1

10. Systemy kanalizacyjne. Klasyfikacja. Zalety i wady

Ścieki powstają w wyniku zużywania wody na różne cele. W gospodarstwach domowych służą do tego przybory sanitarne, a w przemyśle odpowiednie konstrukcje odpływu z urządzeń technologicznych, np. wpusty podłogowe (w pomieszczeniach za­mkniętych) i wpusty podwórzowe (w otwartym terenie).

Przybory sanitarne i inne urządzenia do odbioru ścieków łączy się przewodami, które stopniowo zbierają ścieki do wspólnego przewodu (lub przewodów). Ścieki są następnie odprowadzane do oczyszczalni ścieków, a stamtąd po oczyszczeniu w wymaganym stopniu do odbiornika.

Wszystkie elementy służące do zbierania, transportu, unieszkod­liwiania i odprowadzania ścieków tworzą systemy kanalizacyjne. Całość systemu kanalizacyjnego tworzą połączone ze sobą:

- instalacje kanalizacyjne,

- przykanaliki łączące instalacje kanalizacyjne z siecią,

- sieci kanalizacyjne,

- pompownie i przewody przesyłowe,

- oczyszczalnie ścieków,

- wyloty kanalizacyjne wprowadzające ścieki do odbiornika.

Stosując jako kryterium podziału liczbę sieci w systemach kanali­zacyjnych można wyróżnić trzy ich rodzaje:

- kanalizację ogólnospławną,

- kanalizację rozdzielczą,

- kanalizację półrozdzielczą.

W kanalizacji ogólnospławnej wszystkie rodzaje ście­ków na terenie objętym zasięgiem kanalizacji (zlewni) są odprowa­dzane do tych samych kanałów, którymi odpływają do oczyszczalni ścieków. W istocie do oczyszczalni ścieków trafiają ścieki z gos­podarstw domowych i z przemysłu oraz część ścieków opadowych. Kanalizacja ogólnospławna jest wyposażona w przelewy burzowe, umożliwiające odprowadzenie bezpośrednio do odbior­nika (bez oczyszczania) mieszaniny ścieków po przekroczeniu przyję­tego stopnia rozcieńczenia (np. pięciokrotnego, czyli l część ścieków pogody bezdeszczowej +4 części ścieków opadowych). Stopień roz­cieńczenia zależy od właściwości odbiornika tzn. jego zdolności do przyjęcia określonych ilości zanieczyszczeń bez istotnego pogorszenia jego stanu czystości. Wynika z tego, że część ścieków opadowych jest oczyszczana w miejskiej oczyszczalni ścieków, a część trafia do odbiornika, ale na ogół nie bezpośrednio. Często stosuje się magazy­nowanie części ścieków opadowych w zbiornikach retencyjnych, a następnie w okresach bezdeszczowych odprowadza się je stopniowo do oczyszczalni ścieków. W wielu oczyszczalniach wykorzystuje się do przetrzymywania pierwszej fali ścieków opadowych nie eksploato­wane już obiekty.

Kanalizacja rozdzielcza jest to system kanalizacyjny, w którym występują dwie odrębne sieci kanalizacyjne:

- sieć ściekowa tzw. sanitarna, doprowadzająca do oczyszcza­lni ścieki bytowo-gospodarcze i przemysłowe,

- sieć deszczowa zbierająca i odprowadzająca ścieki opado­we.

Ścieki opadowe odprowadzane są często bezpośrednio do odbior­nika lub poddawane są mechanicznemu oczyszczaniu celem usunięcia większych zanieczyszczeń oraz zawiesiny mineralnej. Kanalizacja deszczowa bywa też wyposażona w osadniki o działaniu okresowym, w których niekiedy stosowane jest strącanie chemiczne.

Kanalizacja półrozdzielcza, podobnie jak rozdzielcza, składa się z sieci sanitarnej i deszczowej. W przeciwieństwie do sieci rozdzielczej sieć sanitarna kanalizacji półrozdzielczej jest przystosowana do przejęcia „pierwszych spływów" deszczowych o określonym natężeniu, z sieci deszczowej. Dzieje się tak dzięki specjalnym urządzeniom, zwanym separatorami, które w wybranych miejs­cach łączą sieć sanitarną z siecią deszczową.

Specyficznym rozwiązaniem kanalizacji jest tzw. kanalizacja bezsieciowa, zwana też kanalizacją bezodpływową. Ścieki odprowadzane instalacją kanalizacyjną odpływają do zbiorników bezodpływowych (tzw. szamb), skąd są okresowo wywożone taborem asenizacyjnym do oczyszczalni ścieków, przygotowanej do przyjmowania tego rodzaju ścieków. Ten rodzaj kanalizacji jest stoso­wany na terenach o rozproszonej zabudowie, gdzie jednocześnie brak możliwości zastosowania lokalnych przydomowych oczyszczalni ście­ków.

Na terenach o zabudowie rozproszonej można stosować kanali­zację małośrednicową. W tym rozwią­zaniu ścieki z budynku odpływają do osadnika gnilnego, w któ­rym zatrzymuje się zanieczyszczenia łatwo opadające i flotujące. Nagromadzony osad jest okresowo wywożony do oczyszczalni ście­ków. Wstępnie oczyszczone ścieki są na ogół przetłaczane, przy użyciu pomp do cieczy lekko zanieczyszczonych, do początkowych odcinków sieci kanalizacyjnej o małych średnicach. Możliwy jest też odpływ grawitacyjny przy korzystnych spadkach terenu.

