Główny Kanał Oczyszczalni: Schemat Projektowania i Działania
- Szczegóły
Sieć kanalizacji rozdzielczej zaczynamy projektować od wytyczenia trasy głównego kolektora, który będzie prowadzić ścieki z miasta do oczyszczalni oraz od wytrasowania głównych odgałęzień bocznych. Kolektor zaleca się prowadzić z najmniejszym wymaganym spadkiem.
Jeżeli teren posiada własny spadek równy co najmniej spadkowi minimalnemu kanału, to najkorzystniej jest prowadzić kolektor równolegle do nachylenia terenu. Jeśli teren jest płaski lub ma spadek mniejszy od minimalnego, prowadzimy kolektor ze stałym spadkiem równym minimalnemu dla danej średnicy rury aż do osiągnięcia zagłębienia maksymalnego (zwykle 6m).
Przy terenie silnie nachylonym kanały prowadzi się z maksymalnym dopuszczalnym spadkiem, aby niepotrzebnie nie wypłycać kolektora. Jeśli jednak spadek terenu jest większy niż maksymalne dopuszczalne nachylenie kanału, kanał prowadzimy ze spadkiem imax do momentu osiągnięcia dopuszczalnego wypłycenia, po czym w miejscu tym należy zastosować studzienkę przepadową (kaskadę kanałową).
Wymagania Techniczne dla Kanałów Ściekowych
Minimalna prędkość przepływu w kanałach ściekowych systemu rozdzielczego przy całkowicie wypełnionym przekroju nie powinna być mniejsza niż 0,8 m/sek. Przy mniejszych prędkościach przepływu należy przewidzieć możliwość płukania sieci. Najmniejsze spadki kanałów powinny w zasadzie zabezpieczać dopuszczalne minimalne prędkości przepływu (prędkości samooczyszczenia się kanału).
Dopuszczalne maksymalne prędkości przepływu:
Przeczytaj także: Znaczenie Kanału Filtra Powietrza M47
- dla rur betonowych i ceramicznych - 3,0 m/sek.
- dla rur żelbetowych wykonywanych metodą odśrodkową oraz żeliwnych - 5,0 m/sek.
- w kolektorach i kanałach przełazowych - 0,001 (w wyjątkowych przypadkach 0,0005).
Zagłębienie kanałów powinno zapewnić grubość warstwy przykrywającej 1,4 m i w zasadzie nie powinno przekraczać 6 do 8 m. Zagłębienie przewodów sieci kanalizacyjnej w gruncie powinno uwzględniać:
- strefę przemarzania gruntu dla określonego regionu kraju zgodnie z normą PN-81/B-03020 z tym, że przykrycie mierzone od powierzchni przewodu powinno być nie mniejsze niż głębokość przemarzania gruntu. Terenów położone na pograniczu stref należy zaliczać do strefy o większej głębokości przemarzania gruntu.
- zabezpieczenie przed możliwością uszkodzenia od obciążeń zewnętrznych.
W uzasadnionych przypadkach dopuszcza się mniejsze zagłębienia kanałów pod warunkiem odpowiedniego ich zabezpieczenia przed zamarzaniem.
Kanały nieprzełazowe (o wysokości mniejszej niż 1,0 m) powinny być wykonane w odcinkach prostych między studzienkami rewizyjnymi. Kanały przełazowe (o wysokości równej 1,0 m lub większej) można wykonywać w łukach. Promień krzywizny osi kanałów powinien wynosić nie mniej niż pięciokrotna szerokość kanału, minimum jednak 5 m. W pobliżu łuku wskazane jest umieszczenie studzienki rewizyjnej.
W ulicach o szerokości w liniach rozgraniczających większej niż 30 m przy obustronnej zabudowie, zaleca się stosować dwa kanały ogólnospławne lub ściekowe kanalizacji rozdzielczej. Nie dotyczy to kanałów deszczowych, których liczbę i układ należy dostosować do warunków lokalnych.
Przewody sieci kanalizacyjnej należy projektować z elementów kamionkowych, betonowych, żelbetowych, z tworzyw sztucznych lub murowanych z cegły kanalizacyjnej. W zależności od warunków miejscowych oraz własności materiałów przy uwzględnieniu właściwości chemicznych gruntu i ścieków oraz stopnia odporności materiałów na działanie korozyjne substancji chemicznych zawartych w gruncie i ściekach. Rury betonowe o średnicy 600 mm i większej wymagają z reguły sprawdzenia statycznego.
Przeczytaj także: Wszystko o kanale Thomsona
Studzienki Kanalizacyjne
Studzienki kanalizacyjne dzielą się na: włazowe i niewłazowe. Minimalna średnica wewnętrzna studzienek niewłazowych, przeznaczonych do obsługi kanału z poziomu terenu przy pomocy odpowiedniego sprzętu, powinna wynosić 315 mm, minimalna średnica studzienek włazowych, powinna wynosić 1000 mm.
