Eksploatacja systemu kanalizacyjnego oraz obiektów kanalizacyjnych (2). Z dzwonem w przekroju

Zobacz artykuł w wersji pdf pdfpdfpdfpdf

  • kanalizację pełną, którą odprowadza się ścieki bytowo-gospodarcze, przemysłowe oraz deszczowe,
  • kanalizację częściową, którą odprowadza się przeważnie ścieki bytowo-gospodarcze i przemysłowe, jako najbardziej niebezpieczne pod względem sanitarnym, a jedynie w niektórych przypadkach ścieki (wody) opadowe.

Kanalizację pełną można podzielić, w zależności od rodzaju odprowadzonych ścieków, na:

  • kanalizację ogólnospławną,
  • kanalizację rozdzielczą,
  • kanalizację półrozdzielczą.

Kanalizacja ogólnospławna W kanalizacji ogólnospławnej ścieki bytowo-gospodarcze czy przemysłowe w okresie bezdeszczowym oraz ścieki bytowo-gospodarcze, przemysłowe i opadowe w czasie deszczów lub w okresie odwilży (topnienie śniegu i lodu) odprowadzane są wspólnym kanałem.

Kanały ogólnospławne pracują pełnym przekrojem tylko w czasie intensywnych deszczów. W okresie bezdeszczowym, kiedy płyną tylko ścieki bytowo-gospodarcze i przemysłowe, kanały wypełnione są tylko częściowo i przekroje nie są wykorzystane.

Obiektem kanalizacyjnym budowanym na sieci ogólnospławnej są burzowce, które mają za zadanie odciążyć kolektory w okresach intensywnych opadów. Ścieki deszczowe powyżej przyjętego przepływu w kolektorze są odprowadzone przez przelewy do wyodrębnionych kanałów – burzowców i stamtąd przez wpust do rzeki.

Pod względem sanitarnym kanalizacja ogólnospławna spełnia swoje zadanie. Odprowadza zarówno ścieki bytowo-gospodarcze i przemysłowe, jak i ścieki deszczowe, zanieczyszcza jednak odbiornik ściekami rozcieńczonymi odprowadzanymi przez burzowce. Pod względem ekonomicznym kanalizacja ogólnospławna jest na ogół najtańszym rozwiązaniem usuwania z miasta ścieków bytowo-gospodarczych, przemysłowych i deszczowych.

Kanalizacja rozdzielcza W kanalizacji rozdzielczej oddzielną siecią spławione są ścieki bytowo-gospodarcze i przemysłowe, a oddzielną ścieki deszczowe (opadowe i roztopowe). Przekroje kanałów dla ścieków bytowo-gospodarczych i przemysłowych wymiarowane są według maksymalnych sekundowych przepływów ścieków. Przekroje kanałów ściekowych przyjmuje się wypełnione w 50%.

Ścieki opadowe traktowane są jako nieszkodliwe pod względem sanitarnym, dlatego uważa się, że po oczyszczeniu ze związków ropopochodnych i zawiesiny ogólnej mogą być odprowadzone do odbiornika (wód powierzchniowych).

W sieci kanalizacji deszczowej przekroje kanałów wymiarowane są według spływów deszczowych. Wymiary kanałów deszczowych oblicza się według tych samych zasad co kanały ogólnospławne, a więc na 100% wypełnienia przekroju. W tym przypadku należy się liczyć z możliwością podtapiania ulic w okresie deszczów o natężeniu wyższym niż przewidywane obliczeniowo. Sieć deszczowa pracuje okresowo – tylko w czasie deszczów lub w czasie odwilży.

Kanalizacja półrozdzielcza W kanalizacji półrozdzielczej ścieki komunalne i ścieki deszczowe odprowadzane są dwiema sieciami, lecz przy pewnym ich powiązaniu. Współdziałanie sieci polega na tym, że początkowe ilości ścieków deszczowych ze spłukanymi zanieczyszczeniami z ulic przelewają się w specjalnych urządzeniach rozdzielczych (separatorach) z kanałów deszczowych do kanałów ściekowych i dalej odprowadzane są do oczyszczalni. Przekroje kanałów wymiarowane są jednak dla pełnej sieci rozdzielczej z uwzględnieniem przerzutów ścieków deszczowych do sieci ściekowej. Oczyszczalnia ścieków wymiarowana jest na łączną ilość ścieków.

