Luận Văn Thiết kế hệ thống thoát nước và xử lý nước thải cho thành phố Hội An

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, với ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa, quy mô các đô thị đang ngày càng được mở rộng nhanh chóng, dân số ở đô thị không ngừng gia tăng, trong khi đó, cơ sở hạ tầng, đặc biệt là hệ thống thoát nước, thu gom và xử lý nước thải, quản lý chất thải rắn của nhiều thành phố lớn tuy đã được quan tâm đầu tư nhưng vẫn còn khá lạc hậu, không đáp ứng được tốc độ phát triển của đô thị.
Thành phố Hội An là trung tâm du lịch, văn hóa của tỉnh Quảng Nam, có nhiều yếu tố thuận lợi cho phát triển du lịch. Tuy nhiên, sự lạc hậu về cơ sở hạ tầng, nhất là đối với hệ thống thoát nước, thu gom và quản lý chất thải rắn đã tạo ra ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe người dân và diện mạo của thành phố, khiến cho hình ảnh Hội An thấp đi trong mắt du khách. Trước các nhu cầu về phát triển kinh tế, xã hội, thu hút đầu tư và phát triển ngành du lịch, cùng với yêu cầu chính đáng của người dân thành phố về một môi trường sống trong sạch và an toàn, việc xây dựng một hệ thống thoát nước mưa, thu gom và xử lý nước thải, chất thải rắn là một yêu cầu hết sức cấp thiết.
Với mục đích hệ thống hóa lại kiến thức, nắm vững và sử dụng để giải tốt vấn đề thoát nước và xử lý nước thải đô thị, được sự gợi ý của giáo viên hướng dẫn TS Trần Việt Nga, em đã nhận đề tài đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế hệ thống thoát nước và xử lý nước thải cho thành phố Hội An”.
Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn Cấp thoát nước – Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường, đặc biệt là cô giáo TS Trần Việt Nga và thầy giáo Phạm Văn Quân – Đại học Kiến Trúc Hà Nội. Em xin chân thành bảy tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Do kiến thức, thời gian và kinh nghiệm có hạn nên trong quá trình thực hiện không tránh khỏi có những thiếu xót, vì vậy em mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô và các bạn.

MỤC LỤC
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI VÀ QUY HOẠCH CỦA THÀNH PHỐ HỘI AN
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 2
1.1.1 Vị trí địa lý 2
1.1.2 Đặc điểm về địa hình 3
1.1.3 Đặc điểm khí hậu 3
1.1.4 Đặc điểm về địa chất công trình và địa chất thủy văn 4
1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI . 8
1.2.1 Điều kiện xã hội 8
1.2.2 Hiện trạng cơ sở hạ tầng của đô thị 8
1.3 TỔ CHỨC VÀ LỰA CHỌN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 9
1.3.1 Đánh giá hệ thống thoát nước 9
1.3.2 Tổ chức thoát nước và xử lý nước thải 9
1.3.3 Lựa chọn hệ thống thoát nước 10
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC THẢI
2.1 CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN ĐỂ TÍNH TOÁN 10
2.1.1 Nước thải sinh hoạt 10
2.1.2 Nước thải các công trình công cộng 12
2.1.3 Lưu lượng nước thải từ các nhà máy xí nghiệp 14
2.1.4 Bảng tổng hợp lưu lượng nước thải của toàn thành phố 20
2.2 CÁC PHƯƠNG ÁN THOÁT NƯỚC THẢI 23
2.2.1 Phương án 1 23
2.2.2 Phương án 2 23
2.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC THẢI .24
2.3.3 Thống kê lưu lượng của các tuyến cống 24
2.4 TÍNH TOÁN THỦY LỰC CÁC TUYẾN CỐNG .27
2.4.1 Tính toán thủy lực các tuyến cống phương án 1: 27
2.4.2 Tính toán thủy lực các tuyến cống phương án 2: 27
2.5.1 Nhận xét kết quả tính toán thủy lực Phương án 1 27
2.5.2 Nhận xét kết quả tính toán thủy lực Phương án 2 28
2.6 TÍNH TOÁN KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN – SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG .28
2.6.1 Khái toán tuyến cống 28
2.6.2 Khái toán giếng thăm 28
2.6.3 Khái toán khối lượng đào đắp trên hệ thống 29
2.6.4 Tổng giá thành xây dựng mạng lưới 29
2.6.5 Khái toán kinh tế quản lý cho 1 năm 29
2.6.6 Các chỉ tiêu kinh tế 30
2.6.7 Lựa chọn phương án 31
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA
3.1 PHƯƠNG ÁN VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA 32
