TÓM TẮT ĐỒ ÁN Nước nhu cầu thiếu người Trong hoạt động sống người, từ sinh hoạt, sản xuất, vui chơi giải trí có góp phần nước Để đáp ứng cho nhu cầu nước tỉnh B thời điểm tương lai, đồng thời với mục tiêu giữ lại nhiều mạng lưới cấp nước có tỉnh để tiết kiệm chi phí thời gian, em lựa chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cấp nước cho đô thị X, tỉnh B đến năm 2040” làm đề tài đồ án tốt nghiệp Nội dung đồ án tốt nghiệp em gồm: Quy hoạch thiết kế MLCN cho khu đô thị X- Tỉnh B đến năm 2040 ( đô thị loại II, N = 403735) đảm bảo cung cấp nước thường xuyên, liên tục với áp lực tất điểm ≥ 12 hợp lý mặt kinh tế Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho khu đô thị X- Tỉnh B với công suất 70000 m3/ngđ Đã tính toán lựa chọn đề xuất phương án tối ưu cho việc thiết kế công trình trạm xử lý Bên cạnh em làm phần chuyên đề “Thiết kế hệ thống cấp nước bên nhà cho giảng đường cao đẳng Sư phạm TN” để thu thập thêm kinh nghiệm phục vụ cho công việc sau Trong trình thực đồ án, em tránh khỏi thiếu sót, mong quý thầy cô bỏ qua! NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp nội dung quan trọng chương trình đào tạo kỹ sư ngành Công nghệ Môi Trường Đây sở để đánh giá kết học tập sinh viên Sau khoảng thời gian dài ngồi ghế nhà trường, em thầy cô Khoa Môi Trường dìu dắt truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu Tất kiến thức kinh nghiệm giúp ích cho em nhiều thời gian thực đồ án tốt nghiệp Thông qua đồ án tốt nghiệp, em tìm hiểu kỹ sâu vấn đề môi trường, làm sở quan trọng công tác chuyên môn sau trường Em xin chân thành cám ơn thầy cô Môi trường, Trường Đại Học Bách Khoa tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức vô bổ ích suốt thời gian học tập, làm việc trường Đặc biệt em xin gởi lời cám ơn sâu sắc đến ThS Nguyễn Lan Phương người trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình trình làm đồ án tốt nghiệp, để em hoàn thành đồ án thuận lợi xác Thông qua đồ án tốt nghiệp, em mong muốn hệ thống lại kiến thức học, học hỏi thêm kinh nghiệm thực tế thiết kế công trình Tuy nhiên, khả thời gian hạn chế, đồ án tránh khỏi sai sót Em mong nhận góp ý thầy cô bạn sinh viên để khắc phục sai sót, dần hoàn thiện thân thiết kế công trình sau Chân thành cám ơn! i CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Những nội dung tốt nghiệp em thực hướng dẫn trực tiếp giáo viên cô Nguyễn Lan Phương Mọi tham khảo sử dụng luận văn trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên giáo trình, tiêu chuẩn quy chuẩn Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Sinh viên thực Nguyễn Thị Thúy Phương ii iii MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN i CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH ix DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC VIẾT TẮT xi MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐÔ THỊ X- TỈNH B 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình ,địa mạo 1.1.3 Đặc điểm địa chất thuỷ văn 1.1.4 Khí hậu 1.2 Hiện trạng kinh tế - xã hội- sở hạ tầng 1.2.1 Hiện trạng xã hội 1.2.1.1 Quy mô dân số 1.2.1.2 Giáo dục đào tạo 1.2.1.3 Y tế 1.2.1.4 Khách sạn 1.2.1.5 Khu công nghiệp 1.2.2 Hiện trạng kinh tế 1.2.3 Hiện trạng sở hạ tầng 1.2.3.1 Cấp nước 1.2.3.2 Thoát nước 1.2.3.3 Cấp điện, viễn thông 1.3 Định hướng phát triển đến năm 2040 1.3.1 Xã hội 1.3.1.1 Quy mô dân số 1.3.1.2 Giáo dục đào tạo 1.3.1.3 Y tế 1.3.1.4 Khách sạn 1.3.1.5 Khu công nghiệp,tiểu thủ công nghiệp 1.3.2 Cơ sở hạ tầng iii 1.3.2.1 Cấp nước 1.3.2.2 Thoát nước 1.3.2.3 Cấp điện, viễn thông Chương 2: XÁC ĐỊNH QUY MÔ DÙNG NƯỚC CHO ĐÔ THỊ X – TỈNH B ĐẾN NĂM 2040 11 2.1 Xác định quy mô dùng nước đô thị X, tỉnh B 11 2.2.1 Lưu lượng nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt 11 2.2.2 Nhu cầu dùng nước công trình công cộng 11 2.2.2.1 Lưu lượng cấp nước cho trường học 11 2.2.2.2 Lưu lượng nước cấp cho bệnh viện 12 2.2.2.3 Lưu lượng dùng nước cho khách sạn 14 2.2.3 Nhu cầu dùng nước cho dịch vụ khác 14 2.2.4 Lưu lượng nước cấp cho sản xuất công nghiệp 14 2.2.4.1 Nước cho nhu cầu sản xuất 15 2.2.4.2 Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt công nhân 15 2.2.4.3 Lưu lượng nước tắm công nhân 16 2.2.4.4 Nhu cầu dùng nước cho tưới cây, rửa đường 17 2.2.4.5 Lưu lượng nước cấp cho tiểu thủ công nghiệp dịch vụ khác 17 2.3 Quy mô dùng nước khu đô thị 17 2.3.1 Công suất hữu ích cần cấp cho khu đô thị : QH Ích (m3/ngày) 17 2.3.2 Công suất trạm bơm cấp II phát vào mạng lưới cấp nước QML(m3/ngày) 17 2.4 Bảng thống kê lưu lượng nước theo 18 Chương 3: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC ĐÔ THỊ X-TỈNH B 20 3.1 Lựa chọn nguồn cung cấp nước và vị trí nhà máy nước khu đô thị 20 3.2 Vạch tuyến mạng lưới cấp nước 20 3.2.1.Vạch tuyến 20 3.2.2 Xác định trường hợp tính toán cần thiết 21 3.2.3 Xác định liệu thiếu 21 3.2.3.1 Xác định chiều dài tính toán 21 3.2.3.2 Xác định lưu lượng đơn vị dọc đường 21 3.2.3.3 Xác định lưu lượng nút mạng lưới 22 3.3 Tính toán thủy lực 22 3.3.1 Tính toán thủy lực phần mềm Epanet 22 3.3.1.1 Giới thiệu phần mềm 22 3.3.1.2 Trình tự tính toán thủy lực theo phần mềm Epanet 23 3.3.1.3 Tính toán thủy lực có cháy vào dùng nước lớn có cháy 24 3.3.1.4 Tính toán hệ thống vận chuyển từ trạm xử lý đến điểm đầu mạng lưới 25 iv 3.4 Khái toán kinh tế xây dựng cho mạng lưới cấp nước 26 3.4.1.Chi phí xây dựng mạng lưới 26 3.4.2.Chi phí nhân công, phụ tùng 27 Chương 4: THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHO ĐÔ THỊ X – TỈNH B 23 4.1.Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ 23 4.1.1.Sự cần thiết xây dựng nhà máy xử lý nước cấp cho khu đô thị X 23 4.1.2 Tính toán mức độ xử lý 23 4.1.2.1.Xác định tiêu thiếu nguồn nước 23 4.1.2.2 Xác đinh lượng phèn sắt 24 4.1.2.3 Kiểm tra độ kiềm 25 4.1.2.4 Kiểm tra độ ổn định nước sau cho phèn 25 4.1.2.5 Hàm lượng cặn lớn sau xử lí 28 4.1.3 Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ 28 4.1.3.1 Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ 28 4.2.Tính toán thiết kế hệ thống pha chế định lượng và dự trữ hoá chất 30 4.2.1.Bể hoà trộn phèn, bể tiêu thụ thiết bị định lượng phèn 30 4.2.1.1.Bể hoà trộn phèn 30 4.2.1.2 Bể tiêu thụ 33 4.2.1.3 Thiết bị định lượng 34 4.2.1.4 Xác định lượng phèn dự trữ 34 4.2.2 Các công trình chuẩn bị dung dịch vôi 34 4.2.2.1 Thiết bị vôi 34 4.2.2.2 Thiết bị pha chế vôi sữa 34 4.2.2.3 Thiết bị định lượng 36 4.2.2.4 Xác định lượng vôi dự trữ 36 4.2.2.5 Xác định lượng phèn dự trữ 36 4.3 Tính toán công trình trạm xử lý cho phương án I 37 4.3.1 Bể trộn khí 37 4.3.2 Bể phản ứng khí 39 4.3.3 Bể lắng lamen 44 4.3.3.1 Dung tích phần chứa nén cặn 45 4.3.3.2 Chiều cao tính toán bể lắng 46 4.3.3.3 Thiết kế hệ thống xả cặn 46 4.3.3.4 Tính toán cửa phân phối nước bể phản ứng tới 47 4.3.3.5 Tính toán ống thu nước 48 4.3.3.6 Máng thu nước tập trung 49 4.3.3.7 Tính toán số Lamen cần dùng 49 4.3.4 Bể lọc nhanh 50 4.3.4.1 Tính toán hệ thống chụp lọc 51 4.3.4.2 Tính toán máng phân phối nước lọc thu nước rửa lọc 52 v 4.3.4.3 Xác định đường kính ống 53 4.3.4.4 Tính toán sân phơi vật liệu lọc 55 4.3.4.5 Tính tổn thất áp lực rửa bể lọc nhanh 55 4.3.5 Bể chứa nước 57 4.3.6 Hồ lắng bùn 59 4.4 Tính toán công trình trạm xử lý cho phương án II 61 4.4.1 Tính toán hệ thống pha chế - định lượng dự trữ hoá chất (tương tự phương án I) 61 4.4.2.Bể trộn đứng 61 4.4.2.1.Cấu tạo 61 4.4.2.2.Tính toán kích thước bể 61 4.4.3 Bể lắng có tầng cặn lơ lửng 63 4.4.3.1 Tính lượng nước dùng để xả cặn khỏi ngăn chứa nén cặn 64 4.4.3.2 Tính kích thước bể 64 4.4.3.3 Tính máng phân phối nước 66 4.4.3.4.Tính máng thu nước 66 4.4.3.5.Diện tích cửa sổ thu cặn 67 4.4.3.6.