Đồ Án Thiết kế hệ thống thoát nước và xử lý nước thải Khu Đô thị mới Đông Hương - Thanh Hóa quy hoạch đến

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, bảo vệ môi trường là vấn đề bức xúc trên toàn cầu nhất là tại các nước đang phát triển. Nước ta đang trên đường hội nhập với thế giới nên việc quan tâm đến môi trường là điều tất yếu. Vấn đề bảo vệ sức khỏe cho con người, bảo vệ môi trường sống trong đó bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm đã và đang được Đảng và nhà nước, các tổ chức và mọi người dân đều quan tâm. Đó không chỉ là trách nhiệm của mỗi cá nhân mà còn là trách nhiệm của toàn xã hội.
Một trong các biện pháp tích cực để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước thiên nhiên tránh không bị ô nhiễm bởi các chất thải do hoạt động sống và làm việc của con người gây ra là việc xử lý nước thải và chất thải rắn trước khi xả ra nguồn đáp ứng được các tiêu chuẩn môi trường hiện hành. Đồng thời tái sử dụng và giảm thiểu nồng độ chất bẩn trong các loại chất thải này.
Từ đó đặt ra nhiệm vụ cho người kỹ sư Cấp thoát nước nhiệm vụ là phải đưa ra phương án kỹ thuật cơ bản để giải quyết nhu cầu thoát nước mưa, thoát nước thải và xử lý nước thải phù hợp với kế hoạch phát triển của đất nước và phù hợp với luật môi trường, tiêu chuẩn bảo vệ môi trường từ nước thải do nhà nước ban hành. Hơn nữa, cần đề xuất những nhiệm vụ cho các công trình thoát nước để giải quyết một số vấn đề cụ thể như sau:
- Cải tạo môi trường sống cho cộng đồng.
- Chống ngập úng.
- Bảo vệ và nâng cao sức khỏe cộng đồng.
- Giúp thúc đẩy ngành du lịch phát triển.
- Làm tăng giá trị sử dụng đất đô thị.
- Bảo vệ các công trình xây dựng, giao thông và các công trình hạ tầng cơ sở khác.
- Nâng cao ý thức bảo vệ môi trường của người dân và tăng cường thể chế.
Hướng tới các mục tiêu đó và đồng thời tổng hợp các kiến thức đã học trong 4 năm học tại khoa Kỹ thuật Môi Trường, ngành Cấp thoát nước, trường Đại học Xây Dựng, em đã nhận đề tài tốt nghiệp: "Thiết kế hệ thống thoát nước và xử lý nước thải Khu Đô thị mới Đông Hương - Thanh Hóa quy hoạch đến năm 2030".
Trong quá trình thực hiện đồ án em đã được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Cấp thoát nước và các bạn trong lớp 54MN2, đặc biệt là cô giáo hướng dẫn THS.Đỗ Hồng Anh. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Với trình độ, kinh nghiệm và thời gian còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô giáo và các bạn.

MỤC LỤC
CHƯƠNG I 12
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN-KINH TẾ-XÃ HỘIVÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN KHU ĐÔ THỊ MỚI ĐÔNG HƯƠNG ĐẾN NĂM 2030 12
I.1.CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN. 12
I.1.1.Vị trí địa lý 12
I.1.2.Địa hình 12
I.1.3.Điều kiện tự nhiên khí hậu: 12
I.1.4.Địa chất thuỷ văn trong khu vực 12
a) Về địa chất công trình 12
b) Về chế độ thủy văn trong khu vực. 13
I.2.ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ-XÃ HỘI 13
I.2.1.Dân số và lao động. 13
a. Quy mô dân số và lao động của Tp. Thanh Hoá. 13
b.Mật độ dân số. 14
I.2.2. Điều kiện kinh tế xã hội. 15
