-
Gdzie płyną ścieki?
Od niepamiętnych czasów ludzkości towarzyszy woda, nie możemy się bez niej obejść, ani nie możemy jej niczym zastąpić. Woda była, jest i będzie naszym dobrem. Ponieważ woda nieustannie cyrkuluje w naszym środowisku, musimy zapewnić, aby taka jaką pobieramy ze źródeł takich jak studnie, rzeki lub jeziora, po zużyciu trafiała ponownie do obiegu, w postaci jak najbardziej zbliżonej do stanu w jakim chcielibyśmy ją znowu pozyskać.
Zużywana przez nas woda przekształca się w ścieki bytowo-gospodarcze, pochodzące z toalet, pryszniców, pralek, umywalek, itp. lub przemysłowe, pochodzące z zakładów produkcyjnych, usługowych i różnego rodzaju przetwórstwa, np.: myjni samochodowych, masarni, cukrowni, papierni etc. W takiej postaci ścieki nie mogą trafiać do środowiska, ponieważ spowodowałyby skażenie i zagrażały naszemu ekosystemowi. W związku z tym, są one pośrednio lub bezpośrednio kierowane do oczyszczalni ścieków, gdzie poddane odpowiednim procesom mechaniczno-fizyczno-chemicznym, osiągają poziom oczyszczenia umożliwiający bezpieczne odprowadzenie do cieków wodnych.
-
Czas zagniwania
W ściekach, które są mieszaniną wody z innymi płynami i zawiesinami cały czas zachodzą procesy przemiany, tworzenia się różnych związków lotnych, płynnych i stałych. Wiele z nich jest groźnych dla ludzi i zwierząt, a także dla elementów infrastruktury (pompy, rurociągi, zbiorniki, etc.).
Przyjmuje się, że dla ścieków bytowo-gospodarczych proces zagniwania rozpoczyna się już po ok. 3-4 godzinach. Zaczynają się wtedy wydzielać gazy, takie jak metan i siarkowodór, które mają działanie toksyczne dla ludzi i zwierząt oraz destrukcyjne dla materiałów takich jak: beton, guma i wiele gatunków metali. Wyłączając bezodpływowe szamba, w których zagniwanie jest procesem nieuniknionym, w systemach grawitacyjnych i ciśnieniowych odprowadzania ścieków do oczyszczalni przykłada się dużą wagę do kompromisu pomiędzy najkrótszym czasem transportu ścieków, a możliwościami infrastrukturalno-ekonomicznymi (długości, średnice i kształty rurociągów, moce, rodzaje i ilości pomp, nierównomierność napływu, etc.).
-
Średnice typowych rurociągów
Odprowadzenie ścieków z poszczególnych sanitariatów w domu odbywa się różnymi średnicami rurociągów. Dla przykładu, typowy odpływ z umywalki jest rurą o średnicy Ø40mm, z wanny czy brodzika Ø50mm, a z muszli sedesowej Ø110mm. Standardem jest odpływ grawitacyjny z domu jednorodzinnego rurą PVC160, niezależnie czy mamy do czynienia z szambem, odpływem grawitacyjnym, czy przepompownią. W kanalizacji ciśnieniowej (przydomowej) najczęściej spotykanymi nominalnymi średnicami rurociągów są DN40, DN50, DN65 i DN80. Większe średnice stosowane są już raczej w sieciach obejmujących duże ilości użytkowników.
Skąd taki wybór i jakie są kryteria wyboru rurociągu tłocznego? Na średnicę rurociągu składa się wiele parametrów takich jak: rodzaj ścieków (bytowe lub przemysłowe), ich ilość (powiązana zazwyczaj z ilością użytkowników tzw. RLM*-ów), różnica poziomów pomiędzy lustrem medium w przepompowni a odbiornikiem (ukształtowanie terenu) oraz odległość od odbiornika wymuszająca długość rurociągu tłoczenia, który nie zawsze może iść najkrótszą drogą.
*RLM - Relatywna liczba Mieszkańców. 1RLM to odpowiednik jednego użytkownika, czyli według normy 150 l/dobę.
Przeczytaj
Może cię zainteresować
Dowiedz się więcej
Zobacz więcej
Zobacz mniej
-
Objętość rurociągu
Ciśnieniowy rurociąg tłoczny to najczęściej wykonana z polietylenu rura o długości L metrów i średnicy Ø. Na potrzeby obliczeń zakładamy, że jest to idealny walec, o znanej objętości. I tak dla porównania w 100m rurociągu:
- DN50 rura PE63x3,8 o Øwew= 55,4mm mamy pojemność 241 litrów,
- DN65 rura PE75x4,5 o Øwew = 66mm mamy pojemność 342 litry,
- DN80 rura PE90x5,4 o Øwew = 79,2mm mamy pojemność 492 litry.
Wniosek jest taki, że im węższy rurociąg tym szybciej transportowane są ścieki, ale również ryzyko jego zatkania się jest większe.
-
Prędkość unoszenia
Ścieki pochodzenia domowego niosą ze sobą dużą ilość zawiesiny w postaci: piasku, żwiru, odpadków kuchennych, środków czyszczących, tłuszczu, itp. Duża część z nich wytrąca się w stojącej lub wolno płynącej cieczy powodując powstawanie kłopotliwych osadów, które mogą powodować zwężanie przekroju rurociągu, a z czasem jego zatkanie. Zapobiegać temu należy poprzez utrzymywanie w rurociągu odpowiedniej prędkości przepływu, zwanej prędkością unoszenia lub samooczyszczania rurociągu. Jest ona określona jako ~0,81 – 1m/s dla drobnoziarnistego piasku.
Przy tej prędkości zawiesiny zostają porwane przez strumień i nie tylko płyną, ale również szlifują powstałe wcześniej w rurociągu osady. Jednak znaczne przekroczenie tej prędkości np. powyżej 3m/s powoduje nadmierne wycieranie elementów infrastruktury i przy długotrwałym przepływie ich destrukcję. Dlatego zawsze należy poddać wnikliwej analizie przewidywane prędkości i czas przepływu.
-
Jak długo płyną ścieki?
Teoretycznie, dla gospodarstwa domowego równoważnego 4RLM tj. produkcji ścieków odpowiadającej czterem przeciętnym osobom mamy do czynienia z produkcją 600 litrów ścieków na dobę. Pomijając godziny aktywności użytkowników i rozkład nierównomiernego spływania ścieków oraz pojemności zbiornika przepompowni, całkowita objętość ścieków zajmuje w rurociągu długość od 250 metrów dla DN50 do 122 metrów dla DN80. To oznacza, że przy rurociągach o wspomnianej długości czas przebywania w nim ścieków wyniesie ponad 24 godziny i będzie wiązało się z procesem intensywnego zagniwania, powstawania nieprzyjemnych odorów i wydzielania się toksycznych gazów. Żeby temu zapobiegać, projektuje się systemy pompowe tak, aby jak najczęściej opróżniać zbiornik przepompowni jak najniższym kosztem.
Ideałem byłoby utrzymywać stały przepływ ścieków z prędkością ok 1m/s, dzięki któremu ścieki trafiałyby do oczyszczalni odległej o wiele kilometrów zaledwie w ciągu kilku godzin. Niestety nie jest to ekonomicznie uzasadnione w przypadku małych napływów. Konstrukcja pomp determinuje minimalną wielkość retencji w zbiorniku przepompowni i jest dobierana tak, aby regularnie i możliwie najbardziej ekonomicznie go opróżniać. Ścieki przesuwają się w rurociągu porcjami po np. 50 lub 80 litrów co przekłada się na krótkie odcinki przetłaczania. Dodatkowo staramy się zachować prędkość unoszenia, o której wcześniej wspomniałem.
-
Jakie pompy zastosować?
Dobór odpowiednich pomp musi być zawsze skorelowany z parametrami rurociągu, pojemnością przepompowni i ilością napływających ścieków. Pompy o zbyt małej wydajności nie zapewnią odpowiedniej prędkości, a zbyt duży przekrój rurociągu spowoduje długi czas transportu ścieków. Pompy o zbyt dużej wydajności w stosunku do możliwości przepływu przez rurociąg spowodują niepotrzebne opory i straty energii.
Za duży zbiornik przepompowni lub niewłaściwe dobrane sterowanie spowoduje długi czas oczekiwania na załączenie pomp i szybki proces zagniwania w zbiorniku. Trzeba pamiętać, że nawet drogie i doskonałe jakościowo pompy najlepszych producentów, dobrane niewłaściwie, będą fabryką strat i kosztów. Dlatego doborem i sprzedażą pomp powinni zajmować się specjaliści, posiadający odpowiednią wiedzę i przygotowanie techniczne do wykonywania obliczeń i określania parametrów pracy układu hydraulicznego.
Jeżeli poniższy artykuł nie wyczerpie Państwa zainteresowania, zapraszam do kontaktu z naszymi specjalistami poprzez stronę www.pompysciekowe.com.
mgr inż. Marcin Świątek
Kierownik działu pomp i przepompowni do ścieków
PHU Dambat
Skomentuj