Ống khoan lỗ thu nước ngăn nén cặn 68 4.4.3.7.Tính chiều cao bể lắng 68 4.4.3.8.Dung tích ngăn chứa cặn ống tháo cặn 69 4.4.3.9 Mương tập trung nước sau lắng 70 4.4.4 Bể lọc nhanh trọng lực (Tính tương tự phương án I) 70 4.4.5 Bể chứa nước (Tính tương tự phương án I) 70 4.5 Tính toán công trình phụ trợ 70 4.5.1 Tính toán nhà Clo 70 4.5.2 Kho hóa chất 71 4.5.2.1 Ngăn phèn 71 4.5.2.2 Ngăn vôi 72 4.5.2.3 Diện tích kho hóa chất 72 4.5.3 Tính toán diện tích công trình bổ trợ 72 4.5.4 Tính toán sân phơi vật liệu lọc 73 4.6 Bố trí cao trình phương án I 73 4.6.1 Bể chứa nước 74 4.6.2 Bể lọc nhanh trọng lực 74 4.6.3 Bể lắng Lamen 74 4.6.5 Bể trộn khí 75 4.7 Bố trí cao độ cho công trình xử lý cho phương án II 75 4.7.1 Bể chứa nước 75 4.7.2 Bể lọc nhanh trọng lực 75 4.7.3 Bể lắng tầng cặn lơ lửng 76 4.7.4 Bể trộn đứng 76 vi 4.8 Tính toán công trình thu và trạm bơm 76 4.8.1 Công trình thu 76 4.8.1.1 Vị trí đặc điểm công trình thu nước 76 4.8.1.2 Chọn loại công trình thu nước 76 4.8.1.2.1 Song chắn rác 77 4.8.1.2.2 Lưới chắn rác 78 4.8.1.2.3 Ngăn thu 78 4.8.1.2.4 Ngăn hút 78 4.8.1.2.5 Đường kính ống hút đường kính miệng loe 79 4.8.2 Trạm bơm cấp I 80 4.8.2.1 Lưu lượng 80 4.8.2.2 Cột áp máy bơm 80 4.8.2.3 Lựa chọn máy bơm 81 4.8.2.4 Bố trí bơm hút bùn ngăn hút ngăn đẩy 81 4.9 Trạm bơm cấp II 82 4.9.1 Lưu lượng 82 4.9.2 Áp lực máy bơm nước sinh hoạt 82 4.9.3 Chọn bơm cấp II 83 4.9.4 Bơm cấp nước cho chữa cháy cho dùng nước lớn 83 4.9.6 Bơm có lắp biến tần 83 4.9.7 Thiết kế kỹ thuật trạm xử lý trạm bơm 84 4.10 Khái toán kinh tế 84 4.10.1 Khái toán kinh tế cho phương án I 84 4.10.1.1 Bể trộn khí 84 4.10.1.2 Chi phí xây dựng khối bể phản ứng khí 85 4.10.1.3 Chi phí xây dựng bể lắng Lamen 85 4.10.1.4 Chi phí xây dựng khối bể lọc nhanh 86 4.10.1.5 Chi phí xây dựng bể chứa nước 86 4.10.1.6 Chi phí xây dựng công trình khác 86 4.10.2 Khái toán kinh tế cho phương án II 86 4.10.2.1 Bể trộn đứng 87 4.10.2.2 Chi phí xây dựng bể lắng tầng cặn lơ lửng 87 4.10.2.3 Chi phí xây dựng khối bể lọc nhanh trọng lực 87 4.10.2.4 Chi phí xây dựng bể chứa nước 87 4.10.2.5 Chi phí xây dựng công trình khác 87 4.10.3 Chi phí xây dựng trạm bơm I 88 4.10.4 Chi phí xây dựng trạm bơm II 88 4.10.5 Lựa chọn phương án xử lý 88 4.10.6 Chi phí vận hành quản lí nhà máy nước 89 4.10.6.1 Chi phí điện 89 4.10.6.2 Chi phí hóa chất 89 4.10.6.3.Chi phí lương bảo hiểm xã hội cho công nhân 90 vii Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 BL GTBBL = GXD  30%  8090  30% =3467 (triệu đồng) 70% 70%  Tổng giá thành xây dựng thiết bị bể lắng : GBL = GXDBL + GTBBL = 8090 + 3467= 11557 (triệu đồng) 4.10.1.4 Chi phí xây dựng khối bể lọc nhanh Với bể lọc nhanh chi phí xây dựng chiếm 40%, chi phí thiết bị chiếm 60% - Chi phí xây dựng bể lọc nhanh tính theo công thức : GXDBLọc = VBlọc  gBlọc = 1950  3500000 = 6825(triệu đồng) Trong đó: + VBlọc :Tổng dung tích 14 bể lọ ; VBlọc = x 6,5 x 10 x 5= 1950 (m3) + gBlọc : đơn giá xây dựng bể lọc nhanh, gBlọc= 3500000 (đồng/m3) - Chi phí thiết bị cho bể lọc : GTBBlọc = Bloc GXD  60% 6825  60%   10237,5 (triệu đồng) 40% 40%  Tổng giá thành xây dựng thiết bể lọc nhanh : GBlọc= GXDBlọc + GTBBlọc = 10237,5 + 6825 = 17062,5(triệu đồng) 4.10.1.5 Chi phí xây