Dobór regulatorów
Regulatory przepływu zbudowane są ze stali nierdzewnej, kwasoodpornej AISI 316. Kształtem przypominają stożek, pętlę lub korytko. Nie wymagają zasilania energetycznego. Nie zawierają żadnych ruchomych części ani fizycznej blokady przekroju. Dzięki temu swobodnie przepuszczają niewielkie zanieczyszczenia stałe i nie ulęgają zatykaniu.
Regulatory mogą być montowane na „sucho“ - na zamkniętym rurociągu; oraz na „mokro“ – na odpływie ze studzienki lub zbiornika retencyjnego. Zamocowanie urządzenia wykonuje się przez przykręcenie do ściany budowli, osadzenie króćca regulatora w kielichu rury PCW lub w rurze betonowej i obetonowanie całości połączenia.
Załączone tablice i opisy umożliwiają Projektantowi wstępny dobór urządzenia. Ostatecznego doboru dokonuje producent na podstawie wypełnionego kwestionariusza (str. 18) oraz szkicu sytuacyjnego.
|
Każdy regulator jest wyrobem jednostkowym - dostosowanym do potrzeb klienta określonych w zamówieniu.
|
Dlatego tak ważne jest prawidłowe określenie tychże potrzeb na etapie projektu. Konsultanci Ecol-Unicon służą pomocą doradczą na każdym etapie projektu.
Producent gwarantuje pracę urządzenia zgodnie z dostarczaną indywidualną charakterystyką.
Dopuszczalne odchyłki wynoszą 5÷10% - w zależności od zakresu pracy regulatora.
Projektujemy podczyszczalnię ścieków deszczowych odprowadzanych z zanieczyszczonej zlewni miejskiej o następujących parametrach:
Zlewnia zredukowana: F=3,3 ha
Natężenie deszczu obliczeniowego: qo=15 l/s x ha
Natężenie deszczu nawalnego: qmax.=172 l/s x ha (c=5 lat, t=10 min)
Współczynnik opóźnienia (n=6): φ=0,73
Układ terenowy pozwala na wygospodarowanie spadków kanałów i ≈ 1%.
Qmax = 3,3 × 172 × 0,73 = 414,3 ≈ 420 l/s
- maksymalny dopływ w czasie deszczu nawalnego
Qnom= 3,3 × 15 = 49,5 ≈ 50 l/s
- przepływ nominalny – wymagający oczyszczania
Qp= 420 – 50 = 370 l/s
- maksymalna ilość wód kierowana do przelewu
a) Rozwiązanie z krawędzią przelewową i rurą dławiącą
W celu rozdzielenia strugi ścieków wymagających podczyszczenia od nadmiaru wód, które zgodnie z prawem można odprowadzać do odbiornika bez podczyszczania, na dopływie do urządzeń podczyszczających projektujemy rurę dławiącą DN125 o długości 2 m.
W studni rozdziału SR stosujemy krawędź przelewową o długości 2,8 m i wysokości h=0,32m. Gwarantuje to skierowanie do podczyszczalni całości przepływu nominalnego. Jednak podczas przepływów maksymalnych nastąpi spiętrzenie wód na przelewie do wysokości ok. 55 cm od dna studni SR. To z kolei spowoduje zwiększenie strugi ścieków kierowanych do podczyszczalni do ok. 65 l/s. Aby nie dopuścić do przeciążenia urządzeń podczyszczających – jako podczyszczalnię stosujemy osadnik deszczowy o pojemności Vcz=10,5 m³ i separator koalescencyjny o wielkości nominalnej NG=65.
WYMAGANE INWESTYCJE
• budowa studni rozdzielczej SR o średnicy ø min. 3,0 m z krawędzią przelewową L ≥ 2,8 m,
• budowa przewodu przelewowego DN 600 i ≈ 1%,
• zastosowanie urządzeń podczyszczających o przepustowości Q ≥ 65 l/s,
• budowa studni zbiorczej.
ROZWIĄZANIE Z REGULATOREM PRZEPŁYWU MOSABEK
Projektujemy studnię rozdziału SR oraz studnię zbiorczą SZ. Na dopływie do urządzeń podczyszczających stosujemy przewód o przepustowości grawitacyjnej odpowiedniej dla Qnom= 50 dm³/s – zabezpieczony regulatorem przepływu o przepustowości Q=50 dm³/s.
Jako podczyszczalnię stosujemy osadnik deszczowy o pojemności Vcz=9,0 m³ i separator koalescencyjny o wielkości nominalnej NG=50.
Na wysokości 1-2 cm powyżej pierwszego maksimum przepływu na charakterystyce regulatora(w danym przykładzie
– ok. 46 cm) ze studni rozdzielczej wyprowadzamy rurę przelewową.
Umieszczenie krawędzi rury przelewowej powyżej dna studni rozdzielczej pozwala na ułożenie
przelewu z dużo większym spadkiem (w danym przykładzie – i > 3,4%), a to z kolei pozwalana zmniejszenie średnicy przelewu do DN 500.
WYMAGANE INWESTYCJE
• budowa studni rozdzielczej SR o średnicy ø 1,5 m z regulatorem przepływu Q=50 l/s,
• budowa przewodu przelewowego DN 500 i ≈ 3,4%,u
• zastosowanie urządzeń podczyszczających o przepustowości Q ≥ 50 l/s
• budowa studni zbiorczej
KORZYŚCI
• większa odporność podczyszczalni na kolmatację zanieczyszczeniami stałymi (przekrój
dopływu a nie DN 125),do podczyszczalni DN 300,
• dużo mniejsza średnica studni rozdzielczej (ø 1,5 m, zamiast ø 3 m),
• skuteczne zabezpieczenie przed przeciążeniem podczyszczalni,
• wykorzystanie 100% przepustowości podczyszczalni,
• zmniejszenie wielkości urządzeń podczyszczających przy zachowaniu wszystkich
wymaganych parametrów
.
W dolnej części zlewni posiadamy urządzenia wodne o przepustowości Qmax = 25 l/s.
W związku z wezbraniami występującymi w górnych partiach zlewni, gromadzimy nadmiar wód w zbiorniku retencyjnym o głębokości czynnej H = 3 m.
a) Dławimy odpływ ze zbiornika za pomocą odcinka przewodu kanalizacyjnego ø 150.
Przewód układamy ze standardowym spadkiem i = 5‰. Nasze zadanie polega na tym, aby uzyskać odpływ ze zbiornika nie przekraczał Qmax. Z nomogramów znajdujemy spadek hydrauliczny w przewodzie
ø 150 dla przepływu Qodpł = 25 l/s: iH = 25‰. Stąd długość odcinka przewodu L zapewniająca żądany efekt
dławiący wyniesie:
H = L x (iH - i) /1000 [2]
L = 1000 x H / (iH - i) = 3 x 1000 / (25 - 5) = 150 [3]
Aby uzyskać żądany efekt dławiący musimy zbudować 150 mb kolektora ø 150.
b) Dławimy odpływ ze zbiornika za pomocą kryzy (małego otworu).
Stosujemy kryzę o przepustowości równej Qmax. Zgodnie z zależnościami hydraulicznymi
wypływ przez mały otwór wynosi:
gdzie:
μ = 0,6 - współczynnik wydatku dla małego otworu, g = 9,81 m/s2 - przyspieszenie ziemskie,
A - powierzchnia otworu (kryzy), H = 3 m - wysokość słupa wody w zbiorniku.
Z zależności [1] otrzymujemy wymagana powierzchnię kryzy, a następnie jej średnicę:
Aby uzyskać żądany efekt dławiący musimy zastosować kryzę o średnicy d = 84 mm.
W obydwu zaprezentowanych przykładach, w miarę opadania słupa wody w zbiorniku, odpływze zbiornika będzie malał wg. charakterystyki potęgowej (patrz równanie [1]). Odpływ średni uzyskany przez scałkowanie równania [1], wyniesie:
Qśr= 17 l/s = 68 % Qmax
c) Zamiast dławienia za pomocą kryzy, czy kolektora stosujemy regulator przepływu.
Stosujemy regulator typu CY 750-154/154T o charakterystyce jak na rys. 8.
Dla tego regulatora przepływy charakterystyczne wyniosą : Qmax = 25 l/s, Qśr = 23 l/s.
KORZYŚCI
• stosunkowo duży przekrój otworu odpływowego ø 150 - jak w a;
• pewny efekt dławiący jak dla kryzy d = 84 mm, przy jednoczesnym samooczyszczaniu;
• prosty montaż w istniejących budowlach;
• zbiornik szybciej się opróżnia (sprawniej pracuje), gdyż Qśr = 92 % Qmax
Z
Pojemność retencyjna zbiornika przy różnych sposobach regulacji wypływu
Podobnie jak w zagadnieniu 2. musimy ograniczyć maksymalny chwilowy odpływ ze zlewni deszczowej
do Qmax.= 25 l/s, gdyż dysponujemy tylko taką przepustowością kolektora.
Powierzchnia szczelna zlewni wynosi Fzred. = 1 ha. Projektujemy zbiornik retencyjny odciążający
hydraulicznie wg metody Błaszczyka.
gdzie:
V – pojemność zbiornika w m³;
Q – dopływ ścieków deszczowych;
t – czas dopływu ścieków do zbiornika w min. (zalecane przyjmowanie t = czasowi trwania deszczu miarodajnego);
f(β) – funkcja zależna od stosunku odpływu ze zbiornika (Q1) do dopływu do zbiornika:
β= Q1/Q;
Dopływ do zbiornika:
Q = q x Fzred. l/s [6]
gdzie:
q – natężenie deszczu miarodajnego określonej częstotliwości (l/s x ha);
Fzred– powierzchnia szczelna zlewni (F x Ψ), (ha);
t – czas trwania deszczu miarodajnego (min.) - w metodzie zaleca się przyjmowanie do obliczeń
opadu o czasie trwania t = czasowi dopływu ścieków do zbiornika.
Przyjęto t = 15 min., dla założonego t, natężenia opadu miarodajnego o częstotliwości c = 1
(p = 100%) wyniesie: q = 110 l/s x ha
Dla przyjętych danych z równania [6] otrzymujemy:
Q = 110 l/s x ha x 1 ha = 110 l/s [7]
Wartość Q1 dla zadanej przepustowości kolektora Qmax. będzie zależała od sposobu rozwiązania odpływu ze zbiornika retencyjnego.
a) Dławimy odpływ za pomocą kryzy lub odcinka przewodu (patrz zag. 2.).
Dla maksymalnego napełnienia odpływ ze zbiornika nie może przekroczyć Qmax= 25 l/s.
Zgodnie z obliczeniami z zag. 2., odpływ średni wyniesie: Q1 = 17 l/s,
stąd wartość parametru β = Q1/Q = 17/110 = 0,15.
Po odczytaniu wartości f (β) z nomogramu i podstawieniu do równania [5], otrzymujemy
wymaganą pojemność zbiornika:
V = 65m³/1 ha pow. szczelnej
b) Stosujemy regulator przepływu (jak w zag. 2.).
Odpływ średni ze zbiornika wyniesie Q1 = QŚr. regulatora = 23 l/s.
Stad wartość parametru β = Q1/Q = 23/110 = 0,21.
Po odczytaniu wartości f(β) z nomogramu i podstawieniu do równania [5], otrzymujemy wymaganą pojemność zbiornika:
V = 52 m³/1 ha pow. szczelnej
KORZYŚCI
• przy zastosowaniu regulatora wymagana pojemność zbiornika jest o 20 % mniejsza.
• rozwiązując analogiczne zagadnienia dla opadów o częstotliwościach C = 2, lubC = 5,
oszczędności wynikające z zastosowania regulatorów wynoszą ok. 30 % pojemności zbiornika.
Do kanalizacji sanitarnej obsługującej ok. 500 mieszkańców równoważnych i odprowadzającej ścieki do oczyszczalni o przepustowości:
Qśr.d. = 110 m³/d
Qmax.h = 12 m³/h = 3,3 l/s
dopływają ścieki deszczowe z jednej z posesji. Układ sieci kanalizacyjnej nie pozwala na rozdzielenie ścieków opadowych i sanitarnych. Skutkiem tego w czasie opadów nawalnych do oczyszczalni dopływa dodatkowo
Qdeszcz. = 113 l/s powodując wymywanie zawartości osadnika wstępnego.
a) Rozwiązanie ze zbiornikiem, przelewem burzowym i pompownią.
Przed osadnikiem budujemy zbiornik retencyjny na ścieki opadowe. Ścieki opadowe są oddzielane od ścieków sanitarnych za pomocą przelewu burzowego.
Do oczyszczalni kierujemy Qmax.h = 3.3 l/s a nadmiar ścieków przelewa się przez krawędź przelewu o kształcie praktycznym i jest gromadzony w zbiorniku. W godzinach małych spływów ścieków sanitarnych (np. nocą) zbiornik jest rozładowywany do oczyszczalni za pomocą pompowni.
WYMAGANE INWESTYCJE
• budowa przelewu burzowego o średnicach rur dopływowej i odpływowej (dla Qdeszcz.) ø 400 i długości krawędzi przelewowej b = 2,50 m,
• orientacyjna kubatura budowli żelbetowej: 3 x 1.5 x 1.5 m,
• budowa zbiornika retencyjnego o pojemności V,
• budowa pompowni o przepustowości odpowiadającej przepustowości oczyszczalni, czyli Q ≈ 12 m³/h.
b) Rozwiązanie ze zbiornikiem i regulatorem przepływu.
Budujemy zbiornik retencyjny na ścieki deszczowe, podobnie jak w zag. 4.a), ale ścieki opadowe oddzielamy od ścieków sanitarnych stosując regulator przepływu. Regulator o przepustowości Qreg. = 3.3 l/s = Qmax.h montujemy w studzience przed osadnikiem. Nieco powyżej odpływu osadnika (ok. 40 cm) lokalizujemy odpływ do zbiornika retencyjnego. W czasie spływów deszczowych regulator zatrzyma nadmiar ścieków i wywoła spiętrzenie. Ścieki opadowe dopłyną do zbiornika retencyjnego. Gdy tylko spływ ścieków sanitarnych zmniejszy się poniżej Qmax.h, regulator zacznie automatycznie wpuszczać na oczyszczalnię ścieki opadowe nagromadzone w zbiorniku.
WYMAGANE INWESTYCJE
• zamiast przelewu burzowego – typowa studzienka ø 1200 z odpływem bocznym dla ścieków deszczowych,
• budowa zbiornika retencyjnego o pojemności ok. 0.8 x V.
DODATKOWE KORZYŚCI
• niepotrzebna pompownia, zbiornik rozładuje się samoczynnie.