Odległości między studzienkami:
- przy kanałach przełazowych o wysokości:
- DN 1000÷1400 - w odległości 60 ÷ 80 m
- DN 1400 i wyższych - w odległości 80 ÷ 120 m
- Dla kanałów o średnicy do 400 mm należy stosować studzienki kaskadowe z pionową rurą na zewnątrz studzienki. Różnica poziomów przy tej konstrukcji nie powinna być większa niż 4 m.
Obliczanie Przepływu Ścieków
Grawitacyjne kanały ściekowe („sanitarne”) wymiarowane są na maksymalny godzinowy strumień objętości ścieków bytowo-gospodarczych i przemysłowych, przy uwzględnieniu dodatkowo strumienia wód przypadkowych, w tym infiltracyjnych.
Bilans odpływu ścieków bytowo-gospodarczych oraz przemysłowych opracowuje się analogicznie - tj. wg podobnej metody - jak bilans zapotrzebowania na wodę (pomija się tutaj zużycie wody na podlewanie zieleni oraz na cele własne zakładu uzdatniania wody (ZUW), a także straty wody w sieci wodociągowej wraz z jej płukaniem.
Obliczenie Qdśr przeprowadza się obecnie według Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 2002 roku w sprawie przeciętnych norm zużycia wody. Przyjmując za podstawę obliczony, maksymalny dobowy odpływ ścieków Qd max śc = 100% w poszczególnych elementach zagospodarowania przestrzennego, sporządza się histogramy odpływów godzinowych ścieków - wykorzystując modele symulacyjne zapotrzebowania na wodę.
Przeczytaj także: Jak zbudować kanał filtra powietrza N47? Poradnik
Przy zagłębieniu kanałów H > 4 m należy zwiększyć qinf o 20% co 1 m, powyżej 4 m. W praktyce wyznaczenie średnic kanałów wymaga określenia przepływu obliczeniowego dla danego odcinka sieci obsługującego wybrany fragment miasta. Stosujemy tutaj bardzo często graficzne metody obliczeniowe, dzielące obszar obsługiwany przez sieć kanalizacyjną na działki (zlewnie) przyporządkowane określonym odcinkom sieci. Podział zlewni dokonujemy metodą dwusiecznych kątów.
Dla każdego obszaru należy następnie obliczyć wskaźnik zużycia wody, biorąc pod uwagę jego zagospodarowanie przestrzenne (np. teren zabudowy niskiej, przemysłowy, itp). Obliczenie kanału na odcinku AB wymaga znalezienia wielkości zużycia wody na zlewniach przyległych do odcinka Fbg.
Kanalizacja Ciśnieniowa
Systemy kanalizacji ciśnieniowej znane są i używane na świecie od dziesięcioleci. Dzięki swoim technicznym zaletom kanalizacja ciśnieniowa stała się atrakcyjną alternatywą dla tradycyjnych systemów grawitacyjnych i mieszanych.
Przyjmując zbiór reguł z ATV-DVWK-A116, wymiarujemy rurociąg zbiorczy w zależności od liczby przyłączonych mieszkańców i ilości ścieków przypadających na jedną osobę Q= 0,005 l/s. W obu przypadkach wymiarujemy rurociągi na odbiór hipotetycznie chwilowego maksymalnego napływu ścieków do systemu lub maksymalnej prawdopodobnej ilości pomp jaka się może włączyć w danym systemie. Generalnie wymiarujemy rurociągi na maksymalne wydajności.
Wymiarując rurociągi w/g uznanych metod bez uwzględnienia specyfiki miejscowości, stawiamy się po bezpiecznej stronie. Wadą tego rozwiązania jest ryzyko przewymiarowania rurociągów w stosunku do rzeczywistych potrzeb. Jednocześnie należy zauważyć, że maksymalny napływ ścieków utrzymuje się do 2-3 godzin w ciągu doby, co zajmuje tylko 10% czasu pracy systemu. 90% czasu system ciśnieniowy pracuje przy zmniejszonych napływach.
Dzięki internetowi lub nowoczesnym i niedrogim systemom przekazu danych drogą radiową, nie jest konieczne uzależnianie włączeń od jednego określonego poziomu ścieków w pompowni. Rolę decyzyjną może przejąć tu centralny układ sterowania systemem ciśnieniowym skomunikowany z pompowniami jedną z wymienionych dróg.
Na podstawie informacji o umiejscowieniu pompowni w systemie, średnicy rurociągu, do której jest dana pompownia podłączona i aktualnego poziomu ścieków w pompowniach, może on ułożyć sekwencje równoległych włączeń pompowni w zależności od potrzeb, w celu uzyskania prędkości samooczyszczania. W ten sposób jesteśmy w stanie wyeliminować wspomniany na początku margines błędu powstały podczas projektowania systemu i dopasować się do lokalnych uwarunkowań.