Kanalizacja centralna obsługuje określony teren, np. miasto, osiedle, większy zakład przemysłowy. Na terenie objętym kanalizacją centralną może się znajdować jedna lub kilka kanalizacji miejs­cowych, eksploatowanych i zarządzanych przez odrębne przedsiębior­stwa niezależnie od przedsiębiorstwa, które zajmuje się kanalizacją centralną.

Kanalizacja miejscowa jest kanalizacją o niewielkim zasięgu obejmującym tylko część miasta, osiedla lub zakładu przemysłowego, odprowadzającą ścieki do odbiornika po ich

2

oczyszczeniu we własnej (miejscowej) oczyszczalni. Kanalizacja miejscowa może być wykona­na jako:

- tymczasowa, tj. przed wykonaniem kanalizacji centralnej, do której jest następnie włączona,

- stała, gdy ze względów technicznych i ekonomicznych jest celowe, aby część terenu przewidzianego do skanalizowania była wydzielona i nie objęta kanalizacją centralną, np. w razie niedogodnego ukształtowania terenu lub zlokalizowania na terenie za­kładu przemysłowego, z którego odprowadzane ścieki są szczegól­nie szkodliwe dla miejskich przewodów kanalizacyjnych. Dla przypomnienia podano poniżej charakterystykę różnego ro­dzaju kanalizacji.

Kanalizacja rozdzielcza składa się z dwóch niezależnych sieci przewodów kanalizacyjnych. Zależnie od rodzaju odprowadzanych ścieków kanalizację rozdzielczą można podzielić na kanalizację ście­ków bytowo-gospodarczych i ścieków przemysłowych oraz kanaliza­cję ścieków opadowych (deszczowych).

Kanalizacja ścieków bytowo-gospodarczych, zwana również ka­nalizacją ściekową, służy zasadniczo do odprowadzania ścieków byto­wo-gospodarczych. Kanalizacja ściekowa może również odprowadzać ścieki przemysłowe, jeżeli odpowiadają one warunkom podanym w przepisach dotyczących odprowadzania ścieków do kanalizacji miejskiej (centralnej).

Kanalizacja przemysłowa służy przede wszystkim do odprowa­dzania ścieków przemysłowych. Kanalizacja ta może również od­prowadzać ścieki bytowo-gospodarcze z terenu zakładu przemysłowe­go. Na terenie jednego zakładu przemysłowego może być wykona­nych kilka układów sieci przewodów kanalizacyjnych, zależnie od rodzaju ścieków, np. osobno ścieki trujące (toksyczne) i osobno ścieki agresywne w stosunku do powszechnie stosowanych materiałów do budowy sieci kanalizacyjnej.

Kanalizacja deszczowa odprowadza ścieki opadowe bez oczysz­czania bezpośrednio do odbiornika bądź po uprzednim częściowym oczyszczeniu lub zgromadzeniu ich w zbiorniku retencyjnym.

Wybierając układ sieci kanalizacyjnej, należy przestrzegać na­stępujących zasad:

- kolektory powinny przebiegać wzdłuż najniższych punktów zle­wni,

- kanały boczne powinny po najkrótszej drodze odprowadzać ścieki do kolektorów,

- należy unikać nadmiernych spadków kanałów oraz krętych tras sieci kanalizacyjnej (zarówno kolektorów, jak i kanałów bocz­nych).

11. Kanalizacja grawitacyjna i grawitacyjno-ciśnieniowa. Przewody - charakterystyczne rozwiązania (w tym materiałowe)

Kanalizacja konwencjonalna (grawitacyjna)

Spowodowanie przepływu ścieków siecią kanalizacyjną wymaga określonego nakładu energetycznego. Tradycyjnie uzyskuje się go, układając przewody ze spadkiem zapewniającym grawitacyjny od­pływ ścieków. W terenach o naturalnych spadkach zbliżonych do wymaganego spadku kanałów można uzyskać znaczne zasięgi sieci kanałów o przepływie grawitacyjnym. W terenie płaskim lub o nieko­rzystnie usytuowanej zabudowie układanie kanałów ze spadkiem zapewniającym grawitacyjny odpływ ścieków prowadzi do szybkiego zagłębiania się kanałów pod powierzchnię. Stwarza to trudności w budowie i eksploatacji głębokich kanałów oraz odpowiadający temu wzrost kosztów kanalizacji. Jako graniczne uznawane są za­głębienia kanałów 8÷12 m - zależnie od warunków gruntowo-wodnych. Po przekroczeniu tej głębokości stosuje się w systemach kanalizacyjnych podnoszenie ścieków. Służą do tego specjalne obiek­ty - sieciowe pompownie ścieków. Ścieki podnosi się na głębokość odpowiadającą minimalnemu dopuszczalnemu przykryciu kanałów (w warunkach krajowych ok. 2,5 m), po czym prowadzi się kanał do zagłębienia maksymalnego i tak dalej. W urozmaiconym terenie liczba pompowni może być znaczna. Problem nadmiernego zagłębienia kanałów i konieczności podnoszenia ścieków dotyczy przede wszystkim sieci ściekowej, natomiast rzadko występuje w sieci deszczowej.

Kanalizacja ta może być zrealizowana w sposób tradycyjny - z cegieł, rur i kształtek kamionkowych, betonowych lub żel­betowych, ze studzienkami rewizyjnymi murowanymi lub wykonany­mi z prefabrykatów betonowych. Kanały takie buduje się w wyko­pach, często znacznie zagłębionych, w których konieczne jest stoso­wanie odwodnienia na czas prowadzenia robót. Jak wykazały liczne doświadczenia zasadniczą wadą tradycyjnych rozwiązań sieci kanali­zacyjnych jest z n a c z n a infiltracja wód gruntowych do kanałów. Powoduje to nie tylko przeciążenie hydrauliczne sieci kanałów i oczyszczalni ścieków, lecz także utrudnienia eksploatacyj­ne. Miejsca, w których infiltruje (lub eksfiltruje) woda są osłabiane konstrukcyjnie, co może doprowadzić do załamania się kanałów. Występuje wtedy konieczność kłopotliwych napraw połączonych z odkrywaniem reperowanych kanałów.

W ostatnich latach do budowy sieci kanalizacyjnych zaczęto stosować nowe materiały. Są to tworzywa sztuczne najnowszych generacji, używane samodzielnie lub do modyfikacji materiałów tra­dycyjnych (tzw. kompozyty). Stosuje się również materiały tradycyjne zmodyfikowane technologicznie, czego przykładem może być współ­czesna kamionka. Dzięki zmianie technologii

3

produkcji uzyskano materiał o zupełnie nowych właściwościach, dużo trwalszy i o znacz­nie większej wytrzymałości i odporności na ścieranie. Opracowano także nowe sposoby łączenia rur kamionkowych za pomocą uszczel­nień z tworzyw sztucznych, które są całkowicie nieprzepuszczalne.

Kanalizacje niekonwencjonalne

W ostatnich 25 latach rozwój wielu urządzeń technicznych (przede wszystkim pomp zatapialnych), a także wykorzystanie osiągnięć chemii i elektroniki doprowadziły do rozwoju systemów sieci kanalizacyjnych alternatywnych wobec kanalizacji grawitacyjnej. Są one określane mianem kanalizacji niekonwencjonalnych. Niekonwencjonalność tych systemów polega przede wszystkim na mechanicznym wymuszeniu w sieci różnicy ci­śnień, dzięki której odbywa się przepływ ścieków. W tym ce­lu stosuje się pompy zatapialne i wywołujące nadciśnienie w sie­ci (kanalizacja ciśnieniowa) lub pomp próżniowych wywołujących w sieci podciśnienie (kanalizacja podciś­nieniowa). Oba rodzaje kanalizacji niekonwencjonalnej są uży­wane do odprowadzania ścieków bytowo-gospodarczych i techno­logicznych, ale nie nadają się do odprowadzania ścieków deszczo­wych.

Kanalizacje niekonwencjonalne różnią się od konwencjonalnej sieci kanalizacyjnej użyciem zamiast kanałów ściekowych z licz­nymi studzienkami rewizyjnymi, zamkniętych przewodów — bez możliwości dostępu do nich. Za to jednak konieczne jest przemie­szczanie ścieków przy użyciu energii obcej i ewentualne płukanie przewodów. Niekonwencjonalne systemy odprowadzania ścieków znajdują szczególnie zastosowanie, jeśli:

- brak naturalnych spadków terenu,

- wysoki jest poziom wody gruntowej,

- mała jest gęstość zaludnienia,

- niekorzystne są warunki gruntowe,

- ścieki pojawiają się okresowo (np. campingi).

Zasada pracy kanalizacji podciśnieniowej polega na wymuszeniu przepływu ścieków w przewodach dzięki wytworzeniu w sieci odpowiedniego podciśnienia. Ścieki są zasysane przewodami podciśnieniowymi (próżniowymi), a następnie przepływają do zbior­ników próżniowych zlokalizowanych w budynku głównej stacji próż­niowej (głównej), skąd dalej są transportowane grawitacyjnym lub ciśnieniowym układem przewodów kanalizacyjnych do oczyszczalni ścieków. Tradycyjne rozwiązanie instalacji kanalizacyjnej w budynku jest połączone z siecią podciśnieniową przez studzienki zbiorcze z zaworami opróżniającymi (próżniowymi). Podciśnieniowe przewody zbiorcze tworzą sieć rozgałęzioną (promienistą) z centralną stacją próżniową. Pozwala to zasilać energią obszar kanalizowany tylko w jednym miejscu. Wielkość obszaru kanalizowanego zależy od warunków lokalnych. Kanalizacja podciśnieniowa nie nadaje się jed­nak do transportowania ścieków na większe odległości. Zasięg stacji próżniowej nie powinien przekraczać 2 km. Do chwili obecnej budo­wano tego rodzaju kanalizacje przeznaczone do obsługi nie więcej niż 1500 mieszkańców. Obszary o większej liczbie mieszkańców można podzielić na rejony, każdy z oddzielną stacją próżniową, połączoną z pompowniami i przewodami tłocznymi.

