LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp ngoài sự cố gắng, nỗ lực
của bản thân, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ và chỉ báo từ phía mọi người xung
quanh. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành
tới:
ThS. Nguyễn Thị Bình Minh cùng các thầy cô giáo trong khoa Môi Trường đã
hướng dẫn, giúp đỡ, dạy bảo tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt
quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Em xin cảm ơn gia đình và các bạn đã luôn chăm lo, động viên, tạo điều kiện để
em học tập và nghiên cứu.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do sự hạn chế về thời gian và kiến thức nên đồ án
không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô để em
có thể hoàn thiện đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn!


MỤC LỤC


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Tăng cường khả năng cấp nước sinh hoạt chất lượng cho các cộng đồng dân cư
thành phố là một trong những mục tiêu phát triển quan trọng của Việt Nam nói chung
và của Lào Cai nói riêng. Trong những năm qua, nhằm thực hiện thành công sự nghiệp
phát triển và hiện đại hóa của Đảng và Nhà nước đề ra thì một trong những vấn đề có
tính then chốt là việc xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng. Trong đó vấn đề cung cấp
nước sạch cho sinh hoạt của người dân là một trong những yếu tố tiền đề quan trọng
nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của dân cư.
Năm 2004 thị xã Lào Cai trở thành thành phố Lào Cai và là đô thị loại III. Năm
2014, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 1975/QĐ-TT công nhận thành
phố Lào Cai là đô thị loại II trực thuộc tỉnh Lào Cai

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Nước cấp cho sinh hoạt của thành phố Lào Cai, tỉnh Lào Cai.
- Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống cấp nước cho thành phố Lào Cai, tỉnh Lào Cai.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập tài liệu: Tìm hiểu, thu thập số liệu, tài liệu có liên quan,
các công thức và mô hình dựa trên các tài liệu có sẵn và từ thực tế.
- Phương pháp tính toán: dựa vào các tài liệu và thông tin thu thập được để tính
toán quy mô công suất của nhà máy, thiết kế hệ thống xử lý nước cấp.
- Phương pháp đồ họa: dùng phần mềm AutoCAD để mô tả mặt bằng và các
công trình trong hệ thống xử lý của nhà máy.
6. Dự kiến kết quả và sản phẩm
- 6 bản vẽ theo yêu cầu:
2 sơ đồ mạng lưới cấp nước ( 2 phương án)
1 bản mặt bằng trạm xử lý với phương án đã chọn
1 bản áp lực vòng bao với phương án đã chọn
2 bản chi tiết 2 công trình
- Bản thuyết minh đồ án quy hoạch hoàn chỉnh.
+ Mở đầu
+ Chương 1: Tổng quan
+ Chương 2: Đề xuất và tính toán các phương án thiết kế mạng lưới cấp nước
+ Chương 3: Đề xuất và tính toán các phương án thiết kế trạm xử lý nước cấp
+ Kết luận, kiến nghị

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KẾ HOẠCH PHÁT
TRIỂN CỦA THÀNH PHỐ LÀO CAI, TỈNH LÀO CAI

1. Vị trí

gồm tăng tự nhiên 1,1%, tăng cơ học 5,0 %.
+ Năm 2030: Dân số của toàn thành phố là 296.900 người, trong đó dân số nội
thành 227.600 người, dân số ngoại thành 69.300 người. Tỷ lệ tăng dân số là 4,0%, bao
gồm tăng tự nhiên 1,0%, tăng cơ học 3,0%.
4. Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
- Diện tích thành phố: 229,67km2
- Diện tích đất xây dựng đô thị (bình quân đầu người): 192 m2/người(năm 2020);
167 m2/người (năm 2030);
- Mật độ đường chính và khu vực: 5,13 km/km2;
- Chỉ tiêu cấp nước sạch: 120 l/ng.ng.đ (2020) – 130 l/ng.ng.đ (2030)
5. Định hướng phát triển tới năm 2030
* Thiết kế đô thị các không gian chủ đạo
+

+
+
+
+
+

Tổ chức không gian kiến trúc và cảnh quan chính thành phố được cơ bản xác định theo
một số khu vực trọng điểm sau:
Khu vực phát triển mới bao gồm: Khu cửa khẩu đường bộ số II và khu Thương mại Công nghiệp Kim Thành; công nghiệp, đô thị; các khu du lịch sinh thái và du lịch văn
hóa, tôn giáo;
Các khu vực cửa ngõ đô thị;
Khu vực bảo tồn và tôn tạo cảnh quan;
Khu vực phát triển mới kết hợp bảo tồn cấu trúc hiện có;
Trục không gian kiến trúc chủ đạo của thành phố Lào Cai;
Các điểm cảnh quan quan trọng cần bảo tồn tôn tạo.
* Giao thông nội thị

