Xem mẫu
- CÊp tho¸t n−íc -1-
TRƯỜNG ………………….
KHOA……………………….
----- -----
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:
Hệ thông cấp thoát nước
- CÊp tho¸t n−íc -2-
MỤC LỤC
‘Chuơng 1 : HỆ THỐNG CẤP NƯỚC...........................................3
CHƯƠNG2 : THOÁT NƯỚC BÊN NGOÀI CÔNG TRÌNH......25
t2- 1 : Hệ thống thoát nước ...........................................................25
Đ3-1. Khái niêm chung:...............................................................37
Nhiệm vụ của hệ thống cấp nước trong nhà : ...............................37
CHƯƠNG 4 : HỆ THỐNGTHOÁT NƯỚC TRONG NHÀ ........50
t4-1 Khái niệm chung....................................................................50
]
- CÊp tho¸t n−íc -3-
‘Chuơng 1 : HỆ THỐNG CẤP NƯỚC
t1-1 : Những khái niệm cơ bản
1) Khái niệm : Hệ thống cấp nước là tổ hợp các công trình có chức năng thu nước, xử lý nước, điều
hoà dự chữ nước, vận chuyển và phân phối nước.
9
Nguån n¦íc
1 6
8
7 7
3 4 5
2
Hình 1-1 : Sơ đồ hệ thống cấp nước trực tiếp
1,2. Công trình thu và trạm bơm cấp I
3. Bể lắng, 4_ Bể lọc ; 5_ Bể chứa nước sạch
6 _ Trạm bơm cấp 2 ; 7_ Đường ống dẫn nước
8 _ Đài nước ( tháp nước ) ; 9 _ Mạng lưới cấp nước
2) Các yêu cầu đối với hệ thống cấp nước :
- Bảo đảm đưa đầy đủ và liên tục lượng nước cần thiết đến nơi tiêu dùng.
- Bảo đảm chất lượng nước đáp ứng được yêu cầu sử dụng.
- Bảo đảm chi phí xây dựng và quản lý thấp nhất.
- Bảo đảm thi công và quản lý dễ dàng, thuận tiện.
- Có khả năng tự động hoá, cơ giới hoá trong quá trình xây dung và khai thác.
3. Phân loại hệ thống cấp nước :
a) Theo đối tượng phục vụ : Hệ thống cấp nước đô thị, hệ thống cấp nước công nghiệp, nông
nghiệp, đường sắt ….
b) Theo chức năng phục vụ :
- Hệ thống cấp nước sinh hoạt.
- Hệ thống cấp nước sản xuất
- Hệ thống cấp nước chữa cháy.
- Hệ thống cấp nước kết hợp.
c) Theo phương pháp sử dụng :
- Hệ thống cấp nước trực tiếp ( Nước dùng xong thổi đi ngay).
- Hệ thống cấp nước tuần hoàn : Nước chảy tuần hoàn trong một chu trình kín. Hệ thống này
thường dùng trong công nghiệp ( tiết kiệm nước, vì chỉ cần bổ xung một phần nước tổn hao
trong quá trình tuần hoàn).
d) Theo phương pháp vận chuyển :
- Hệ thống cấp nước có áp : Nước chảy trong ống chịu áp lực bơm hoặc đài nước tạo ra.
- Hệ thống cấp nước không áp : Nước tự chảy theo ống hoặc mương hở do chênh lệch độ
cao.
e) Theo phạm vi phục vụ :
- CÊp tho¸t n−íc -4-
- Hệ thống cấp nước thành phố.
- Hệ thống cấp nước tiểu khu.
- Hệ thống cấp nước trong nhà.
4. Tiêu chuẩn và chế độ dùng nước :
- Tiêu chuẩn dùng nước là lượng nước trung bình tính cho một đơn vị tiêu thụ trong một đơn vị
thời gian( thường là trong một ngày đêm ) hay cho một đơn vị sản phẩm ( lít/người/ngày; lít/đơn vị
sản phẩm ).
- Tiêu chuẩn dùng nước là thông số rất cơ bản khi thiết kế hệ thống cấp nước ( dùng để xác định
quy mô hay công suet cấp nước ).
- Hệ thống không điều hoà ngày lớn nhất (Kng.max) và nhỏ nhất (Kng.min) : Là tỷ số giữa lượng nước
tiêu thụ của ngày dùng nước lớn nhất và nhỏ nhất so với ngày dùng nước trung bình trong năm.
- Hệ số không điều hoà giờ lớn nhất (Kh max) và nhỏ nhất (Kh min) : Là tỷ số giữa lượng nước tiêu
thụ trong giờ dùng nước lớn nhất và nhỏ nhất so với giờ dùng nước trung bình trong ngày.
- Khi thiết ké một hệ thống cấp nước cần xác định tổng lưu lượng theo tiêu chuẩn của tong nhu
cầu dùng nứơc (sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy, tưới cây… )
a) Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt :
- Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt cho các dân cư đô thị tính bình quân đầu người (Lít/người/ngày
đêm ) xss định theo quy phạm trong tiêu chuẩn cấp nước hiện hành ( TCXD 33 – 85 ) ở bảng 1-1
- Tiêu chuẩn này dùng cho các nhu cầ ăn uống sinh hoạt tronh các nhà ở, phụ thuộc vào mức độ
trang bị kỹ thuật vệ sinh trong nhà, điều kiện khí hậu, tập quán sinh hoạt và các điều kiện có ảnh
hưởng khác của mỗi địa phương.
Bảng 1-1 : Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt và hệ số không điều hoà Kh max
cho các khu dân cư đô thị.
Tiêu chuẩn dùng nước Hệ số không điều
Trang bị tiện nghi trong các ngôi nhà trung bình hoà giờ Kh max
(lít/người/ng.đ)
1. Nhà không có hệ thống cấp thoát nước và
thiết bị vệ sinh lấy nước ở vòi công cộng 40 ÷ 60 2.5 – 2.0
ngoài phố
2. Nhà chỉ có vòi lấy nước không có thiết bị 80 - 100 2.0 - 1.8
vệ sinh
3. Nhà có hệ thống cấp thoát nước và thiết bị
vệ sinh, không có thiết bị tắm. 120 ÷ 150 1.8 - 1.5
4. Nhà có hệ thống CTN, có thiết bị vệ sinh
- CÊp tho¸t n−íc -5-
và có thiết bị tắm hương sen
5. Nhà có hệ thống CTN, có thiết bị vệ sinh, 150 - 200 1.7 - 1.4
có bồn tắm và cấp nước cục bộ
200 - 300 1.5 - 1.3
Ghi chú : - Tiêu chuẩn dùng nước trên bao gồm cả lượng nước công cộng trong các khu nhà ở.
- Hệ số không điều hoà ngày Kng. max = 1,35 ÷ 1,5
- Khi chọn cấp nước tiêu chuẩn sinh hoạt cần lưu ý vùng khí hậu và xét khả năng
phục vụ của hệ thống tối thiểu là 5 – 10 năm.
b) Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp :
- Tiêu chuản này được xác định trên cơ sở dây chuyền công nghệ của xí nghệp.
- Tiêu chuẩn nước công nghiệp được tính theo đơn vị sản phẩm ( lít/đơn vị sản phẩm, m 3 /đơn
vị sản phẩm ), và lấy theo bảng 1.2.
Bảng 1.2 : Tiêu chuẩn nước dùng cho nhu cầu sản xuất
Tiêu chuẩn cho một
TT Các Loại Nước Đơn vị đo đơn vị đo (m3/1 đv
đo )
- CÊp tho¸t n−íc -6-
1 Nước làm lạnh trong NM nhiệt điện 1000 kw/h 160 – 400
2 Nước cấp nồi hơi NM nhiệt điẹn 1000 kw/h 3–5
3 Nước làm nguội động cơ đốt trong 1CV/h 0.015 – 0.04
4 Nước khai thác than 1 tấn 0.2 – 0.5
5 Nước lam giàu than 1 tấn 0.3 – 0.7
6 Nước vận chuyển than theo máng 1 tấn 1.5 – 3.0
7 Nước làm nguội lò luyện gang 1 tấn 24 – 42
8 Nước làm nguội lò Mác Tanh 1 tấn thép 13 – 43
9 Nước cho xưởng cán ống 1 tấn 9 – 25
10 Nước cho xưởng đúc thép 1 tấn 6 – 20
11 Nước để xây các loại gạch 1000 viên 0.09 ÷ 0.21
12 Nước rửa sỏi để đổ bê tông 1 m3 1 – 1.5
13 Nước rửa cát để đổ bê tông 1 m3 1.2 – 1.5
14 Nước phục vụ để đổ 1m3 bê tông 1 m3 2.2 – 3.0
15 Nước để sản xuất các loại gạch 1000 viên 0.7 – 1.0
16 Nươc để sản xuất ngói 1000 viên 0.8 – 1.2
- Nước cấp cho công nghiệp địa phương ( ở phân tán và không tính cụ thể được ) lấy bằng 5 ÷
10% lượng nước ăn uống và sinh hoạt trong ngày dùng nước tối đa cho điểm dân cư. (TCVN 33 –
85 )
- Tiêu chuẩn dùng nước cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt của công nhân sản xuất tại các xí
nghiệp công nghiệp lấy theo bảng 1.3 .
Bảng 1.3 : TC dùng nước sinh hoạt trong các XNCN
Loại phân xưởng Tiêu chuẩn Kh. max
(l/người ca )
1. Phân xưởng nóng, toả nhiệt > 20 kcal.m3/h 35 2.5
2. Các phân xưởng khác 25 3.0
- Lượng nước tắm của công nhân sau giờ làm việc tính theo kíp với tiêu chuẩn 40 người một vòi
tắm 500l/h với thời gian tắm là 45 phút.
c) Tiêu chuẩn nước tưới đường, tưới cây :
- Tiêu chuẩn nước dùng để tưới cây, vườn hoa, quảng trường, đường phố trong các đô thị có
thể lấy từ 0.5 – 1l/m2 [ng.đ] diện tích được tưới tuỳ thuộc vào loại mặt đường, loại cây trồng,
điều kiện khí hậu….
d) Tiêu chuẩn dùng nước chữa cháy : Được xác định theo TCVN 33 – 85
Bảng1.4
Số đám
Số dân Lưu lượng cho một đám cháy, L/S
cháy
Nhà 2 tầng với bậc Nhà hỗn hợp các Nhà 3 tầng
(1000 người ) đông thời
chịu lửa tầng không phụ không phụ thuộc
² , ²² , ²²² ²V , V thuộc bậc chịu lửa bậc chịu lửa
Đến 5 1 5 5 10 10
- CÊp tho¸t n−íc -7-
25 2 10 10 15 15
50 2 15 20 20 25
100 2 20 25 30 35
200 3 20 -- 30 40
300 3 -- -- 40 55
400 3 -- -- 50 70
500 3 -- -- 60 80
e) Nước rò rỉ của mạng lưới : Lượng nước này không có tiêu chuẩn rõ rệt , tuỳ theo tình trạng của
mạng lưới có thể lấy 5 ÷ 10% tổng suất của hệ thống.
- Chế độ dùng nước hay lượng nước tiêu thụ từng giờ trong ngày đêm cũng là một số liệu
quan trọng khi thiết kế một hệ thống cấp nước ( Dùng để lựa chọn công suất bơm, xác định dung
tích bể chứa, đài nước ).
- Chế độ dùng nước thay đổi tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu, chế độ làm việc, nghỉ ngơi của
con người…, nó được xây dung trên cơ sở công tác điều tra thực nghiệm và được biểu diễn bằng
lượng nước tiêu thụ tong giờ trong ngày đêm (H 1.2)
8
% L¦ U L¦îNG ngμy ®ªm
7
6
5
4
3
4 .1 7 %
2
1
Hình 1.2 : Biểu đồ dùng nước trong một ngày đêm cho thành phố
------ : % Lượng nước tiêu thụ trung bình
0____2: 4 6 nước tiêu thụ12 14 trong ngày 20 22 24 giê
Lượng 8 10 tong giờ 16 18
- Từ biểu đò này ta có thể xác định được hệ số không điều hoà giờ Kh max và Kh min
5) Lưu lượng nước tính toán :
Lưu lượng nước tính toán cho khu dân cư được xác định theo công thức :
q *N q *N
Qmax ng.đ = tb Kngđ max = t , [m3/ngđ] (1-1)
1000 1000
Qmax ng .d
Qmax h = Kh max ; [m3/h] (1-2)
24
Q × 1000
Qmax S = max h ; [l/S] (1-3)
3600
Trong đó : - N : Dân số tính toán của khu dân cư ( người)
- Qmax ng ; Qmax h ; Qmax s : Lưu lượng tính toán lớn nhất ngày, giờ, giây
- Kngđ max, Kh max : Hệ số không điều hoà lớn nhất ngày, giờ
- qtb : Tiêu chuẩn dùng nước trung bình (l/người.ngđ)
- qt : Tiêu chuẩn dùng nước tính toán ngày dùng nước lớn nhất (l/người ngđ)
Lưư lượng nước tưới đường, tưới cây được xác định theo công thức;
- CÊp tho¸t n−íc -8-
10000q t × Ft
Qt ngđ = = 10 q t × Ft [m3/ngđ]
1000
Qtngd
Qt.h = [m3/h]
T
Trong đó : qt : Tiêu chuẩn dùng nước tưới đường cây.
Ft : Diện tích cần tưới (ha)
Qt ngđ : Lượng nước tưới trong 1 ngày đêm (m3/ngđ)
Qt. h : Lượng nước tưới trong 1 giờ (m3/h)
T : Thời gian tưới trong 1 ngày đêm (h)
Thông thường tưới đường từ 8h đén 16h, tươi cây từ 5h đén 8h và 16h ÷ 19hhàng ngày
Lưu lượng nước sản xuất : Được coi như phân bố đều trong quá trình sản xuất và được xác
đinh theo tiêu chuẩn tính trên đơn vị sản phẩm.
Lưu lượng nước tắm của công nhân tại xí nghiệp :
500 × n
QCNth = ; [m3/h] (1-6)
1000
QCNt ng.đ= QCNt h * C ; [m3/ng.đ] (1-7)
CN CN
Trong đó : Qt.ngđ , Qt h : lưu lượng nước tắm của công nhân trong 1 ngày đêm và trong 1
giờ ( thời gian tắm qui định là 45 phút sau khi tan ca )
- n : Số buồng tắm hoa sen trong nhà máy
- C : Số ca làm việc của nhà máy .
Công suất cấp nước của đô thị thường được xác định theo công thức :
Q = ( a.QSH + Qt + QSHCN + QtCN + QSX ).b.c ; [m3/ng.đ] (1.8)
Trong đó : QSH , Qt , QSHCN, QtCN, QSX : là lưu lượng nước sinh hoạt của khu dân cư, lưu
lượng nước tưới đường, tưới cây, nước sinh hoạt, tắm của công nhân và lưu lượng nước
sản xuất của nhà máy trong một ngày đêm.
- a : Hệ số kể đến lượng nước dùng cho công nghiệp địa phương và tiểu thủ công nghiệp, a=
1,1.
- b : Hệ số kể đến lượng nước rò rỉ ( do điều kiện quản lý chi phối , b = 1,1 ÷ 1,15 )
- c : Hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân trạm nước ( rửa bể lắng, bể lọc …. ), c =
1,05 – 1,1.
6) Áp lực nước trong mạng lưới cấp nước :
- Nước được đưa đến các vị trí tiêu dùng nhờ áp lực của máy bơm hay đài nước tạo ra. Muốn
cung cấp nước được liên tục thf áp lực đó phải đủ để đưa nước tới vị trí bất lợicủa mạng lưới ( vị
trí xa nhất, cao nhất so với trạm bơm , đài nước ), đòng thời tại vị trí đó cũng phải có một áp
lựuc tự do cần thiết để đưa nước tới vị trí bất lợi nhất bên trong nhà.
- Áp lực tự do cần thiết tại vị trí bất lợi nhất của mạng lưới cấp nước bên ngoài hay áp lực cần
thiết của ngôi nhà bất lợi nhất Hnhct có thể lấy sơ bộ như sau :
- Nhà một tầng : H nhct = 10m
- Nhà 2 tầng : Hnhct = 12m
- Nhà 3 tầng : H nhct= 16m
- Khi nhà tăng lên 1 tầng thì áp lực cần thiết tăng thêm 4m.
- Đối với hệ thống cấp nước chữa cháy áp lực thấp, áp lực cần thiết ở cột lấy nước bất lợi nhất
tối thiểu là 10m .
- CÊp tho¸t n−íc -9-
- Đối với hệ thống cấp nước chữa cháy áp lực cao, áp lực cần thiết này phải đảm bảo đưa nước
qua ông vải gai chữa cháy có chiều dài 50 – 100m với cột nước tối thiểu bằng 100m.
- Sự liên hệ về áp lực giữa các công trình của hệ thống cấp nước thể hiện trên hình 1.3 :
§¦êng ®o ¸p
h2 3
h®
h1
Hb H®
nh
H ct
4
2
Z®
- Hình 1.3 : Sơ đồ liên bhệ về áp lực giữa các công trình của hệ thống cấp nước.
Z Znh
1 1- Bể chứa nước ; 2- Máy bơm
3- Đài nước ; 4- Ngôi nhf bất lợi nhất.
MÆt ph¼ng chuÈn
- Từ hình 1.3 có thể xác định được chiều cao đặt đài nước và áp lực công tác của máy bơm
như sau :
Hđ = Znh + Hnhct + h1 – Zđ (1.9)
Hb = Zđ - Zb + Hđ + h2 + hđ (1.10)
Trong đó : Zđ, Zb, Znh : Độ cao đặt bơm, đài nước, nhà bất lợi ( So với mặt phẳng chuẩn ), m.