dựng bể chứa nước Giá thành xây dựng bể chứa tính theo công thức : GBC = VBC x gBC = 24336 x 1000000 = 24336 (triệu đồng) + VBC:tổng dung tích bể chứa, kích thước xây dựng bể chứa, VBC = 24336m3 + gBC : đơn giá xây dựng bể chứa, gBC= 1000000 (đồng/m3) 4.10.1.6 Chi phí xây dựng công trình khác Lấy 30% tổng giá thành xây dựng công trình nhà máy xử lý GK = 30% ( GBT + GPU +GBL + GBlọc + GBC) = 30%  (103,28 + 1978,4+ 11557 + 17062,5 + 24336) = 16511 (triệu đồng) Tổng giá thành xây dựng thiết bị cho nhà máy xử lý: GNM = GBT + GPU + GBL + GBlọc + GBC + GK =71548 (triệu đồng) = 71,5 (tỉ) 4.10.2 Khái toán kinh tế cho phương án II SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 86 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 4.10.2.1 Bể trộn đứng - Với bể trộn chi phí xây dựng chiếm 80%, chi phí thiết bị phụ tùng kèm theo chiếm 20% Chi phí xây dựng bể trộn tính theo công thức: GXDBT = VBT  gBT (triệu đồng) Trong đó: + VBT: Tổng dung tích bể trộn, VBT = 90,35 m3 (Kể phần bảo vệ) + gBT: đơn giá xây dựng bể trộn; gBT = 1700000 (đồng/m3)  GXDBT = 90,35  1700000 = 153,6 (triệu đồng) Chi phí thiết bị cho bể trộn GTBBT GBT  20% 153,6  20%  = XD = 38,4 (triệu đồng) 80% 80% Tổng giá thành xây dựng thiết bị bể trộn GBT = GXDBT + GTBBT = 153,6 + 38,4 = 192 (triệu đồng) 4.10.2.2 Chi phí xây dựng bể lắng tầng cặn lơ lửng Chi phí xây dựng chiếm 70%, thiết bị chiếm 30% GXDBL = VBL  gBL Trong đó: VBL : Tổng dung tích bể lắng, VBL = 5778,3 m3 (Kể phần bảo vệ) gBL : Đơn giá xây dựng bể lắng, gBL= 1000000 (đồng/m3)  GXDBL = 5778,3  1000000 = 5778,3 (triệu đồng) Chi phí thiết bị cho bể lắng : GTBBL = BL GXD  20% 5778,3  30%  = 2476,4 (triệu đồng) 80% 70%  Tổng giá thành xây dựng thiết bị bể lắng : GBL = GXDBL + GTBBL= 5578,3 + 2476,4 = 8054,7(triệu đồng) 4.10.2.3 Chi phí xây dựng khối bể lọc nhanh trọng lực (Tính toán chi phí giống phương án I) 4.10.2.4 Chi phí xây dựng bể chứa nước (Tính toán chi phí giống phương án I) 4.10.2.5 Chi phí xây dựng công trình khác Lấy 30% tổng giá thành xây dựng công trình nhà máy xử lý SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 87 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 GK = 30% ( GBT + GBL + GBlọc + GBC) = 30%  ( 192 + 8054,7 +17062,5 + 24336) = 14893,6 (triệu đồng) Tổng giá thành xây dựng thiết bị cho nhà máy xử lý: GNM = GBT + GPƯ + GBL + GBlọc + GBC +GK =49645,2(triệu đồng) = 64,6 (tỉ) 4.10.3 Chi phí xây dựng trạm bơm I Đối với công trình thu trạm bơm cấp I chi phí xây dựng chiếm 20%, chi phí thiết bị phụ tùng kèm theo chiếm 80% Chí phí xây dựng công trình thu trạm bơm cấp I tính công thức sau: GXDCTT = Qtr gXD CTT (triệu đồng) Trong đó: + Qtr công suất nhà máy; Qtr = 70000 m3/ngàyđêm + gXDCTT: Đơn giá xây dựng công trình thu nhà máy bơm I = 100000 đ/m3  GXDCTT = 70000  100000 = 7000 (triệu đồng) Chi phí thiết bị: GTBị CTT CTT GXD  80% 7000  80%  = = 28000 (triệu đồng) 20% 20% Chí phí cho toàn công trình thu trạm bơm cấp I GCTT = GXDCTT + GTBịCTT = 7000 + 28000 = 35000 (triệu đồng) = 35 (tỉ) 4.10.4 Chi phí xây dựng trạm bơm II Giống trạm bơm cấp I GCTT = 35 (tỉ) Tổng giá thành xây dựng thiết bị ban đầu toàn nhà máy nước: G  XD = GTXL+ GCTT-TBI + GTBII (tỉ) Phương án I: GI  XD= 71,5 + 35 + 35 = 141,5 (tỉ) Phưong án II: GII  XD = 64,6 + 35 + 35 = 134,6 (tỉ) 4.10.5 Lựa chọn phương án xử lý Về kỹ thuật: Các công trình phương án I có mức độ giới hóa, tự động hóa cao Về kinh tế: SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 88 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 Phương án II chiếm diện tích nhiều phương án I chi phí xây dựng phương án II thấp