{"id":6236,"date":"2019-10-23T18:31:28","date_gmt":"2019-10-23T16:31:28","guid":{"rendered":"https:\/\/informacjainstal.com.pl\/artykul\/transport-osadow-w-kanalizacji-pod-kontrola\/"},"modified":"2020-01-16T08:49:35","modified_gmt":"2020-01-16T07:49:35","slug":"sediment-transportation-in-sewerage-under-control","status":"publish","type":"artykul","link":"https:\/\/informacjainstal.com.pl\/en\/article\/sediment-transportation-in-sewerage-under-control\/","title":{"rendered":"Sediment transportation in sewerage under control"},"content":{"rendered":"\n
\n
\n
\n
\n \n
\n
\n

Wprowadzenie <\/strong><\/p>\n

Osady stanowi\u0105 du\u017ce utrudnienia w eksploatacji sieci kanalizacyjnych i s\u0105 najcz\u0119stsz\u0105 przyczyn\u0105 niedro\u017cno\u015bci kana\u0142\u00f3w, a w wyniku tego niekontrolowanych wyla\u0144, podtopie\u0144 i zrzut\u00f3w przez przelewy burzowe kanalizacji og\u00f3lnosp\u0142awnej [13], [14]. Te ostatnie cz\u0119sto s\u0105 nast\u0119pstwem odk\u0142adania si\u0119 osad\u00f3w w przelewach burzowych, co zwi\u0119ksza krotno\u015b\u0107 ich dzia\u0142ania, a w wyniku tego sumaryczny \u0142adunek zrzucanych do odbiornik\u00f3w zanieczyszcze\u0144. W Polsce niestety najpopularniejsze s\u0105 przelewy burzowe boczne, kt\u00f3re budowano zachowuj\u0105c ten sam spadek dna kana\u0142u wzd\u0142u\u017c kraw\u0119dzi przelewu, co kana\u0142u g\u00f3rnego i nie przewiduj\u0105c \u017cadnego zeskoku przed przelewem. Poniewa\u017c poni\u017cej przelewu kana\u0142 ma mniejszy wymiar wi\u0119c w takim przypadku w czasie pogody bezdeszczowej nape\u0142nienie w nim jest wyra\u017anie wy\u017csze ni\u017c w kanale g\u00f3rnym. Jest to oczywistym powodem powstawania cofki i zatrzymywania osadu wzd\u0142u\u017c kraw\u0119dzi przelewu. Stosowana popularnie w Niemczech znacznie lepsza konstrukcja przelewu z rur\u0105 d\u0142awi\u0105c\u0105 uwzgl\u0119dnia zeskok przy przej\u015bciu z kana\u0142u do tej rury, tak aby uniemo\u017cliwi\u0107 powstanie pi\u0119trzenia \u015bciek\u00f3w powy\u017cej w czasie pogody bezdeszczowej.<\/p>\n

Pisz\u0105c o osadach \u015bciekowych konieczne jest rozpocz\u0119cie od stwierdzenia, \u017ce nie jest mo\u017cliwe ca\u0142kowite ich wyeliminowanie z kanalizacji i \u017ce zawsze b\u0119d\u0105 takie miejsca, z kt\u00f3rych zajdzie konieczno\u015b\u0107 usuwania osad\u00f3w metodami hydraulicznymi, lub mechanicznymi. W kanalizacji wyst\u0119puj\u0105 wysoce organiczne osady, kt\u00f3re s\u0105 transportowane przez ca\u0142\u0105 dob\u0119 ze zmienn\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105 przesuwania si\u0119, takie kt\u00f3re w okresie niskich nocnych przep\u0142yw\u00f3w zatrzymuj\u0105 si\u0119, ale przesuwaj\u0105 w czasie wi\u0119kszych przep\u0142yw\u00f3w dziennych i takie, kt\u00f3re w czasie pogody bezdeszczowej w kanalizacji og\u00f3lnosp\u0142awnej s\u0105 akumulowane i erodowane dopiero w czasie nawalnych opad\u00f3w deszczu. Dotyczy to w mniejszym stopniu r\u00f3wnie\u017c kanalizacji bytowo-gospodarczej, do kt\u00f3rej niemal z regu\u0142y w czasie deszczu dostaj\u0105 si\u0119 wody infiltracyjne i przypadkowe. Najlepszym rozwi\u0105zaniem jest takie projektowanie kana\u0142\u00f3w, aby osady by\u0142y transportowane w nich chocia\u017cby raz na dob\u0119. Cz\u0119\u015b\u0107 osad\u00f3w jest bowiem kohezyjna, to znaczy taka, i\u017c w czasie zalegania w kanale zachodz\u0105 w nich procesy zmieniaj\u0105ce w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne i utrudniaj\u0105ce usuni\u0119cie ich z miejsca zalegania. Te osady po d\u0142u\u017cszym przebywaniu w kanalizacji og\u00f3lnosp\u0142awnej mog\u0105 sta\u0107 si\u0119 na tyle sp\u00f3jne, \u017ce \u017caden du\u017cy przep\u0142yw w czasie intensywnych opad\u00f3w ich ju\u017c nie wyp\u0142ucze. W literaturze anglosaskiej dotycz\u0105cej transportu osad\u00f3w u\u017cywana jest terminologia oparta na s\u0142ownictwie stosowanym do opisu transportu rumoszu w potokach i stosuje si\u0119 okre\u015blenia \u201etransport osad\u00f3w zawieszonych\u201d oraz \u201etransport osad\u00f3w wleczonych\u201d. Ten drugi odbywa si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 znacznie mniejsz\u0105 od pr\u0119dko\u015bci przep\u0142ywu \u015bciek\u00f3w.<\/p>\n

W Wielkiej Brytanii utar\u0142 si\u0119 podzia\u0142 osad\u00f3w na nast\u0119puj\u0105ce kategorie [15], [2], [6] [7]:<\/p>\n

A \u2013 mineralny gruboziarnisty bez w\u0142a\u015bciwo\u015bci kohezyjnych,<\/p>\n

B \u2013 r\u00f3wnie\u017c mineralny i gruboziarnisty jak \u201eA\u201d ale sklejony ropopochodnymi,<\/p>\n

C \u2013 organiczny, drobnoziarnisty, przesuwaj\u0105cy si\u0119 po powierzchni osad\u00f3w A oraz B,<\/p>\n

D \u2013 organiczny osad narastaj\u0105cy na \u015bcianach kana\u0142\u00f3w,<\/p>\n

E \u2013 drobnoziarniste osady, a wi\u0119c zawieraj\u0105ce wi\u0119cej metali ci\u0119\u017ckich, kt\u00f3re odk\u0142adaj\u0105 si\u0119 w zbiornikach retencyjnych. Klasyfikacj\u0119 t\u0119 zaproponowano uzupe\u0142ni\u0107 [7], [8] o dwa bardzo charakterystyczne i r\u00f3\u017cni\u0105ce si\u0119 zasadniczo od wszystkich innych rodzaje osad\u00f3w, a mianowicie o osady:<\/p>\n

F \u2013 t\u0142uszczowe naro\u015bla na sklepieniach kana\u0142\u00f3w ci\u015bnieniowych<\/p>\n

G \u2013 zatrzymane we wpustach deszczowych wyposa\u017conych w cz\u0119\u015b\u0107 osadow\u0105.<\/p>\n

Najwi\u0119ksze st\u0119\u017cenia zanieczyszcze\u0144 organicznych wyst\u0119puj\u0105 w osadach C, kt\u00f3rych ChZT wynosi kilka tysi\u0119cy mg O2\/ dm3, a wi\u0119c kilka gram\u00f3w na litr. Osady te przesuwaj\u0105 si\u0119 po powierzchni osad\u00f3w A i B nawet w czasie pogody bezdeszczowej. Jednak\u017ce zazwyczaj w kanalizacji dominuj\u0105 osady A oraz B i w zwi\u0105zku z tym w nich jest zgromadzony najwi\u0119kszy \u0142adunek ChZT, chocia\u017c st\u0119\u017cenia zanieczyszcze\u0144 s\u0105 znacznie mniejsze ni\u017c w osadach C [17].<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n