- Hđ, Hb : Độ cao đặt đài cột nước của bơm, m
- hđ : Chiều cao thing chứa nước trên đài, m
- h1, h2 : Tổng tổn thất cột nước từ đài đén ngôi nhà bất lợi nhất từ máy bơm đến đài, m
---------------------------&&&-----------------------------------
t1-2. NGUỒN NƯỚC VÀ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC
I) Nguồn cung cấp nước :
1) Nguồn nước ngầm :
- Nước ngầm tạo thành do nước mưa rơi xuống, them qua các lớp đất, được giữ lại trong các lớp
đất chứa nước, giữa các lớp cản nước.
- Lớp đất giữ nước thường là cát, sỏi cuội hoặc lẫn lộn với các kích thước và thành phần hạt khác
nhau.
- Lớp đất cản nước thường là đất sét, đất thịt …
- Ngoài ra nước ngầm còn có thể do nước thấm từ đáy, thành sông hoặc hồ tạo ra.
- Nước ngầm thường được ưu tiên chọn làm nguồn nước để cấp cho sinh hoạt ăn uống vì có ưu
điểm là rất trong sạch ( hàm lượng cặn nhỏ, ít vi trùng ), xử lý đơn giản nên giá thành rẻ. Nhược
điểm của nước ngầm là thăm dò lâu, khó khăn, đôi khi chứa nhiều sắt, hoá chất bị nhiễm mặn,
khi đó cần phải xử lý phức tạp hơn.
- Nước ngầm có các loại sau :
• Nước ngầm không áp : Là nước ngầm mạch nông, ở độ sâu 3 – 10m, lôại này trữ lượng ít,
chịu ảnh hưởng của thời tiết, bị nhiễm bẩn nhiều.
• Nước ngầm có áp : Là nước ngầm mạch sâu trên 20m, có trữ lượng lớn và chất lượng tốt
hơn.
- CÊp tho¸t n−íc -10-
2) Nguồn nước mặt :
- Nước mặt chủ yếu cũng do nước mưa cung cấp hoặc có thể do tuyết tan và có thể chia ra các
loại sau :
Nước sông : Là loại nước mặt chủ yếu để cung cấp nước, có đặc điẻm là lưu lượng lớn, dễ
khai thác, độ cứng và hàm lượng sắt nhỏ, tuy nhiên hàm lượng cặn lớn, nhiều vi trùng nên
giá thành xử lý cao.
Nước suối : Mùa khô lưu lưọng nhỏ nước trong, về mùa lũ lưu lượng lớn, nứơc đục, có
nhiều cát, sỏi, mức nước biến đổi lớn.
Nước đầm hồ : Tương đối trong, ở ven bờ đục hơn do ảnh hưởng của sông , có độ màu cao
do có rong, rêu và thuỷ sinh vật, thường bị nhiễm bẩn.
3) Nguồn nước mưa :
- Nguồn nước mưa ở VN khá phong phú do lượng mưa trung bình lớn (500 ÷ 2000 mm/năm )
- Nước mưa tương đối trong sạch, tuy nhiên do rơi qua không khí, mái nhà nên cũng bị nhiễm
bẩn
II) Công trình thu nước ngầm
1) Giếng khơi :
- Giếng khơi là công trình thu nước ngầm mạch nông, có đường kính từ 0.8 ÷ 2m, chiều sâu 3 ÷
20m phục vụ cấp nước cho một đối tượng dùng nước nhỏ.
- Khi cần lượng nước lớn hơn có thể xây giếng lớn hơn hoặc xây dung một nhóm going khơi nố
vào going tập trung bằng các ống xi phông.
- Nước chảy từ going có thể từ đáy hay từ thành bên qua các khe hở ở thành.
- Thành giếng có thể xây bằng gạch, bê tông xỉ, bê tông đá hộc, đá ong ...
- Nếu đất dễ sụt lở, thường dùng các khẩu giếng bằng bê tông, gạch, ống sành…. Có chiều cao
0.5 ÷ 1m , rồi đánh tụt tong khẩu giếng xuống, dùng vữa xi măng nối các khẩu giếng với
nhau.
- Để tránh nước mưa từ trên mặt kèo theo chất bẩn vào giếng, phải lát nền và xây bờ xung quanh
giếng cao 0.8m, và bọc đất sét xung quanh giếng 0.5m xuống sâu 1.2m
- Vị trì giếng nên chọn gần nhà cách xa chuồng nuôi gia súc, hố xí tối thiểu 7 ÷ 10 m.
- Khi chọn vị trí đào giếng cần tham khảo tài liệu địa chất thuỷ văn và kinh nghiệm dân gian để
đỡ phải đào giếng sâu và thu được nguồn nước có chất lượng tốt.
2) Giếng khoan : - Giếng khoan là công trình thu nước ngầm mạch sâu với công suet từ 5 ÷ 500
l/s, sâu từ 20m đến vài trăm mét, có đường kính 100 ÷ 600mm.
- Sơ đồ cấu tạo giếng khoan trên hình 1-4 :
2 Hình 1.4 : SƠ ĐỒ GIẾNG KHOAN
1. Cửa giếng ( miệng giếng )
1 2. động cơ điện
5 3. Máy bơm
4. Nhà bảo vệ
3 5. Ống vách. (thân giếng )
6. Ống lọc.
7. Ống lắng.
6
- Cửa giếng : Dùng để kiểm tra, theo dõi sự làm việc của giếng.
7
- CÊp tho¸t n−íc -11-
- Thân giếng : Là các ống thép không gỉ nối vơí nhau bằng ren, mặt bích hoặc mối hàn ( Có thể là
ống bê tông cốt thép )
+ Ống vách có nhiệm vụ chống sụt lỡ và chống nhiễm bẩn.
- Ống lọc : Đặt trực tiếp trong lớp đất chứa nước để thu nước vào giếng và ngăn không cho bùn
vào giếng.
- Ống lắng : Có chiều dài từ 2 ÷ 10m , giữ cặn cát chui vào trong ống, khi thau rửa giếng lớp cặn
cát này sẽ được đưa lên mặt đất.