phương án I Mức độ giới hóa phương án II thấp nên vận hành đơn giản Từ phân tích trên, chọn phương án thực phương án I Giá thành xây dựng 1m3 nước tính 24 năm sau hoàn vốn GII XD 141,5 109   231 (đồng/m3) GXD = Qtr  365  24 70000  365  24 4.10.6 Chi phí vận hành quản lí nhà máy nước 4.10.6.1 Chi phí điện Chi phí điện bơm năm tính theo công thức: G= Qb  H b  365  g d (tỉ) 102  3.6  dc b Trong đó: + Qb lưu lượng bơm ngày đêm + Hb: cột áp bơm (m), Hb = 19,76 m + gđ: đơn giá 1kw điện; gđ = 1,304( đồng) (theoThông tư số 42/2011/TTBCT) +  ;  : hiệu suất động điện, hiệu suất bơm đc b Chi phí điện sản xuất cho nhà máy bơm cấp I năm GĐTBI = Qb  H b  365  g d 70000 19,76  365 1304  = 2,4 (tỉ) 102  3,6   dc   b 102  3,6  0,87  0,87 Chi phí điện sản xuất cho nhà máy bơm cấp II năm (bao gồm bơm hoá chất, bơm nước rửa lọc ): GĐTBII = 70000  35,65  365 1304 Qb  H b  365  g d 1,1= 4,7 (tỉ)  = 102  3.6  dc  b 102  3,6  0,87  0,87  = 1.1: Là hệ số kể đến loại bơm khác bơm sinh hoạt Chi phí điện cho sản xuất GSX = GĐTBI + GĐTBII = 2,4 + 4,7= 7,1 (tỉ) Chi phí điện thắp sáng mục đích khác GK =1% GSX = 0,01  7,1 = 0,071 (tỉ) Vậy tổng chi phí điện năng: GĐ = GSX + GK = 7,1 + 0,071 = 7,17 (tỉ) 4.10.6.2 Chi phí hóa chất Chi phí Clo SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 89 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 h Lượng Clo dùng theo tính toán là: G clo = 8,75 (kg/h) Lượng Clo dùng ngày là: Q Clongđ = 210 (kg/ ngày) Đơn giá Clo: 40000 (đồng / kg)  Chi phí Clo năm : G CL= 40000  210  365 = 3,1 (tỉ) Chi phí phèn Lượng phèn dùng ngày P = LP Qngđ = 25  70000/103 = 1750 (kg/ngày) Đơn giá phèn nhôm : 3000 (đồng/ kg)  Chi phí phèn tính cho năm : G P = 1750  3000  365 = 1,9(tỉ) Chi phí vôi : Lượng vôi dùng ngày P = LV Qngđ = 110,76  70000/103 = 7753,2 (kg/ngày) Đơn giá vôi : 600 (đồng/ kg) Chi phí vôi tính cho năm : G P= 7753,2  600  365 = 1,7 (tỉ) Tổng chi phí hóa chất là: G HC = 3,1 +1,9 + 1,7= 6,7 (tỉ) 4.10.6.3.Chi phí lương và bảo hiểm xã hội cho công nhân Với công suất nhà máy Q = 70000 m3/ ngày, số công nhân cán cần thiết cho nhà máy : Bảng Thống kê nhân STT Chức Số người Ban lãnh đạo Tổ chức hành Ban vật tư Kế hoạch Kỹ thuật 15 Kế toán 10 Biên đọc 20 Thu ngân 20 Quản lý mạng 30 10 Đường ống 20 11 Giám soát kiểm tra SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 90 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 12 Công nhân vận hành nhà 50 máy Tổng 200 Hệ số lương trung bình theo 3,0 - Chi phí trả lương năm : GL = 200  3,0  1050000  12 = 7,56 (tỉ) - Chi phí bảo hiểm xã hội 10% lương: GBH = 20%  GL = 0,2  7,56 = 1,51 (tỉ) - Tổng chi phí lương bảo hiểm : G L-BH = GL + GBH = 7,56 + 1,51 = 9,07 (tỉ) Bảng Tổng chi phí khấu hao chi phí sửa chữa lớn Loại TSCĐ Giá trị (tỉ) Thiết bị Nhà, vỏ KH KH Sửa chữa lớn Tổng cộng (tỉ) % Thành tiền % Thành tiền 16,5 20 3,3 0,83 4,13 55 10 5,5 2,5 1,4 6,9 Tổng 11 Tổng chi phí khấu hao sửa chữa: GKH = 11 (tỉ) Tổng chi phí khác Chi phí quản lý xí nghiệp : Bằng 5% khấu hao sửa chữa lớn 11  5% = 0,55 (tỉ) Chi phí phân xưởng 27,5% chi phí quản lý xí nghiệp 0,55  27,5% = 0,15 (tỉ) Vậy tổng chi phí khác: GK = 0,55+ 0,15 = 0,7 (tỉ) Tổng chi phí quản lý năm GQL = GĐ + GHC + GL-BH + GKH + GK = 7,17 + 6,7 + 9,07 + 11 + 0,7 = 34,64 (tỉ) Giá thành sản phẩm Giá thành quản lý 1m3 nước SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 91 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 34,64 109 gQL = = 1356 (đồng/ m3)  Q 70000  365 GQL  Giá thành 1m3 nước: g = gXD + gQL = 231 + 1356 = 1587 (đồng/ m3)  Giá bán 1m3 nước có tính thuế: gb = g  ( + L + T ) L : lãi định mức nhà