theo lĩnh vực/
ngành công nghiệp của một số hoạt động sản xuất, kinh doanh dịch vụ cụ thể được
quy định trong các tiêu chuẩn riêng.
-
Phương pháp lấy mẫu, phân tích, tính toán, xác định
từng thông số và nồng độ cụ thể của các chất ô nhiễm được quy định trong các
TCVN hiện hành hoặc do cơ quan có thẩm quyền chỉ định.
Bảng 3.1 Giá trị giới hạn các thông số và nộng độ các chất ô
nhiễm trong nước thải công nghiệp
TT
|
Thông số
|
Đơn vị
|
Giá trị giới hạn
|
|||
A
|
B
|
C
|
||||
1
|
Nhiệt
độ
|
0C
|
40
|
40
|
45
|
|
2
|
pH
|
-
|
6 đến 9
|
5,5 đến 9
|
5 đến 9
|
|
3
|
Mùi
|
-
|
Không khó chịu
|
Không khó chịu
|
-
|
|
4
|
Màu
sắc, Co-Pt ở pH = 7
|
20
|
50
|
-
|
||
5
|
BOD5
(200C)
|
mg/l
|
30
|
50
|
100
|
|
6
|
COD
|
mg/l
|
50
|
80
|
400
|
|
7
|
Chất
rắn lơ lửng
|
mg/l
|
50
|
100
|
200
|
|
8
|
Asen
|
mg/l
|
0,05
|
0,1
|
0,5
|
|
9
|
Thủy
ngân
|
mg/l
|
0,005
|
0,01
|
0,01
|
|
10
|
Chì
|
mg/l
|
0,1
|
0,5
|
1
|
|
11
|
Cadimi
|
mg/l
|
0,005
|
0,01
|
0,5
|
|
12
|
Crom
(VI)
|
mg/l
|
0,05
|
0,1
|
0,5
|
|
13
|
Crom
(III)
|
mg/l
|
0,2
|
1
|
2
|
|
14
|
Đồng
|
mg/l
|
2
|
2
|
5
|
|
15
|
Kẽm
|
mg/l
|
3
|
3
|
5
|
|
16
|
Niken
|
mg/l
|
0,2
|
0,5
|
2
|
|
17
|
Mangan
|
mg/l
|
0,5
|
1
|
5
|
|
18
|
Sắt
|
mg/l
|
1
|
5
|
10
|
|
19
|
Thiếc
|
mg/l
|
0,2
|
1
|
5
|
|
20
|
Xianua
|
mg/l
|
0,07
|
0,1
|
0,2
|
|
21
|
Phenol
|
mg/l
|
0,1
|
0,5
|
1
|
|
22
|
Dầu
mỡ khoáng
|
mg/l
|
5
|
5
|
10
|
|
23
|
Dầu
động thực vật
|
mg/l
|
10
|
20
|
30
|
|
24
|
Clo
dư
|
mg/l
|
1
|
2
|
-
|
|
25
|
PCBs
|
mg/l
|
0,003
|
0,01
|
0,05
|
|
26
|
Hóa
chất bảo vệ thực vật: lân hữu cơ.
|
mg/l
|
0,3
|
1
|
||
27
|
Hóa
chất bảo vệ thực vật: Clo hữu cơ.
|
mg/l
|
0,1
|
0,1
|
||
28
|
Sunfua
|
mg/l
|
0,2
|
0,5
|
1
|
|
29
|
Florua
|
mg/l
|
5
|
10
|
15
|
|
30
|
Clorua
|
mg/l
|
500
|
600
|
1000
|
|
31
|
Amoni
(tínhtheo nitơ)
|
mg/l
|
5
|
10
|
15
|
|
32
|
Tổng
nitơ
|
mg/l
|
15
|
30
|
60
|
|
33
|
Tổng
phospho
|
mg/l
|
4
|
6
|
8
|
|
34
|
Coliform
|
MPN/100 ml
|
3000
|
5000
|
-
|
|
35
|
Xét
nghiệm sinh học (Bioassay)
|
90% cá sống sót sau 96 giờ trong 100% nước thải
|
-
|
|||
36
|
Tổng
hoạt độ phóng xạ a
|
Bq/l
|
0,1
|
0,1
|
-
|
|
37
|
Tổng
hoạt độ phóng xạ b
|
Bq/l
|
1,0
|
1,0
|
-
|
|
3.2
MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC
3.2.1 Các hệ thống thoát nước
Hệ
thống thoát nước là tổ hợp những công trình thiết bị và các giải pháp kỹ thuật
được tổ chức để thực hiện nhiệm vụ thoát nước.
