Giáo trình cấp thoát nước Chương 1: Kiến thức cơ bản

Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên 1 2 3 4 5 8 9 QI (m3/ng) QII (m3/ng) QIII (m3/ng) 10 6 7 toång ñöông nöôùc caáp toång ñöông nöôùc töï nhieân CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CƠ BẢNt Tài liệu tham khảo: Giáo trình cấp thoát nước - Đ.H Kiến Trúc Hà Nội Sơ đồ hệ thống cấp nước 1. Nguồn nước Q: lưu lượng nước 2. Công trình thu 3. Trạm bơm nước cấp 1 4. Khu xử lý 5. Bể chứa 6. Trạm bơm cấp 2 7. Hệ thống dẫn nước 8. Đài nước 9. Mạng lưới cấp nước 10. Khu sử lý nước thải 11. Cống xả nước thải Công trình thu nhận nước tự chảy từ nguồn nước vào : - Trạm bơm cấp 1 hút nước từ công trình thu nước lên khu sử lý rồi dự trữ ở bể chứa - Trạm bơm cấp 2 (QII) bơm nước từ bể chứa vào hệ thống dẫn đến đài và hệ thống mạng phân phối 2. Sơ đồ cấp nước tuần hoàn (SGK) Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên II. Phân loại : 1. Theo đối tượng phục vụ : hệ thống cấp nước đô thị, công nghiệp, nông nghiệp, đường sắt 2. Theo chức năng phục vụ : hệ thống cấp nước sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy 3. Theo phương pháp sử dụng nước : hệ thống nước ngầm , nước mặt 4. Theo nguyên tắc làm việc : hệ thống không áp, có áp … III. Tiêu chuẩn sử dụng : Là lượng nước trung bình tính cho 1 đơn vị trong 1 đơn vị thời gian (thời gian 1 người ) hay 1 đơn vị sản xuất ( l/người/ngày) hay l/đvsp - Muốn thiết kế 1 hệ thống cấp nước cần xác định tổng lưu lượng theo tiêu chẩn của từng nhu cầu dùng nước. Các nhu cầu thường gặp 1.Nước sinh hoạt : tính bình quân đầu người (lít/ng/ngđ), tính theo tiêu chẩn cấp nước hiện hành - nước cấp tiêu dùng sinh hoạt ăn uống là không đồng đều theo thời gian. Để phản ánh chế độ làm việc của các hạng mục công trình trong hệ thống cấp nước theo thời gian. Nhất là trạm bơm nước cấp II(QII) mà không làm tăng hay giảm công suất của hệ thống.Người ta đưa ra hệ thống không đều giờ Kg = TbQ Qmax trong ngày cấp nước tối đa Kg : tỷ số lưu lượng nước tối đa và lưu lượng trung bình trong ngày cấp nước tối đa -Để phản ánh công suất của hệ thống trong ngày dùng nước tối đa thường là về mùa nóng với công suất dùng nước trong gày trung bình tính được trong năm Người ta đưa ra hệ số không điều hòa ngày kg theo TCXD 33 ÷85 Kng = 1.35 ÷ 1.5 2. Nước công nghiệp : Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp phải xác định dựa trên công nghệ của xí nghiệp do cơ quan quảnlý thiết kế cấp Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên Tiêu chẩn dùng nước do nhu cầu ăn uong sinh hoạt của công nhân, lượng nước tắm của công nhân sau giờ làm việc theo kíp đồng nhất với tiêu chuẩn 40 người /1 vòi tắm , 500l/h, với thời gian dài 45 phút - Phân xưởng nóng tỏa nhiệt lớn với 20 kclo : tiêu chuẩn 3.5 l/ng/ca hệ số Kg = 2.5 - Phân xưởng khác : tiêu chuẩn 2.5l/ng/ca;hệ số kg =3 3. Nước tưới đường tưới cây - Có thể lấy từ 0.5 ÷ 1l/m2 để tưới 4.Nước rò rỉ của mạng nước phân phối : - 5÷10% tổng công suất của hệ thống 5. Nước chữa cháy : Lưu lượng nước, số đám cháy đồng thời, thời gian cháy được quy định theo tiêu chuẩn 3385 IV . Lưu lượng và áp lực trong mạng lưới cấp nước 1. Lưu lượng tính toán cho khu dân cư Qmax = kng Nqtb * 1000 * (m3/ng) Qmaxh = h ng K Q * 24 max (m3/ng) Qmaxs = 3600 1000*max hQ (m3/ng) Kh : tra bảng 1.1 trang 7 (SGK) Qmax : lưu lượng lớn nhất trong ngđ,h,s…… Kng,Kh : hệ số không điều hòa ngày đêm ; h (Kng =1.35÷1.5) qtb : lưu lượng nước trung bình (l/ng) N : dân số tính toán cho khu dân cư đó (người) Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên 2.Lượng nước rửa đường tưới cây : QTmaxng = 10*F*qt (m3/ng) QTmax h = T Q ngt max (m3/ng) QTmax s = 3600 1000*max htQ (l/s) F : diện tích cây xanh hay 1 đường cần tưới (ha) qt : tiêu chuẩn nước tưới T : thời gian tưới trong ngày 3. Lưu lượng nước sinh hoạt của công nhân khi làm việc tại nhà máy : ngQ CNSH = 1000 ** 2NqNq ltn  (m3/ng) caQ CNSH = 1000 ** 43 NqNq ln  (m3/ca) hQ CNSH = 0T caQ CNSH (m3/h) qn ; ql : tiêu chuẩn dùng nước cn phân xưởng nóng