máy, L = 10% T : thuế VAT kinh doanh nước sạch, T = 5%  gb = 1587  ( + 0,1 + 0,05) = 1825 (đồng/ m3) * So sánh phương án trạm xử lí: + Phương án I: Ưu điểm: - Khả tự động hoá cao - Hợp khối nên dễ dàng vấn đề quản lý - Chi phí xây dựng cao phương án II không đáng kể - Diện tích xây dựng gần phương án II Khuyết điểm: - Yêu cầu trình độ quản lí cao - Thiết bị phức tạp + Phương án II: Ưu điểm: - Cấu tạo vận hành đơn giản - Giá thành quản lý thấp Khuyết điểm: - Diện tích xây dựng gần với phương án I - Khó khăn công tác quản lý - Chi phí xây dựng thấp  Từ ưu, khuyết điểm phương án lựa chọn phương án I SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 92 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 Chương 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO KHU GIẢNG ĐƯỜNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM TN 5.1 Giới thiệu về công trình thiết kế Trường Cao đẳng Sư phạm TN gồm có tầng bao gồm phòng học - Đường ống cấp nước phố ống nhựa PVC đường kính 200mm, áp lực khoảng 12 mét cột nước 5.1.1 Kết cấu và quy mô + Số tầng: tầng + Diện tích phòng học:7,2m x9m (15 phòng ) + Diện tích sử dụng 4107 m2 + Chiều cao tầng 1,2,3,4,5 : 3,6m + Số lượng cán bộ, giáo viên sinh viên học sinh cỡ 900 người 5.1.2 Lựa chọn hệ thống cấp nước + Khu phòng học gồm có khu vệ sinh tầng đến tầng Mỗi nhà vệ sinh có 6HXTR, 3AT,4CRM + Do hệ thống cấp nước thành phố không ổn định không đảm bảo cấp nước 100% áp lực đường ống bên không đưa lên tầng khu nhà nên ta chọn hệ thống cấp nước nhà gồm: Bể chứa, bơm, két nước… + Nước từ hệ thống cấp nước nhà đưa vào bể chứa, từ nước bơm lên két nước mái phân phối theo ống đứng xuống tầng Nước từ ống đứng phân phối cho ống nhánh cấp đến thiết bị vệ sinh 5.1.3 Vạch tuyến mạng lưới và bố trí đường ống 5.1.3.1 Dựng sơ đồ không gian + Từ sơ đồ vạch tuyến, độ cao tầng nhà thiết bị vệ sinh ta dựng sơ đồ không gian + Đánh số thứ tự đoạn ống tính toán vị trí thay đổi lưu lượng Chọn tuyến bất lợi: E5 - E6 - E7 - Két nước SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 93 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 (Thể vẽ 11) 5.2 Tính toán thủy lực mạng lưới bên công trình 5.2.1 Xác định lưu lượng tính toán - Nhà công cộng nên tính theo công thức sau: qtt = 0.2    N (l/s) (Theo 6.9 [2]) Trong đó: N: Tổng số đương lượng thiết bị vệ sinh đoạn ống  : Hệ số phụ thuộc vào chức nhà, trường học quan giáo dục lấy  = 1,8 ( theo bảng 12 [2] ) Phụ lục 5.1 Bảng lưu lượng tính toán cho tuyến ống Phụ lục 5.2 Bảng lưu lượng tính toán cho tuyến ống nhánh 5.2.2 Tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước bên nhà Căn vào lưu lượng, tra đường kính ống theo bảng thủy lực cho vận tốc nước chảy ống nằm giới hạn vận tốc kinh tế (0.5 – 1m/s) Xác định tổn thất cho đoạn ống cho toàn thể mạng theo đường bất lợi nhất, tức từ đường dẫn đến thiết bị vệ sinh vị trí cao xa nhà Tổn thất tính theo chiều dài ống xác định theo công thức: Phụ lục 5.3 Thủy lực đường ống đứng Phụ lục 5.4 Thủy lực tuyến ống nhánh 5.3 Xác định dung tích bể chứa nước ngầm Dung tích bể chứa xác định lưu lượng nước tính toán ngày đêm nhà, có dự trữ lượng nước chữa cháy liền Dung tích bể chứa xác định theo công thức: WB  K.(Qtt  Wcc ) = 1,3  (18 + 27) = 59 m3 Trong đó: - K: hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng phần cặn lắng đáy bể nước K= 1,2 – 1,3 Chọn K = 1,3 - Qtt - lưu lượng nước tính toán ngày đêm nhà Được tính sau: Tổng số cán bộ, giảng viên sinh viên 900 người - Tiêu chuẩn dùng nước người: 15-20 l/người.ngđ (bảng [2])  Qtt = 900 × 20 = 18000 l/ngđ = 18 m3/ngđ SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 94 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 - Wcc - dung tích nước chữa cháy liền  3600  3600 Wcc   qcc   2,5  27 (m3) 1000 1000 Với: qcc - Lưu lượng nước vòi chữa cháy, q cc = 2,5 l/s.