Giáo trình cấp thoát nước Chương 4: Hệ thống thoát nước trong nhà

Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên CHƯƠNG 4 : HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC TRONG NHÀ Tài liệu tham khảo: Giáo trình cấp thoát nước trong nhà – NXB Xây Dựng 1. Nhiệm vụ và các bộ phận của hệ thống thoát nước trong nhà - Hệ thống thoát nước trong nhà có nhiệm vụ thu và dẫn nước thải kể cả rác và nước mưa trên mái nhà ra khỏi nhà. Trong một số trường hợp hệ thống thoát nước trong nhà có thể còn có các công trình khác như: công trình xử lý cục bộ, trạm bơm thoát nước trong nhà… Hệ thống thóat nước trong nhà bao gồm các bộ phận sau: + Các thiết bị thu nước làm nhiệm vụ thu nước thải(VD: chậu rửa mặt, chậu giặt, âu xí, âutiể, lưới thu nước ). + Xi – Phông hay ống gắn chủ lực . + Mạng lưới đường ống thoát nước bao gồm :ống nhánh, ống đứng, ống xả. 2.Phân loại hệ thống thoát nước trong nhà 1..Hệ thống thoát nước sinh hoạt: dùng để thoát nước sinh hoạt từ các dụng cụ vệ sinh. 2..Hệ thống thoát nước sản xuất: dùng để thoát nước từ các máy móc trong nhà sản xuất. 3. Hệ thống thoát nước mưa: dùng để thoát nước mưa từ các nhà mái nhà. 4. Hệ thống thoát nước kết hợp: các hệ thống thóat nước bên trong nhà có thể thiết kế riêng lẻ như các hệ thống trên hoặc thiết kế trung là một tương ứng với các hệ thống thoát nước bên ngoài. 3.Cấu tạo hệ thống thoát nước trong nhà 1.Các thiết bị thu nước bẩn: các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống thu nước bẩn: tất cả các thiết bị đều phải có lưới chắn bảo vệ để ngăn chặn rác làm kẹt ống. 2.Ống nhánh : dùng để dẫn nước bẩn đưa vào ống đứng, nó là đoạn ống nằm ngang ở các tầng nối nối từ các thiết bị thu nước bẩn đến ống đứng thoát nước Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên Ống nhánh có đường kính tối thiểu là 50mm, nếu có dẫn phân thì d >100mm và bằng nhau suốt từ trong ra ngoài. 3.Ống đứng: đặt thẳng đứng suốt các tầng, dùng để tập trung nước thoát từ các ống nhánh ở các tầng đưa xuống ống xả để đưa ra khỏi công trình; đường kính ống đứng trong nhà tối thiểu là 50mm, nếu dẫn phân thì d 100mm. trên ống đứng cách sàn nhà 1m người ta đặt ống kiểm tra, ống đứng nhô lên cao khỏi mái nhà là 0,7m để làm ống thông hơi. 4.Ống xả: là ống chuyển tiếp từ ống đứng ra giếng thăm ngoài sân nhà: d = 100mm, lmax = 15m d=150mm; lmax =20m - Độ dốc của ống xả ra ngòai nhà có thể lấy lớn hơn tiêu chuẩn thông thường một chút để đảm bảo nước chảy ra khỏi nhà được nhanh chóng và dễ dàng, ít bị tắt - Độ sâu ống xả phụ thuộc vào độ sâu của cống TP hay độ cao mặt nước sông hồ nơi thải nước vào 5.Ống thông hơi: là phần nối tiếp ống đứng đi qua hầm mái vá nhô cao hơn mái nhà tối thiểu 0,7m cách xa cửa sổ, ban công, nhà máy giếng tối thiểu 0,4m. Trên nóc ống thông hơi có một chóp hình noun để che mưa làm bằng thép dày 1  1,5mm. Thiết bị ống (trang 86), Xi – Phông (trang 89);k/h trên hệ thống thoát nước bẩn trong nhà (trang 75) IV. XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI TÍNH TOÁN: 1.Lưu lượng nước tính toán các đoạn ống thoát ở trong nhà ở gia đình, hoặc nhà công cộng Qth = qc + qdc max (l/s) Trong đó : qth: lưu lượng nước thải tính toán qc: lưu lượng nước tính toán (được xác định theo công thức cấp nước trong nhà ) Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên qđc max : lưu lượng nước thải của dụng cu vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất của đọan ống tính toán (bảng 4.1/121) 2. lưu lượng tính toán trong các phân xưởng nhà tắm công cộng và phòng sinh hoạt của công nhân xí nghiệp qth = 100 )**( 0 nq (l/s) Trong đó : qth : lưu lượng nước thải tính toán q0 : lưu lượng nước thải của từng thiết bị US cùng loại (tra bảng 4.1/121) n : số thiết bị US cùng loại mà đoạn ống phục vụ  : số % hđ đồng thời thải nước của thiết bị VS (tra bảng 4.2) V . TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC TRONG NHÀ Tính toán thủy lực mạng lưới để chọn đường kính ống,độ dốc,.độ đầy và tốc độ nước chảy trong ống. Đường kính ống thoát nước trong nhà thường được chọn theo lưu lượng nước thải tính toán và khả năng thoát nước của ống đứng và các ống dẫn phụ thuộc vào độ dốc, độ đầy cho phép và đường kính lấy theo bảng 6.4;6.5/99 Chú ý :khi chọn đường kính thoát nước trong nhà và ngoài sân, để đảm bảo cho ống tự cọ sạch thì tốc độ tối thiểu của nước chảy trong ống là Vmin ko nhỏ hơn 0.7m/s , còn đối với máng hở thì Vmin = 0.4 m/s - Tốc độ lớn nhất cho phép các ống không Kl : V = 4m/s - Tốc độ lớn nhất cho phép các ống Kl : V = 8 m/s - Độ đầy của ống thoát nước : Thực tế chứng tỏ rằng nước thoát trong ống cần có mặt thoáng để nước chảy không áp có nghĩa là nước chảy không đầy, phần trên là không khí nhằm đảm bảo KG tự do trên mặt nước trong ống để thoát hơi trong mạng nước thoát nước vào khí quyển qua ống thông hơi , dùng giữ áp lực trong mạng thoát nước = áp lực khí quyển tránh hiện tượng Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên sinh ra áp lực cao hay thấp hơn khí quyển rút cạn các xiphông dẫn đến việc hơi thoát chui vào nhà,phòng ngừa trường hơp lưu lượng lớn xảy ra trong ống 1 thời gian ngắn không đượ cdự kiến trong tính toán nước vẫn thoát được. + Độ đầy của ống là tỷ số giữa chiều cao mực nước thoáng trong ống (h) và đường kính ống (d) : d h + Độ đầy cho phép của ống thoát nước được gọi là độ đầy cho phép và được KH :     d h Loại đường ống Đường kính ống (mm) Độ đầy lớn nhất     d h Loại ống thoát nước SH Cả phần tiểu 50 ÷125 150 ÷ 250 0.5 0.6 Đường ống thoát nước sản xuất có hóa chất 100 ÷ 150 0.7 Ong nước bẩn >200 0.8 Ong nước không bẩn Cho tất cả các loại đK 0.8 Máng rãnh hở Cho tất cả các loại đK 0.8 chiều cao rãnh VI. CÔNG TRÌNH TRÊN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC TRONG NHÀ Ví dụ 1: một nhà tập thể cao hai tầng được bố trí hệ thống cấp nước bên trong dẫn tới khu vệ sinh gồm hai két nước, xí xổm, hai vòi sen tắm cố định, ba chậu rửa, dụng cụ vệ sinh hai tầng bố trí giống nhau. Tính thủy lực mạng lưới cấp nước, áp lưc cần thiết cho ngôi nhà, xác định đường kính ống (dựa vào v cho phép ) dùng ống thép tráng kẽm. Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên Ví dụ 2: xác định lưu lượng tính toán cho 1 ngôi nhà gồm 40 hộ, trong mỗi hộ gồm một chậu rủa, 1 chậu rửa mặt, 1 vòi hương sen, 1 xí có thùng rửa, lưu lượng tính chất dùng nước: 100 l/s Công trình xử lý cục bộ nước thải sinh hoạt: Bể tự hoại: Có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ hoặc toàn bộ nước thải trong nhà trước khi thải ra sông, hồ hay mạng lưới thoát nước bên nhoài. Bể tự thoát thường được sử dụng trong trường hợp ngôi nhà có hệ thống thoát nước bên trong nhưng bên ngoài là hệ thống thoát nước chung không có trạm xử lý tập trung hay ngôi nhà đứng độc lập riêng lẻ. Bể tự hoại có các loại sau. - Bể tự hoại không có ngăn lọc dùng để làm sạch sơ bộ - Bể tự hoại có ngăn lọc làm sạch với mức độ cao hơn  Bể tự hoại không có ngăn lọc: - Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt làm việc: Là loại bể được sử dụng rộng rãi hiện nay, nó giống bể chữa gồm hai hoặc ba ngăn. Bể này có thể xử lý toàn bộ nước thải hay xử lý nước phân tiểu. Khi nước thải chảy vào bể, nó được làm sạch nhờ hai quá trình: lắng cặn và lên men cặn lắng Do tốc độ nước chảy qua bể rất chậm, thời gian lưu lại của dòng nước từ 1-3 ngày nên quá trình lắng cặn trong bể có thể xem như quá trình lắng tính. Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân các hạt cặn rơi dần xuống đáy bể và nước sau khi ra khỏi bể sẽ trong, tốc độ nước chảy qua bể càng chậm. Tố độ dòng nước qua bể càng chậm, dung dịnh qua bể càng lớn thì hiệu quả làm trong nước càng cao. Tại đáy bể cặn hứu cơ nhờ hoạt động của các vi sinh vật sẽ lên men giảm mùi hôi, giảm thể tích. Tốc độ lên men của cặn phụ thuộc vào nhiệt độ, độ pH của nước thải, lượng vi sinh vật trong lớp cặn do vậy nhiệt độ càng cao thì tốc độ lên men nước cáng nhanh. Trong điều kiện khí hậu nước ta, thời gian hoàn thành lên men cặn như sau: T = 62 ngày vào mùa hè, t otb = 30,5 oC T = 115 ngày vào mùa đông, ttb = 13oC Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên Nồng độ xà phòng trong nước cao thì pH càng thấp  các vi sinh vật yếu khí, hoạt động yếu và có thể bị tiêu diệt. Vì vậy đối với nhà có nồng độ xà phòng trong nước thải cao thì không nên dùng bể tự hoại. Khi bể càng sâu thì độ ẩm của cặn lên men càng nhỏ. Do đó V phần chứu cặn càng giảm. Khi chiều sâu H = 3m: Wc = 98,5% H = 10m: Wc = 83% Độ sâu tối thiểu của bể là 1,3m Bể tự hoại có thể xây dựng bằng bê tông, gạnh Khi dung tích bể dưới 10m3 làm hai ngăn: một ngăn chứa và một ngăn lắng cặn(Ngăn đầu: dung tích 75%, ngăn sau: 25%) Khi dung tích lớn hơn 10m3làm ba ngăn: một ngăn chứa và hai ngăn lắng. Ngăn đầu thường lớn hơn ngăn sau vì ở đó có nhiề cặn hơn và lấy dung dịch 50%; hai nhăn sau mỗi ngăn có dung dịch 25% Trên nóc bể của ngăn chứa thường bố trí nắp đậy: D = 0,3  0,5m . Gắn bằng xi măng Bể tự hoại có thể bôtrí trong nhà dưới khu vệ sinh hay ở ngoài nhà hoặc cách xa nhà 3 5m. Dung tích bể tự hoại thường được xác định theo công thức sau: W = Wn + Wc (m3) Wn: thể tích nước của bể Wc thể tích cặn của bể Trị số Wn có thể lấy băng 13 lần lượng nước thải hằng đêm tuy thuộc vào yêu cầu vệ sinh và lý do ký thuật. Khi lấy trị số lớn thì điều kiện vệ sing tốt hơn Trị số Wc được xác định theo công thức sau: Wc =    1000.100 100(, 2 .).1 W Wta cb   . N (m3) a:lượng nước trung bình của một người thải ra trong một ngày, lấy 0,50,8 l/s Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên T: thời gian giữa hai lần lấy cặn (ngày) W1;W2: độ ẩm cặn tưới vào bể và của cặn khi lên men, tương ứng là 95%và 90% b: HS kể đến độ giảm thể tích của cặn khi lên men (giảm 30% thì lấy b = 0,7) c: HS kể đến việc phải giữ lại một phần cặn đã lên men khi đã hút cặn (để lại 20% thì c= 1,5) N:số người bể phục vụ Thời gian giữa hai lần lấy cặn T phu thuộc vào điều kiện đảm bảo cho cặn lên men hoàn toàn và điều kiện quản lý. Trong thực hiện lấy: T = 6 tháng đối với nhà đông người T = 3 5 đối với biệt thự ở ít người  Có thể xác định dung dịch bể tự hoại theo cách sau: Khi lưu lượng nước thải Q = 5,5 m3/ngđ thì W = 1,5 Q/m3 Q > 5,5 m3/ngđ W= 0,75 Q + 4,25 Bể tự hoại không có ngăn lọc có ưu điểm: giữ lại cặn cao, kết cấu đơn giản dễ, quản lý, giá thành rẻ Nhược điểm: làm sạch nước thải không hoàn toàn, nước ra khỏi bể vẫn còn mang theo cặn. b.Bãi lọc ngầm c.Giếng lọc d.Hố xí 2 ngăn Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên