Kanalizacja podciśnieniowa


Reklama

Viega

Prenumerata Magazynu Instalatora

Kanalizacja podciśnieniowa w porównaniu z grawitacyjnym ma wiele zalet. Jakie to zalety? Dowiecie się Państwo tego z poniższego artykułu…

Kanalizacja podciśnieniowa jest obecnie proponowana w dwóch równoważnych rozwiązaniach. Jedni wytwarzanie podciśnienia opierają na specjalnie do tego celu stworzonych pompach próżniowych, inni z kolei faworyzują rozwiązania, w których podciśnienie jest wytwarzane dzięki tłoczeniu czynnika roboczego przez pompę strumieniową.

Pierwsze próby stosowania systemów podciśnieniowych miały miejsce na statkach, w samolotach i pociągach. Dopiero później zauważono ich przydatność w systemach kanalizacyjnych budynków. Stosowanie kanalizacji tego typu bezpośrednio wynikało z konfrontacji z problemami, jakie występowałyby przy grawitacyjnych odprowadzaniu ścieków.

Dodatkowo niebagatelną zaletą był fakt, że systemy podciśnieniowe potrzebują znacznie mniej wody do spłukiwania toalet (rys. 1).

Kanalizacja podciśnieniowa stosowana do spłukiwania misek ustępowych

Jest to związane z tym, że w omawianych instalacjach głównym medium transportującym ścieki jest powietrze, a woda służy praktycznie wyłącznie do oczyszczania powierzchni miski ustępowej.

Kanalizacja podciśnieniowa – zastosowanie

System podciśnieniowej kanalizacji stosowany jest w następujących obiektach budowlanych:

  • szpitale, sanatoria i kliniki;
  • centra handlowe, supermarkety i centra wystawowe;
  • więzienia, wojskowe obozy i bazy, schrony, bazy robotnicze;
  • hotele, motele, centra rekreacji, przystanie wodne i schroniska;
  • biura, banki i szkoły.

Instalacja kanalizacji podciśnieniowej musi być indywidualnie zaprojektowana dla każdego obiektu. Dotyczy to także doboru wyposażenia i rozwiązań technicznych.

Budowa i zasada działania

Instalacja kanalizacji podciśnieniowej składa się z czterech elementów:

  • podciśnieniowej miski ustępowej (rys. 1),
  • zaworu sprzęgającego,
  • orurowania,
  • centrali próżniowej.

Podciśnienie w instalacji wytwarza pompa próżniowa lub pompa strumieniowa (eżektor), przez którą przetłaczane są ścieki za pomocą pompy cyrkulacyjnej. W instalacji wykonanej w biurowcu „Rondo” podciśnienie wytwarza pompa strumieniowa (fot. 4).

Kanalizacja wewnętrzna - pompa strumieniowa

Fot. 4. Pompa strumieniowa

Ścieki przetłaczane pompą cyrkulacyjną przez eżektor w strumienicy, powodują zasysanie powietrza oraz ścieków z instalacji i utrzymanie w niej podciśnienia od -30 do -60 kPa. Na fotografii 1 widoczny jest presostat uruchamiający pompę cyrkulacyjną po spadku podciśnienia do dolnej granicy.

Kanalizacja podciśnieniowa - Presostat pomiaru podciśnienia.

Fot. 1. Presostat pomiaru podciśnienia.

Podciśnienie -30 kPa jest minimalnym, pod którym działają zawory sprzęgające przyborów sanitarnych i możliwy jest odbiór ścieków. Poprzez naciśnięcie przycisku spłukującego otwiera się zawór zamykający miski ustępowej, który łączy syfon miski z instalacją podciśnieniową. Wówczas powietrze o ciśnieniu atmosferycznym wtłacza zawartość najpierw poprzez zawór, później przez system rurociągów (fot. 2) do zbiornika ścieków (fot. 3).

Kanalizacja podciśnieniowa - system rurociągów

Fot. 2. Doprowadzenie wszystkich odgałęzień instalacji do pomieszczenia ze zbiornikiem.

Kanalizacja podciśnieniowa - zbiornik na ścieki

Fot. 3. Zbiornik na ścieki.

W międzyczasie zawór kontrolujący dopływ wody otwiera się i 1,2 litra wody z instalacji wodociągowej, napływając do miski, oczyszcza ją.

Ścieki zgromadzone w centralnym zbiorniku są pompowane do istniejącej sieci kanalizacyjnej. Pompowanie jest kontrolowane przez pływakowe czujniki poziomu (część zewnętrzna czujników widoczna na fot. 3). Pompy utrzymują podciśnienie w rurociągach instalacji maksymalnie do -60 kPa. Daje to dużą szybkość transportu ścieków, rzędu 6 m/s do 10 m/s.

Do systemu podciśnieniowego za pomocą zbiornika pośredniego wyposażonego w zawór sprzęgający GW V mogą być podłączone inne przybory sanitarne, takie jak: umywalki, prysznice, wanny, pisuary, kratki ściekowe podłogowe. Ścieki z tych przyborów napływają grawitacyjnie do zbiornika GW V. Po napełnieniu zbiornika GW V umieszczony na nim sterownik uruchamia zawór sprzęgający go z instalacją podciśnieniową do momentu opróżnienia.

Transport ścieków odbywa się tylko w momencie spłukiwania miski lub opróżniania zbiornika pośredniego. Instalacja działa na zasadzie transportu skokowego i natychmiastowego dostępu do próżni. Powietrze, przepływając przez rurociąg, transportuje ścieki znajdujące się w rurociągu w postaci tzw. korków. Gdy nastąpi wyrównanie ciśnienia w instalacji, ciecz w rurociągu się zatrzyma.

Opróżnianie zbiornika ścieków następuje po załączeniu serwonapędu, który otwiera zawór zrzutu ścieków do najbliższego kolektora kanalizacyjnego. Po opróżnieniu zbiornika do poziomu dolnego pływaka serwonapęd zamyka zawór zrzutowy, umożliwiając cyrkulację ścieków przez pompę strumieniową.

Uwaga! Kanalizacja podciśnieniowa nie jest instalacją ujemnego ciśnienia, gdzie cała zawartość rurociągu może być transportowana jednocześnie.

Kanalizacja podciśnieniowa – zalety

Kanalizacja podciśnieniowa w porównaniu z grawitacyjnym ma wiele zalet. Miski ustępowe są utrzymane w większej czystości, zapach jest zredukowany do minimum, ponieważ podczas spłukiwania poprzez syfon miski razem ze ściekami zasysanych jest 80 litrów powietrza z pomieszczenia. Poziom głośności jest niższy niż w systemie grawitacyjnym. Hałas rzędu 78-80 dB(A) utrzymuje się przez 3 s (tyle trwa cykl spłukiwania podciśnieniowego, podczas gdy w kanalizacji grawitacyjnej trwa to 12 s).

System podciśnieniowy pozwala na ciekawe rozwiązania projektowe poszczególnych pomieszczeń i łazienek. Toalety mogą być ulokowane gdziekolwiek, ponieważ ich działanie jest niezależne od sił grawitacji. W związku z tym łazienki i pomieszczenia sanitarne w budynkach nie muszą być umieszczane w jednym pionie bezpośrednio pod sobą.

Kanalizacja podciśnieniowa to swoboda w prowadzeniu rurociągów sanitarnych. Ścieki mogą być odbierane z misek ustępowych lub zaworów GW V do wysokości 6 m, mierząc od miejsca ich zainstalowania w kierunku prostopadłym do sufitu. System ten pozwala na swobodne omijanie przeszkód (belki nośne, ściany pożarowe, systemy wentylacyjne itp.).

Należy zaznaczyć, iż rurociągi wykorzystywane w podciśnieniowym systemie mają mniejszą średnicę (DN 40, 50) niż rurociągi systemu grawitacyjnego (DN 100, 125 i 150). Zmniejsza to koszty materiału i oszczędza przestrzeń budowlaną.

Kanalizacja podciśnieniowa jest systemem, który łączy:

  • brak ograniczeń w projektowaniu sanitariatów, wynikających z konieczności dostosowania się do położenia pionu kanalizacyjnego;
  • oszczędność wody;
  • niższe koszty wykonania instalacji, szczególnie w obiektach starych, których coraz więcej jest modernizowanych i remontowanych;
  • niezawodne działanie systemu.

Kanalizacja podciśnieniowa i optymalizacja ilości ścieków

Objętość ścieków w instalacji podciśnieniowej z misek ustępowych stanowi 10% objętości ścieków z systemu grawitacyjnego. Ilość ścieków z innych przyborów sanitarnych odbieranych przez tę samą instalację podciśnieniową zależy od oszczędności wody (poprzez zastosowanie baterii elektronicznych).

Przekłada się to na obniżenie kosztów odprowadzania ścieków do oczyszczalni lub kolektora miejscowego. Koszt roczny może być nawet pięciokrotnie niższy. Redukcja objętości pozwala również na opróżnienie zbiornika fekaliów podczas obciążenia pozaszczytowego – ważne jest to w miejscach, w których istniejąca sieć kanalizacyjna nie może przyjąć dodatkowych ścieków z powodu przeciążenia.