Tùy
thuộc vào mục đích, yêu cầu tận dụng nguồn nước thải của vùng phát triển lân
cận thành phố, thị xã, thị trấn, khu dân cư, khu công nghiệp…, do yêu cầu kỹ
thuật vệ sinh và nguyên tắc xả thải vào mạng lưới thoát nước đô thị, mà ta có
các loại hệ thống thoát nước sau đây:hệ thống thoát nước chung; hệ thống thoát
nước riêng; hệ thống thoát nước hỗn hợp.
Hệ thống thoát nước chung
Hệ
thống thoát nước chung là hệ thống mà tất cả các loại nước thải (NTSH, NTSX,
Nước mưa) được xả chung vào một mạng lưới và dẫn đến các công trình xử lý.
Ưu
điểm của hệ thống thoát nước chung:
• Đảm bảo tốt về mặt vệ sinh;
• Chiều dài mạng lưới giảm 30 - 40% so
với hệ thống riêng rẽ hoàn toàn;
• Chi phí quản lý giảm 15 – 20% đối với
nhà cao tầng, khu đô thị gần nguồn nước lớn.
Nhược
điểm của hệ thống thoát nước chung:
• Không thích hợp với khu nhà thấp tầng
và phân tán;
• Công tác quản lý, điều phối trở nên
phức tạp, khó đạt hiệu quả mong muốn;
• Đường kính ống lớn, làm việc vào mùa
khô lãng phí;
• Tốn nhiều chi phí đầu tư xây dựng.
Các
trường hợp để áp dụng cho hệ thống thoát nước chung:
• Đô thị xây dựng nhà nhiều tầng;
• Nguồn nước dòng chảy mạnh, cho phép xả
nước mưa và nước mặt;
• Số lượng bơm hạn chế và áp lực thấp;
• Cường độ q20 < 80 l/s.ha.
Hệ thống thoát nước riêng
Hệ
thống thoát nước riêng là hệ thống có hai hay nhiều mạng lưới riêng biệt dùng
để: vận chuyển nước bẩn nhiều (NTSH, NTSX) xả vào hệ thống xử lý và vận chuyển
nước ít bẩn hơn (nước mưa, NTSX ít nhiễm bẩn) xả thẳng vào nguồn nhận.
Ưu
điểm của hệ thống thoát nước riêng:
• Kích thước đường ống nhỏ;
• Có lợi hơn so với HTTN chung về mặt xây
dựng và quản lý;
• Chế độ làm việc của hệ thống ổn định;
• Hiệu quả xử lý cao;
• Giảm vốn đầu tư xây dựng ban đầu.
Nhược
điểm của hệ thống thoát nước riêng:
• Nếu NTSX có chứa chất độc hại phải dẫn
qua một HTTN riêng hoàn toàn.
• Tồn tại hai hay nhiều mạng lưới trong
đô thị;
• Kém vệ sinh hơn HTTN chung
Các
trường hợp để áp dụng cho hệ thống thoát nước chung:
• Đô thị
lớn và tiện nghi, xí nghiệp, KCN;
• Theo điều kiện địa hình phải xây dựng
nhiều trạm bơm (> 3 trạm bơm) khu vực;
• Cường độ mưa q20 > 80
l/s.ha;
• Cần thiết phải xử lý sinh hóa nước mặt.
Hệ thống thoát nước hỗn hợp:
Hệ
thống thoát nước hỗn hợp là sự kết hợp của các loại hệ thống thoát nước chung,
hệ thống thoát nước riêng và hệ thống thoát nước hỗn hợp.