(bảng [2]) Chọn bể chứa hình chữ nhật Chiều cao chứa nước bể 2m Kích thước bể: L × B × H = x ×2 m Bể chứa xây bêtông cốt thép Được đặt ngang mặt đất bên tầng nhà có biện pháp chống thấm Bể chứa trang bị loại ống: ống dẫn nước vào bể có van van phao hình cầu, ống hút máy bơm, ống tràn ống xả cặn, ống thông hơi, cửa vào, thang lên xuống thước báo hiệu mực nước 5.4 Xác định dung tích két nước Dung tích két nước xác định sau: Wk = K  (Wđh + Wcc) , (m3) Trong đó: - Wđh : dung tích điều hòa két nước, m3 - Wcc : dung tích chữa cháy Lấy lượng nước chữa cháy 15 phút - K : hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng phần cặn lắng đáy két nước K = 1,2 – 1,3 Chọn K = 1,3 Dung tích điều hòa Wđh xác định sau: Wđh = Trong đó: Q tt n , (m3) Qtt: lưu lượng nước tính toán nhà 1ngày đêm, m3/ngđ N : số lần mở máy bơm ngày Chọn n =  Wđh = 18 = m3 Dung tích chữa cháy xác định sau: 15  60 15  60 Wcc   qcc   2,5  2,25 (m3) 1000 1000 Với: qcc- Lưu lượng nước chữa cháy, qcc = 2,5 l/s (Bảng [2]) Mỗi vòi 1,25 l/s Vậy: Wk = 1,3 x ( + 2,25 ) = 11 m3 Chọn két nước hình chữ nhật SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 95 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 Chiều cao chứa nước két 1,5 m Kích thước két sau: L × B × H = m × m × 1,5 m Két nước phải có đầy đủ thiết bị: - Ống dẫn nước vào két: có đặt van khóa van điều chỉnh Mép ống dẫn cách mặt nắp két từ 100 đến 150mm - Ống phân phối: nối thành két phải cách tối thiểu 50mm, có đặt van khóa - Ống dẫn nước tràn: đặt vị trí mức cao két Đường kính phễu thu nước tràn đặt nằm ngang phải lớn lần đường kính ống dẫn nước phễu Đường kính ống dẫn nước tràn phải lớn đường kính ống dẫn nước vào két - Ống xả cặn: nối đáy két Phải đặt van khóa trước kết hợp với ống dẫn nước tràn két - Thước đo hay dụng cụ báo tín hiệu mực nước nối liền với trạm bơm 5.5 Tính chọn bơm Áp lực bơm áp lực cần thiết để đưa nước lên két Hb = Hct = Hhh + Htt + Htd , (m) Trong đó: Hhh: Độ chênh hình học tính từ đáy bể chứa lên đến két Hhh = h1 +  (n – 1)  h2 + h3 h1: Chiều cao nhà tầng so với đường ống bên ngoài, h1 = m h2: Chiều cao tầng nhà, (m) h3: Chiều cao đặt thiết bị vệ sinh (bất lợi) so với nhà tầng cao nhất, chọn chậu rửa mặt (m) n: Số tầng nhà Hhh = +  (5-1) x 3,6 + = 16,4 m Htd : áp lực tự hố xí thùng rửa, Htd = m Htt: Tổn thất áp lực đường ống Htt = Hcb + Hms tính sau: Chọn thời gian bơm đầy két nước t = 1,5 h Vậy lưu lượng nước ống là: q = SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương 11 = 7,3 m3/h = l/s 1,5 GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 96 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 D  90mm  v  0,86m / s Tra bảng tính thủy lực – [5] ta được:  1000i  10,1 Tổn thất ma sát ống: Hms = i × L = 10,1  23,6  0,24m 1000 Tổn thất cục lấy 30% tổn thất ma sát: Hcb = 30% Hms Tổn thất áp lực đường ống bơm nước: Htt = 0,24 + 30% × 0,24 = 0,31 m Vậy áp lực bơm: Hb = 16,4 + 0,31 + = 18,71 m Hb  18,71m Qb  2l / s Chọn bơm có thông số kỹ thuật:  Chọn bơm hiệu Eta R 125-500/2 5.6 Chọn đồng hồ đo nước - Ống đứng : qtt = 18 (m3/ngđ) = 0,21 l/s - Dựa vảo bảng tra (Bảng [2]) Sơ chọn đồng hồ loại loại cánh quạt cỡ D =32 mm - Lưu lượng nhỏ cho phép: 0,105 (m3/ngđ) - Lưu lượng lớn cho phép: 20 (m3/ngđ) - Lưu lượng đặc trưng: 900 (m3/ngđ) - Sức kháng đồng hồ: S = 0,00013 (bảng 8-[2]) Kiểm tra điều kiện để đồng hồ làm việc bình thường: - Điều kiện 