* Mang lưới đường ống:
- Mạng lưới đường ống bố trí dạng vòng, cụt kết hợp thuận tiện cho việc phân
phối nước đến các điểm tiêu thụ.
* Cấp nước chữa cháy:
- Tổng lượng nước cần dùng để chữa cháy đồng thời Qch=45 l/s. Hệ thống nước
chữa cháy dùng áp lực lực thấp. áp lực tự do trong mạng lưới cấp nước chữa cháy phải
đảm bảo ≥ 10m.
CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN VÀ TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

7


1. Xác định nhu cầu dùng nước của khu vực
1.1.

−
−
−

−

−
+
+
+
+
−
+
−

Lưu lượng nước sinh hoạt cho giờ dùng nước ít nhất
Qgiờ.min = = = 409,68 m3/h
Trong đó:
Hệ số không điều hòa Kgiờ xác định theo công thức:
Kgiờ.max = × = 1,4 × 1,068 = 1,5
Kgiờ.min = × = 0,5 × 0,796 = 0,4
Với α – hệ số kể đến mức độ tiện nghi của công trình
= 1,2 – 1,5. Chọn = 1,4
= 0,4 – 0,6. Chọn = 0,5
Với – hệ số kể đến số dân trong khu dân cư lấy theo [1_bảng 3.2] . Dân số của nội thị
là 227.800 người, ta có: = 1,068; = 0,796
Xác định nhu cầu dùng nước của khu công nghiệp

− Gồm 2 khu công nghiệp là Bắc Duyên Hải với diện tích 80ha và khu công nghiệp Phố
Mới diện tích 80ha.
− Theo [1_mục 2.4], tiêu chuẩn cấp nước cho công nghiệp

8


+ Đối với công nghiệp sản xuất rượu bia, sữa, đồ hộp, chế biến thực phẩm, giấy, dệt q CN
= 45 m3 /ha/ngày
+ Đối với các ngành công nghiệp khác qCN = 22 m3 /ha/ngày
Giả sử 2 khu công nghiệp sản xuất các sản phẩm thuộc ngành công nghiệp khác.
− Lưu lượng nước cấp cho khu công nghiệp Bắc Duyên Hải
QCN = S × qCN = 80 × 22 = 1710 (m3/ngđ)
− Lưu lượng nước cấp cho khu công nghiệp Phố Mới
QCN = S × qCN = 80 × 22 = 1710 (m3/ngđ)
− Ta giả thiết số ca làm việc là 2 ca, lưu lượng nước cấp cho sản xuất chiếm 70%, nước
cấp cho sinh hoạt của công nhân chiếm 25% ( một nửa phân xưởng nóng, một nửa

30

Cao đẳng sư phạm Lào Cai

1600

20

32

THCS Lý Tự Trọng

280

20

5,6

THCS Bắc Lệnh

500

20

10

THCS Cam Đường

850


1000

20

20

THPT nội trú tỉnh Lào Cai

900

20

18

THCS Kim Tân

1300

20

26

THCS Lê Quý Đôn

1310

20

26,2


18

Tiểu học Hoàng Hoa Thám

600

20

12

Tiểu học Vạn Hòa

780

20

15,6

Tiểu học Nam Cường

740

20

14,8

THCS Hợp Thành

500


− Lưu lượng nước cấp cho bênh viện trong ngày:
QBV = (m3/ngđ)
− Ta có
Bảng 2.3 Nhu cầu dùng nước của bệnh viện

Bệnh viện

Giường

Tiêu chuẩn cấp
nước qBV
(l/người.ngđ)

Đa khoa tỉnh Lào Cai

500

250

125

Sản Nhi

150

250

37,5

Nội tiết tỉnh Lào Cai

QDV = 10% × 39943,8 = 3994,38 m3/ngđ

1.6.

Xác định nhu cầu dùng nước của cho UBND tỉnh, công an tỉnh
Thành phố Lào Cai có 8 khối trụ sở hành chính. Ta giả thiết có 800 cán bộ
Tiêu chuẩn dùng nước trong ngày của trụ sở hành chính: q HC = 10 – 15
l/người.ngđ
Chọn qHC = 15 l/người.ngđ
QHC = = = 12 m3/ngđ

11


1.7.