Thường
gặp ở những thành phố cải tạo mở rộng, khi xây dựng và cải tạo HTTN trong các
thành phố lớn (dân số > 100.000 người) có nhiều vùng với mức độ tiện nghi và
địa hình khác nhau.
Sơ đồ thoát nước:
Việc
thiết lập sơ đồ thoát nước cho một thành phố hay một khu dân cư là rất khó khăn
và phức tạp,vì nó phu thuộc và nhiều yếu tố như : điều kiện địa hình,….vì vậy
không thể đưa ra một sơ đồ mẫu mực nào để giải quyết từng trường hợp cụ thể
được.Mà chỉ giới thiệu một số sơ đò tổng quát phụ thuộc vào địa hình:
-
Sơ
đồ thẳng góc;
-
Sơ
đồ giao nhau;
-
Sơ
đồ phân vùng;
-
Sơ
đồ tập trung.
3.2.2 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước
Vạch
tuyến mạng lưới thoát nước là một công tác rất quan trọng trong khi thiết kế, chủ
yếu bằng trực giác nhìn nhận trên bản đồ địa hình và bắt đầu tính toán khi đã
thống nhất phương án tính toán.
Khi vạch tuyến cần tuân thủ các nguyên
tắt sau:
-
Phù
hợp với việc chọn hệ thống thoát nước ;
-
Triệt
để lợi dụng địa hình đến mức cao nhất, tốt nhất là tự chảy;
-
Phù
hợp với điều kiện địa phương;
-
Phù
hợp với sự phát triển tương lai của thành phố;
-
Chú
ý đến các vị trí có lượng nước thải tập trung: khu công nghiệp, nhà máy,….
Trình tự khi vạch tuyến mạng lưới:
- Chia
diện tích thoát nước thành các lưu vực;
- Xác định vị trí trạm xử lí;
- Vạch tuyến cống góp chính;
- Vạch tuyến ống thoát nước lưu vực;
- Vạch tuyến ống thoát nước đường phố.
Khi vạch tuyến mạng lưới phải tránh những
điểm sau:
-
Không
nên vạch tuyến mạng lưới giao nhau với dòng nước mặt, với các đường giao thông
và các công trình ngầm khác;
-
Không
nên vạch tuyến mạng lưới thoát nước dưới lòng đường có mặt độ giao thông lớn.
3.2.3 Xác định lưu lượng tính toán
Lưu
lượng tính toán là lưu lượng nước thải mà các công trình cửa hệ thống thoát
nước phải vận chuyển và xử lí trong thời hạn tính toán
-
Xác
định lưu lượng từ dân số tính toán(N) và tiêu chuẩn thải nước(qo)
Trong
quá trình tính toán lưu lượng cần xác định các loại lưu lượng sau:
-
Lưu
lượng dọc đường.
-
Lưu
lượng chuyển qua.
-
Lưu
lượng cạnh sườn.
-
Lưu
lượng tập trung.
3.3
CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI
Nước thải nói chung có chứa nhiều
chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải xử lý bằng những phương pháp thích hợp
khác nhau. Một cách tổng quát, các phương pháp xử lý nước thải được chia thành
các loại sau:
-
Phương pháp xử lý lý học;
-
Phương pháp xử lý hóa - lý;
-
Phương pháp xử lý sinh học.
3.3.1 Xử lí bằng phương pháp cơ học
Trong phương
pháp này, các lực vật lý, như trọng trường, ly tâm, được áp dụng để tách các chất
không hòa tan ra khỏi nước thải. Phương pháp xử lý lý học thường đơn giản, rẻ
tiền có hiệu quả xử lý chất lơ lửng cao.
Các công trình
xử lý cơ học được áp dụng rộng rãi trong xử lý nước thải:
- Song/lưới chắn rác
- Thiết bị nghiền rác
- Bể điều hòa
- Khuấy trộn
- Lắng cao tốc
- Lắng tuyển nổi
- Lọc
- Hòa tan khí
-
Bay
hơi và tách khí.