3.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG MƯA TÍNH TOÁN 32
3.2.1 Chu kỳ vượt quá cường độ mưa tính toán 32
3.2.2 Cường độ mưa tính toán 32
3.3 XÁC ĐỊNH THỜI GIAN MƯA TÍNH TOÁN . 33
3.4 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ DÒNG CHẢY .33
3.5 CÔNG THỨC TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG MƯA 34
3.6 TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA 34
CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI
4.1 CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN ĐỂ TÍNH TOÁN 36
4.1.1 Lưu lượng nước thải thành phố và địa chất thủy văn của nguồn 36
4.1.2 Nồng độ chất bẩn của nước thải khu công nghiệp 36
4.2 CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN CỦA CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI .37
4.2.1 Lưu lượng tính toán đặc trưng của nước thải 37
4.2.2 Xác định nồng độ chất bẩn của nước thải 37
4.2.3 Dân số tương đương 40
4.2.4 Dân số tính toán: 41
4.2.5 Mức độ làm sạch cần thiết của nước thải 41
4.3 ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI .45
4.3.1 Cơ sở lựa chọn: 45
4.3.2 Chọn dây chuyền xử lý 45
4.4 TÍNH TOÁN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ PHƯƠNG ÁN 1 49
4.4.1 Ngăn tiếp nhận nước thải 49
4.4.2 Song chắn rác 50
4.4.3 Bể lắng cát ngang 54
4.4.4 Thiết bị đo lưu lượng 58
4.4.5 Bể lắng ngang đợt 1 59
4.4.6 Tính toán bể SBR (Sequencing Batch Reactor – SBR) 62
4.4.7 Tính toán máng trộn 72
4.4.8 Bể tiếp xúc ly tâm 73
4.4.9 Sân phơi cát 75
4.4.10 Bể nén bùn ly tâm 76
4.4.11 Tính toán bể Mêtan 79
4.4.12 Làm khô bùn cặn bằng máy ép băng tải 81
4.4.13 Khử trùng nước thải 83
4.5 TÍNH TOÁN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ PHƯƠNG ÁN 2 .86
4.5.1 Ngăn tiếp nhận nước thải: Giống phương án 1. 86
4.5.2 Song chắn rác: Giống phương án 1. 86
4.5.3 Bể lắng cát ngang: Giống phương án 1. 86
4.5.4 Sân phơi cát: Giống phương án 1. 86
4.5.5 Thiết bị đo lưu lượng: Giống phương án 1. 86
4.5.6 Bể lắng ngang đợt 1: Giống phương án 1. 86
4.5.7 Kênh oxy hóa tuần hoàn 86
4.5.8 Bể lắng ngang đợt II 91
4.5.9 Bể nén bùn ly tâm 94
4.5.10 Bể Mêtan 96
4.5.11 Làm khô bùn cặn 98
4.5.12 Khử trùng nước thả: Giống phương án 1. 99
4.5.13 Tính toán máng trộn: Giống phương án 1. 99
4.5.14 Thiết kế bể tiếp xúc ly tâm: Giống phương án 1. 99
4.6 KHÁI TOÁN KINH TẾ .99
4.6.1 Khái toán kinh tế phương án 1 99
4.6.2 Khái toán kinh tế phương án 2 101
CHƯƠNG 5
THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÁC CÔNG TRÌNH
5.1 THIẾT KẾ TRẠM BƠM NƯỚC THẢI 105
5.1.1 Xác định công suất của trạm bơm nước thải 105
5.1.2 Xác định dung tích bể thu theo biểu đồ tích lũy nước thải trong ngày 105
5.1.3 Xác định áp lực công tác của máy bơm 108
5.1.4 Lựa chọn máy bơm 110
5.1.5 Xác định điểm làm việc của máy bơm 112
5.1.6 Tính toán ống đẩy khi có sự cố 113
5.1.7 Tính toán kích thước nhà trạm 113
5.1.8 Tính toán thiết bị trong trạm bơm 114
5.1.9 Xây dựng trạm bơm 115
5.2 THIẾT KẾ BỂ LẮNG NGANG ĐỢT I 115
CHƯƠNG 6
CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA BẰNG PHẦN MỀM SWMM 5
6.1 MỤC ĐÍCH – NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ 118
6.1.1 Mục tiêu của chuyên đề 118
6.1.2 Sự cần thiết của chuyên đề 118
6.1.2 Phạm vi nghiên cứu của chuyên đề 118
6.2 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM SWMM 5 119
6.2.1 Xuất xứ 119
6.2.2 Khả năng của phần mềm SWMM 5 119
6.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA 120
6.3.1 Khai báo các thông số mặt định và các tùy chọn 121
6.3.2 Vẽ mặt bằng và vạch tuyến mạng lưới thoát nước 123
6.3.3. Khai báo các thông số của hệ thống 126
6.3.4 Chạy mô phỏng và hiệu chỉnh 131
TÀI LIỆU THAM KHẢO .140
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: THỐNG KÊ DIỆN TÍCH Ô QUY HOẠCH .141
PHỤ LỤC 2.1 THỐNG KÊ LƯU LƯỢNG TUYẾN CỐNG PHƯƠNG ÁN 1 144
PHỤ LỤC 2.2 THỐNG KÊ LƯU LƯỢNG TUYẾN CỐNG PHƯƠNG ÁN 2 155
PHỤ LỤC 2.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC TUYẾN CỐNG PHƯƠNG ÁN 1 .168
PHỤ LỤC 2.4 TÍNH TOÁN THỦY LỰC TUYẾN CỐNG PHƯƠNG ÁN 2 .174