\n
\n
\n \n
\n
\n

W\u0142a\u015bciwo\u015bci<\/strong> osad\u00f3w<\/strong><\/p>\n

Osad D na \u015bcianach kana\u0142\u00f3w tworz\u0105 zwi\u0105zki organiczne. Odk\u0142ada si\u0119 on poni\u017cej oraz w obszarze waha\u0144 zwierciad\u0142a \u015bciek\u00f3w w kana\u0142ach. Chocia\u017c jego grubo\u015b\u0107 jest nieznaczna i zazwyczaj nie przekracza 2mm to jednak wyst\u0119puj\u0105 w nim warunki beztlenowe i w zwi\u0105zku z tym w tej cz\u0119\u015bci biofilmu, kt\u00f3ra znajduje si\u0119 poni\u017cej zwierciad\u0142a \u015bciek\u00f3w dochodzi do redukcji siarki z siarczan\u00f3w do siarczk\u00f3w. W wyniku tej redukcji siarka zmienia warto\u015bciowo\u015b\u0107 z +6 na \u20132 i dostaje si\u0119 do \u015bciek\u00f3w, w kt\u00f3rych pozostaje albo w postaci gazowego siarkowodoru H2S , albo jonu HS-, albo w postaci siarczku \u017celaza FeS. [9], [10], [11]. Pomimo wyst\u0119powania w przep\u0142ywaj\u0105cych \u015bciekach warunk\u00f3w anoksycznych redukcja w nich siarki jest znacznie mniejsza ni\u017c w biofilmie, gdy\u017c brakuje w nich du\u017cej liczebno\u015bci redukuj\u0105cych siark\u0119 mikroorganizm\u00f3w. Dlatego wszystkie wzory opisuj\u0105ce kinetyk\u0119 redukcji siarki w ci\u015bnieniowych i grawitacyjnych kana\u0142ach \u015bciekowych bior\u0105 pod uwag\u0119 powierzchni\u0119 \u015bcian, na kt\u00f3rych narasta biofilm, a nie obj\u0119to\u015b\u0107 wype\u0142niaj\u0105cych kana\u0142 \u015bciek\u00f3w. Tak wi\u0119c osady w kanalizacji to nie tylko kwestia zmniejszonej dro\u017cno\u015bci kana\u0142\u00f3w, ale r\u00f3wnie\u017c korozji siarczanowej oraz wytwarzania odor\u00f3w, albowiem siarkowod\u00f3r nale\u017cy do najsilniejszych z nich. To r\u00f3wnie\u017c problem zagro\u017cenia \u017cycia pracownik\u00f3w schodz\u0105cych do kanalizacji gdy\u017c siarkowod\u00f3r jest toksyczny, powy\u017cej st\u0119\u017cenia 400ppm szybko prowadzi do pora\u017cenia nerw\u00f3w w\u0119chowych, przez co przestaje by\u0107 wyczuwalny zmys\u0142ami powonienia, a powy\u017cej 1000ppm po pewnym czasie powoduje zatrzymanie oddechu i w rezultacie tego \u015bmier\u0107. Wymagane przepisami BHP detektory gaz\u00f3w, b\u0119d\u0105ce na niezb\u0119dnym wyposa\u017ceniu os\u00f3b schodz\u0105cych do kana\u0142\u00f3w, mierz\u0105 mi\u0119dzy innymi st\u0119\u017cenie siarkowodoru w powietrzu i po przekroczeniu 10ppm rozpoczynaj\u0105 alarm d\u017awi\u0119kowy.<\/p>\n

Drobnoziarniste osady E charakteryzuj\u0105 si\u0119 szczeg\u00f3lnie du\u017cym rozdrobnieniem, a w zwi\u0105zku z tym du\u017c\u0105 powierzchni\u0105 ziaren w jednostce obj\u0119to\u015bci co powoduje, \u017ce s\u0105 one podatne na adsorpcj\u0119 trudnorozpuszczalnych zanieczyszcze\u0144 organicznych i metali ci\u0119\u017ckich. Z uwagi na wysokie st\u0119\u017cenie tych metali mo\u017ce by\u0107 konieczne deponowanie tego osadu na sk\u0142adowiskach odpad\u00f3w niebezpiecznych. Ma\u0142e wymiary cz\u0105stek fazy sta\u0142ej w osadach zalegaj\u0105cych w zbiornikach retencyjnych \u015bciek\u00f3w wynikaj\u0105 st\u0105d, \u017ce te grubsze osadzi\u0142y si\u0119 ju\u017c wcze\u015bniej w kana\u0142ach po\u0142o\u017conych powy\u017cej.<\/p>\n

