L4. Reproiectarea unui sistem de canalizare n varianta ...users. cteodor/RMSCI/L4_RMSCI_ 133-2013-Normativ privind proiectarea, execuţia şi exploatarea sistemelor de alimentare cu apă şi canalizare a localităţilor. Vol.1;

  • Published on
    07-Feb-2018

  • View
    213

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

  • 1

    L4. Reproiectarea unui sistem de canalizare n varianta optimizat

    1. Generaliti

    Optimizarea sistemelor de canalizare se realizeaz prin:

    - Formarea i utilizarea de baze de date referitoare la debite de ap uzat, precipitaii, poluani;

    - Utilizarea modelrii i simulrii statice, dinamice n proiectarea sistemelor de canalizare, utilizarea programului de modelare Sewer GEMS pentru toate tipurile de sisteme de canalizare;

    - Reducerea debitelor de ape meteorice colectate, prin infiltrarea n sol a debitelor; - Utilizarea de materiale moderne n construcia colectoarelor i asigurarea reelelor de

    canalizare etane: o tuburi de polietilen riflat; o tuburi de canalizare din PAFS; o tuburi de canalizare din PVC; o lungimi de 6 12 m la tuburi pentru asigurarea pantei; o mbinri prin mufe i garnituri din cauciuc pentru asigurarea etaneitii;

    - Procedeele de canalizare s in seama de posibilitile de colectare, epurare, evacuare ap uzat n emisari.

    2. Date iniiale S se reproiecteze un sistem de canalizare optimizat utilizat la o localitate cu:

    - n = 300 locuitori; - N= 72 locuine; - o ntreprindere care deverseaz ap uzat cu un debit orar maxim de Q uz orar maxim = 0,2 l /s ap uzat; - localitatea este repartizat pe o suprafa de 20 ha, lungimea maxim pe drumul

    principal 1,2 km pe un teren cu denivelri de maxim 3,2 m; Numr de locuitori echivaleni /locuin 300 : 72 = 4,16. Lungimea conductei L = 1200 m; Densitatea apei uzate = 1130 kg/m3; Planul localitii scara 1:500 Caracteristici topometrice Soluia de evacuare a apelor uzate colectate - staie de epurare Starea drumurilor locale oseaua principal asfaltat, drumurile laterale neasfaltate; Limea oselei 6 m, a drumurilor laterale 4,2 m; Reele edilitare reea de conducte alimentare cu ap potabil; Surs de curent electric: 380 V, de la sistemul energetic naional.

    3. Analiza elementelor iniiale Debitul de ap potabil - se consider a fi de qs= 180 l/loc.zi conform STAS 1343/1-1995 respectiv, 180: 24 h= 7,5 l/h, respectiv 7,5: 60 minute = 0,125 l/minut. Coeficientul de variaie zilnic kzi = 1,35; Coeficientul de variaie orar ko= 1,15; Debitul mediu zilnic Qzi med = (qsn)/1000 = 54 m3/zi = 0,625 l/s; Debitul zilnic maxim Qzi max= Qzi mediu kzi= 541,35 = 72,9 m3/zi = 0,843 l/s; Debitul orar maxim Qorar max=( Qzi maxko)/24 = (72,9 1,15 )/24= 3,49 m3/h= 0,969l/s;

  • 2

    Debitul de ap uzat evacuat la canal Debitul total orar maxim Quz orar max = Qorar max + Quz orar maxim = 0,969 + 0,2 = 1,169 l/s; Debitul total orar minim Quz orar min= pQzi max + Quz orar max=0,18 0,969+0,2= 0,374 l/s; Se va lucra cu debitul total orar maxim. Acest debit se poate majora cu 20 40% n funcie de perspectivele de dezvoltare ale localitii. Sistemul de canalizare va fi un sistem de canalizare care s evite depunerile i amplasarea la adncimi mari (6 m). Se compune parial din sistem gravitaional cuplat cu sistem de canalizare vacuumat. Reeaua de canalizare este o reea n sistem separativ. Aceste sistem are patru avantaje: este simplu, ecologic, modern, economic. O schem simpl este prezentat n figura 1.