Zasada działania kanalizacji ciśnieniowej polega na wymuszeniu przepływu ścieków w sieci przewodów przez ich tłoczenie pompami. Ścieki spływają do urządzeń zbiornikowo-tłocznych, skąd są tłoczone przewodami ciśnieniowymi do kolektorów grawitacyjnych lub bezpo­średnio do oczyszczalni ścieków. Przewody zbiorcze kanalizacji zbiorczej mogą tworzyć sieć pierścieniową lub rozgałęzioną. Można przewidzieć dodat­kowe punkty płukania sieci (stacje płuczące) przy użyciu sprężonego powietrza, ale przy względnie krótkich czasach postoju pomp i do­statecznych prędkościach przepływu nie są one bezwzględnie konie­czne. W przeciwieństwie do kanalizacji podciśnieniowej, energię agregatów pompowych trzeba dostarczać w każdym przyłączu kanali­zacyjnym. Zazwyczaj w tym celu stosuje się pompy zatapialne, rzadziej — agregaty tłoczące pneumatyczne. Odprowadzanie ścieków z obszaru kanalizowanego jest możliwe zawsze, także przy uroz­maiconej topografii terenu i niezależnie od położenia punktów wpro­wadzania i odprowadzania ścieków.

12. Ocena ilości odprowadzanych ścieków i wód opadowych. Samooczyszczenie się kanału

Ilość ścieków bytowo-gospodarczych wynika bezpośrednio z ilości wody zużywanej na różne cele w mieszkaniach, zakładach użyteczno­ści publicznej i zakładach pracy w związku z prowadzeniem gos­podarstw domowych oraz zaspokajaniem potrzeb fizjologicznych i higieniczno-sanitarnych. Ilość ścieków jest teoretycznie mniejsza od ilości zużywanej wody, ale ze względu na orientacyjny charakter obliczeń zazwyczaj przyjmuje się, że ilość ścieków jest równa ilości zużywanej wody.

Orientacyjne ilości ścieków bytowo-gospodarczych powstających codziennie na terenach jednostek osadniczych, w przeliczeniu na jednego mieszkańca można przyjmować:

• z gospodarstw domowych - 0,05÷0,25 m³/(M • d),

• z zakładów pracy - 0,01÷0,02 m³/(M • d)

• z zakładów użyteczności publicznej - 0,03÷0,05 m³/(M • d)

Ilości ścieków bytowo-gospodarczych powstające w zakładach pracy, w przeliczeniu na jednego zatrudnionego, są oczywiście wyż­sze od wartości podanych dla jednostek osadniczych.

4

Zależnie od rodzaju produkcji te ilości ścieków wynoszą 0,02÷0,1 m³ na pracow­nika na jednej zmianie.

Podany dolny zakres jednostkowej ilości ścieków z gospodarstw domowych, tj. 0,05 m³/(M • d) odpowiada niskiemu standardowi wyposażenia mieszkań, który można jeszcze spotkać w starym bu­downictwie, ale nie należy go brać pod uwagę przy planowaniu i projektowaniu kanalizacji i oczyszczalni ścieków. Górny zakres, czyli 0,25 m³/(M • d) należy traktować jako zawyżony i wynikający ze znacznego marnotrawstwa wody. Jako wartość przeciętną, rac­jonalnie uzasadnioną można przyjmować jednostkową ilość ścieków równą 0,15 m³/(M • d). Wartość ta odpowiada jednostkowemu zuży­ciu wody w gospodarstwach domowych zapewniającemu niezbędny komfort życia mieszkańców.

Wszystkie podawane dotychczas jednostkowe ilości ścieków od­noszą się do wartości średnich dobowych bądź rocznych, a zatem:

• średnia dobowa jednostkowa ilość ścieków qdśr = 0,15 m³/(M • d),

• średnia roczna jednostkowa ilość ścieków qaśr = 55 m³/(M-a).

Ilość ścieków odprowadzana do oczyszczalni podlega okresowo znacznym zmianom, zarówno w cyklu dobowym, jak i rocznym. Zazwyczaj najmniejsza ilość ścieków przypada na miesiące zimowe oraz dni świąteczne i niedziele, natomiast największa - na miesiące letnie i dni przedświąteczne. W cyklu dobowym najmniejsza ilość ścieków jest odprowadzana w nocy, a największa - w godzinach południowych i wczesnowieczornych. Wynika to z dobowej aktywno­ści mieszkańców (mycie, gotowanie, jedzenie, zmywanie, kąpiel itd.). Na ogół wzrost standardu wyposażenia mieszkań w urządzenia sanita­rne zmniejsza nierównomierność odpływu ścieków. Im mniejsza jed­nostka osadnicza, tym większa nierównomierność odpływu ścieków - co jest związane z wydłużeniem czasu dopływu ścieków do oczyszczalni i pojemnością retencyjną sieci kanalizacyjnej. Szcze­gólną nierównomiernością odpływu ścieków charakteryzują się miejs­cowości wypoczynkowe, w których w sezonie przebywa znacznie więcej ludzi niż w pozostałych okresach roku. Dokładne określenie nierównomierności odpływu ścieków do oczyszczalni wymaga pomiarów bezpośrednich na kolektorze głów­nym.