I.2.3.Cơ sở hạ tầng kĩ thuật: 16
I.3.HIỆN TRẠNG CẤP THOÁT NƯỚC VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG 16
I.3.1.Hiện trạng cấp nước. 16
I.3.2.Hiện trạng thoát nước: 17
I.4.QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ ĐẾN NĂM 2030. 18
I.4.1.Hiện trạng sử dụng đất. 18
I.4.2.Quy hoạch xây dựng khu đô thị Đông Hương. 18
a. Đất xây dựng nhà ở (gồm cả cây xanh, giao thông nội bộ nhóm nhà ở): 18
b. Đất xây dựng công trình công cộng: 19
c. Đất cây xanh, mặt nước (chưa tính đến cây xanh nội bộ nhóm nhà ở): 20
d. Đất giao thông (chưa tính đến giao thông nội bộ nhóm nhà ở): 20
I.4.3.Quy hoạch cấp,thoát nước. 20
I.4.3.1.Quy hoạch cấp nước: 21
I.4.3.2.Quy hoạch thoát nước bẩn và vệ sinh môi trường. 22
I.5.LỰA CHỌN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CHO KHU VỰC DỰ ÁN. 24
I.5.1.Cơ sở lựa chọn. 24
I.5.2.Lựa chọn hệ thống thoát nước. 25
I.5.3.Tổ chức thoát nước: 26
CHƯƠNG II 28
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT & SẢN XUẤT 28
II.1.CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN 28
II.1.1.Mật độ dân số 28
II.1.2.Tiêu chuẩn thải nước 28
II.1.3.Nước thải khu công nghiệp 28
II.1.4.Nước thải từ các công trình công cộng 28
II.2.XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN CỦA KHU DÂN CƯ. 29
II.2.1.Diện tích. 29
II.2.2.Dân số tính toán. 29
II.2.3 Xác định lượng nước thải tính toán. 30
II.2.4.Xác định lưu lượng tập trung. 32
II.2.4.1.Xác định nước thải từ khu công cộng 32
a )Bệnh viện: 32
b) Trường học: 33
II.2.5.Lưu lượng nước thải từ khu công nghiệp. 34
a)Lưu lượng nước thải từ khu công nghiệp 34
b)Nước thải sinh hoạt và nước tắm cho công nhân. 35
c)Tính toán lưu lượng tập trung từ khu công nghiệp: 39
II.2.6.Xác định lưu lượng riêng 40
II.3.LẬP BẢNG TỔNG HỢP LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI TOÀN THÀNH PHỐ. 41
II.3.1.Nước thải sinh hoạt khu dân cư. 41
II.3.2.Nước thải từ bệnh viện. 41
II.3.3.Nước thải từ trường học. 41
II.3.4.Nước thải từ các khu công nghiệp. 41
II.3.5.Nước thải sinh hoạt của công nhân trong ca sản xuất của khu công nghiệp. 42
II.3.6.Nước tắm của công nhân theo các ca. 42
II.3.7.Lập bảng tổng hợp lưu lượng nước thải toàn thành phố. 42
II.4.VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC CHUNG. 42
II.4.1.Nguyên tắc 42
a)Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới thoát nước sinh hoạt. 42
b)Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới thoát nước mưa. 45
II.5.TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC CHUNG. 49
II.5.1.Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống. 49
II.5.2.Xác định tuyến cống tính toán và tuyến cống kiểm tra. 62
II.5.3.Tính toán thủy lực nước mưa cho đoạn cống C1-C2-C8. 62
II.5.3.1.Xác định lưu lượng mưa tính toán. 62
a)Chọn chu kỳ vượt quá cường độ mưa tính toán. 62
b)Cường độ mưa tính toán. 63
c)Xác định thời gian mưa tính toán. 63
d)Xác định hệ số dòng chảy. 64
e)Xác định hệ số mưa không đều. 65
II.5.3.2.Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước mưa. 65
II.5.4.Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước chung. 66
a)Phương án 1: 66
b)Phương án 2: 75
II.6. KHÁI TOÁN KINH TẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT, CHỌN PHƯƠNG ÁN THOÁT NƯỚC. 83
II.6.1. Khái toán đường ống 83
a)Phương án 1 83
b)Phương án 2 84
II.6.2 . Khái toán giếng thăm 84
II.6.3.Khái toán kinh tế cho phần đào đắp xây dựng mạng: 85
a)Phương án 1: 85
b)Phương án II: 85
II.6.4.Chi phí quản lí mạng lưới trong 1 năm 85
a)Phương án 1: 85
b)Phương án 2: 87
II.6.5.So sánh lựa chọn phương án. 89
a)Phương án 1: 89
b)Phương án 2: 89
c)Lựa chọn phương án: 89
CHƯƠNG III 90
THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 90
III.1.CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN. 90
II.1.1.Lưu lượng nước thải 90
a)Lưu lượng nước thải sinh hoạt. 90
b)Lưu lượng nước thải sản xuất từ các khu công nghiệp. 90
c)lưu lượng nước thải sinh hoạtvà nước tắm từ các xí nghiệp công nghiệp 90
d)Tổng lưu lượng nước thải toàn thành phố. 90
III.1.2.Nồng độ bẩn của nước thải khu công nghiệp. 90
III.2.CÁC THAM SỐ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 92
III.2.1.Lưu luợng tính toán đặc trưng của nước thải. 92
III.2.2.Xác định nồng độ bẩn của nước thải: 92
a)Hàm lượng chất lơ lửng: 92
b)Hàm lượng BOD5 của nước thải: 94
c)Hàm lượng Nitơ của nước thải: 95
III.2.3.Dân số tính toán 96
a)Dân số tương đương. 96
b)Dân số tính toán: 96
III.2.4.Mức độ cần thiết làm sạch của nước thải. 96
a)Mức độ xáo trộn và pha loãng: 96
b)Mức độ cần thiết làm sạch nước thải. 98
c)Xác định mức độ xử lý nước thải theo BOD5: 99
d)Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo Nitơ. 102
III.3.CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 103
III.3.1.Chọn phương pháp xử lý. 103
III.3.2.Chọn dây chuyền công nghệ trạm xử lý. 103
III.4.TÍNH TOÁN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ VÀ THỦY LỰC PHƯƠNG ÁN 1 108
III.4.1.Ngăn tiếp nhận nước thải. 108
III.4.2.Mương tiếp nhận. 110
III.4.3.Tính toán song chắn rác. 110
III.4.4. BỂ LẮNG CÁT NGANG 115
III.4.5. SÂN PHƠI CÁT 119
III.4.6. BỂ LẮNG NGANG ĐỢT I: 120
III.4.7. TÍNH TOÁN BỂ SBR – SEQUENCING BATCH REACTOR 122
III.4.7.1. Xác định chu kỳ vận hành của bể SBR 123
III.4.7.2. Xác định kích thước bể: 125
III.4.7.3. Xác định thời gian lưu bùn tổng: 127
III.4.7.4. Xác định tỉ số F/M và tải trọng BOD: 128
III.4.7.5. Kiểm tra mức độ quá trình nitơrat để xác định lượng NH4+ sẽ được loại bỏ tới mức độ Ne = 1 mg/l trong 3h sục khí. 129
III.4.7.6. Xác định thời gian phản ứng để xử lý N: 129
III.4.7.7. Tỷ lệ bùn hoạt tính tuần hoàn 130
III.4.7.8. Xác định lượng bùn dư: 131
II.4.7.9 . Tính lượng oxy cần thiết để khử LBOD5 cho một mẻ 132
III.3.6.10. Tính toán hệ thống thu nước Decanter 135
III.4.8.TÍNH TOÁN BỂ NÉN BÙN ĐỨNG 138
III.4.9.TÍNH TOÁN BỂ MÊTAN 143
III.4.9.1 Cặn tươi từ bể lắng đợt I 143
III.4.9.2 Lượng bùn hoạt tính dư sau khi nén ở bể nén bùn 143
III.4.9.3 Lượng rác đã nghiền 144
III.4.10. MÁY ÉP BÙN BĂNG TẢI 146
III.4.11.KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI 148
III.4.12. TÍNH TOÁN MÁNG TRỘN 151
III.4.13. THIẾT BỊ ĐO LƯU LƯỢNG 152
III.4.14. TÍNH TOÁN BỂ TIẾP XÚC LI TÂM 153
III.4.15.TÍNH TOÁN SÂN PHƠI BÙN 154