Pod względem sanitarnym kanalizacja półrozdzielcza spełnia całkowicie zadanie, gdyż odprowadza zarówno ścieki komunalne, jak i deszczowe, ponadto nie zanieczyszcza odbiornika nieczystościami spłukiwanymi z terenu.

Pod względem ekonomicznym kanalizacja półrozdzielcza jest kanalizacją najkorzystniejszą.

Systemy kanalizacji w Polsce Dawniej stosowanym systemem kanalizacji w Polsce był system ogólnospławny. Budowano go, nie biorąc pod uwagę zanieczyszczenia odbiornika, jakie ten system powoduje. Obecnie w Polsce najczęściej buduje się systemy kanalizacji rozdzielczej. Często buduje się sieć do odprowadzania ścieków bytowo – gospodarczych przemysłowych pozostawiając odpływ wód opadowych w stanie naturalnym.

W Polce coraz więcej uwagi nabiera problem ochrony wód przed zanieczyszczeniami.  Na kierunki rozwoju systemów odprowadzania ścieków należy również spojrzeć z punktu widzenia eksploatacji sieci kanałów.

Czynnikiem zasadniczym jest konieczność osiągnięcia w kanałach przy przepływie grawitacyjnym i bez ciśnienia tzw. prędkość samooczyszczania, tj. prędkość, przy której nie ma wytrącania się osadów ze ścieków i ich odkładania się na dnie kanału. Spośród trzech systemów sieci kanalizacyjnej najbardziej narażoną na zanieczyszczenia osadami jest sieć ogólnospławna. Wynika to z warunków hydraulicznych, w jakich sieć ta pracuje, w szczególności z dużych rozpiętości w natężeniach przepływu ścieków, a co za tym idzie – dużych różnic w prędkościach ścieków w kanale w okresach deszczowych i w czasie pogody bezdeszczowej.

Przekroje poprzeczne kanałów W Polsce można rozróżnić pięć podstawowych kształtów przekrojów kanałów znormalizowanych:

  • przekroje kołowe,
  • przekroje jajowe,
  • przekroje jajowe podwyższone,
  • przekroje gruszkowe,
  • przekroje dzwonowe.

Poza przekrojami znormalizowanymi stosowane są również, z uzasadnionych powodów, np. konstrukcyjnych, hydraulicznych, eksploatacyjnych, inne specjalne przekroje o różnych kształtach i wymiarach, np. kanały prostokątne, przekroje spłaszczone, tzw. niskie itd.

Przejdźmy obecnie do mówienia urządzeń i obiektów występujących na sieciach kanalizacyjnych.

Komory rewizyjne Podstawowym uzbrojeniem kanałów są studzienki rewizyjne. Do umożliwienia kontroli kanałów buduje się studzienki rewizyjne, tzn. przelotowe, na załamaniach osi kanału w planie, na załamaniach spadku kanału oraz na dłuższych odcinkach prostych. Rolę studzienek rewizyjnych spełniają również studnie połączeniowe i rozgałęźne w węzłach kanałów. Odległości pomiędzy studzienkami i komorami kanalizacyjnymi – rewizyjnymi wahają się w granicach 50-120 m. Odległość ta jest uzależniona od sprzętu do czyszczenia i przepychania kanału. Na kanałach przełazowych studzienki włazowe mogą być rozstawiane w odległościach większych (do 120 m) w zależności od wymiaru kanału i swobody poruszania się w nim. Podstawową rolę odgrywa tu bezpieczeństwo pracy, a przede wszystkim konieczność zapewnienia obsłudze możliwości szybkiego wydostawania się z kanału. W studzienkach i komorach wykonuje się koryta (kinety) zapewniające bezkolizyjny przepływ ścieków o wysokości:

  • h ≥ 75% średnicy kanału dla kanałów sanitarnych,
  • h = 100% średnicy kanału dla kanałów deszczowych i ogólnospławnych.

Studzienki i komory kanalizacyjne – rewizyjne budowane są obecnie z betonu, żelbetu (prefabrykowane), tworzywa sztucznego, polimerobetonu lub GRP.