System może optymalizować również inne parametry pracy kanalizacji ciśnieniowej. Niekorzystna jest praca pomp wyporowych z lewej strony charakterystyki ze względu na zwiększoną ścieralność elementów gumowych i zużycie energii. System może optymalizować zakres prac pomp wyporowych w optymalnym przedziale 20-40 m. Podobną sytuację mamy z pompami wirowymi pracującymi z prawej strony charakterystyki.
Centralny system sterowania może także wykrywać i eliminować sytuacje korkowania się systemu przez zwiększenie prędkości przepływu lub dostatecznie wcześnie alarmować o powstałym niebezpieczeństwie. Wszelkie stany awaryjne pompowni jak: zablokowanie pompy, podwieszenie się zaworu zwrotnego, wysoki poziom w zbiorniku, to parametry które może weryfikować i o których może informować centralny system sterowania kanalizacją ciśnieniową. Archiwizacja i graficzna interpretacja danych z pracy systemu to kolejne udogodnienie dla operatora systemu.
Reasumując, zastosowanie tradycyjnych metod przy wymiarowaniu kanalizacji ciśnieniowych zawiera pewien margines błędu. Dzięki nowoczesnym technologiom przekazu danych możemy stworzyć model centralnej kontroli systemów ciśnieniowych, poprawiających założenia projektowe w rzeczywistej eksploatacji. Znacznie zwiększa to bezpieczeństwo i komfort obsługi systemów.
Technologia Terce-Flow
Jednostki eksploatujące małe i średnie oczyszczalnie ścieków mają z reguły ograniczony personel i ograniczone środki na inwestycję i utrzymanie obiektu. Dlatego w przypadku budowy bądź modernizacji oczyszczalni, szczególnie ważne jest dostarczenie rozwiązania pewnego, trwałego i odpornego na wahania dopływających ładunków zanieczyszczeń, czy nawet możliwych zmian w przepisach dotyczących wymaganej jakości ścieków oczyszczonych.
W tym kontekście pułapką może okazać się zarówno wybór bardzo uproszczonego technologicznie reaktora, oznaczającego uciążliwości i problemy eksploatacyjne , jak i niezwykle rozbudowanej technologii oznaczającej koszty odnowy jej elementów co kilka lat. Dlatego Wilo opracowało w ostatnich latach technologię Terce-Flow, będącą modyfikacją klasycznej metody przepływowego osadu czynnego. Modyfikację zwiększającą odporność na wstrząsy oraz elastyczność w przypadku zmian ilości ścieków.
Ścieki przepływają przez kaskadę kolejnych komór osadu czynnego (KOCZ) gdzie następuje biologiczny rozkład zanieczyszczeń. W dalszej części procesu trafiają do pionowego osadnika wtórnego (lub kilku osadników). W ostatniej komorze kaskady KOCZ zamontowany jest układ kaskadowej recyrkulacji wewnętrznej Terce-Fow-RK, zawracający osad z poszczególnych stopni bloku biologicznego na początek układu , wymuszając odpowiedni gradient stężeń. Układ ten działa cyklicznie. Największe stężenie osadu panuje w pierwszej komorze a w ostatniej jest najniższe. Taki układ zabezpiecza osadnik wtórny przed nadmiernym obciążeniem osadem.
Napowietrzanie osadu czynnego realizowanie jest za pomocą systemu drobnopęcherzykowego, wyposażonego w dyfuzory dyskowe lub rurowe produkcji Wilo. Rozmieszczenie dyfuzorów jest zależne od umiejscowienia w kaskadzie i obciążenia ładunkiem zanieczyszczeń. Powstający w procesie oczyszczania osad nadmierny jest stabilizowany w wydzielonej komorze tlenowej.
Przykład Realizacyjny
W 2017 r. została zrealizowana modernizacja oczyszczalni ścieków w Rajgrodzie (woj. podlaskie). Przepustowość oczyszczalni wynosi 400 m3/d, a RLM -1850 mk. W ramach inwestycji powstał nowy reaktor biologiczny Terce-Flow400b.
Mimo, iż pozwolenie wodno-prawne tego nie wymaga, oczyszczalnia prowadzi proces usuwania związków azotu w drodze nitryfikacji i denitryfikacji, utrzymując stężenie azotu ogólnego na poziomie około 10 g/m3 lub mniej. Stwierdzono spore wahania ilości dopływających ścieków oraz okresowe dopływy zanieczyszczeń o stężeniu kilkukrotnie przewyższającym średnią.
Powierzenie dostawy urządzeń i systemów do transportu oraz oczyszczania ścieków, a może również urządzeń sieci uzdatniania i transportu wody jednemu producentowi zmniejsza koszty eksploatacji i ułatwia reagowanie w sytuacjach awaryjnych. Łatwiej też myśleć o jednolitym, centralnym sterowaniu.
tags: #kanał #główny #oczyszczalnia #schemat