III.5.TÍNH TOÁN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ VÀ THỦY LỰC PHƯƠNG ÁN 2 156
III.5.1.NGĂN TIẾP NHẬN :Giống phương án 1 156
III.5.2.SONG CHẮN RÁC : Giống phương án 1 156
III.5.3.BỂ LẮNG CÁT NGANG: Giống phương án 1 156
III.5.4.TÍNH TOÁN SÂN PHƠI CÁT: Giống phương án 1 156
III.5.5.TÍNH TOÁN BỂ LẮNG LI TÂM ĐỢT 1: 156
III.5.5.1.Nguyên tắc hoạt động : 156
III.5.5.2.Tính toán bể lắng li tâm đợt 1: 157
III.5.5.3.Tính toán công trình làm thoáng sơ bộ 159
III.5.5.4. Tính toán máng thu nước thải của bể lắng ly tâm đợt I 161
III.5.6.TÍNH TOÁN BỂ AEROTEN ĐẨY KẾT HỢP VỚI NGĂN XỬ LÍ THIẾU KHÍ XỬ LÍ NITO THEO NGUYÊN TẮC AO 162
a)Tính toán ngăn hiếu khí: 162
b)Tính toán ngăn thiếu khí: 165
c)Tính toán cấp khí cho ngăn Oxic 167
III.5.7. TÍNH TOÁN BỂ LẮNG LI TÂM ĐỢT 2 169
III.5.8.TÍNH TOÁN BỂ NÉN BÙN ĐỨNG 171
III.5.9.TÍNH TOÁN BỂ MÊTAN 175
III.5.9.1 Cặn tươi từ bể lắng đợt I 175
III.5.9.2 Lượng bùn hoạt tính dư sau khi nén ở bể nén bùn 176
III.5.9.3 Lượng rác đã nghiền 176
III.5.10. MÁY ÉP BÙN BĂNG TẢI : 179
III.5.11.KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI : 179
III.5.12. TÍNH TOÁN MÁNG TRỘN : 179
III.5.13. THIẾT BỊ ĐO LƯU LƯỢNG : 179
III.5.14. TÍNH TOÁN BỂ TIẾP XÚC LI TÂM : 179
III.5.15.TÍNH TOÁN SÂN PHƠI BÙN : 180
III.5.16.TÍNH TOÁN CAO TRÌNH TRẠM XỬ LÝ: 180
III.6.KHÁI TOÁN KINH TẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI: 181
III.6.1.Phương án 1: 181
III.6.1.1.Gía thành xây dựng công trình: 181
III.6.1.2. Giá thành quản lý 182
1. Chi phí điện năng 182
2. Chi phí hoá chất 183
3. Chi phí quản lý + lương công nhân 183
4. Chi phí khấu hao 183
III.6.2.Phương án 2: 184
III.6.2.1.Gía thành xây dựng công trình: 184
III.6.2.2. Giá thành quản lý 185
1. Chi phí điện năng 185
2. Chi phí hoá chất 186
3. Chi phí quản lý + lương công nhân 186
4. Chi phí khấu hao 186
CHƯƠNG IV 188
THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÁC CÔNG TRÌNH 188
IV.1. THIẾT KẾ TRẠM BƠM NƯỚC THẢI 188
IV.1.1. Xác định công suất của trạm bơm nước thải 188
IV.1.2 . Xác định dung tích bể thu theo biểu đồ tích lũy nước theo giờ 189
IV.1.3 Xác định cột áp của máy bơm 192
IV.1.4. Chọn máy bơm 196
IV.1.5.Đường đặc tính của bơm và xác định điểm làm việc của trạm 196
1. Xây dựng đường đặc tính ống: 196
2.Tính toán ống đẩy khi có sự cố: 198
IV.1.6 Tính toán kích thước nhà trạm 199
IV.2.TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRONG TRẠM BƠM 199
a.Ống thông hơi.: 199
b.Cống xả sự cố 199
c.Ống thu nước rò rỉ 199
d.Song chắn rác 199
e.Ống sục cặn 200
IV.3.XÂY DỰNG TRẠM BƠM 200
CHƯƠNG V 201
THIẾT KẾ CHI TIẾT MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 201
V.1.Thiết kế giếng tràn tách nước mưa trong mạng lưới thoát nước thải . 201
VI.2.Tính toán thiết kế bể lắng ngang đợt 1 202
VI.3.Tính toán thiết kế bể SBR 202
CHƯƠNG VI 204
CHUYÊN ĐỀ: THI CÔNG TUYẾN CỐNG 204
THOÁT NƯỚC SINH HOẠT&SẢN XUẤT 16-17 204
VI.1 KHỐI LƯỢNG CÔNG VIỆC: 204
VI.2 NHÂN LỰC VÀ MÁY THI CÔNG: 204
VI.2.1 Về nhân lực: 204
VI.2.2 Về thiết bị: 205
VI.2.3 Chọn máy đào đất: 205
VI.2.4 Chọn máy cẩu lắp ống 206
VI.2.5. Chọn máy đầm: 207