Việc ứng dụng
các công trình xử lý lý học được tóm tắt trong Bảng 3.2
Bảng 3.2 Áp dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải
(Metcalf & Eddy, 1991)
Công
trình
|
|
Lưới
chắn rác
|
Tách
các chất rắn thô và có thể lắng
|
Nghiền
rác
|
Nghiền
các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn đồng nhất
|
Bể
điều hòa
|
Điều
hòa lưu lượng và tải trọng BOD và SS
|
Khuấy
trộn
|
Khuấy
trộn hóa chất và chất khí với nước thải, và giữ cặn ở trạng thái lơ lửng
|
Tạo
bông
|
Giúp
cho việc tập hợp của các hạt cặn nhỏ thành các hạt cặn lớn hơn để có thể tách
ra bằng lắng trọng lực
|
Lắng
|
Tách
các cặn lắng và nén bùn
|
Tuyển
nổi
|
Tách
các hạt cặn lơ lửng nhỏ và các hạt cặn có tỷ trọng xấp xỉ tỷ trọng của nước,
hoặc sử dụng để nén bùn sinh học
|
Lọc
|
Tách
các hạt cặn lơ lửng còn lại sau xử lý sinh học hoặc hóa học
|
Màng
lọc
|
Tương
tự như quá trình lọc. Tách tảo từ nước thải sau hồ ổn định
|
Vận
chuyển khí
|
Bổ
sung và tách khí
|
Bay
hơi và bay khí
|
Bay
hơi các hợp chất hữu cơ bay hơi từ nước thải
|
3.3.2
Xử lí bằng phương pháp hóa – lí
Phương pháp hóa học sử dụng các
phản ứng hóa học để xử lý nước thải. Các công trình xử lý hóa học thường kết hợp
với các công trình xử lý lý học. Mặc dù có hiệu quả cao, nhưng phương pháp xử
lý hóa học thường đắt tiền và đặc biệt thường tạo thành các sản phẩm phụ độc hại.
Việc ứng dụng các quá trình xử lý hóa học được tóm tắt trong Bảng 1.9.
Phương pháp hóa học và hóa – lí chủ yếu được sử dụng để
xử lí nước thải công nghiệp
Các phương pháp xử lí hóa học và hóa – lí gồm:
-
Trung hòa - kết
tủa cặn
-
Oxy hóa khử
-
Keo tụ bằng phèn nhôm, phèn sắt
-
Tuyển nổi
-
Hấp phụ
Bảng 3.3 Áp dụng các quá trình hóa - lý trong xử lý nước thải
(Metcalf & Eddy, 1991)
Quá
trình
|
|
Kết
tủa
|
Tách
phospho và nâng cao hiệu quả của việc tách cặn lơ lửng ở bể lắng bậc 1
|
Hấp
phụ
|
Tách
các chất hữu cơ không được xử lý bằng phương pháp hóa học thông thường hoặc bằng
phương pháp sinh học. Nó cũng được sử dụng để tách kim loại nặng, khử
chlorine của nước thải trước khi xả vào nguồn
|
Khử
trùng
|
Phá
hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh
|
Khử
trùng bằng chlorine
|
Phá
hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh. Chlorine là loại hóa chất được sử dụng
rộng rãi nhất
|
Khử
chlorine
|
Tách
lượng clo dư còn lại sau quá trình clo hóa
|
Khử
trùng bằng ClO2
|
Phá
hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh
|
Khử
trùng bằng BrCl2
|
Phá
hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh
|
Khử
trùng bằng Ozone
|
Phá
hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh
|
Khử
trùng bằng tia UV
|
Phá
hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh
|
3.3.3
Xử lí bằng phương pháp sinh học
Cơ sơ của phương pháp xử lý sinh học nước thải là dựa vào
khả năng oxy hóa các liên kết hữu cơ dạng hòa tan và không hòa tan của vi sinh
vật – chúng sử dụng các liên kết đó như nguồn thức ăn của chúng.