    1 2 3 4 5 6 7 8 Fig.1. Schema unui sistem de canalizare prin vacuum: 1- racord canal gravitaional; 2- cmin colector; 3- supap de vacuum; 4- reea conducte sub vid; 5- tablou electric; 6 rezervor de vid (ap uzat); 7- pomp centrifug ap uzat; 8- pomp de vid; Elementele componente ale reelei de canalizare sunt:

    - Conducte i racorduri gravitaionale de la productorii de ape uzate; - cmine colectoare dotate cu supape de vacuum; - reele de conducte cu funcionare la presiunea mai mic dect presiunea atmosferic,

    pv = 0,30,7 bari; - tuburi de inspecie i cmine de vane de izolare montate pe reeaua de conducte

    vacuumate; - rezervoare vacuumate de ap uzat, pompe de vid, pompe de ape uzate; - instalaie de automatizare.

    n cminul colector este montat supapa de vacuum care la ridicarea nivelului de ape uzate la comanda tubului senzor se deschide automat, iar presiunea atmosferic din cmin mpinge apa uzat cu vitez mare, 20 km/h, n conducta colectoare care are o presiune interioar absolut de 0,30,5 bari ( vid 0,50,7 bari). Diferena de presiune prezent n conducta vacuumat transport amestecul de bule de aer i lichid la rezervorul din staia de vid. n 35 secunde din cminul colector se aspir circa 40 litri ap uzat, urmat de 200300 litri aer timp de 35 secunde. Acest dop de aer mpinge dopul de ap uzat prin

  • 3

    conducta colectoare la rezervorul de vacuum. Ciclul se repet la 30 secunde, ntr-o or se pot evacua 4800 l apa uzat. Funcionarea sistemului este continu n ansamblu, dar discontinu pe zone sau ramificaii n funcie de numrul i categoria de productori de ap uzat racordai i anotimp. Adncimea de pozare a reelei 0,91,5 m. Conductele de ramificaie se leag la conducta principal colectoare prin vane cu sertar, figura 2.

    1 2 3 4 5 Figura 2. Schema de canalizare gravitaional+ canalizare prin vacumare: 1- conduct canalizare gravitaional; 2- canal colector vacuum; 3- cmin de colectare ap uzat;4- lifturi succesive n contrapant; 5- staie de vacuum. 4.Dimensionarea reelei de canalizare gravitaional+ canalizarea vacuumatic

    Reeaua de canalizare gravitaional este compus din tronsoanele de reea de la locuine sau ntreprindere pn la cminele colectoare. La un cmin colector se racordeaz maxim 5 consumatori. Dimensionarea se face cu relaiile de la canalizarea gravitaional. Reeaua de canalizare vacuumatic Reeaua va avea: 72 locuine : 5 = 14 cmine colectoare, la care se adaug trei cmine colectoare de la ntreprindere. Reeaua vacuumatic se concepe sub forma tronsoanelor descendente prevzute cu lifturi succesive. Se alege lift nchis deoarece terenul nu are pant cobortoare sau contrapant. Diametrul conductelor se alege dup prescripiile [5] tabel 5.1, funcie de debitul Quz.max.orar = 1,169 dm3/s i lungimea maxim L = 500 m. Dn = 110mm confecionat din PEHD, cu grosimea peretelui s= 4,3 mm, SDR 26. Tronsoanele de conduct se aleg cu pant descresctoare cu IR = 0,2%, v. fig. 3,4.

  • 4

    Distana ntre dou lifturi consecutive Lmin = 6 m , Lmax = 150 m; se alege 100 m. Numrul maxim de lifturi: 1200m : 100 m = 12 lifturi nlimea lifturilor: h= 0,20m pentru L = 100 m; Pierderea de presiune medie pe lift 0,15 m; Pierderea total de presiune pe conducta de vid 12 lifturi x 0,15 m/lift= 1,8 m = 0,18 bari

    Figura 3. Tipuri de lifturi: a - pentru es; b - pentru teren cu pant cobortoare; c - pentru teren cu contrapant.