VI.2.6 Chọn ôtô vận chuyển đất 208
VI.3 BIỆN PHÁP THI CÔNG TUYẾN CỐNG. 210
VI.3.1 Công tác chuyển bị. 210
VI.3.2 Quy trình lắp đặt tuyến cống thoát nước. 210
VI.3.3. Công tác mặt bằng. 212
VI.3.3.1.Chuẩn bị mặt bằng. 212
VI.3.3.2.Vận chuyển vật tư và phụ kiện ra công trường. 212
VI.3.3.3.Xác định tim tuyến, cốt đặt ống và dấu mốc. 212
a)Xác định tim tuyến. 212
b)Xác định cốt mương đào, xác định cốt đáy ống. 212
c)Dấu mốc kiểm tra 212
VI.3.4 Đào mương và kỹ thuật xử lý. 212
a, Quy mô và phương pháp đào. 212
b, Xử lý công trình ngầm. 212
c, Xử lý nền và mương đặt cống. 213
d, Kiểm tra tim tuyến và cao độ đáy mương. 213
e, Thiết bị sử dụng cho công tác đào mương. 213
VI.3.5 Lắp đặt ống, phụ kiện. 213
a, Lắp đặt cống: 213
b, Trình tự lắp đặt tuyến cống như sau: 213
c, Đảm bảo an toàn cho các mối nối: 213
d, Thi công lớp lấp cát. 214
e, Chống đẩy nổi ống và xê dịch 214
VI.3.6 Vận chuyển đất thừa. 214
VI.4 BIỆN PHÁP THI CÔNG HỐ GA THĂM CỐNG 214
VI.4.1. Thi công hố ga thăm D750. 214
VI.5. KỸ THUẬT THI CÔNG CÁC LOẠI CÔNG TÁC CHÍNH 215
VI.5.1 Các công tác chung: 215
a) Công tác chuẩn bị: 215
b, Công tác định vị công trình: 215
c, Biện pháp định vị và thi công móng chuẩn xác theo thiết kế. 215
d) Thi công ép từ cọc thép và ván tôn: 215
e) Công tác đào và vận chuyển đất. 216
f) Công tác đầm đất móng công trình: 216
VI.5.2 Công tác ván khuôn giếng thăm 216
a)Ván khuôn móng: 216
b)Kiểm tra nghiệm thu ván khuôn: 217
c)Kiểm tra khi gia công từng tấm ván khuôn rời. 217
d) Nội dung cần kiểm tra 217
e)Tháo dỡ ván khuôn: 217
VI.5.3 Công tác bê tông giếng thăm: 217
a)Chuẩn bị trước khi thi công: 217
b)Trộn và vận chuyển bê tông: 218
c)Đổ bê tông: 218
d)Đầm bê tông: 218
e)Bảo dưỡng bê tông: 218
f) Thử nghiệm bê tông 218
VI.5.4.Công tác láng, trát giếng thăm 219
VI.5.5 Công tác hoàn trả hè đường. 219
a, Công tác hoàn trả nền đường: 219
b, Công tác hoàn trả mặt đường nhựa 219
VI.6 BIỆN PHÁP AN TOÀN LAO ĐỘNG - PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ, AN TOÀN GIAO THÔNG -VỆ SINH MÔI TRƯỜNG 220
VI.6.1 Giới thiệu chung 220
VI.6.2 Các biện pháp về kỹ thuật an toàn và chống cháy nổ 221
a)Các phương tiện và dụng cụ: 221
b)Các biện pháp kỹ thuật an toàn 221
VI.6.3 Các biện pháp vệ sinh lao động phòng chống độc hại, cải thiện điều kiện lao động 222
a, Trang bị công trường 222
b,Trang bị cá nhân 222
c, Chăm sóc sức khoẻ người lao động: 222
d, Tuyên truyền giáo dục huấn luyện an toàn lao động, bảo vệ lao động. 222
VI.6.4.Biện pháp an toàn giao thông cho người và phương tiện đi lại 222
a, Quy định chung: 222
b, Trang bị an toàn phục vụ thi công 222
c, Biện pháp thi công cắt qua ngõ xóm trước nhà dân: 222
d, Biện pháp thi công qua cổng cơ quan: 222
e, Biện pháp thi công đảm bảo an toàn cho người đi lại: 223
VI.6.5.Vệ sinh môi trường và bảo vệ cảnh quan: 223
a, Đổ chất thải 223
b, Chống bụi 223
c, Chống ồn 223
d, Giữ gìn cảnh quan 223
e, Các biện pháp bảo vệ cây xanh 223
VI.7 GIẢI PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG VÀ TIẾN ĐỘ THI CÔNG 224
VI.7.1 Tổ chức mặt bằng. 224
VI.7.2 Tiến độ thực hiện công việc 224
TÀI LIỆU THAM KHẢO 226