Với việc phân tích và kiểm soát
môi trường thích hợp, hầu hết các loại nước thải đều có thể được xử lý bằng phương
pháp sinh học. Mục đích của xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là keo tụ
và tách các loại keo không lắng và ổn định (phân hủy) các chất hữu cơ nhờ sự hoạt
động của vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí. Sản phẩm cuối cùng của quá trình
phân hủy sinh học thường là các chất khí (CO2, N2, CH4,
H2S), các chất vô cơ (NH4+, PO43-)
và tế bào mới. Các quá trình sinh học chính sử dụng trong xử lý nước thải gồm năm
nhóm chính: quá trình hiếu khí, quá trình thiếu khí, quá trình kị khí, thiếu
khí và kị khí kết hợp, và quá trình hồ sinh vật. Mỗi quá trình riêng biệt còn
có thể phân chia thành chi tiết hơn, phụ thuộc vào việc xử lý được thực hiện
trong hệ thống tăng trưởng lơ lửng (suspended-growth system), hệ thống tăng trưởng
dính bám (attached-growth system), hoặc hệ thống kết hợp. Phương pháp sinh học
có ưu điểm là rẻ tiền và có khả năng tận dụng các sản phẩm phụ làm phân bón
(bùn hoạt tính) hoặc tái sinh năng lượng (khí methane).
Chương 4
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CHO KHU DÂN CƯ
4.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT
NƯỚC
Vạch tuyến mạng lưới thoát nước cho khu
dân cư.
Tiến
hành vạch tuyến mạng lưới thoát nước cho khu dân cư theo qui trình vạch tuyến
và các nguyên tắc vạch tuyến đã được trình bày cụ thể trong chương tổng quan cơ
sở lý thuyết bên trên.
Xác định lưu lượng thoát nước.
Việc
xác định lưu lượng thoát nước sẽ được tính toán đầy đủ và chi tiết sau thời
gian thực tập và thu thập đầy đủ số liệu.
Phân tích, lựa chọn hệ thống thoát
nước.
Với
những ưu điểm và nhược điểm của từng hệ thống thoát đã được phân tích trong
chương trên, kết hợp với những điều kiện về lưu lượng, địa hình, mạng lưới
đường xá, điều kiện thoát nước, cũng như thành phần đặc tính nước thải….của khu
dân cư mà ta chọn hệ thống thoát nước riêng. Bao gồm: hệ thống thoát nước sinh
hoạt và hệ thống thoát nước mưa.
Tính toán các công trình thuộc mạng
lưới thoát nước.
Xác định nguyên lý vận hành và bảo trì.
4.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NHÀ MÁY XỬ LÍ
NƯỚC THẢI
4.2.1 Xác định lưu lượng nước thải
4.2.2 Xác định thành phần, đặc tính
nước thải
Tổng
quan về đặc tính nước thải sinh hoạt
Nước
thải sinh hoạt (NTSH) có những đặc tính và chỉ tiêu chất lượng chung có thể dự
đoán và đánh giá. Mỗi loại nước thải cần được khảo sát, phân tích riêng sao cho
tìm được quy trình xử lý thích hợp (Trịnh Xuân Lai, 2008).
Bảng 4.1 Thành phần và các chỉ tiêu nước thải
Thành phần nước thải
|
Thông số
|
Đơn vị
|
Ảnh hưởng
|
Ph
|
Ảnh
hưởng đến thủy sinh vật, quá trình phân hủy, gây ăn mòn thiết bị, đường ống…
|
||
Thành phần cặn
trong nước
|
TDS, TSS, SS,
VSS, nbVSS, iTSS…
|
mg/l
|
Gây cản trở
dòng chảy, tạo điều kiện yếm khí, tăng tải trọng xử lý, bào mòn thiết bị và
gây lắng cặn trong đường ống…
|
Nhu cầu oxy
sinh hóa
|
BOD, sBOD
,UBOD
|
mg/l
|
Ảnh hưởng đến
quá trình khoáng hóa và ổn định chất hữu cơ, thể hiện mức độ ô nhiễm chất hữu
cơ…
|
Nhu cầu oxy
hóa học
|
COD, pCOD
,nbCOD, rbsCOD..