- Giếng khoan cũng thường được bọc đất sét xung quanh ống vách 0.5m , sâu tối thiểu 3m kể từ mặt
đất để tránh nhiễm bẩn.
- Người ta còn dùng giếng khoan đường kính nhỏ ( d = 42 ÷ 49 mm ), lắp bơm tay hay bơm điện
với lưu lượng 2m3/h.
III) Công trình thu nước mặt :
- Trong thực tế , phần lớn các công trình thu nước mặt là các công trình thu nước sông.
- Công trình thu nước sông phải đặt ở đầu nguồn nước, phía thượng lưu khu dân cư và khu công
nghiệp, nơi bờ sông và lòng sông ổn định, có điều kiện địa chất tốt, có đủ độ sâu cần thiết để lấy
nước trực tiếp từ sông.
- Để đáp ứng các yêu cầu trên, công trình thu nước thường được bố trí phía bờ lõm của sông, tuy
nhiên bờ lõm hay bị xói lỡ nên phải được gia cố bảo vệ.
- Công trình thu nước sông thường chia ra các loại sau:
1) Công trình thu nước bờ sông :
- Công trình thu nước bờ sông áp dụng khi bờ sông dốc, nước ở bờ sâu, thường xây dung chung
với trạm bơm cấp I ( Khi điều kiện địa chất tốt ). Nếu địa chất yếu thì trạm bơm cấp I phải bố
trí xa bờ ( công trình thu nước phân ly).
- Hình 1-4 : công trình thu nước
Bờ sông.
1- Ngăn thu nước
(Ngăn lắng).
2- Cửa thu nước.
3- Lưới chắn
4- Máy bơm mncn
3 4
2
mntn 1
2
Ng¨n hót
- Ở cửa thu nước đặt các song chắn bằng thép Φ 10 ÷ 16 mm, cách nhau 40 ÷ 50 mm để chắn
các vật nổi ( rác, củi ,cây ).
- Lưới chắn thường làm bằng các sợi dây thép Φ 1 ÷ 1,5 mm, đan mắt lưới 2× 2 đến 5 × 5 để
chắn rác rưởi, rong rêu… , có kích thước nhỏ trong nước.
2) Công trình thu nước lòng sông : Được xác định khi bờ sông thoải, nước nông, mực nước dao
động lớn.
mncn
- CÊp tho¸t n−íc -12-
Hình 1-5 : Công trình thu nước lòng sông.
1- Cửa thu nước ( Họng thu nước )
2- Ống tự chảy.
3- Ngăn thu nước.
4- Ống hút
5- Phao báo hiệu ( Tránh tàu bè va chạm )
---------------------------&&&-----------------------------------
t1-3. XỬ LÝ NƯỚC THIÊN NHIÊN
I. Khái niệm :
- Nước thiên nhiên khai thác từ các nguồn nước mát, hay nước ngầm thường chứa các tạp chất ở
dạng hoà tan, chứa vi sinh vật như các laọi vi khuẩn, sinh vật phù du. Vì vậy, trước khi xử lý nước
thiên nhiên phải tién hành xử lý một cách thích đáng.
- Để chọn các biện pháp xử lý phải căn cứ vào các chỉ tiêu, tính chất của nước nguồn và yêu cầu cụ
thể về chất lượng nước câp.
II. Các chỉ tiêu chất lượng của nước thiên nhiên và yêu cầu về chất lượng nước
1) Chỉ tiêu vật lý :
Nhiệt độ : Nhiệt độ của nước thay đổi thao nhiệt độ không khí, và liên quan trực tiếp đến
người sử dụng và quá trình sản xuất .
Độ đục : Biểu thị hàm lượng các chất lơ long ( bùn, cát, hợp chất hữu cơ… ) có trong nước,
[mg/l].
Độ màu : Nước có màu do các hợp chất hoà tan, hoặc các chất keo gây ra. Độ màu đo theo
thang màu cô ban.
Mùi vị : Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc do thực vật thối rữa gây ra, mùi tanh do sắt … ,
một số chất hoà tancó thể làm cho nước có vị đặc biệt, mặn, chua….
2) Chỉ tiêu hoá học :
Độ PH : Biểu thị lượng ion H+ có trong nước , khi PH = 7 nước có tính trung hoà, khi PH < 7
nước có tính axít, khi PH > 7 nước có tính kiềm.
Độ cứng của nước : Biểu thị lượng muối Ca và Mg hoà tan trong nước, được đo bằng độ Đức (
1 độ Đức tương ứng 10mg Ca hay 9,19 mg MgO trong 1 lít nước ).
- Nước chứa nhiều muối cũng nấu thức ăn lâu nhừ, giặt xà phòng ít bọt, gây lắng cặn trong nồi
hơi
Hàm lượng sắt và mangan : Làm cho nước có mùi tanh, màu vàng, [mg/l].
- CÊp tho¸t n−íc -13-
Các hợp chất Nitơ làm nhiễm bẩn nước ( NH3, NO3-, NO2- ) và các chất gây độc đối với cơ
thể người sử dụng nước như đồng, chì, kẽm.. [mg/l].
- TCVN 5942 – 1995 quy định chất lượng nước mặt có thể dùng làm nguồn cấp nước sinh hoạt
như sau : ( Bảng 1.5 )
Trị số giới Trị số giới
Thông số Đơn vị Thông số Đơn vị
hạn hạn
Chì mg/l 0.05 Sắt mg/l 1
Đồng --- 0.1 Thiếc --- 1
Kẽm ---- 1 Thuỷ ngân ---- 0.001
Mangan ---- 0.1 Chất lơ lửng ---- 20
Niken ---- 0.1 CRom ---- 0.05
3) Chỉ tiêu về vi trùng :
Chỉ số Coli : Biểu thị số vi trùng Coli ( E.Coli ) có trong 1 lít nước. Chỉ tiêu này biểu thị khả
năng có vi trùng gây bệnh đường ruột trong nước.
Tổng số vi trùng hiếu khí : Biểu thị độ bẩn của nước về mặt vi trùng.
