,instalacje wodno kanalizacyjne, opracowanie wykładu

Cele stawiane kanalizacji na terenach zurbanizowanych:utrzymanie warunków higienicznych (ścieki sanitarne zawierają fekalia, ścieki przemysłowe – niekorzystny wpływ na środowisko),zapobieganie szkodom związanym z wylaniem,zapobieganie szkodom związanym z podmakaniem terenów i obiektów,utrzymanie powierzchni komunikacyjnych w stanie używalności.

Elementy składowe systemu kanalizacyjnego:KANALIZACJA WEWNĘTRZNA: instalacje wewnętrzne w budynkach, przybory sanitarne.KANALIZACJA ZEWNĘTRZNA: sieć lokalna, sieć komunalna, obiekty sieciowe (pompownie, zbiorniki retencyjne, przelewy burzowe, separatory, syfony, studzienki), oczyszczalnia ścieków (część mechaniczna, chemiczna i biologiczna).

Klasyfikacje systemów usuwania ścieków:ilość odprowadzanych ścieków: pełna (wszystkie ścieki), częściowa (np. tylko sanitarne), mieszana,zasięg terytorialny: lokalna, miejska, grupowa (kilka miast),konstrukcja kanałów: kryta, otwarta (powierzchniowa, rowy), mieszana,sposób przepływu ścieków: grawitacyjna, ciśnieniowa, podciśnieniowa (próżniowa), mieszana,rodzaj odprowadzanych ścieków: sanitarna, przemysłowa, deszczowa, ogólnospławna, funkcja systemu odprowadzania ścieków: ogólnospławna, rozdzielcza, półrozdzielcza, bezodpływowa (szamba, wozy asenizacyjne), odciążona (szamba, sieć zbiorcza), mieszana.

Maksymalne spadki den kanałów grawitacyjnych: Przy całkowitym wypełnieniu prędkość przepływu nie może przekroczyć: v = 3 m/s ← w kanalizacji sanitarnej i przemysłowej dla rur betonowych i kamionkowych, v = 5 m/s ← w kanalizacji sanitarnej i przemysłowej dla rur żelbetowych i żeliwnych, v = 7 m/s ← w kanalizacji deszczowej i ogólnospławnej

Minimalne spadki dna kanałów grawitacyjnych, stosowane (imin): 5‰ dla średnicy kanału 0,2m ← min w k. sanitarnej 4‰ dla średnicy kanału 0,25m ← min w k. deszczowej 3‰ dla średnicy kanału 0,3m ← min w k. ogólnospławnej 2,5‰ dla średnicy kanału 0,4m 2‰ dla średnicy kanału 0,5m 1,6‰ dla średnicy kanału 0,6m 1,2‰ dla średnicy kanału 0,8m 1,0‰ dla średnicy kanału 1,0m ← wyjątkowo dla kolektorów K>1m: imin = 0,5‰ Ogólnie obowiązuje zasada: imin = $\frac{1}{d}$

Podstawowe parametry charakteryzujące opady deszczowe: - natężenie q (lub intensywność I) – ilość deszczu która spadła na zlewnie w określonym czasie, [dm3/sha] lub [mm/min], czas trwania t – czas od początku opadów do ich końca, [min] lub [s], zasięg terytorialny F – powierzchnia zlewni na która spadł opad, [km2]. Zasięg deszczu opisuje wór Rosłońskiego: F = 5 (5 – I)3, [km2].

Składniki czasowe deszczu miarodajnego Czas koncentracji kołowej (tk) – czas za zwilżenie powierzchni, wypełnienie nierówności terenu i dopływ do wpustu i kanału. Zależy od częstości (C), spadku, stopnia uszczelnienia terenu oraz rodzaju kanalizacji. Przyjmowany jest od 2 minut (kanały przy spadkach >4%) do 10 minut (kanały boczne na płaskim terenie). Czas retencji kanałowej (tr) – czas wypełnienia kanałów od „zera” do h obliczeniowego (3 do 6 mm). Szacowany jest na 4 do 8 minut w zależności od intensywności opadów, wielkości kanałów, spadków, itp. Czas przepływu w kanale (tp) – czas przepływu od początku sieci do punktu obliczeniowego. Zależy od odległości i prędkości przepływu.

Układy geometryczne sieci kanalizacyjnej Topologia zależy od spadków podłużnych i poprzecznych terenu względem rzeki oraz układu ciągów komunikacyjnych. Podstawową zasadą jest lokalizowanie kanałów bocznych wzdłuż spadków terenu a kolektorów równolegle do warstwic terenu.

Ustalanie ilości wód przypadkowych Wielkość dopływu zależy od charakterystyki kanalizacji (wielkości kanału, spadków, itp.). Szacuje się go przez pomiar natężenia przepływu ścieków sanitarnych w godzinach nocnych przy odciętym dopływie wody wodociągowej podczas pogody deszczowej i bezdeszczowej.