Xác định nhu cầu dùng nước của cho dịch vụ tưới cây, rửa đường

Lưu lượng cấp nước cho dịch vụ tưới cây, rửa đường lấy bằng 10% Q SH = 10% ×
39943,8 = 3994,38 (m3/ngđ) , theo [1_mục 3.5]
Trong đó tưới đường chiếm tỉ lệ 60%Qtưới = 2396,63 (m3/ngđ), tưới cây chiếm tỉ
lệ 40%Qtưới = 1597,75 (m3/ngđ).
Một ngày tưới cây và đường 1 lần từ 16h-18h.
 Vậy tổng nhu cầu dùng nước là:
QHI = a × QSH + QCN + QTH + QBV + QDV + QHC + Q tưới
= 1,05 × 39943,8 +3520 +3994,38 + 187,5 + 374,4 + 12 + 3994,38
= 54023,65 (m3/ngđ)
1.8.

Xác đinh công suất nước cấp của trạm bơm cấp II cần để bơm vào mạng lưới



Bậc I: thời gian từ 23h đến 4h với 1 bơm làm việc, chế độ bơm 1,72% Qngđ
Bậc II: thời gian từ 4h đến 14h với 2 bơm làm việc song song, chế độ bơm 4,28%
Qngđ
Bậc III: thời gian từ 14h đến 23h với 3 bơm làm việc song song, chế độ bơm
5,4% Qngđ

Biểu đồ 2.1. tiêu thụ nước của thành phố
2.2.

Xác định dung tích đài nước.
Dung tích đài nước được xác định theo công thức:
Wđ= Wđh + Wcc10’
Trong đó: Wđ là dung tích tổng cộng của đài nước, m3
Wcc10’ là dung tích phục vụ chữa cháy cho 10 phút đầu đám cháy
Wcc10’ = n×qcc×10’
N là số đãm cháy xảy ra đồng thời, n= 3
qcc là lưu lượng nước chữa cháy cho 1 đám cháy, qcc=40l/s
 Wcc10’ = = 72 m3
Wđh là thể tích điều hòa của đài nước được xác định bằng phương pháp lập bảng
thống kê. Trạm bơm II làm việc 3 chế độ bơm, 5 giờ bơm với Q= 1,72% Qngđ , 10 giờ
bơm với Q= 4,28% Qngđ, 9 giờ bơm với Q= 5,4% Qngđ
Bảng 2.3. Thống kê lưu lượng điều hòa nước của đài

Giờ

Số
bơm



1

1,45

1,72

0,27

8,87

3_4

1

1,43

1,72

0,29

9,16

Lưu lượng
bơm cấp II
(%Qngđ)

13

Lưu lượng


1,29

12,52

6_7

2

4,17

4,28

0,11

12,63

7_8

2

5,09

4,28

0,81

11,82

8_9


1,35

9,34

11_12

2

5,55

4,28

1,27

8,07

12_13

2

4,62

4,28

0,34

7,73

13_14


0,08

7,83

16_17

3

9,08

5,4

3,68

4,15

17-18

3

9,27

5,4

3,87

0,27

18-19


1,62

2,78

21_22

3

3,1

5,4

2,3

5,08

22_23

3

2,32

5,4

3,08

8,16

23_0

2.3.

Chọn D = 24m
Chiều cao của đài: 17m
Chiều cao xây dựng của đài nước là: Hxd = 0,25 + 17 + 0,25 = 17,5 m
Trong đó: 0,25 là chiều cao xây dựng thành đài
0,25 là chiều cao mực nước thấp nhất của đài
Xác định dung tích của bể chứa
Dung tích bể chứa tính theo công thức
Wbc= Wđhbc + WBTTXL + Wcc3h (m3)
Trong đó:
Wcc3h là lưu lượng chữa cháy trong 3 giờ và được xác định theo công thức:
Wcc3h= n × qcc× t = = 1296m3
Wđhbc là dung tích điều hòa của bể chứa được xác định bằng phương pháp lập
bảng thống kế:
Bảng 2.4.

Giờ

Số
bơm

Lưu lượng
bơm cấp I
(%Qngđ)

Lưu lượng
bơm cấp II
(%Qngđ)



1

4,17

1,72

2,45

9,8

3_4

1

4,17

1,72

2,45

12,25

4_5

1

4,17

4,28


2

4,17

4,28

0,11

11,81

8_9

2

4,17

4,28

0,11

11,7

9_10

2

4,17

4,28


Lưu lượng
nước ra bể
chứa
(%Qngđ)

Lưu lượng nước
còn lại trong bể
(%Qngđ)


12_13

2

4,17

4,28

0,11

11,26

13_14

2

4,17

4,28


3

4,17

5,4

1,23

7,46

17-18

3

4,17

5,4

1,23

6,23

18-19

3

4,17

5,4


3

4,17

5,4

1,23

1,23

22_23

3

4,17

5,4

1,23

0

23_0

1

4,17

1,72

3.1.2.
−

−
−
+
+
+
−

3.1.3.
−

Trong đó: ltt là chiều dài tính toán của các đoạn ống (m)
lthực là chiều dài hực của đoạn ống (m)
m là hệ số kể tới mức độ phục vụ của đoạn ống
Khi đoạn ống phục vụ 1 phía m = 0,5
Khi đoạn ống phục vụ 2 phía m = 1
Khi đoạn ống qua sông m=0
Bảng xác định chiều dài tính toán cho các đoạn ống, (m), tham khảo bảng 2.1,
phụ lục 2
Tính qđv , qdđ
Căn cứ vào bảng 1.1, phụ lục 1, bảng thống kê lưu lượng nước tiêu thụ các giờ dùng
nước lớn nhất ta có : đô thị dùng nước nhiều nhất vào lúc 17 - 18h, 9,27%Q ngđ tức là
6010,82 m3/h= 1670 l/s
Ta có lưu lượng cấp nước cho bệnh viện, trường học, công nghiệp là lưu lượng tập
trung.
Lưu lượng đơn vị dọc đường xác định theo [công thức 5.3-3]
= = 0,029 (l/s.m)
Trong đó :

−
+
+
+
−

3.2.3.
−

ltt = lthực × m
Trong đó: ltt là chiều dài tính toán của các đoạn ống (m)
lthực là chiều dài hực của đoạn ống (m)
m là hệ số kể tới mức độ phục vụ của đoạn ống
Khi đoạn ống phục vụ 1 phía m = 0,5
Khi đoạn ống phục vụ 2 phía m = 1
Khi đoạn ống qua sông m=0
Bảng xác định chiều dài tính toán cho các đoạn ống, (m), tham khảo tại bảng 3.1
phụ lục 3
Tính qđv , qdđ
Căn cứ vào bảng 1.1 phụ lục 1, bảng thống kê lưu lượng nước tiêu thụ các giờ dùng
nước lớn nhất ta có : đô thị dùng nước nhiều nhất vào lúc 17 - 18h, 9,27%Q ngđ tức là
6010,82 m3/h= 1670 l/s
Ta có lưu lượng cấp nước cho bệnh viện, trường học, công nghiệp là lưu lượng tập
trung.
Lưu lượng đơn vị dọc đường xác định theo [công thức 5.3-3]
= = 0,03 (l/s.m)
Trong đó :
qđv – lưu lượng đơn vị dọc đường, l/s.m
– lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt (có kể tới hệ số a).
∑L – tổng chiều dài tính toán mạng lưới. ∑L = 51956 m

cần dào và đắp là:
Vđất1 = L × b × h = 66036,12 × 0,5 × 1 = 33 018,06 m3
− Chi phí cho đào và đắp đất là: G đào1 = 33 018,06 × 100 000 = 3 301 806 000 (đồng)
= 3 301,806 ( triệu đồng)
− Tổng chi phí = G ống1 + G đào1 = 336 330,632( triệu đồng)
4.2.
Khái toán kinh tế cho phương án 2
Ta có chi phí mua ống nước là 292 173,22 triệu đồng (Tham khảo bảng 6.2 phụ
lục 6)
Chi phí phụ tùng và nhân công lắp đặt bằng 30% tổng chi phí đường ống. Vậy
tổng chi phí cho xây dựng đường ống là:
G ống1 = 292173,22× 1,3 = 379 825,186 (triệu đồng)
Tính sơ bộ giá thành cho 1m3 đất đào và san lấp là 100 000 đồng
Dựa vào chiều dài tuyến ống, chiều rộng, độ sâu chôn ống. Ta sẽ xác định được
khối lượng và kinh phí.
Với tổng chiều dài tuyến ống là 68 825,33m, sơ bộ lấy chiều rộng trung bình
đường hào là b= 0,5m, chiều sâu trung bình là h=1m. Ta có: khối lượng trung bình đất
cần dào và đắp là:
Vđất1 = L × b × h = 68 825,33× 0,5 × 1 = 34 412,665 m3
Chi phí cho đào và đắp đất là: G
(đồng)