Wymagana charakterystyka betonu dla studzienki kanalizacyjnej:

  • beton kl. C = 35/45, W/C = 0,45, XA3, odporny na ścieranie, 4 £ pH £ 8.

Kręgi należy łączyć na uszczelkę lub klej odporny na agresywne oddziaływanie ścieków i gazów ściekowych (4 ≤ pH ≤ 8 oraz H2S, CH4, CO, CO2). Studzienka jest zamknięta włazem kanalizacyjnym o odpowiedniej do istniejących obciążeń nośności. Jako zejście do studzienki służą stopnie lub drabiny złazowe wykonywane ze stali kwasoodpornej lub w otulinie tworzywowej.

Zaleca się, aby dennice studzienek wykonywane były jako monolityczne z betonu lub żelbetu z ukształtowanym korytem przepływowym – kinetą. Przejścia szczelno-elastyczne dla rur (kanałów) przez ściany są już wbudowane w dennice przez producenta.

Przewietrzniki Przewietrzniki służą do wentylacji kanałów ze względów eksploatacyjnych. Są rozstawione między studzienkami kanalizacyjnymi w odległościach zależnych od potrzeb. Jako przewietrzniki traktowane są również studzienki kanalizacyjne przykryte włazami z otworami wentylacyjnymi. Niezbędnym uzupełnieniem odpowietrzników w wentylacji kanałów są niezatopione ściekami włączenia przykanalików zakończonych w budynkach wywietrznikami.

Studzienki – komory kaskadowe Studzienki kaskadowe i komory kaskadowe stosuje się na połączeniach kanałów przy dużych różnicach poziomów. Dla kanałów o średnicy do 400 mm należy stosować studzienki kaskadowe z rurą pionową na zewnątrz studzienki. Różnica poziomów przy tej konstrukcji nie powinna być większa od 4 m. Przy dużych kanałach i dużych przepływach pochylnią, po której spływają  ścieki z górnego poziomu na dolny, formuje się w dłuższych komorach kaskadowych. Zmniejszanie nadmiaru energii ścieków odbywa się w zagłębieniu dna komory (tzw. poszur). Przelew (pochylnię) buduje się według określonego kształtu zapewniającego przyleganie strugi do jej powierzchni.

Płuczki kanałowe Do urządzeń, które mają za zadanie umożliwić płukanie kanałów, należą zamknięcia kanałów (klapy, zastawki, drzwi itp.) oraz płuczki kanałowe, którymi są zbiorniki wody, zainstalowane w najwyższych punktach sieci. Do płukania sieci używa się albo ścieków zatrzymanych powyżej zamknięć, a następnie spuszczanych do wybranych odcinków kanałów z prędkością większą od prędkości samooczyszczania, albo też wody z płuczek na odcinkach, gdzie przepływy ścieków są bardzo małe i zbieranie ich trwałoby bardzo długo.

Zamknięcia kanałowe Jako zamknięcia kanału służą:

  • Korki przenośne zakładane na wylotach kanałów w okresie płukania.
  • Klapy stałe montowane na wylotach kanałów w studniach rozgałęźnych.
  • Zastawki podnoszone w specjalnych prowadnicach wmontowanych w ściany komory kanalizacyjnej.
  • Zastawki podnoszone są ręcznie i elektrycznie.
  • Drzwi kanałowe ruchome o osiach pionowych mogą być również uruchamiane ręcznie lub elektrycznie.

Wpusty deszczowe Do odprowadzenia ścieków opadowych z ulic lub podwórzy i parkingów służą różnego rodzaju wpusty deszczowe połączone przykanalikami do kanałów ulicznych deszczowych lub ogólnospławnych. Rozstawienie wpustów deszczowych musi być uzgodnione z drogowcami. Liczba wpustów i ich rozstawienie jest uzależnione od odpływów z ulic, co jest zależne od powierzchni szczelnej. Maksymalna przepustowość jednego wpustu wynosi  q = 10 dm3/s. Ze szczególną uwagą należy rozmieszczać wpusty o dużych spadkach podłużnych. Przy podłączeniu wpustów do kanalizacji deszczowej nie stosuje się syfonów. Przy podłączeniu wpustów do kanalizacji ogólnospławnej stosujemy syfony. Syfony (zamknięcia) wodne nie dopuszczają do wydzielania się gazów kanałowych na ulicę. Na przykład w Poznaniu i przyległych aglomeracjach stosujemy wpusty deszczowe z osadnikami mającymi na celu ochronę kanałów przed odkładaniem się w nich osadów spłukiwanych z ulic oraz tzw. syfony odwrotne (w sieciach ogólnospławnych).