Wady i zalety kanalizacji OGÓLNOSPŁAWNA ZALETY: sieć zajmuje mniej miejsca - mniejsza możliwość kolizji z innym uzbrojeniem podziemnym, mniejsze koszty przyłączy posesji (jeden przykanalik), mniejsze koszty budowy i eksploatacji, brak „dzikich przyłączy”. WADY: małe prędkości przepływu przy suchej pogodzie, nierównomierna praca oczyszczalni, większe koszty eksploatacji, konieczność budowy przelewów burzowych, zbiorników retencyjnych, silne zapachy ze studzien i wpustów.

ROZDZIELCZA ZALETY: osobne procesy oczyszczania ścieków – większa efektywność, równomierna praca oczyszczalni, większe prędkości przepływu, możliwość etapowania budowy kanalizacji. WADY: „podwójna sieć”, skomplikowany układ – kolizje kanałów, większe koszty przyłączy, „dzikie przyłącza”, większe koszt budowy.

PÓŁROZDZIELCZA Jak w kanalizacji rozdzielczej. Dodatkowy plus – separatory kierują pierwszą falę ścieków deszczowych (najbardziej zanieczyszczone) do oczyszczalni ścieków sanitarnych.

Warunki samooczyszczenia kanałów Minimalna prędkość samooczyszczenia kanałów przy całkowitym wypełnieniu: k. rozdzielcza: vc min = 0,8 m/s k ogólnospławna: vc min = 1,0 m/s

Wzór Błaszczyka Q (q, C, t) = $\frac{6,631\ \sqrt[3]{}(HC)}{t^{0,67}}$H – średnia roczna wysokość opadu, [mm], C – częstość występowania opadu, [lata], t – czas trwania opadu, [min],

Wzory do bilansowania odpływu ścieków deszczowych Qm = q * F * Ψ * φ [dm3/s] q – natężenie deszczu F – powierzchnia zlewni [ha] Ψ – współczynnik spływu Φ – współczynnik opóźnienia odpływu Ψ wyraża stosunek efektywnego spływu wód deszczowych z danej powierzchni zlewni do wielkości opadu: Ψ = $\frac{\mathbf{Q}_{\mathbf{\text{spl}}}}{\mathbf{Q}_{\mathbf{\text{op}}}}$< 1 =>najczęściej <0,05 ; 0,95) Część opadu wsiąka w grunt, paruje, wypełnia nierówności terenu. Φ – miarodajne natężenie przepływu występuje z pewnym opóźnieniem w stosunku do momentu opadu o czas potrzebny na: tk, tp, tr. Φ = f (tk, tp, tr) = f (tdm)

Zalecenia co do wypełnień w RP i w Niemczech W Polsce do 60% wysokości i do 67% przepustowości całkowitej przekroju kołowego dla ścieków sanitarnych i przemysłowych. W Niemczech 50-70% i 50-83%. Reszta na wody przypadkowe oraz na przyszłościowy rozwój. Zasady działania i wymiarowania kanalizacji ogólnospławnej Średnice kanałów wymiarujemy do całkowitego wypełnienia na przepływ miarodajny maksymalny: Qm = Qmaxhsc + Qdm (q, C, t)Qmaxhsc – maksymalny godzinowy dopływ ścieków sanitarnych i przem.,Qd m – miarodajny dopływ wód deszczowych o natężeniu q, częstości występowania C i czasie trwania t. C przyjmuje się w zależności od ważności kanałów i warunków terenowych (na terenach płaskich: kolektory C=5 lat, kanały boczne C=2 lata).

Zasady działania i wymiarowania kanalizacji rozdzielczej KANAYŁ SANITARNE: Qm = 2Qmax h scPrzekroje wymiarujemy na odpływ ścieków sanitarnych i przemysłowych uwzględniając dopływ wód przypadkowych (w tym infiltracyjnych podziemnych) mieszczących się w 100% przepustowości średnicy kanału. KANAŁY DESZCZOWE: Qm = Qdm (q, C, t)Przekroje wymiarujemy na przepływ wywołany deszczem miarodajnym o natężeniu q, częstości występowania C i czasie trwania t. Przekroje dobiera się do całkowitego wypełnienia. Nie dolicza się żadnej rezerwy. C przyjmuje się w zależności od ważności kanałów i warunków terenowych (na terenach płaskich: kolektory C=2 lata, kanały boczne C=1 rok).

Zasady działania i wymiarowania kanalizacji półrozdzielczej Kolektory kanałów sanitarnych za separatorami wymiarowane są na:Qm = Qmax h sc + Qd I faliPodobnie zwymiarowana powinna być oczyszczalnia ścieków, gdzie deszcz o małym natężeniu (q = 15dm3/sha) trafia w całości. Kanały deszczowe wymiarujemy na natężenie deszczu miarodajnego:Qm = Qdm (q, C, t)

Zasady ustalania ilości ścieków sanitarnych i przemysłowychW POLSCEwielkość odpływu określa się na podstawie zarejestrowanego poboru wody przez mieszkańców, bilans opracowuje się analogicznie do bilansu zapotrzebowania na wodę (pomija się wodę na potrzeby ZUW, straty w sieci i podlewanie zieleni miejskiej),obliczanie średniego i maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę, obliczanie maksymalnego dobowego odpływu ścieków,sporządzenie histogramów odpływów godzinowych,wyznaczenie Qh max (najczęściej w godzinach 6.00 – 8.00 lub 20.00 – 22.00).

W UNII EUROPEJSKIEJw Niemczech niższe zużycie wody w przeliczeniu na mieszkańca,wielkość odpływu mniejsza od poboru wody i wynosi:100% dla komunikacji zbiorowej,95% dla mieszkalnictwa i usług,85% dla terenów przemysłowo-składowych,25 – 50% dla mycia ulic i placów,0% dla podlewania zielenii miejskiej.

Zasady wyboru systemu kanalizacyjnego KANALIZACJA SANITARNA: dostarczanie wody z sieci wodociągowej (duża ilość ścieków sanitarnych), duża infiltracja do wód podziemnych, duże spadki terenu w kierunku odbiorników, niski poziom wód podziemnych. KANALIZACJA DESZCZOWA: mniejsze odpływy ścieków sanitarnych, możliwość gromadzenia ich w zbiornikach bezodpływowych,wysokie poziomy wód podziemnych, brak naturalnych odbiorników wód deszczowych.

Zasada wymiarowania kanałów deszczowych dla zlewni regularnejFc = F1 + F2Ψśr = $\frac{\Psi 1F1 + \ \Psi 2F2}{F1 + F2}$Dla zlewni regularnych: QmC>QmB (maleje qdm, rośnie FΨ stąd: Qm↑ = qm↓ * F * Ψ↑).Zawsze w kanalizacji: D2(C) ≥ D1(B) (średnice kanałów nie mogą maleć wraz ze wzrostem długości kanału l.

Zasada wymiarowania kanałów dla zlewni nieregularnejNieregularność powodowana jest najczęściej różnicami wielkości powierzchni cząstkowych na odcinkach.Jeżeli QmC<QmB, to odcinek B-C wymiarujemy na strumień QB. Ma to miejsce, gdy tpAB<<tpAC i Fsr1>> Fsr2.

Zasada wymiarowania kanałów dla połączeń kilku zlewniOdcinek AC wymiarujemy na QAC, odcinek BC wymiarujemy na QBC, odcinek CD wymiarujemy na przepływ największy z możliwych:tm = tp2tm = tp1tm = tp2 + tp3tm = tp1 + tp3Aby obliczyć Fzr określamy położenie punktu A tak, aby czas przepływu od A’ do C był równy tp1. Zakładamy proporcjonalny do długości przyrost powierzchni zlewni.

Zasady trasowania kanałówPrzewody kanalizacyjne równoległe do:osi ulic (krawężników, chodników),linii rozgraniczających zabudowy,istniejącego zbrojenia podziemnego.Zasady pokonywania łuków:kanały nieprzełazowe – należy układać odcinkami prostymi pomiędzy studzienkami rewizyjnymi. Każda zmiana kierunku odbywa się w studzience.kanały przełazowe – można budować w łukach o łagodnych krzywiznach.Zasady łączenia kanałów:łączenie pod kątem >90° do kierunku przepływu ścieków,gdy kąt <90° należy zastosować dodatkową studzienkę rewizyjną.

Zasady wysokościowego trasowania kanałów:prowadzenie kanałów możliwie najpłyciej (tanie wykopy),zagłębienie zdeterminowane przez: zagłębienie minimalne umożliwiające grawitacyjny dopływ, strefę przemarzania gruntu, spadek terenu, inne czynniki (np. kolizje),każda zmiana zaczyna się i kończy w studzience kanalizacyjnej.

Zasady projektowania obiektów:Rozstaw studzienek nie większy niż:50 – 75m dla kanałów nie przełazowych i przełazowych do wysokości przekroju kanału h <1,4m,- 75 – 120 m dla kanałów przełazowych.

Zasady projektowania przelewów burzowychkonwencjonalne przelewy boczne o niskich krawędziach,umieszczone na wysokości wypełnienia normalnego w kanale dopływowym,bez urządzeń do dławienia odpływu,niska sprawność hydrauliczna, znaczna długość krawędzi przelewowych.


Wyszukiwarka