Ścieki opadowe

Za miarodajne do projektowania kanalizacji ścieków opadowych przyjmuje się ilości wód deszczowych pochodzących z opadów ulew­nych bądź nawalnych. Spływy ścieków opadowych oblicza się według wzoru

Q = F ∙ ψ ∙ q [dm³/s]

Q - spływ ścieków deszczowych ze skanalizowanego terenu [dm³/s]

F - powierzchnia terenu kanalizowanego (powierzchnia zlewni) z której ścieki spływają do określonego odcinka kanału [ha]

ψ - współczynnik spływu powierzchniowego, wyrażający stosunek

ilości ścieków deszczowych, które spłynęły do kanalizacji, do ilości ścieków deszczowych, które spadły na dany teren,

q - natężenie deszczu, czyli objętość deszczu w dm³, która spadła na powierzchnię l ha w czasie l s [dm³/(s∙ha)].

Wartość współczynnika spływu ψ należy przyjmować z przedziału 0,10÷0,95, zależnie od gęstości zabudowy lub szczelno­ści pokrycia powierzchni zlewni.

Czas trwania deszczu jest sumą przepływu t_p przez po­szczególne odcinki kanału od górnego końca do punktu rozpatrywane­go, czasu koncentracji terenowej t_k oraz czasu retencji kanałowej t_r.

Czas koncentracji terenowej t_k zaleca się przyjmować 2-10 min. Minimalny czas trwania deszczu należy przyjmować 10 min.

Zróżnicowanie wartości ψ pokazuje, jak bardzo ilość ścieków opadowych zależy od zagospodarowania terenu. Warto zaznaczyć, że ostatnio wyraźnie zarysowującym się kierunkiem rozwoju sys­temów kanalizacji deszczowej jest stosowanie specjalnych rozwiązań, tak w sferze planowania przestrzennego, jak i projektowania kanaliza­cji deszczowej, które pozwoliłyby maksymalnie ograniczyć wielkość spływu wód deszczowych do kanalizacji. W tym celu dąży się do stworzenia warunków korzystnych do wsiąkania wód opadowych do gruntu i retencji terenowej tych wód.

Ścieki deszczowe mają tę specyfikę, że ich odpływ siecią kanali­zacyjną trwa stosunkowo krótko - w sumie kilkadziesiąt do kilkuset godzin w ciągu roku, ale natężenie przepływu w czasie deszczu może być stosunkowo bardzo duże - często kilkaset razy wyższe od natężenia przepływu ścieków gospodarczych.

13. Kanał jako element uzbrojenia podziemnego. Kolizje. Lokalizacja

Trasowanie kanalizacji grawitacyjnej w planie musi odbywać się dwuetapowo, przy czym równocześnie trzeba uwzględniać położenie na planie i zagłębienia kolektora. Wstępne trasy kanałów można określić we wczesnych faza powstawania dokumentacji studialnej. Można wówczas orientacyjnie wyznaczyć trasy oraz spadki podłużne przewodów w aspekcie zgodności układu kanałów z naturalnymi warunkami terenowymi i kierunkami odpływu

Grawitacyjne odprowadzanie ścieków wymaga przede wszystkim zachowania w dopuszczalnych granicach, przy utrzymaniu zgodności kierunku odpływu, spadków przewodów kanalizacyjnych. Rozwiązaniem optymalnym jest takie ustalenie tras przewodów w planie, aby zachować równoległość kolektorów do naturalnego spadku powierzchni terenu. Wów­

5

czas możliwa jest minimalizacja i ustabilizowanie zagłębienia grawitacyjnych rurociągów. Zbyt duże spadki terenu wymagają prowadzenia kolektorów z cha­rakterystycznymi załamaniami, a sprowadzenie ścieków z wyżej poło­żonego kanału - zastosowania specjalnych urządzeń (studzienek i komór spa­dowych pozwalają­cych na utracenie przez spływające w dół ścieki nadmiaru energii kinetycznej. Właściwie przeprowadzone trasowanie może pozwolić na uniknięcie, dzięki wy­korzystywaniu istniejących zmian spadków terenu, sytuacji skrajnych.

Zagadnieniem wymagającym szczególnej uwagi jest właściwe określenie minimalnej wielkości spadku kanału, co wiąże się z możliwością samooczysz­czania przewodów, tj. zachowaniem zdolności do unoszenia zawiesin, również gromadzących się na ściankach kanału w okresach obniżonych przepływów. W praktyce chodzi tu o doprowadzenie do sytuacji, w której co najmniej okresowo będą występować odpowiednio duże przepływy.

Minimalne zagłębienie na terenach zabudowanych kanału odprowadzającego ścieki sanitarne w układzie „klasycznym" wynosi 2,5 m,

- lokalizacji punktów odpływu ścieków również w piwnicach,

• zachowania minimalnego zagłębienia (poniżej posadzki w piwnicy) pozio­mych domowych przewodów kanalizacyjnych,

• zachowania minimalnego spadku poziomów w budynku,

• zachowania minimalnego spadku przykanalika.

14. Studzienki rewizyjne. Rodzaje, rozwiązania materiałowe, konstrukcje, spoczniki

Studzienki rewizyjne zewnętrzne należy umieszczać:

• na podłączeniach kanalizacyjnych, możliwie najbliżej granicy nieruchomości,

• w miejscach zmian kierunku, średnicy lub spadku oraz na połą­czeniach przewodów odpływowych,

•na prostych odcinkach przewodów odpływowych co 35m, jeśli ich średnica d=0,15 m, lub co 50 m-jeśli d > 0,15m. Studzienki rewizyjne powinny mieć średnicę co najmniej 1,0 m, a przy głębokości większej niż 1,5m średnicę 1,2m.