    Figura 4. Conducta de vid Izolarea tronsoanelor reelei se face cu robinete de sectorizare Dn = 100 mm, pn 10 bari cu toate accesoriile de montaj, protecie i manevr, montate pe ramificaii, astfel ca circa 20% din lungimea total a reelei s poat fi scoas din funciune pentru intervenii accidentale sau planificate. Cminele colectoare sunt de mai multe tipuri. n figura 5 se prezint cmin colector n Y, iar n figura 6 cmin colector Z. Dimensiunile cminelor colectoare sunt: Dn = 1 m, nlimea 1,5m, capacitatea maxim de retenie 1m3.. Sunt confecionate din beton armat sau materiale plastice cu sau fr plac de beton carosabil/necarosabil. Trebuie prevzute cu un sistem pentru admisia aerului n cmin, de regul o conduct cu Dn = 20 mm. La partea inferioar sunt prevzute cu un rezervor cu capacitatea de minim 40 dm3, capacitate care depinde de tipul de supap de vacuum adoptat astfel nct preluarea apei uzate s se efectueze ntr-un timp de 5 secunde. Diametrul conductei senzor 50 mm, vana de vacuum Dn = 63 mm, ciclu de funcionare minim 250000.

  • 5

    Fig.5. Construcia cminului colector tip Y: 1-conduct de ap uzat de la consumator; 2- bazin de colectare ape uzate; 3- conduct senzor; 4- conexiune la conducta vacuumat; 5- camera vanei de vacuum; 6- van de vacuum i controler; 7- conexiune la dispozitivul de curare; 8- tub admisie aer; 9- conduct de acces la bazinul de colectare; 10- izolaie termic; 11- capac.

    5.Staia de vacuum

    Staia de vacuum este amplasat ntr-o cldire care trebuie s adposteasc:

    - recipieni (rezervoare) de vacuum (orizontal, vertical, amplasat n cldire sau ngropat) - pompe de vacuum; - pompe pentru preluarea apelor uzate; - sisteme de operare; echipament de automatizare.

    5.1. Alegerea recipienilor de vacuum

    Volumul util al recipientului orizontal:

    Vo= 0,06Quz max.orar tR = 0,061,169 15 minute = 1,05 m3

    Volumul total : Vt = 3Vo= 31,05 = 3,15 m3 = 3 m3

  • 6

    A. 1 2 3 4 5 6

    B Figura 6. Cmin colector Z: A- apa uzat ptrunde n tubul de aspiraie:1- conduct de canalizare gravimetric; 2- conduct senzor;3- rezervor ap uzat;4- conduct aspiraie ap uzat; 5- van vacuumetric; 6- corp cmin. B- ptrundere aer n conducta de vacuum.

  • 7

    - Recipientul este confecionat din oel inoxidabil sau oel carbon vopsit i cauciucat n interior, cu grosimea peretelui de 810 mm.

    5.2. Pompa de vid

    Se alege raportul aer ap R= Qaer/Ouz max orar = 6/1 12/1 Se adopt raportul 9/1

    - Se calculeaz debitul pompei de vacuum: o Qpv = Quz max orar (m3/h)R 1,5 = 4,2 9 1,5 = 54 m3/h = 60 m3/h o Se aleg 2 pompe de vid cu parametrii Qpv= 603/h i presiunea vacuumetric

    0,60,7 bari. Una din pompe este n rezerv. Parametrii pompei de vid cu palete rotative Qpv= 70 m3/h; pv = 5 bar; P = 2,4 kW; Dn = 40 mm; m= 65 kg, Tip PS70.

    Timpul de realizare a vacuumului: Tp vac = 0,7( Vts/2Qpv) 5 minute

    Vts = Vretea + Vrez = 0,780,121200 + 3 = 12,36 m3 volumul reelei i a rezervorului

    Tpvac = 0,7 (12,36/ 260) = 0,1min.

    Timpul de funcionare zilnic a pompelor de vacuum:

    Tp vac = Quz med zi R/Qpv = 549/60= 8,1 h/zi

    Evacuarea aerului de la pompele de vid se face printr-un filtru de crbune activ sau biofiltru cu scoar de copac.