4) Yêu cầu về chất lượng nước :
- Nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống phải trong sạch, không độc hại, không chứa vi trùng gây
bệnh. Yêu cầu về chất lượng nước cấo cho sản xuất rất đa dạng, tuỳ thuộc vào tính chất của
một quá trình sản xuất ( Ví dụ nước làm nguội máy móc cần có nhiệt độ thấp, trong, chứa ít
muối cứng… )
III. Các phương pháp và dây chuyền công nghệ xử lý nước :
1. Nhiệm vụ xử lý nước :
- Trong thực tế, ta thường phải thực hiện các quá trình xử lý sau : Làm trong và khử màu khử sắt,
khử trùng, và các quá trình xử lý đặc biệt khác như làm mềm, làm nguội, khử muối.
2. Phương pháp xử lý :
Phưong pháp cơ học : Dùng song, lưới chắn rác, lọc qua lưới, lắng tự nhiên…
Phương pháp vật lý học : Khử trùng bằng tia tử ngoại, làm nguội nước ( dùng ozôn O3, dùng
sang siêu âm ).
Phương pháp hoá học : Keo tụ bằng phèn, khử trùng bằng clo, làm mềm bằng vôi …
3. Dây chuyền công nghệ xử lý nước :
- Tập hơp các công trình và thiết bị để thực hiện các quá trình xử lý nước theo một hoặc một số
phương pháp gọi là dây chuyền công nghệ xử lý nước.
- Tuỳ thuộc vào chất lượng nước nguồn và yêu cầu chât lượng nước cấp mà có dây chuyền công
nghệ xử lý khác nhau. ( Khi dùng nguồn nước mặt thì thường phải làm trong, khử màu và khử
trùng, còn nước ngầm thì phải khử sắt và khử trùng )
- Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý nước thể hiện trên hình 1_6 và 1_7
2
Cl 2
7
5
1 4
3
6
- CÊp tho¸t n−íc -14-
Hình 1.6 : SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC NGẦM
1- Giếng khoan và trạm bơm cấp I
2- Dàn mưa ; 3- Bể lắng đứng tiếp xúc.
4- Bể lọc nhanh ; 5- Đường dẫn clo.
6- Bể chứa nước sạch ; 7- Trạm bơm cấp II
Dung dÞch phÌn
3 4 8
6 7
5
1 1 3 4 9
6
3 4 8
Hình 1.7 : DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC MẶT
1. Trạm bơm cấp I 6- Bể lọc nhanh
2. Bể trộn 7- Nguồn clo
3. Bể phản ứng 8- Bể chứa nước sạch
4. Bể lắng ngang 9- Trạm bơm cấp II
5. Máng thu nước
----------------&&&---------------------
t1-4. MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
I. Khái niện chung :
1) Khái niệm : Mạng lưới cấp nước là một trong những bộ phận quan trọng của hệ thống cấp nước,
làm nhiệm vụ vận vhuyển và phân phối nước đến nơi tiêu thụ.
- Giá thành xây dựng mạng lưới cấp nước chiếm khoảng 50 ÷ 70 % giá thành xây dựng toàn bộ hệ
thống cấp nước.
- Mạng lưới cấp nước bao gồm :
Các đường ống chính : Làm nhiệm vụ vận chuyển nước đi xa .
Các đường ống nhánh : Làm nhiệm vụ phân phối nước vào các tiểu khu, vào các ngôi nhà.
- Tuỳ theo quy mô và tính chất của đối tượng dùng nước, mạng lưới cấp nước có thể được thiết kế
theo sơ đồ mạng lưới cụt, mạng lưới vòng, hay hỗn hợp
- CÊp tho¸t n−íc -15-
2) Các nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước :
- Mạng lưới phải bao trim các điểm tiêu thụ nước.
- Tổng số chiều dài đường ống là nhỏ nhất.
- Các tuyến ống chính nên đặt theo các đường phố lớn, một mạng lưới phải có ít nhất 2 tuyến chính,
đuờng kính ống phải chọn tương đương để có thể thay thế nhau khi 1 tuyến có sự cố, khoảng cách
giữa các tuyến chính tuỳ thuộc vào quy mô thành phố, thường lấy từ 300 ÷ 600 m.
- Hạn chế bố trí đường ống đi qua sông, đầm lầy, đê, đường xe lửa, tuyến ống chính được nối với
nhau bằng các ống nhánh với khoảng cách 400 ÷ 900m.
- Vị trí đặt ống trên mặt cắt ngang đường phố do qui hoạch xác định, nên đặt trên các vỉa hè hay
trong các tuyến kỹ thuật. Khoảng cách nhỏ nhất trên mặt bằng tính từ ống đến cá công trình đựoc
qui định như sau:
Bảng 1-6 : Khoảng cách tối thiểu từ thành ống đến các công trình, (m ) .
Khoảng cách quy định tối thiểu đến Trị số
- Móng nhà và công trình 3
- Chân taluy đường sắt. 5
- Mép đưòng ray xe điện 1,5 ÷ 2
- Đường dây điẹn thoại. 0.5
- Đưòng điện cao thế . 1
- Mép đường ô tô. 1,5 ÷ 2
- Chân cột điện đường phố. 1,5
- Mép cột điện cao thế. 3
- Các loại tường rào. 1,5
- Trung tâm hàng cây. 1,5 ÷ 2
* Ngoài
các nguyên tắc trên, khi quy hoạch mạng lưới cấp nước cần lưu ý:
- Quy hoạch mạng lưới hiện tại phải xét đến khr năng phát triển của thành phố và mạng lưới trong
tương lai.
- Cần chọn điẻm cao để đặt đài nước, đài nứoc có thể đặt ở đầu, giữa hoặc cuối mạng lưới.
- Cùng một đối tượng tiêu thụ nước có thể quy hoạch theo nhiều sơ đồ khác nhau, qua so sánh về
mặt kinh tế kỹ thuật, chọn phương án tối ưu.
II. Tính toán mạng lưới cấp nước :
1. Mục đích : Xác định lưu lượng tính toán chảy trên đường ống, trên cơ sở đó chọn đường kính ống
hợp lý và kinh tế, xác định tổn thất thuỷ lực trên đường ống để xác định chiều cao đài nước, áp lực
công tác của máy bơm.