Osady F powstaj\u0105 w wyniku wyp\u0142ywania do g\u00f3ry t\u0142uszczy w przewodach t\u0142ocznych pompowni, w wyniku czego sklepienia kana\u0142\u00f3w staj\u0105 si\u0119 t\u0105 cz\u0119\u015bci\u0105 kana\u0142\u00f3w, kt\u00f3ra obrasta osadami.<\/p>\n

Osady we wpustach deszczowych i zachodz\u0105ce w nich przemiany by\u0142y szczeg\u00f3\u0142owo badane przez Clegg, Forster i Crabtree [5]. Sk\u0142ad ich zale\u017cy od pory roku i od tego czy s\u0105 wybierane. W okresie wiosennym mog\u0105 by\u0107 niemal wy\u0142\u0105cznie mineralne, ale w okresie jesieni dostaje si\u0119 do nich du\u017co li\u015bci, co powoduje, \u017ce st\u0119\u017cenie zwi\u0105zk\u00f3w organicznych przekracza w\u00f3wczas 10% wagowo masy suchego osadu. Zagniwaj\u0105cy w osadnikach wpust\u00f3w deszczowych osad jest przyczyn\u0105 zwi\u0119kszenia zanieczyszcze\u0144 wody nadosadowej i przez to mo\u017ce powodowa\u0107 zrzut du\u017cych \u0142adunk\u00f3w zanieczyszcze\u0144 do sieci kanalizacyjnej na samym pocz\u0105tku deszczu. Wsp\u00f3\u0142cze\u015bnie wpusty deszczowe cz\u0119sto wyposa\u017ca si\u0119 w perforowane wiadra, z kt\u00f3rych \u0142atwo mo\u017cna usun\u0105\u0107 li\u015bcie i \u017cwir.<\/p> <\/div>\n<\/div>\n

\n
\n \n
\n
\n

Osady wleczone<\/strong><\/p>\n

Obserwacje przeprowadzone kamer\u0105 usadowion\u0105 nad dnem du\u017cego kana\u0142u og\u00f3lnosp\u0142awnego [1] pokaza\u0142y, \u017ce st\u0119\u017cenie cz\u0105stek fazy sta\u0142ej gwa\u0142townie ro\u015bnie tu\u017c ponad dnem kana\u0142u. Wy\u017cej te\u017c nie jest ono sta\u0142e, ale zmiany s\u0105 mniej zauwa\u017calne. Bardzo blisko dna wyst\u0119puje jeszcze jeden wzrost st\u0119\u017cenia fazy sta\u0142ej, tym razem zwi\u0105zany z przynajmniej czasowo nieruchomym osadem, kt\u00f3ry zalega na dnie kana\u0142u. Transport zawiesiny w warstwie po\u0142o\u017conej pomi\u0119dzy tymi dwoma poziomami zag\u0119szczenia fazy sta\u0142ej okre\u015bla si\u0119 mianem transportu przydennego i wi\u0105\u017ce z wyst\u0119powaniem takich zjawisk jak toczenie, przesuwanie i saltacja. Warstwa ta jest w du\u017cej cz\u0119\u015bci organiczna, a wi\u0119c charakteryzuje si\u0119 wysokimi warto\u015bciami ChZT, BZT5 i NH4 +, co przedstawiono na przyk\u0142adzie bada\u0144 [1] przeprowadzonych w czasie pogody bezdeszczowej w kana\u0142ach og\u00f3lnosp\u0142awnych, kt\u00f3rych spadki i wymiary oraz liczb\u0119 u\u017cytkownik\u00f3w przedstawiono w tabeli 1.<\/p>\n