và lạnh N1 ; N2 : số cn nóng lạnh của nhà máy N3;N4 : số cn nóng và lạnh của từng ca T0 : số thời gian làm việc trong ca qn : 35 l/ca ql : 25 l/ca 4. Lưu lượng nước tắm của cn tại xí nghiệp )/(.009375.0 60*1000*40 45** 3 ' ' ngmNqNQ cnt cn CN t  Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên 5. Lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt : Qsh.h = )/( 3. ngmT Q ngdsx Qsxca = n*qsx (m3/ca) Qsx.ng = C*Qsx.ca (m3/ng) C : số ca trong 1 ngày n : số sản phẩm trên 1 ca qsx = tiêu chuẩn dùng nước cho sản xuất T : thời gian làm việc của nhà máy trong 1 ngày đêm 6.Công xuất nước của đô thị : Q =(a. QSH + Q CNSH + Q cnt +QSX) .b.c (m 3/ng) Với: QSH; Qt ; Q cnt ;QSX: lưu lượng nước sinh họat khu dân cư; lưu lượng nước tưới đường và cây, nước sinh hoạt và nước tắm công nghiệp, nước sản xuất nhà máy trong một ngđ a: hệ số kể đến lượng nuớc dùng cho công nghiệp địa phương và tiể thủ công nghiệp ( a =1,1 ) b:hệ số kể đến nước rò rỉ ( b= 1,1 1,5 ) c: hệ số kể đến lượng nước dùng cho trạm bơm cấp nước (c =1,05  1,1) Ví dụ : Xác định công xuất cap nước khu dân cư có 2000 hộ dân trung bình 1 hộ có 5 người. Hệ số không điều hòa ngày 1,5. Hệ thống cấp nước trong nhà trung bình 150 l/ng. diện tích cây xanh là 1 ha; a =1,1; b = 1,15; c = 1,1 QSH 1000 . ngtb NKq = 1000 5,1).5.2000(150 =2250 (m3/ngày) Qt = 10. F. qt =10 .10.1 =100 (m3/ng) Q = (a. QSH + Qt) b.c =(1,1. 2250 +100 ). 1,15 .1,1 +3257,3 (m3/ng) Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên V. Chế độ làm việc của hệ thống cấp nước: Chế độ làm việc của các công trình trong hệ thống cấp nước thường không giống nhau - Trạm bơm cấp I bơm nước nguồn lên công trình xử lý tthường làm việc điều hòa suốt ngày đêm để giảm kích thước và vốn đầu tư xây dựng các công trình xử lý . - Trạm bơm nuớc cấp II làm việc không điều hòa, làm việc theo c/đ dừng nước ban ngày giờ cao điểm bơm với lưu lượng lớn, ban đêm lượng nước tiêu thụ ít hơn nên lưu lượng bơm nhỏ. Bơm nước từ bể chứa đến khu vực dùng nước nếu đủ áp lực , khônh đủ áp lực thì bơm lên đài nước đến khu vực dùng nước. Phải có đài nước để diều chỉnh sự khác biệt giữa trạm bơm cấp II với hồ tiêu dùng, mặt khác đài nước còn làm nhiệm vụ phòng cháy chữa cháy tạo áp lực để dưa nước đến hộ tiêu dùng . 1. Dung tích của đài nước và bể chữa: a. Dung tích đài nước: Wđ= W ññh + W ,10 cc Wđ: dung tích đài nước W ññh : dung tích điều hòa W ,10cc : dung tích dự trữ dùng để chữa cháy lấy bằng lượng nước đã chữa cháy trong vòng 10’ W ññh được xác dịnh bằng cách lập bảng thống kê lượng nước điều hòa max hay min: Wcc = 1000 ..60.10 cc s qn = 0,6.n.qcc (m3) Qcc = n.qcc (l/s) Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên b.Dung tích bể chữa Wb: dung tích bể chứa nước W bñh : dung tích điều hòa bể Wbt : lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý sơ bộ lấy từ 5 10% công xuất của trạm W hcc3 :dung tích chữa cháy trong ba giờ W hcc3 = 1000 ..3600.3 ccqn = 10,8.n.qcc m3) Ta có: Qbơm - Qdùng = Qvào đài Q cabôm1 = 8 %100 =12,5% Q cabôm2 = 8 %100 =6,25% Wđh = 17,2 – (-11,3) = 28,5 .Q 2. Ap lực trong mạng lưới cấp nước: (Hình 1.3 trang 11- Giáo trình ) a. chiều cao đài nước Hđ +Zđ = Znh +H nhct +h1 Zđ: cao độ mặt đất tại đài nước Hđ: độ cao đài nước Znh cột (cao độ ) mặt đất tại ngôi nhà bất lợi nhất H nhct : áp lực cần thiết của ngôi nhà bất lợi nhất h1 : tổng số tổn thất áp lực trên đường ống dẫn nước từ đài đến ngôi nhà bất lợi nhất Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên b. Chiều cao áp lực cột nước bơm Hb + Zb = Hđ + hđ + Zđ + h2  Hb = Hđ + hđ + Zđ + h2 - Zb Zb : cốt (cao độ ) mặt đất tại trạm bơm Hb : độ cao áp lực công tác của máy bơm h2 : tổng số tổn thất áp lực trên đường ống dẫn nước từ trạm bơm đến đài - Ap lực tự do cần thiết tại vị trí bất lợi nhất trên mạng lưới cấp nước bên ngoài gọi là áp lực cần thiết của ngôi nhà có thể lấy sơ bộ như sau : + nhà 1 tầng H nhct = 10 m +nhà 2 tầng H nhct = 12 m + nhà 3 tầng H nhct = 16 m Cứ như vậy khi tăng thêm 1 tầng thì áp lực cần thiết cộng thêm 4m