Aspekty projektowe, wykonawcze i ekonomiczne

Porównanie nakładów inwestycyjnych na instalację kanalizacji podciśnieniowej a grawitacyjnej musi być prowadzone z uwzględnieniem wszystkich korzyści, jakie daje system podciśnieniowy, a nie tylko oszczędności wody i zmniejszenia ilości ścieków. Należy tu najpierw wspomnieć o obiektach, w których wstępna analiza przekreśla możliwość wykonania kanalizacji grawitacyjnej. Obiektem takim była klinika „Malo” usytuowana na płycie betonowej budynku parkingu bez możliwości wykonania pionów kanalizacyjnych tak, aby zgodnie z projektem wykonać sanitariaty.

Kanalizacja podciśnieniowa była tu optymalną alternatywą. Następna grupa obiektów to takie, w których prowadzenie instalacji grawitacyjnej z rur DN 100 wiąże się z bardzo dużymi kosztami i związanym z tym czasem montażu, np. przejście przez grube mury, różne położenie stropów, brak powtarzalności układu pomieszczeń na różnych kondygnacjach itp. Dalej można wyróżnić obiekty, w których toalety są znacznie oddalone od siebie, co może powodować duże trudności w ułożeniu rurociągu DN 100 z wymaganym spadkiem. Rurociągi kanalizacji podciśnieniowej można prowadzić w poziomie i pionie, prostopadle do góry lub dołu.

Nie ma konieczności montażu ich ze spadkiem, jednak niezbędne jest uwzględnienie specyficznych wytycznych związanych z dużą prędkością przepływu ścieków. System ten potrzebuje tylko jednego przewodu wentylacyjnego, który jest podłączony do systemu wytwarzania próżni. Redukcja przejść dachowych dodatkowo obniża koszty instalacji.

Ile kosztuje eksploatacja systemu kanalizacji podciśnieniowej?

Zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych obiektu publicznego z kanalizacją podciśnieniową jest łatwe do oszacowania w zakresie misek ustępowych. Dla 100 toalet, z których każda spłukiwana jest 20 razy na dobę ilością wody 6 l, zużycie roczne wyniesie 4380 m3 , a więc zmniejszenie kosztów wyniesie 43 800 zł (dla założonego kosztu 1 m3 wody i 1 m3 ścieków łącznie na 10 zł netto).

Koszt energii elektrycznej do zasilania urządzeń systemu jest niewielki (około 20 kWh/dzień dla systemu składającego się ze 130 toalet, w tym 60 toalet publicznych i z dwiema pompami próżniowymi) w porównaniu do oszczędności na zużyciu wody i odprowadzaniu ścieków.

Podsumowanie

Ze względu na bezciśnieniowy charakter pracy zbiornika nie jest wymagane uzyskanie pozwolenia na jego użytkowanie z Urzędu Dozoru Technicznego, przez co eksploatacja staje się mniej uciążliwa, a zbiornik nie wymaga okresowych kontroli. W przeciwieństwie do tego system kanalizacji podciśnieniowej z pompą wytwarzającą podciśnienie w zbiorniku wymaga zarówno w fazie projektu pozwolenia, jak i w fazie eksploatacji corocznych kontroli UDT.

Ważną zaletą systemów podciśnieniowych jest szybkie i mało inwazyjne prowadzenie adaptacji różnych budynków. Dostosowanie obiektu, np. zabytkowego, do potrzeb hotelu może być prowadzone piętrami bez kolizji z pracami na poszczególnych kondygnacjach.

Również modernizacje obiektów (np. szpitale, sanatoria, domy studenckie) polegające na zainstalowaniu większej liczby łazienek mogą przebiegać w sposób bardzo szybki bez rozkuwania stropów. Zabudowa łazienki w każdym kolejnym pokoju w technologii systemów obudowywanych płytami GK wymaga tylko wyprowadzenia na korytarz rurociągu odprowadzającego o średnicy 50 mm. Prace w tym systemie są szybkie i nieuciążliwe.

Tadeusz Waśniewski

Ilustarcje TMW

Literatura:

  1. Publikacje TMW
  2. Materiały EVAC
  3. P. Malinowski, M. Sidorczyk, T. Waśniewski”Zasady projektowania próżniowych systemów kanalizacyjnych z zastosowaniem pomp strumieniowych”.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij