4. Kanalizacja ciśnieniowa- zasady projektowania.

Występuje tam, gdzie grawitacyjnie nie można odprowadzić ścieków a jest dostęp do energii. To system składający się z wielu pompowni tłoczących do jednego kolektora ciśnieniowego. Na prostym odcinku występują starty hydrauliczne
h, więc gdy będzie podłączona kolejna pompa to nie będzie stałego ciśnienia, będzie zmienna wysokość podnoszenia.

Im więcej pompowni tym mniejsza jest przepustowość kanału, dlatego dzięki procesowi stochastycznemu (prawdopodobieństwo) wyznaczymy ile pomp będzie pracować jednocześnie.

Ze względu na to, że jednoczesna praca wszystkich pomp podłączonych do kolektora ciśnieniowego zdarza się rzadko, wymiarowanie sieci na taki przypadek byłoby ekonomicznie i hydraulicznie nieuzasadnione. Jako obliczeniowy przyjmuje się zatem przypadek, kiedy prawdopodobieństwo zwiększenia się przyjętej liczby jednocześnie pracujących pomp jest niewielkie (np. 5%). Szabo (1990) założył, że załączanie każdej z n pomp jest losowe i tak samo prawdopodobne, a liczba jednocześnie pracujących pomp podlega rozkładowi dwumianowemu (Bernoulliego).

Porażka- brak przepływu

Sukces- jest przepływ

gdzie p- prawdop sukcesu, q- prawdop porażki

n- ilość zdarzeń

k- zakładane ilości porażki lub sukcesu

Obliczenia prowadzimy dla godziny największego przeciążenia sieci. Prawdopodobieństwo obliczamy jako czas trwania w odniesieniu do godziny opróżnienia zbiornika.

Skumulowane prawdopodobieństwo (dystrybuanta) jednoczesnej pracy m i mniej spośród n pomp wyraża wzór:

gdzie

q- prawdopodobieństwo pracy pompy w godzinie szczytu, tj stosunk czasu pracu pompy w godzinie szczytu do czasu równego jednej godzinie, np., jeśli jedna pompa pracuje 6min/h, to q= 6/60=0,1

Szambo przyjął, że dla celów projektowych celowe jest przyjęcie wartości Fx(m)= 0,95. przyjmujemy prawdopodobieństwo 0,95 i miejsca ekstremalne do wyznaczenia liczby pomp.

Myczka (2000) opracował program komputerowy stymulujący pracę kanalizacji ciśnieniowej. Pozwala on na różnicowanie pompowni pod względem wielkości i czasu pracy, dzięki czemu lepiej odtwarza rzeczywiste warunki pracy kanalizacji ciśnieniowej. Dodatkowo możliwa jest symulacja odpływu ścieków od użytkownika. Dla większych miejscowości Myczka zaleca stosowanie pompowni strafowych. Dla zapewnienia transportu pociętych, grubszych zanieczyszczeń należy zapewnić średnią prędkość przepływu ścieków w granicach 0,7-1,5m/s. prędkości robocze mogą być mniejsze gdy przewiduj się przedmuchiwanie i płukanie sieci.

Punkt pracy pompy powinien być tak dobrany, aby przy wydajności pompy pokonana została geometryczna różnica wysokości pomiędzy minimalnym poziomem ścieków w studzience a punktem docelowym, powiększona o starty ciśnienia w skutek oporów ruchu. Wysokość podnoszenia powinna być przyjmowana jednak z 50% rezerwą na wypadek załączenia się większej niż obliczeniowa liczba pomp.

Całkowitą wysokość podnoszenia określa wzór:

gdzie

Hst i- statyczna(geodezyjna) wysokość podnoszenia w i-tym przewodzie[m]

ξij-wsp strat lokalnych na j-tej przeszkodzie i-tego przewodu

λij- wsp oporów liniowych (tarcia) w i-tym przewodzie

li- długość i-tego przewodu, m;

Di- średnica wewnętrzna i-tego przewodu, m;

vi- prędkość przepływu w i-tym przewodzie, m/s;

g- przyśpieszenie zimskie, m/s2

Projektując pompownię ciśnieniową trzeba zbilansować energię i zobaczyć czy jej wystarczy.

---