    6. Suprafaa cldirii staiei de vacuum este cuprins de regul ntre 20 60 m2.

    In figura 7 se prezint cldirea unei staii de vacuum [6]

    Fig.7. Cldirea staiei de vacuum: 1- cldire; 2- rezervor de vacuum ngropat; 3- biofiltru de aer umplut cu scoar de copac; 4- camer de colectare condens rezultat din biofiltru.

  • 8

    n figura 8 se prezint planul de amplasare a utilajelor n staia de vacuum.

    Fig.8. Planul de amplasare utilaje n cldirea staiei de vacuum: amestec bifazic ap-aer: ap uzat; aer.

  • 9

    1 2 3 4 5

    Figura 9. Vedere n interiorul staiei de vacuum: 1- tablou de automatizare;2-pompe de vid; 3- rezervor ap uzat ( de vid); 4- pompe centrifuge ap uzat; 5- cldire staie de vacuum.

    Bibliografie

    1.Peter, A.- Revista construciilor, nr. 36, aprilie 2008;

    2. *** Revista Construciilor,nr.93, iunie, 2013, p.46;

    3.www. flovac.ro;

    4. SR EN 1091/2002;

    5. NP 133-2013-Normativ privind proiectarea, execuia i exploatarea sistemelor de alimentare cu ap i canalizare a localitilor. Vol.1;

    6. www.dfr.ro/detail/canalizare 3/descriere 3;

    7.www.agir.ro/buletine-sisteme de vacuumare pentru canalizrea apelor uzate;

    8. www.mdrt.ro/userfiles/consultari publice/;

    9.https:ro.scribd.com.doc;

    10. www.vacumszivattyuk.hu/admin/;

    11. www.valrom.ro;

  • 10

    12. www.dyka.ro/prihaly/vacurainsistemcenter.ro/tehnologia-de-canalizare-prin-sistem-vacuumatic/;

    13. www.tool-it.ro/pompe-vid-cu-inel-de-lichid-html;

    14. www.academia.edu/

    15. www.youtube.com

    16.www.roevac.co.

    17. www.metacautare.ro/web?

    18. www.abspumps.com ABS Pumps International AB, Suedia- Gama de produse

    19.www.grundfos.com

    Anexe

    1 2 3 4 5 6 Anexa 1. Sistem de canalizare prin vacuumare pentru es: 1-conduct de canalizare gravitaional; 2- cmin colector;3- rezervor ap uzat; 4- pompe de vid; 5- pompe centrifuge ap uzat; 6- cldire staie de vacuum.

  • 11

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

    Anexa 2. Vedere 3D sistem de canalizare prin vacuumare + canalizare gravitaional: 1 - rezervor ap uzat; 2 - pompe ap uzat; 3 - pompe de vid;4 - tablou automatizare; 5 - cldire staie de vacuum; 6 - conduct principal vacuumat; 7 - conduct canalizare gravimetric; 8 - cmin colector; 9 - robinet cu sertar; 10 - tuburi pentru inspecie; 11 - reea de canalizare vacuumat.

  • 12

    Anexa 3. Captur de ecran din softul de conducere i supraveghere a unei staii de vacuum

    1 2 3 4 5 6 7 8 9

    Anexa 4. Sistem de canalizare prin vacuumare pentru terenuri cu denivelri: 1 - conduct de canalizare gravimetric; 2 - cmin colector; 3 - supap de vid; 4 - conduct de canalizare vacuumat; 5 - tablou automatizare; 6 - rezervor ap uzat vacuumat; 7 - pomp de vid; 8 - pomp centrifug ap uzat; 9 - cldire staie vacuum.

  • 13

    . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Anexa 5. Sistem de canalizare prin vacuumare pentru es: 1- conduct de canalizare gravitaional; 2 - cmin colector; 3 - conduct canalizare vacuumat; 4 - dop de ap uzat; 5 - tablou de automatizare; 6 - rezervor ap uzat; 7 - pompe de vid; 8 - pompe centrifuge ap uzat; 9 - cldire staie vacuum; 10 - conduct canalizare gravimetric pentru evacuare ape uzate.

    Anexa 6. Sistem de canalizare prin vacuumare+ gravitaional.

Recommended

View more >