Jak wynika z tabel 2,3 osady przydenne pobierane z pu\u0142apki zainstalowanej w dnie kana\u0142u 1 o spadku prawie dziesi\u0119ciokrotnie wi\u0119kszym od spadku kana\u0142\u00f3w wyposa\u017conych w stanowiska 2,3 charakteryzowa\u0142y si\u0119 wi\u0119ksz\u0105 \u015brednic\u0105 d50 cz\u0119\u015bci nieorganicznych, wi\u0119ksz\u0105 g\u0119sto\u015bci\u0105 w\u0142a\u015bciw\u0105 w stanie uwodnionym, mniejsz\u0105 procentow\u0105 zawarto\u015bci\u0105 substancji lotnych i mniejszymi warto\u015bciami parametr\u00f3w jako\u015bciowych ChZT, BZT5. Wszystkie wyszczeg\u00f3lnione tutaj w\u0142a\u015bciwo\u015bci osad\u00f3w mo\u017cna wyt\u0142umaczy\u0107 wi\u0119kszymi pr\u0119dko\u015bciami sedymentacji, kt\u00f3re s\u0105 niezb\u0119dne, aby cz\u0105stka zosta\u0142a zatrzymana w kanale po\u0142o\u017conym ze znacznie wi\u0119kszym spadkiem, a wi\u0119c wi\u0119kszym udzia\u0142em procentowym ziaren piasku. Jednak\u017ce z przedstawionych w tabelach 1,2,3 danych wynika, \u017ce st\u0119\u017cenie azotu amonowego by\u0142o najwy\u017csze w\u0142a\u015bnie w pr\u00f3bach pobranych z pu\u0142apki 1. W przypadku azotu amonowego warto\u015bci podane w tabeli 3 dla \u015bciek\u00f3w i dla osad\u00f3w s\u0105 znacznie bardziej zbli\u017cone do siebie ni\u017c w przypadku ChZT, czy BZT5. Nieznacznie wy\u017csz\u0105 warto\u015b\u0107 tego st\u0119\u017cenia w osadach z pu\u0142apki 1 mo\u017cna wyt\u0142umaczy\u0107 tym, \u017ce jak wiadomo azot amonowy wyst\u0119puje w du\u017cej cz\u0119\u015bci w postaci rozpuszczonej, a jego st\u0119\u017cenie mo\u017ce by\u0107 wy\u017csze w mniejszych kana\u0142ach z uwagi na mniejszy udzia\u0142 w\u00f3d infiltracyjnych. Wyprowadzanie takich hipotez na podstawie s\u0142abo udokumentowanych r\u00f3\u017cnic jest o tyle niebezpieczne, i\u017c warto\u015bci ChZT, BZT5, N-NH4 + zmieniaj\u0105 si\u0119 w \u015bciekach w r\u00f3\u017cny spos\u00f3b wraz ze zmianami nat\u0119\u017ce\u0144 przep\u0142ywu, a wi\u0119c prawdopodobnie r\u00f3wnie\u017c w r\u00f3\u017cny spos\u00f3b w osadach dennych. Krzywa opisuj\u0105ca w dobie iloraz ChZT\/ChZT\u015br jest bardzo podobna do tej, kt\u00f3ra opisuje iloraz chwilowej warto\u015bci przep\u0142ywu do jego warto\u015bci \u015bredniodobowej.<\/p>\n

Na podstawie opisanych powy\u017cej bada\u0144 polowych Arthur S. oraz Ashley R.M. [1] podj\u0119li pr\u00f3b\u0119 utworzenia matematycznego opisu transportu osadu wleczonego w czasie pogody bezdeszczowej w postaci r\u00f3wnania (1). Jednak\u017ce skorzystali w tym celu wy\u0142\u0105cznie z pu\u0142apki nr3, a wi\u0119c r\u00f3wnanie to nie opisuje transportu osadu przydennego w kanale o stukrotnie wi\u0119kszym spadku, na kt\u00f3rym za\u0142o\u017cona zosta\u0142a pu\u0142apka 1. Autorzy r\u00f3wnania (1) dysponowali 31 pr\u00f3bami zar\u00f3wno osad\u00f3w przydennych jak i \u015bciek\u00f3w, z kt\u00f3rych 19 par zosta\u0142o u\u017cytych do wyznaczenia wsp\u00f3\u0142czynnik\u00f3w wyst\u0119puj\u0105cych w r\u00f3wnaniu (1), a 12 par do sprawdzenia ich poprawno\u015bci, w tym do okre\u015blenia zakresu b\u0142\u0119du w obliczanej warto\u015bci Cv.<\/p>\n