Studzienki rewizyjne są podstawowym elementem uzbrojenia sieci kanalizacyjnej. Są niezbędne do kontroli kanałów oraz ich oczysz­czania i przewietrzania. Buduje się je w miejscach zmiany kierunku przewodu, zmiany przekroju, zmiany spadku oraz w miejscach pod­łączeń kanałów bocznych.

W celu umożliwienia kontroli kanałów nieprzełazowych (o wyso­kości do l m) studzienki rewizyjne umieszcza się w odległości 50÷70 m. Na kanałach przełazowych (o wysokości ponad 1 m studzienki rewizyjne umieszcza się w odległości 70÷lSO m.

Studzienki na kanałach kołowych o średnicy 0,50 m powinny się składać z następujących elementów:

• komory roboczej o średnicy 1,0÷1,4 m (zależnie od wymiaru kanału) i wysokości ok. 1,8 m;

• przejścia od komory roboczej do komina (szybu) złazowego; przejścia tego nie stosuje się, jeśli studzienka rewizyjna jest zlokalizowana na kanale o zagłębieniu mniejszym od 3 m i przy zachowaniu normalnej wysokości komory roboczej (ok. 1,80 m);

• komina (szybu) złazowego o średnicy 0,80 m;

• kręgów podporowych pod właz;

• właściwego włazu (skrzynki) o średnicy wewnętrznej 0,50÷0,60 m.

Dla ułatwienia zejścia do wnętrza studzienek rewizyjnych wypo­saża się je w stopnie złazowe żeliwne, zamocowane w ścianie co 0,30 m w pionie, z zachowaniem odległości poziomych między osia­mi stopni również ok. 0,3 m. W celu niezmniejszania prześwitu włazu i nieutrudniania zejścia do poziomu kanału pierwszy stopień powinien być stopniem skrzynkowym, wmontowanym w ścianę komina stu­dzienki rewizyjnej.

Płyty włazowe, na których umieszcza się skrzynki włazowe, należy ustawiać teleskopowo w stosunku do kręgu kominowego, a nie opierać na nim. Rozwiązanie takie dotyczy głównie studzienek rewi­zyjnych położonych w jezdni, gdyż umożliwia przeniesienie obciążeń od ruchu ulicznego na grunt, a nie na studzienkę.

Przejście przewodów kanalizacyjnych przez ścianki studzienki rewizyjnej trzeba odpowiednio obudować i uszczelnić masą plastyczną np. asfaltem lub gliną.

Do przeprowadzenia ścieków przez studzienkę w dnie studzienki Powinno być wykonane koryto (kineta). Kineta jest otwarta od góry, w dolnej zaś części ma przekrój kołowy o wysokości równej wewnę­trznej średnicy kanału.

Oryginalnym rozwiązaniem studzienek rewizyjnych jest studzienka teleskopowa. Składa się ona z:

- kinety z polipropylenu (PP) formowanej wtryskowo

- rury trzonowej z PVC

- teleskopu zakończonego żeliwną pokrywą

Rozwiązanie teleskopowe studzienki zapewnia dobre przenoszenie obciążeń dynamicznych oraz dobrą pracę w zmiennych warunkach temp

15. Studzienki i komory spadowe

Studzienki kaskadowe mają za zadanie przeprowadzenie ścieków i kanału wyżej położonego, przy względnie dużej różnicy rzędnych kanału górnego i dolnego. Zastosowanie studzienek kaskadowych jest uzasadnione w następujących warunkach:

6

• spadek terenu jest znacznie większy niż maksymalny spadek kanału,

• dno kanału dopływowego jest położone znacznie wyżej od dna kanału głównego,

• wylot z jednego kanału do studzienki, znajdujący się na drugim kanale, jest położony ponad dnem drugiego kanału. Jeżeli średnica kanałów wynosi 0,20÷0,60 m W ostatnich latach najczęściej stosowane są studzienki z rurą pionową lub ukośną. Dodatkowo sama studzienka może tyć wykonana jako teleskopowa i charakteryzować się brakiem osadnika, zamiast którego na dnie jest ułożona kineta z polipropylenu, takie rozwiązanie znacznie ułatwia eksploatację, gdyż nie ma konieczności okresowego czyszczenia osadnika.

16. Płukanie i czyszczenie kanałów

Zamknięcia kanałów są urządzeniami, które ułatwiają płukanie kana­łów przez zamknięcie odpływu ze studzienki do kanału i spiętrzenie ścieków. Po otwarciu zamknięcia duża ilość wody lub ścieków podczas intensywnego przepływu przyczynia się do spłukiwania z dna kanału zanieczyszczeń wytrąconych ze ścieków podczas sedymen­tacji. Jako zamknięcia kanałów są stosowane korki, klapy, zastawki i zasuwy.

Korki są urządzeniami przenośnymi zakładanymi na wylotach kanałów rurowych małych średnic podczas płukania. Klapy są urządzeniami stałymi, które można montować na kana­łach rurowych o średnicach mniejszych od 0,4 m; klapy umieszcza się w studzienkach rozgałęzionych

Zastawki są zamknięciami podnoszonymi ręcznie pionowo w spe­cjalnych ramach wmontowanych na rozgałęzieniach kanałów. Stosuje się dwa rodzaje zastawek:

• pełnoprofilowe - zamykające cały przekrój kanału,

• półprofilowe - zamykające tylko dolną część kanału do wysoko­ści pach.