đào1

= 34 412,665 × 100 000 = 3 441 266 500

= 3 441,2665 ( triệu đồng)
Tổng chi phí = G ống1 + G đào1 = 383 266,45525 ( triệu đồng)
5. Lựa chọn mạng lưới cấp nước



QCVN 02:2009/BYT

˚C

22,3

-

7,4

6-8,5

pH
Độ đục

NTU

111

5

Độ màu

TCU

90

15


-

Hàm lượng muối

mg/l

235

-

Độ kiềm

mg/l

1,70

-

Tổng Fe

mg/l

7

0,5

mg/l

8,79


1.2.3 Xác định độ kiềm hóa của nước.
Xác định mức độ kiềm hóa.
Trong quá trình keo tụ nước bằng phèn nhôm thì độ kiềm trong nước giảm, trong
nước sẽ xuất hiện các ion H+, các ion này sẽ được khử bằng độ kiềm tự nhiên của
nước. Nếu như độ kiềm tự nhiên của nước nhỏ không đủ để trung hòa ta phải tiến hành
kiềm hóa nước bằng vôi CaO.
Kiểm tra độ kiềm của nước theo yêu cầu keo tụ xác định theo công thức [1-mục
6.15]:
P

DK = K  P − K t + 1 (mg / l )
e


Trong đó:
- e : Đương lượng của phèn không chứa nước. Đối với Al2 (SO3)4 e = 57
- DK: Liều lượng hoá chất để kiềm hoá (mg/l).
- PP : Liều lượng phèn lớn nhất trong thời gian kiềm hóa PP = 44,9 (mg/l).
- K : Đương lượng gam đối với vôi (theo CaO) K = 28.
- Kt : Độ kiềm nhỏ nhất của nước Kt = 1,7 (mg/l).
Dk = 28 ( – 1,7 + 1) = 2,456 mg/l
1.2.4. Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi xử lý.

22


Sau khi cho phèn nhôm vào để keo tụ thì độ pH của nước giảm, do đó khả năng
nước có tính xâm thực. Cần phải kiểm tra độ ổn định của nước.
-


pHs = f1(t) - f2(Ca2+) - f3(K) + f4(P)
Trong đó: f1(to), f2(Ca2+), f3(K), f4(P) là những trị số phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng
độ canxi, độ kiềm, tổng hàm lượng muối trong nước.
+
+
+
+
→
→

Tra biểu đồ Langlier [1_hình 6-1]
t = 22,30C  f1 (22,30C) = 2,052
Ca2+ = 8,79  f2 (8,79) = 0,942
K = 1,7 (mg/l)  f3 (1,7) = 1,23
P = 235 (mg/l)  f4 (235) = 8,785
pHs = 2,052 – 0,942 – 1,23 + 8,785 = 8,665
J = pHo - pHs = 7,4 – 8,665 = -1,265
⇒ Cmax= 399 + 1×44,9 + 0,25×90 + 7,174 = 473,574 (mg/l).
2. Đề xuất phương án xử lý nước cấp và lựa chọn phương án xây dựng.
2.1. Phương án 1
Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

Bể lắng ngang
Hồ lắng tự nhiên

Bể lọc nhanh

24
Trạm clo

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm cấp II


Thuyết minh phương án 1:
Nước mặt từ trạm bơm cấp 1 được đưa về bể trộn có tấm chắn khoan lỗ, được
trộn cùng phèn định lượng, quá trình khuấy trộn hóa chất tạo điều kiện phản ứng
nhanh và đều hóa chất vào toàn bộ khối nước cần xử lý. Khi trộn đều phèn với nước
đưa tất cả hỗn hợp này vào bể phản ứng có vách ngăn, ở đây sẽ có các phản ứng hóa
học, kết các chất bẩn trong nước ở dạng hòa tan hoặc lơ lửng thành các bông cặn có
khả năng lắng.
Sau quá trình tạo bông, nước được chuyển đến bể lắng ngang. Tại đây hàm lượng
cặn lơ lửng trong nước giảm đi nhờ quá trình lắng trọng lực các bông cặn.
Để đảm bảo chất lượng nước sau xử lý: sau quá trình lắng, nước được chuyển tới
bể lọc nhanh. Khi nước chảy qua các lớp vật liệu lọc là cát, thạch anh và than thì các
loại cặn chưa lắng ở bể lắng ngang sẽ được giữ lại. Nước rửa bể lọc sẽ được lắng sơ