Syfony Syfony konstruuje się z jednego lub więcej przewodów pracujących pod ciśnieniem. Prędkości w rurach syfonowych, nawet przy minimalnych przepływach, powinny być większe niż prędkości samooczyszczania. Nie mogą to być jednak prędkości zbyt duże, gdyż nie należy dopuszczać do zbytniego zwiększania strat wysokości na pokonanie oporów i do zbyt dużych różnic między zwierciadłami ścieków przed i za syfonem. Do budowy syfonów stosuje się rury żeliwne, tworzywowe (PE, PVC. PP), poliestrowe lub stalowe oraz żelbetowe. Syfony należy zakończyć:

  • Od strony dopływu ścieków – głowicą górną (komora wejściowa) wyposażoną w:

– kratkę (rzadka, średnia, gęsta);

a) kratka rzadka o prześwicie b ≥ 4 cm,

b) kratka średnia o prześwicie 2 cm < b < 4 cm,

c) kratka gęsta o prześwicie b ≤ 2 cm.

– piaskownik (dotyczy kanałów deszczowych oraz ogólnospławnych);

– zbiornik do płukania syfonu o pojemności V ≥ 2 pojemności płukanych nitek syfonu;

– zasuwy odcinające dopływ ścieków.

  • Od strony odpływu ścieków
    • – głowicą dolną (komorą wyjściową), w której ścieki dopływające pod ciśnieniem odpływają grawitacyjnie. Syfony stosujemy w systemach kanałów grawitacyjnych przy potrzebie pokonania naturalnych przeszkód typu rzeki, kanały żeglowne, itp.

Syfon składa się z się z trzech odcinków:

  • środkowego – ułożonego z niewielkim spadkiem pod rzeką lub inną przeszkodą,
  • opadającego – ułożonego na dopływie ścieków,
  • wznoszącego – ułożonego po stronie odpływu ścieków.

Ścieki w syfonie przepływają pod ciśnieniem powstałym wskutek wyższego poziomu ścieków w przewodzie górnym (przed przeszkodą) niż w dolnym (po przeszkodzie).

Przy wyborze trasy syfonu należy wziąć pod uwagę:

  • aby długość syfonu była minimalna,
  • kierunek ułożenia syfonu był prostopadły do przeszkody,
  • brzegi i dna rzeki w miejscu usytuowania głowicy górnej i dolnej nie były podmywane.

Dno rzeki nad syfonem należy zabezpieczyć zgodnie z warunkami wydanymi przez właściciela rzeki. Głębokość usytuowania środkowego odcinka syfonu przed dnem rzeki również wynika z ww. warunków.

Zbiorniki retencyjne W celu zredukowania maksymalnych przepływów w kolektorze, a przez to zmniejszenia jego wymiarów i obniżenia kosztów inwestycyjnych budowy kanałów, buduje się zbiorniki retencyjne. Zbiorniki retencyjne mają za zadanie zatrzymanie szczytowych ilości ścieków deszczowych i odprowadzenie ich z powrotem do kolektora poniżej zbiornika retencyjnego po ustaniu maksymalnych przepływów.

Zbiorniki retencyjne buduje się jako:

  • otwarte,
  • podziemne (przykryte).

Kolektory kanalizacyjne mogą być usytuowane w stosunku do zbiornika retencyjnego:

  • zbiornik usytuowany jest na kolektorze,
  • trasa kanału przechodzi obok zbiornika, a nadmiar wód deszczowych kierowany jest do zbiornika przez przelew.

Krawędź przelewu zakłada się na pewnym poziomie wód nad dnem kolektora, w zależności od przyjętego stopnia zmniejszenia przepływów. Odpływ ze zbiornika retencyjnego regulowany jest wymiarami kanału odpływowego lub przez zamontowanie tzw. regulatorów odpływu, tj. urządzeń zapewniających stałą (niezmienną) wartość odpływu.

Roman Ćwiertnia, Tomasz Ćwiertnia

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