Płuczki kanałowe są elementem uzbrojenia służącym do płukania kanałów. Są to zbiorniki wody lub ścieków o różnych objętościach, instalowane w najwyższych punktach sieci kanalizacyjnej. Płuczki kanałowe można podzielić na uruchamiane ręcznie lub automatycznie. Podstawowym elementem każdej płuczki jest zbior­nik, w którym gromadzi się woda bądź ścieki. Zbiornik ma takie wymiary, aby można było zgromadzić w nim 2÷4 m³ wody lub ścieków. Woda dopływa do zbiornika przewodem, którego wylot powinien się znajdować 0,3÷0,5 m ponad maksymalnym stanem wody płuczącej w studzience. Maksymalny stan wody w studzience oraz zabezpieczenie przed jego podnoszeniem zapewnia odpowiednio umieszczona w studzience rura przelewowa.

W płuczce działają­cej automatycznie odprowadzenie nagromadzonej wody odbywa się dzięki zalewarowaniu cieczy w przewodzie pod dzwonem przy maksymalnym napełnieniu płuczki. W miejsce usuniętej wody do kolumny syfonu dostaje się powietrze, które powoduje zassanie znajdującej się w zbiorniku wody i gwałtowny jej przepływ pod dzwonem, a następnie do kanału. Woda z płuczki odpływa do osiąg­nięcia poziomu górnej krawędzi rury syfonowej, potem odpływ ustaje.

Odprowadzenie nagromadzonej wody z płuczki uruchamianej rę­cznie odbywa się po podniesieniu klapy lub otwarciu zasuwy kanałowej na wylocie z płuczki. Ręcznie uruchamiane płuczki stosuje się na początkowych odcinkach kanałów o średnicy do 0,25 m.

Zależnie od układu sieci kanalizacyjnej stosuje się płuczki cent­ralne o objętości kilkunastu, a nawet kilkuset m³ połączone z siecią kanałów płuczących, którymi doprowadza się wodę do wybranego rejonu sieci w czasie czyszczenia kanałów, lub małe płuczki miejs­cowe.

17. Przelewy i syfony

Separatory, zwane również rozdzielaczami, buduje się na sieci ogólnospławnej lub półrozdzielczej w celu odprowadzenia ścieków lub najbardziej zanieczyszczonych ścieków opadowych (na początku trwania opadu) z jednego układu kanałów do drugiego. Najczęściej stosuje się separatory kaskadowe

Przelewy stosuje się w sieciach deszczowych systemu kanalizacji rozdzielczej do oddzielenia pierwszej, najbardziej zanieczyszczonej fali ścieków deszczowych i skierowania ich do oczyszczalni ścieków lub zbiornika retencyjnego. Stosuje się je także w sieci ogólnospławnej lub deszczowej dla odciążenia hydraulicznego sieci przy ma­ksymalnych przepływach deszczu i skierowania części ścieków bez­pośrednio do odbiornika (tak zwane kanały ulgi albo burzowce).

Rozwiązanie konstrukcyjne zależy od warunków, w których dany przelew można zastosować. Należy dążyć do budowy przele­wów niezatopionych, tzn. takich, przy których poziom wody w ka­nale odpływowym tuż za przelewem leży poniżej korony przelewu i w związku z tym nie wpływa na wydatek przelewu. Spełnienie tego warunku wymaga jednak znacznego zagłębienia kanału od­pływowego.

Jeżeli nie rozporządza się dostateczną różnicą wysokości mie­dzy kolektorami i kanałem odpływowym (np. na terenach o małych spadkach i terenach nadbrzeżnych), to należy z konieczności stoso­wać przelewy zatopione, dzięki czemu ustalone zwierciadło wody w kanale odpływowym jest położone wyżej niż korona przelewu.

Syfony stosuje się przy przejściach kanałów pod różnymi przeszkoda­mi, takimi jak: rzeki, tunele podziemne, kanały

Syfony konstruuje się z jednego lub więcej przewodów wygiętych w płaszczyźnie pionowej ku dołowi i pracujących pod ciśnieniem. Przy minimalnych przepływach ścieków przez

7

syfon musi być spełniony warunek, aby prędkość przepływu nie była mniejsza od prędkości samooczyszczania.

18. Pompownie ścieków

Pompownia ścieków jest nadziemną lub podziemną budowlą z za­montowanym wewnątrz zespołem pomp i przewodów służących do podnoszenia ścieków oraz urządzeniami i wyposażeniem umożliwia­jącymi użytkowanie i obsługę eksploatacyjną pomp i przewodów. Pompownie ścieków należą do podstawowych elementów kanali­zacji miast, osiedli i zakładów przemysłowych. Teoretycznie naj­korzystniejsze jest rozwiązanie kanalizacji w ogóle bez pompowania ścieków. W praktyce jednak jest to rzadko osiągalne, gdyż najczęściej naturalne ukształtowanie terenu nie stwarza możliwości zastosowania układu kanałów i urządzeń oczyszczalni przy wykorzystaniu jedynie grawitacyjnego przepływu ścieków. W sytuacji, gdy poziom kanałów ściekowych znajduje się niżej poziomu zwierciadła wody w odbior­niku ścieków, stosowanie pompowni jest oczywistą koniecznością warunkującą sens istnienia i działania kanalizacji.