|
mg/l
|
|
Oxy hòa tan
|
(DO)
|
mg/l
|
Nếu thiếu hụt
nghiêm trọng sẽ ta điều kiện yếm khí, gây mùi hôi thối…
|
Thành phần thức
ăn (chất nền)
|
Cacbonhydrat,
protein, chất béo, dầu mỡ…
|
mg/l
|
Là nguồn thức
ăn của vi sinh vật, cản trở sự hòa tan oxy, ảnh hưởng đến quá trình phân hủy
|
Hợp chất của
Nitơ
|
NO2-,
NO3-, NH4+, NH3
|
mg/l
|
Gây hiện tượng
phú dưỡng hóa, kích thích sự phát triển của rong, rêu, tảo…
|
Hợp chất của
Photpho
|
P- PO43-
|
mg/l
|
|
Hợp chất vô
cơ
|
Soda, canxi,
kali, cacbonat, kim loại, phi kim, clorit, sunfat…
|
mg/l
|
Gây lắng cặn
đường ống, cản trở quá trình phân hủy
|
Vi sinh
|
Vi khuẩn, Nấm,
Tế bào nguyên sinh, Tảo, sinh vật gây
bệnh khác…
|
MPN/100ml
|
Ảnh hưởng đến
quá trình tạo bông cặn, làm giảm nồng độ oxy hòa tan, tuy nhiên cũng có tác dụng
phân hủy CHC…
|
Các chất
chứa trong nước thải bao gồm: các chất hữu cơ, vô cơ và vi sinh vật. Các chất hữu
cơ trong nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 50 – 60% tổng các chất hữu cơ thực vật:
cặn bã thực vật, rau, hoa, quả, giấy…và các chất hữu cơ động vật: chất thải bài
tiết và xác của người và động vật… Các chất hữu cơ trong nước thải theo đặc
tính hóa học bao gồm chủ yếu là protein (chiếm khoảng 40 — 60%), hydrat cacbon
(25 – 50%), các chất béo, dầu mỡ (10%). Ngoài ra còn có các chất hữu cơ tổng hợp:
chất hoạt tính bề mặt điển hình như chất tẩy rửa (Lâm Minh Triết, 2010).
Các chất
vô cơ trong nước thải chiếm 40 – 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, các axit, bazơ,
dầu, khoáng…
Trong
nước thải có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, nấm, virus, rong tảo, trứng
giun sán…
Thành phần đặc tính nước thải khu vực
thiết kế
Mỗi loại
nước thải sinh hoạt đều có các thành phần,
tính chất khác nhau. Vì vậy, để đưa ra một công nghệ xử lý phù hợp, chúng ta cần
tiến hành phân tích các thành phần đặc trưng của từng loại nước thải sinh hoạt.
Sau khi so sánh các thành phần,
đặc tính nước thải đặc trưng, nhóm đưa ra bảng tổng hợp các thành phần NTSH của
khu vực thiết kế được trình bày như sau:
Bảng
4.2 Thành
phần, đặc tính nước thải của khu vực thiết kế
STT
|
Chỉ
tiêu
|
Đơn
vị
|
Giá
trị
|
QCVN
14:2008/BTNMT
Nguồn
loại B
|
1
|
pH
|
-
|
7,1
|
5 – 9
|
2
|
Nhiệt độ thấp nhất
|
0C
|
20
|
-
|
3
|
BOD (200C)
|
mg/l
|
300
|
50
|
4
|
Chất rắn có thể lắng được
|
mg/l
|
0,5
|
-
|
5
|
sCOD
|
mg/l
|
500
|
-
|
6
|
Chất rắn lơ lửng (SS)
|
mg/l
|
180
|
100
|
7
|
Tổng chất rắn hoà tan (TDS)
|
mg/l
|
250
|
500
|
8
|
Sunfua (theo H2S)
|
mg/l
|
2,5
|
3,5
|
9
|
Nitrat (NO3-)
|
mg/l
|
40
|
50
|
10
|
Dầu mỡ(thực phẩm)
|
mg/l
|
10
|
20
|
11
|
Phosphat (PO43-)
|
mg/l
|
5
|
10
|
12
|
Tổng coliforms
|
MPN/100ml
|
8.000
|
5000
|
Cmax = C x K
Trong đó:
Cmax là nồng độ tối đa cho phép của thông số ô
nhiễm trong n ước thải sinh hoạt khi thải ra nguồn nước tiếp nhận, tính bằng
miligam trên lít nước thải (mg/l);
C là giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm quy định.
K là hệ số tính tới quy mô, loại h.nh cơ sở dịch vụ, cơ sở
công cộng và chung cư
Không áp dụng công thức tính nồng độ tối đa cho phép trong
n ước thải cho thông số pH và tổng coliforms.
Theo bảng 4.2 thì thành phần nước
thải cần xử lý là: chất rắn lơ lửng (SS) có nồng độ không cao lắm, các chất
trong nước đa phần là chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, Nitrate (N - NO3-),
Cloliform. Do đó công trình xử lý chủ đạo là các công trình xử lý sinh học.
Ngoài ra, còn có các thành phần khác cẩn xử lý như các loại chất rắn có kích cỡ
khác nhau như bao bì chất dẻo, gỗ, giấy, gạch, sỏi, cát….
4.2.3 Phân tích, lựa chọn phương án
công nghệ
Ưu
điểm:
•
Hiệu quả xử lý cao, dây chuyền công nghệ tương
đối đơn giản.
•
Ít gây ô nhiễm môi trường trong việc xử lý
bùn.
•
Bùn sinh ra dễ tách nước.
•
Ít tiêu
tốn năng lượng trong vận hành
Nhược
điểm:
•
Đảm bảo phân phối đều nước và khí trong bể để
đạt được hiệu quả xử lý.
•
Chi phí đầu tư ban đầu cũng như vận hành cao
cho việc xử lý bùn.
Ưu
điểm:
• Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm được
chi phí bổ sung dinh dưỡng.
• Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí
metan.
Nhược
điểm:
• Tốn năng lượng cho việc vận hành các
máy quay đĩa sinh học.
• Đảm bảo việc phân phối đều nước trong
bể chứa đĩa sinh học để đạt được hiệu quả xử lý cao.
• Chi phí đầu tư ban đầu cũng như vận
hành cao cho việc xử lý bùn.
4.2.4 Tính toán các công trình đơn vị
Mặc dù
còn một số hạn chế nhưng từ các tài liệu và thông tin thu thập được, nhóm xem
xét và lựa chọn các công trình xử lý và đề xuất công nghệ trong hai phương án
dưới đây. Trong có, nhìn chung 2 phương án gồm một số công trình đơn vị như
sau:
Song
chắn rác:
Thiết kế Song chắn
rác vì đây là công trình phổ biến nhất trong dây chuyền xử lý cơ học, có thiết
kế đơn giản và hiệu quả cao khi tách chất thải rắn kích thước lớn,…
Bể lăng cát:
Thiết kế bể lắng
cát nhằm loại bỏ các tạp chất vô cơ không tan như cát, sỏi, xỉ,… Nhằm bảo vệ
các thiết bị khỏi bị mài mòn, giảm sự lắng đọng trong ống, kênh mương dẫn, giảm
số lần súc rửa các bể phân hủy cặn… Khi thiết kế bể lắng cát ngang do thời gian
lưu nước ngắn hơn nên thể tích bể sẽ nhỏ hơn bể lắng cát thổi khí. Bên cạnh đó,
lợi dụng trọng lực để các hạt cặn thô có kích thước lớn (chủ yếu là cát) có thể
lắng tốt. Ngoài ra, nó còn tiết kiệm chi phí lắp đặt, vận hành hệ thống thổi
khí, vận hành bể đơn giản. Bằng cách kiểm soát vận tốc dòng nước thì cát có thể
lắng tốt mà chất hữu cơ không bị sa lắng và phân hủy.
Bể điều hòa:
Bể điều hòa nằm sau
bể lắng cát, có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải bởi vì sự
dao động lớn về lưu lượng cũng như nồng độ sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu suất
làm việc các công trình sau, đặc biệt là có thể gây sốc tải trọng ở công trình
xử lý sinh học. Tại bể điều hòa cần có thiết bị cấp khí nhằm tránh sự phân hủy
kị khí xảy ra do thời gian lưu tại bể điều hòa thường từ lớn hơn 2h.
Bể lắng đợt 1:
Chọn bể lắng đợt 1
là bể lắng ngang thay vì bể lắng đứng và li tâm vì:
Bể lắng ngang áp dụng cho các
công trình có lưu lượng nước thải > 15000 m3/ngđ (của nhóm là
50120 m3/ngđ). Hiệu suất đạt trên 50%. Dễ dàng vận hành.
Bể lắng đứng chỉ áp dụng cho các
công trình có lưu lượng 20 m3/h, dùng cho các đô thị có dân cư ít
hơn 1000 – 2000 người.
Bể lắng li tâm: chi phí cao, vận
hành phức tạp, khó khăn trong việc bảo trì, bảo dưỡng.
Bể thổi khí phổ biến
thường được sử dụng vì: bể thổi khí khi sử dụng nó
chiếm ít mặt bằng do đó ít gây ô nhiễm không khí. Thời gian
lưu nước không quá 12 h. Chất hữu cơ bị ôxy
hoá ngay tại bể làm thoáng. Lưu lượng gió
dùng để làm thoáng ít do tận dụng được bùn hoạt tính dư. Luôn đảm bảo việc
thoáng gió để bùn không bị lắng trong bể làm thoáng.
Có 3 bể thổi khí
phân loại theo sơ đồ vận hành (Trần Thị Mỹ Diệu; 2010), chọn bể bùn hoạt tính
hiếu khí khuấy trộn hoàn toàn, vì: bể bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn toàn pha loãng ngay tức khắc nồng độ của các chất ô nhiễm
trong toàn thể tích bể, không xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần
nào của bể, áp dụng thích hợp cho loại nước thải có chỉ số thể tích bùn cao, cặn
khó lắng.
Bể SBR:
Bể SBR mang lại các
ưu điểm sau: Không cần tuần hoàn lại nước, chi phí vận hành thấp
Bể lọc nhỏ giọt:
Sử dụng bể lọc nhỏ
giọt sẽ có được các ưu điểm sau: Tải trọng hữu cơ cao, hiệu quả khử BOD5
cao,t ải trọng thủy lực lớn.
Bể lắng đợt 2:
Lắng đợt 2 chọn kiểu
bể li tâm vì áp dụng cho các công trình có lưu lượng > 30000 m3/ngđ.
Nhờ có thiết bị gạt bùn nên đáy bể có độ dốc nhỏ hơn so với bể lắng đứng nên
chiều cao công tác nhỏ, tiết kiệm diện tích xây dựng.
Bể tiếp xúc:
Bể tiếp xúc chọn
tác nhân khử trùng là Clo vì clo là nguyên liệu rẻ tiền, tiết kiệm được chi phí
những vẫn đảm bảo được yêu cầu xử lí.
Bể nén bùn ly tâm:
Đối với xử lý bùn,
chọn bể nén bùn li tâm và thiết bị tách nước ly tâm.
Chọn bể nén bùn ly
tâm vì có công suất dàn gạt bùn lớn hơn, độ dốc ở đáy bể lớn h
4.2.5 Xác định nguyên lí vận hành, khắc
phục sự cố
4.3
TÍNH TOÁN KINH TẾ CHO HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC
Tính toán chi phí đầu
tư xây dựng hệ thống
Tính toán chi phí vận
hành hệ thống
Tính toán hiệu quả
kinh tế của hệ thống
Chương 5
HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ
CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI HOÀN THIỆN
5.1
HỆ THỐNG
Đảm bảo thoát nước
mọi lúc
Hạn chế hết mức có
thể khi đường ống làm việc
Xử lí nước đạt tiêu
chuẩn xả thải vào nguồn tiếp nhận
Hệ thống vận hành đơn
giản
5.2
KINH TẾ
Chi phí đầu tư hiệu
quả nhất
Chi phí vận hành tối
ưu nhất
Đăng nhận xét