2.Các giả thiết để tính toán :
- Các đối tượng tiêu thụ nước ( Bể bơi, xí nghiệp công nghiệp ) được coi là các điểm lấy nước tập
trung, và được gọi là các điểm nút.
- Các hộ tiêu thụ nước nhỏ, lấy nứoc sinh hoạt vào nhà coi như lây nước đều dọc tuyến ống.
- Đoạn nào chỉ có lưu lượng tập trung ở cuối đoạn ống thi lưu lượng của đoạn ống đó khong đổi.
- Đoạn ống chỉ có lưu lượng phân bố dọc tuyến thì giả thiết là được phân phối đều.
3. Xác định lưu lượng tính toán :
- Tổng lưu lượng vào mạng lưới ứng với trường hợp tính toán :
- CÊp tho¸t n−íc -16-
QΣ = Q dd + ∑ q t .tr [l/s] (1_11).
Trong đó : Qdd : Lưu lượng dọc đường của toàn mạng lưới (l/s)
∑q t .tr : Tổng lưu lượng tập trung của toàn mạng lưới (l/s).
- Lưu lượng dọc đường đơn vị :
Q
q dv = dd [l/s.m] (1_12).
∑ l tt
Trong đó : ∑l tt : Tổng chiều dài tính toán a( tổng chiều dài cấc đoạn ống có phân phối nứoc dọc
đường của mạng lưới ) [m].
- Lưu lượng dọc đưòng của đoạn ông ;
qdđ = qđv * ltt (l/s) (1_13).
- Ở đây : ltt – chiều dài tính toán của đoạn ống (m) để đơn giản trong tính toán người ta thường đưa
ra lưu lượng nước dọc đường về các nút, tức là về các điểm đầu và cuối đoạn ống .
Lưu lượng nút bằng tổng số lưu lượng dọc đường của các đoạn ống đấu vào nút đó :
qnút =
∑ q dv × ltt (l/s) (1_14)
2
- Sau khi có giá trị lưu lượng nút, ta xác định được lưu lượng tính toán của các đoạn ống theo đièu
kiện tổng lưu lượng đi vào một nút phải bằng tổng lưu lượng ra khoi nút đó, tức là Σ qnút = 0
4. Xác định đường kính ống :
- Đường kính ống được xác định theo công thức :
4Q
D= (m) (1_15)
π .V
Trong đó : Q – Lưu lượng tính toán của đoạn ống [m3/s]
V – Vận tốc dòng chảy trong ống [m/s].
- Đường kính ống không những phụ thuộc vào Q mà còn phụ thuộc vào V, Vì Q= const, nên nếu
V nhỏ thì D lớn, giá thành xây dựng mạng lưới sẽ tăng, còn nếu V lớn thì D nhỏ giá thành xây
dựng sẽ giảm nhưng chi phí quản lý tăng vì V tăng dần đến tăng tổn thất áp lực trên các đoạn
ống.Kết quả là độ cao bơm nước và chi phí điện năng sẽ tăng. Do đó để xác định đường ống cấp
nước ta phải dựa vào vận tốc kinh tế ( vận tốc có tổng chi phí xây dựng và chi phí quản lý mạng
lưới nhỏ nhất )
- Vận tốc kinh tế VK được xác định theo giáo sư V. P SirôtKin (Bảng 1-7)
- CÊp tho¸t n−íc -17-
Bảng 1-7 : Vận tốc kinh tế Vk trong các ống cấp nước.
5) Xác định tổn thất áp lực trên các đường ống :
- đối với mạng lưới cấp nước bên ngoài , thưòng tổn thất áp lực cục bộ, chỉ tính tổn thất áp lực do
ma sát theo chiều dài ( tổn thất dọc đường ) theo công thức :
L.V 2
h = λ. (m) (1-16)
D.2 g
Trong đó : λ - Hệ số sức kháng do ma sát , phụ thuộc vào vật liệu chế tạo ống, độ nhám thành
ống và đường kính ống.
L – Chiều dài đoạn ống (m)
D - đường kính ống (m )
V - Vận tốc dòng chảy trong ống ( m/s ).
- Dựa vào kết quả nghiên cứu , tiến sĩ Ph.A. Sêvêlốp dã xác định được hệ số λ cho các loại ống
khác nhau và đưa ra các công thức xác định tổ thất áp lực trên 1m dài đường ống ( tổn thất áp
h
lực đơn vị i = ) như sau
L
0.021
λ = 0.3 ( V ≥ 1,2 )
D
- Ống gang và thép cũ :
0.3
0.0179 ⎛ 0.867 ⎞
- Khi V > 1,2 m/s : λ= 0.3 ⎜
1+ ⎟
D ⎝ V ⎠
V2
i = 0.00107 1.3 (1-17)
D
- Khi V ≤ 1.2 m/s :
0.3
V2 ⎛ 0.867 ⎞
i = 0.000912 1,3 ⎜1 + ⎟ (1-18 )
D ⎝ V ⎠
- Ống chất dẻo :
V 1,774
i = 0.000685. (1-19 )
D 1, 226
- CÊp tho¸t n−íc -18-
- ống fibrôximăng :
0.19
V 2 ⎛ 3,51 ⎞
i = 0.000561. 1,19 ⎜1 + ⎟ (1-20 ).
D ⎝ V ⎠
6. Độ cao đài nước : ( Theo công thức 1-9 )
Hđ = Znh – Zđ + Hctnh + ∑ h
- áp lực công tác của bơm ( Công thức 1-10 )
Hb = Zđ - Zb – Hđ + hđ +h2
- Với h2 : ổn thất áp lực trên đường ống từ trạm bơm đến đài
III. Ví dụ áp dụng :
Tính toán mạng lưới cụt với cá số liệu trên hình vẽ 1-8. NHà trong khu vực xây dựng là nhà 3
tầng, ống gang bình thường. Các trong tam giác chỉ cao trình mặt đất.