\\\"\\\"<\/p>\n

\u00a0<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n

\n \n
\n
\n \n \"Tabela <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Tabela 4
Pr\u0119dko\u015bci sedymentacji w \u015bciekach i w zawiesinach wytworzonych z osad\u00f3w wed\u0142ug bada\u0144\nopisanych w pracy S. Michelbach, C.Wohrle [16] <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Tabela <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Tabela 3.
Por\u00f3wnanie zakresu parametr\u00f3w osadu przydennego w kolektorze og\u00f3lnosp\u0142awnym na stanowisku\nnr3 z tymi samymi parametrami w \u015bciekach z okresu bezdeszczowego [1]. Dane o kolektorach\nw kt\u00f3rych prowadzono pomiary zebrane s\u0105 w tabeli 1 <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Tabela <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Tabela 2
Charakterystyka osad\u00f3w transportowanych przy dnie trzech kana\u0142\u00f3w, kt\u00f3rych parametry\nprzedstawiono w tabeli 1 [1] <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Tabela <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Tabela 1
Dane o wielko\u015bci kana\u0142\u00f3w podane za ksi\u0105\u017ck\u0105 [7], w kt\u00f3rych prowadzone by\u0142y pomiary w\u0142a\u015bciwo\u015bci\nosadu przydennego badanego w pracach [1], [3] <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n
\n
\n
\n \n
\n
\n

\u00a0<\/p>\n

W r\u00f3wnaniu (1) wprowadzono nast\u0119puj\u0105ce oznaczenia:<\/p>\n

Cv \u2013 iloraz transportowanej suchej masy osadu przydennego do masy \u015bciek\u00f3w,<\/p>\n

I \u2013 intensywno\u015b\u0107 opad\u00f3w dla uprzedniego deszczu [mm\/h],<\/p>\n

tost \u2013 czas od pocz\u0105tku ostatniego opadu [h],<\/p>\n

Host \u2013 wysoko\u015b\u0107 uprzedniego opadu [mm],<\/p>\n

yo \u2013 wysoko\u015b\u0107 nape\u0142nienia kana\u0142u [m],<\/p>\n

ymax \u2013 najwi\u0119ksza mo\u017cliwa wysoko\u015b\u0107 nape\u0142nienia kana\u0142u [m],<\/p>\n

\u03c4\u03bf \u2212 \u015brednia warto\u015b\u0107 napr\u0119\u017cenia \u015bcinaj\u0105cego na granicy kana\u0142 \u2013 \u015bcieki [N\/m2],<\/p>\n

\u03c4\u03b2 \u2013 napr\u0119\u017cenie \u015bcinaj\u0105ce na granicy dno kana\u0142u \u2013 \u015bcieki [N\/m2],<\/p>\n

\u03c1d \u2013 g\u0119sto\u015b\u0107 suchego osadu przydennego [kg\/m3],<\/p>\n

\u03c1w \u2013 g\u0119sto\u015b\u0107 wody [kg\/m3].<\/p>\n

Chocia\u017c wed\u0142ug autor\u00f3w [1] wyznaczone przy pomocy r\u00f3wnania (1) warto\u015bci Cv zawieraj\u0105 si\u0119 w granicy \u201350% do +100% b\u0142\u0119du wzgl\u0119dnego, to jednak\u017ce zosta\u0142o ono wyprowadzone na podstawie pomiar\u00f3w przeprowadzonych na pojedynczym kanale i ponadto uwzgl\u0119dnia parametry trudne, o ile nie niemo\u017cliwe, do zmierzenia w warunkach polowych. Podane w tym r\u00f3wnaniu wsp\u00f3\u0142czynniki prawdopodobnie ka\u017cdorazowo zale\u017c\u0105 od miejsca wykonywania pomiar\u00f3w. Pr\u00f3by potwierdzenia prawid\u0142owo\u015bci budowy tego r\u00f3wnania przeprowadzone w g\u0142\u00f3wnych kolektorach miasta Krakowa [7] nie potwierdzi\u0142y s\u0142uszno\u015bci tego r\u00f3wnania, do czego mog\u0142y si\u0119 jednak przyczyni\u0107 trudno\u015bci pomiarowe, a w szczeg\u00f3lno\u015bci rozstrzygni\u0119cie na jakiej wysoko\u015bci powy\u017cej dna wyst\u0119puje jeszcze transport osadu przydennego.<\/p> <\/div>\n<\/div>\n