1: Qmin ≤ Qtt ≤ Qmax→ đạt nh - Điều kiện 2: Qngđ ≤2  Qđtr → đạt Trong đó: nh nh Qngđ : lưu lượng nước ngày đêm khu giảng đường Qngđ = 18 (m3/ngđ) = (l/s) Qđtr: lưu lượng đặc trưng đồng hồ, Qđtr = 160 m3/h - Điều kiện 3: Tổn thất áp lực qua đồng hồ: Htt = S x q 2tt = 0,00013 x 52 = 0,0003 < 1m (Bảng [2])→ đạt SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 97 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 5.7 Hệ thống cấp nước chữa cháy Theo quy phạm TCVN 4513-1988, khu giảng đường cần bố trí hệ thống cấp nước chữa cháy riêng bên nhà, tầng có họng chữa cháy Dựa vào chức tính chất nguy hiểm cháy nhà, ta chọn hệ thống cấp nước chữa cháy thông thường Hệ thống cấp nước chữa cháy bao gồm phận sau: Mạng lưới đường ống: đường ống chính, ta cần xây dựng thêm ống cấp nước chữa cháy (ống đứng) Lưu lượng chữa cháy ống đứng 1,25 l/s D  50mm   chọn thông số ống đứng : v  0,96m / s 1000i  31,95  - Các hộp chữa cháy tầng KẾT LUẬN Sau tháng thực đồ án tốt nghiệp hướng dẫn chu đáo, tận tình cô ThS Nguyễn Lan Phương, với nỗ lực thân, hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài : ‘’Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040’’ Sau kết đạt + Về lý thuyết: - Tìm hiểu ứng dụng công nghệ xử lý nước cấp - Củng cố vận dụng kiến thức học vào thiết kế mạng lưới cấp nước xử lý nước thực tế + Về thực tiễn: Đề tài có tính ứng dụng cao việc xử lý nước cấp + Kết đề tài: - Thiết kế nhà máy nước cấp khu đô thị X với công suất 70000 m3/ngđ SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 98 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 - Nguồn nước khai thác lấy từ sông C gần vị trí lấy nước nhà máy nước - Trạm xử lý có diện tích - Chi phí xây dựng trạm xử lý 141,5 tỷ đồng - Chi phí xây dựng mạng lưới 71,5 tỷ đồng - Chi phí vận hành nhà nước năm 42,71 tỷ đồng - Giá thành m3 nước 2237 đồng Thiết kế hệ thống cấp nước nhà cho Trường Cao đẳng sư phạm TN Tuy nhiên thời gian thực kiến thức hạn chế nên trình thực đề tài thiếu sót Em mong đóng góp, bảo thầy cô để đề tài hoàn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCXDVN 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống công trình – Tiêu chuẩn thiết kế [2] TCVN 4513:1988: Cấp nước bên – Tiêu chuẩn thiết kế [3] Bảng tra cấp thoát nước, Trường Đại Học Bách Khoa – Khoa Môi Trường [4] ThS Nguyễn Thị Hồng (2001), Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Mạng lưới cấp nước, Nhà xuất Xây dựng SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang 99 Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B đến năm 2040 [5] ThS Nguyễn Thị Hồng (2001), Các bảng tính toán thủy lực, Nhà xuất Xây dựng [6] TS Nguyễn Ngọc Dung (2005), Giáo trình Xử lí nước cấp, Nhà xuất Xây dựng [7] ThS Nguyễn Lan Phương Giáo trình cấp nước sinh hoạt công nghiệp [8] Th.S Lê Dung, Sổ tay máy bơm [9] QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương 100 GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang ... dùng nước đô thị X- Tỉnh B đến năm 2040 Chương 3: Thiết kế mạng lưới cấp nước cho đô thị X- Tỉnh B Chương 4: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho đô thị X- Tỉnh B Chương 5: Thiết kế hệ thống cấp nước. .. THỐNG CẤP NƯỚC CHO KHU GIẢNG ĐƯỜNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM TN 93 5.1 Giới thiệu về công trình thiết kế 93 5.1.1 Kết cấu quy mô 93 5.1.2 Lựa chọn hệ thống cấp nước ... Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu giảng đường trường cao đẳng sư phạm TN SVTH: Nguyễn Thị Thúy Phương GVHD: Th.S Nguyễn Lan Phương Trang Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu đô thị X tỉnh B