9 l/s
G 5 H
0m 4
30
15 l/s
8 E
0m
30
12 l/s
0m
6 l/s
30
400 m 500 m 750 m D
A 0 B C
6
60
8 7 9
0m
11 l/s
I
4
Hình 1-8 : Mạng lưới cáp nước cụt :
- Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống.
- Dựa vào bảng Sêvêlốp tìm D, V, 1000i tương ứng.
- Xác định tổn thất cho từng đoạn h = iL và cho toàn bộ mạng lưới theo tuyến bất lợi nhất.
- Xác định chiều cao đài nước.
1. Tính đường ống chính : Kết quả được ghi trong bảng sau :
Đoạn Chiều Lưu Đường Vận tốc 1000i H=i.L
TT ống dài lượng kính (m/s) (m) (m)
(m) (l/s) (mm)
1 AB 750 6 100 0.73 12.1 9.075
2 CB 500 32 200 0.99 8.64 4.32
3 CD 400 43 200 1.33 15.2 6.08
∑ h = 19.475
- CÊp tho¸t n−íc -19-
2. Tính các ống nhánh :
Chiều Lưu Đường Vận tốc 1000i H=i.L
TT Nhánh dài lượng kính (m/s) (m) (m)
(m) (l/s) (mm)
1 EG 300 9 100 1.1 25.6 7.68
2 BE 300 21 150 1.15 16.5 4.95
3 CH 300 15 125 1.18 21.9 6.57
4 CI 600 11 125 0.87 12.3 7.38
3. Vẽ đường đo áp cho tuyến chính ( ABCD )
- Cao trình các điẻm đường đo áp được xác định như sau :
* Điểm D : ∇ , D = ∇ D + H ct = 6 + 16 = 22m
nh
( Vì nhà 3 tầng Hnhct = 16m )
* Điểm C : ∇ ,C = ∇ ,D + hCD = 22 + 6,08 = 28,08m
* Điêm B : ∇ 'B = ∇ C + hBC = 28,08 + 4,32 = 32,4m .
'
* Điểm A : ∇ 'A = ∇ ,B + h AB = 32,4 + 9,075 = 41,475m
Đường đo áp lực dọc theo đường ống chính ABCD thể hiện trên hình 1-9.
41,475
32,4
§¦êng ®o ¸p
28,08
22
33,575m
9,0
8,0 6,0
7,0 C
A D
B
Hình 1-9 : Đường đo áp của đường ống chính .
- Kết quả cho thấy cột nước đo áp tại đầu các ống nhánh ( B, C ) đều lớn hơn cột nước đo áp tại
điềm cuối các đoạn đó ( G, H, I ) do đó việc chọn tuyến ABCD làm đường ống chính là hợp lý.
4. Xác định độ cao đài nươc :
Hđ = Znh – Zđ + Hnhct + ∑ h
Hđ = 6 – 8 + 16 + 19,475 = 33,475 m
* Chú ý : Tổn thất áp lực cho phép tuyến nhánh là hiệu số giữa cột áp lực củ nút đầu và nút cuối
nhánh Δh , nếu Δh, > ∑ h tuyến nhánh thì chấp nhận D đã chọn, với Δh, < ∑ h thì phải chọn lại các
đoạn ống .
- CÊp tho¸t n−íc -20-
+ Có thể tìm đường kính ống nhánh theo phương pháp sau :
- Tìm hd = Đường đo áp đầu ống - Đường đo áp cuối ống
h
- Tìm J : J= d
L
- Tìm K → Đường kính ống ( phụ lục 6-1 ).
IV. Tính toán mạng lưới vòng :
- trong mạng lưới vòng nước có thể chảy theo chiều hướng khác nhau, nên có thể có nhiều phương án
phân phối nước trên toàn mạng lưới tức là lưu lượng nước trên từng đoạn ống có thể thay đổi, do đó
đường kính ống cũng sẽ thay đổi.
- Dòng chảy trong mạnh lưới kín phải thoả mãn 2 điều kiện sau :
1. Tại một nút : ∑ Qđến = ∑ Qđi hay ∑ Qnút = 0.
2. Tổng số tổn thất cột nước trên cả vòng phải bằng không .
∑ hd = 0
- Phương pháp giải bài toán mạng lưới kín như sau :
+ Phân phối lưu lượng trên vòng kín sao cho điều kiện thứ nhất được thoả mãn, khi đó điều kiện cân
bằng về áp lực chưa đảm bảo, tức là ∑ h ≠ 0.
+ Để điều kiện thứ 2 đảm bảo ta tiến hành điều chỉnh lưu lượng trên mỗi nhánh của vòng ( Trên
nhánh tải nhẹ tăng thêm lưu lượng và ngược lại ta giảm trên nhánh tải nặng để vẫn đảm bảo ∑ Qnút
= 0. ).
+ Lưu lượng nước điều chỉnh xác định như sau :
( theo giáo sư V.G. Lôbachép )
Δh
Δq = ( 1-21 )
2.∑ S i Qi
Trong đó : Δh : Sai số áp lực tổn thất trên mỗi vòng.
Si, Qi : Sức kháng và lưu lượng của ống thứ i
Si = θ i . Ai .l i ; Với l i là chiều dài đoạn ống
θ i - Hệ số điều chỉnh tra bảng ( 1-8 )
Ai – Sức cản đơn vị của đoạn ống thứ i tra bảng ( 1-9 )
8λ 1 gπD 5
[s2/m6] Ai = = 2 , K = ωc R =
gπ D i
2 5
Ki 8λ
(1-22)
1
Si = Ai Li = .L i
K i2
+ Khi ∑ h < ± 0.5m là đạt yêu cầu nếu chưa đạt yêu cầu cần phải tiếp tục điều chỉnh lưu lượng, vì
vậy phương pháp điều chỉnh lưu lượng còn gọi là phương pháp gần đúng để tính toán thuỷ lực mạng
lưới vòng .
Bảng 1-8 : Các giá trị θ theo Sêvêlốp .
Vận tốc V Ống
( m/s ) Bình thường Gang mới Thép mới
0.4 1.19 1.51 1.22
0.5 1.14 1.42 1.18
nguon tai.lieu . vn