\n
\n \n
\n
\n

Pu\u0142apki na<\/strong> osady<\/strong><\/p>\n

Do konstruowania pu\u0142apki na osady wa\u017cnym parametrem jest pr\u0119dko\u015b\u0107 sedymentacji tych ziaren fazy sta\u0142ej, kt\u00f3re chcemy usun\u0105\u0107 ze \u015bciek\u00f3w. W niekt\u00f3rych krajach osady \u015bciekowe znacznie r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 pomi\u0119dzy sob\u0105. Przyk\u0142adowo we Francji i w U.S.A. powszechnie stosuje si\u0119 pod zlewozmywakami urz\u0105dzenia do mielenia odpad\u00f3w warzywnych, kt\u00f3re s\u0105 po zmieleniu transportowane kanalizacj\u0105 do oczyszczalni \u015bciek\u00f3w. Innym powodem r\u00f3\u017cnic w jako\u015bci \u015bciek\u00f3w s\u0105 r\u00f3\u017cnice klimatyczne pomi\u0119dzy poszczeg\u00f3lnymi krajami. Co wi\u0119cej, w Polsce dosz\u0142o od 1989 roku do radykalnej zmiany parametr\u00f3w \u015bciek\u00f3w bytowo \u2013 gospodarczych gdy\u017c od tego czasu do chwili obecnej \u015brednie zu\u017cycie dobowe wody w gospodarstwach domowych spad\u0142o niemal dwu i p\u00f3\u0142krotnie. \u0141adunki zanieczyszcze\u0144 transportowane \u015bciekami spad\u0142y znacznie mniej ni\u017c przep\u0142ywy, a to oznacza i\u017c kana\u0142ami p\u0142yn\u0105 \u015bcieki bardziej st\u0119\u017cone. W tym artykule korzystamy wy\u0142\u0105cznie z danych pochodz\u0105cych z tej samej strefy klimatycznej, a zmiany w czasie s\u0105 nieuchronne i gwa\u0142towne w kanalizacji og\u00f3lnosp\u0142awnej.<\/p>\n

Jednym ze sposob\u00f3w przep\u0142ukania sieci mo\u017ce by\u0107 budowa zamkni\u0119\u0107 (bramek), kt\u00f3rymi skierowuje si\u0119 \u015bcieki inn\u0105 drog\u0105 do oczyszczalni. W ten spos\u00f3b raz na pewien czas mo\u017cna doprowadzi\u0107 do przep\u0142ukania przewody kanalizacyjne znacznie wi\u0119ksz\u0105 ilo\u015bci\u0105 \u015bciek\u00f3w ni\u017c nimi zazwyczaj p\u0142ynie. Jest to w znacznie wi\u0119kszej skali odmiana metody na przep\u0142ukanie kr\u00f3tkiego kana\u0142u przez zablokowanie odp\u0142ywu w studzience powy\u017cej i po zgromadzeniu w niej \u015bciek\u00f3w odblokowanie wyp\u0142ywu z niej. Inn\u0105 metod\u0105 ochrony kana\u0142\u00f3w jest stosowanie pu\u0142apek na osady. Dla umo\u017cliwienia ich opr\u00f3\u017cniania stosuje si\u0119 najkr\u00f3tsze, jak to tylko mo\u017cliwe, obej\u015bcia zamykane i otwierane dwoma furtkami. Furtki te zbudowane s\u0105 w taki spos\u00f3b, \u017ce ka\u017cda z nich le\u017cy po przeciwnej stronie obej\u015bcia i r\u00f3wnocze\u015bnie po przeciwnej stronie pu\u0142apki na osady. W jednej pozycji ka\u017cda z furtek r\u00f3wnocze\u015bnie otwiera obej\u015bcie i zamyka dop\u0142yw do pu\u0142apki, a w drugiej pozycji otwiera przep\u0142yw przez pu\u0142apk\u0119 i zamyka dop\u0142yw do obej\u015bcia. Pogl\u0105dowy rysunek instalacji pu\u0142apki na osady z obej\u015bciem pokazano na rysunku 1.<\/p>\n

\u00a0<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n

\n \n
\n
\n \n \"Rys. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Rys. 3
\nPu\u0142apka na osady w stylu francuskim <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Rys. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Rys. 2
\nPu\u0142apka na osady w stylu angielskim <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Rys. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Rys. 1
\nPogl\u0105dowy rysunek instalacji pu\u0142apki na kanale\nog\u00f3lnosp\u0142awnym <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n
\n
\n
\n \n
\n
\n

\u00a0<\/p>\n

Popularne w Europie s\u0105 dwa rodzaje pu\u0142apek, a mianowicie odmiana angielska i francuska [12]. Pierwsz\u0105 z nich przedstawiono na rysunku 2, a drug\u0105 na rysunku 3. Ta pierwsza stosowana by\u0142a ju\u017c w czasach wiktoria\u0144skich i okaza\u0142a si\u0119 by\u0107 ma\u0142o efektywna, albowiem najpierw zatrzymuje osad z du\u017c\u0105 efektywno\u015bci\u0105, \u0142\u0105cznie z tym drobnym, kt\u00f3rego zatrzymanie jest niecelowe. Nast\u0119pnie w miar\u0119 nape\u0142niania si\u0119 pu\u0142apki efektywno\u015b\u0107 zatrzymywania osadu najpierw nieznacznie, a p\u00f3\u017aniej gwa\u0142townie, zaczyna spada\u0107. Jednocze\u015bnie zmienia si\u0119 sk\u0142ad granulometryczny zatrzymanego osadu. Zaczyna przewa\u017ca\u0107 osad grubszy. W pracy [12] podano jak uziarnienie osadu zmienia\u0142o si\u0119 w funkcji wysoko\u015bci pu\u0142apki za\u0142o\u017conej na kanale og\u00f3lnosp\u0142awnym miasta Dundee, w Szkocji. Wyra\u017anie mo\u017cliwe by\u0142o rozdzielenie osad\u00f3w grubiej ziarnistych trafiaj\u0105cych do pu\u0142apki w okresie deszczu od osad\u00f3w bardziej organicznych pochodz\u0105cych z okres\u00f3w bezdeszczowych. Og\u00f3lnie stwierdzono ma\u0142\u0105 przydatno\u015b\u0107 badanej pu\u0142apki. Cz\u0119\u015bciowo wynika\u0142a ona z porcjowego podawania \u015bciek\u00f3w przewodem ci\u015bnieniowym, tak i\u017c zdarza\u0142y si\u0119 okresy, w kt\u00f3rych pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015brednia przep\u0142ywu nad pu\u0142apk\u0105 nie przekracza\u0142a 1cm\/s. Usuni\u0119cie tej niedogodno\u015bci poprawi\u0142o co prawda efektywno\u015b\u0107 dzia\u0142ania pu\u0142apki, lecz nie na tyle, aby jej okresowe opr\u00f3\u017cnianie mo\u017cna by\u0142o uzna\u0107 za op\u0142acalne. Pu\u0142apka nape\u0142nia\u0142a si\u0119 w ci\u0105gu tygodnia. Dlatego poddano testom pu\u0142apk\u0119 typu francuskiego pokazan\u0105 na rysunku 3. W tym typie pu\u0142apki komora osadowa jest przykryta otwieranymi klapami tak, \u017ce do opadania na dno tej komory pozostaje szczelina u\u0142o\u017cona poprzecznie do kierunku przep\u0142ywu \u015bciek\u00f3w w kanale. Szeroko\u015b\u0107 tej szczeliny wynosi zazwyczaj od 10cm do 30cm i jest dobierana do warunk\u00f3w lokalnych, to znaczy: frakcji uziarnienia osadu, kt\u00f3r\u0105 chcemy zatrzyma\u0107, spadku kana\u0142u i wyst\u0119puj\u0105cych w nim pr\u0119dko\u015bci przep\u0142ywu. W omawianym przypadku zlewni na podstawie oblicze\u0144 wybrano szeroko\u015b\u0107 szczeliny 250mm. Obliczenia takie mo\u017cna prowadzi\u0107 wy\u0142\u0105cznie stosuj\u0105c specjalistyczne oprogramowanie i w dodatku zak\u0142adaj\u0105c parametry cia\u0142 sta\u0142ych wleczonych po dnie kana\u0142u, co z g\u00f3ry nie jest znane na etapie projektowania. Jednak zakres szeroko\u015bci szczeliny pomi\u0119dzy 10cm a 30 cm jest niedu\u017cy i mo\u017ce by\u0107 \u0142atwo konstrukcyjnie zmniejszony ju\u017c po wybudowaniu pu\u0142apki.<\/p>\n

Stosowanie pu\u0142apek na osady jest celowe w odniesieniu do eliminacji kamieni, fragment\u00f3w cegie\u0142 lub betonu. Usuwanie zwyk\u0142ych osad\u00f3w wymaga cz\u0119stego opr\u00f3\u017cniania pu\u0142apki, co jest kosztowne i uci\u0105\u017cliwe, szczeg\u00f3lnie gdy jest ona zlokalizowana w centrum miasta.<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n

\n
\n
\n \n
\n
\n

Wnioski<\/strong><\/p>\n