Pompownie sieciowe buduje się na sieci kanalizacyjnej. Ich zadaniem jest pompowanie ścieków z jednego, niżej położonego układu kanałów do układu kanałów położonego wyżej. Pompownie te pozwalają na możliwie płytkie ułożenie całej sieci kanalizacyjnej. Lokalizuje się je w miejscach, gdzie zagłębienia nie powinny prze­kraczać 6÷8 m. Nierzadko na jednym kolektorze sytuuje się kilka pompowni sieciowych, zwłaszcza gdy rozpatrywany odcinek kolek­tora jest bardzo długi, a jednocześnie teren jest płaski lub wznosi się w kierunku biegu kolektora. Pompownie pośrednie stosuje się również przy przesyłaniu ścieków na dalsze odległości.

Pompownie centralne służą do przepompowywania ścieków z całego układu kanalizacyjnego bezpośrednio przewodem tłocznym do oczyszczalni ścieków lub do kanału grawitacyjnego odprowadzającego ścieki do oczyszczalni.

Pompownie na terenie oczyszczalni ścieków mogą być następu­jących rodzajów:

• recyrkulacyjne - zapewniające, ze względów technologi­cznych, recyrkulację ścieków i osadów,

• osadowe - zapewniające transport osadów między urządze­niami do ich unieszkodliwiania i przeróbki,

• dawkujące - zapewniające dawkowanie reagentów chemicz­nych wspomagających procesy oczyszczania ścieków i przeróbki osadów.

Niekiedy pompownie ścieków są stosowane w celu odprowadza­nia ścieków oczyszczonych do odbiornika i wówczas są nazywane pompowniami końcowymi.

Pod względem konstrukcyjnym pompownie można podzielić na:

• jednokomorowe - bez wydzielonej części suchej na silnik i armaturę oraz z wydzieloną częścią suchą na silnik i armaturę,

• dwukomorowe - z oddzielnym zbiornikiem na ścieki i oddzielnym pomieszczeniem na pompy, silniki, armaturę i osprzęt.

Ze względu na sposób sterowania pracą można wyróżnić na­stępujące rodzaje pompowni:

•sterowane ręcznie - wszelkie decyzje dotyczące pracy pompowni podejmuje obsługa,

•sterowane półautomatycznie - część funkcji pełnio­nych przez pompownie jest realizowana automatycznie, a general­na strategia - sterowana ręcznie,

• sterowane automatycznie - cała praca pompowni jest zaprogramowana zgodnie z jej przewidywanymi zadaniami. Pod względem wyposażenia odróżnia się pompownie z urządzeniami do rozdrabniania skratek i pompownie bez tych urządzeń, jak też pompownie z urządzeniami do pomiaru natężenia przepływu i bez nich.

19. Wyloty kanalizacyjne

Wylot, stanowiący zakończenie każdego systemu kanalizacyjnego, jest bar­dzo ważnym obiektem, od którego funkcjonowania w dużym stopniu zależy sprawność kanalizacji. Zadaniem wylotu jest bezpieczne dla środowiska oraz niezawodne pod względem funkcjonowania systemu odprowadzenie ścieków. Ogólnie mamy do czynienia z dwoma systemami odbiorników: gruntowymi i wodnymi.

Przyjęcie odbiornika gruntowego pozwala na dodatkowe oczysz­czenie ścieków i wolniejsze przenikanie do środowiska szczątkowych zanie­czyszczeń, na ogół likwidowanych podczas filtracji przez grunt. Rozwiązanie to jest szczególnie wskazane w małych systemach kanalizacji, tzn. wiejskich, osie­dlowych i indywidualnych, gdzie trudno jest zachować właściwy reżim funkcjo­nowania oczyszczalni ścieków. Wpro­wadzanie ścieków do gruntu było praktykowane od dawna. Stosowano różne rozwiązania techniczne, w tym studnie chłonne, krytykowane jako źródło bardzo łatwego skażenia wód gruntowych. Obecnie główną rolę odgrywa drenaż wstępnie rozsączający odpo­wiednio oczyszczone ścieki sanitarne. Na rynku jest dostępna bogata oferta zarówno bardzo małych, jak i dużych kompleksowych rozwiązań w tym zakre­sie. Krytykowana studnia chłonna znajduje w wielu krajach zastosowanie jako podstawa wprowadzania wód opadowych do gruntu

Podstawowym rozwiązaniem odprowadzania większych ilości ścieków po­zostają odbiorniki wodne. Wyróżnia się tu dwa podstawowe rozwiązania wylo­tów: brzegowe i denne. Niezależnie od mniej lub bardziej liberalnych regulacji prawnych, należy dążyć do tego, aby ścieki były odprowa­dzane

8

do przepływowych odbiorników wodnych w sposób powodujący jak naj­mniejsze straty ekologiczne. Rozmieszczając wyloty wzdłuż cieków, należy kie­rować się zachowaniem odległości samooczyszczania, stanowiącej charaktery­styczną cechę danego odbiornika. Ścieki powinny być doprowadzane w stanie możliwie świeżym. Szczegółowa lokalizacja powinna uwzględniać położenie wylotu poniżej ujęć wody oraz kąpielisk, jak również poza miejscami występo­wania zastoisk wody.

20. Elementy odwodnienia drogowego

---