2109 - ObjektiKanalizacija

Objekti u kanalizacionim sistemima

Povezivanje objekta na hidrotehničke instalacije

Shematski prikaz kanalizacije

Povezivanje objekta kanalizaciju

Osnova

Presek

Kanalizacioni kolektori mogu biti otvoreni ili zatvoreni.

Otvoreni kolektori se izvode najčešće kao kanali trapeznog poprečnog preseka. Otvoreni kanali se mogu koristiti isključivo za sakupljanje i transport relativno čistih voda koje ne nose rizik po zdravlje ljudi, npr. atmosferske vode.

Mnogo češće se koriste zatvoreni kanali, potpuno ukopani u zemlju. Obavezno se primjenjuju unutar urbanog područja.

Najnajčešće primenjivani tipovi poprečnog preseka zatvorenih kanala:

Pored kanalizacionih cevi (kolektora) u sistemu mogu postojati:

KaskadePrelivi viška kišnice iz opšteg sistemaKanalizacioni sifonObjekti za prihvatanje kišniceObjekti za retenziranje kišnih voda Crpne staniceIspust

Objekti u kanalizaciji

K A S K A D E

KaskadeSluže za savlađivanje pada.Oslobođena kinetička energija se pretvara u potencijalnu, zvučnu i toplotnu energiju.Pretvaranje energije treba da bude hidraulički besprekorno i sa što je moguće manje buke.Zavisno od visinske razlike koju treba savladati i prečnika kolektora, primenjuju se sledeći tipovi kaskada:

1. Obična kaskada ΔH ≤ 0,4 m; Du ≤ 400 mm2. Kaskada sa vertikalnom cevi ΔH < ~3 m ; Du ≤ 400 mm3. Kaskada sa odbojnim zidom 1 m < ΔH < 10 m ; Du > 400 mm4. Vrtložna kaskada ΔH > 10 m5. Vertikalno okno sa

pregradama ΔH > 10 m6. Kaskada kao preliv praktičnog

profila 1 m < ΔH < 10 m

1. Obična kaskadaΔH ≤ 0,4 m; Du ≤ 400 mm

S obzirom na mali padi mali proticaj vode,u oknu se predviđaobična kineta.

100

a

22 16 4016

aDD

prom

.pr

om.2 16

162

10062.5

H>1

00

18D

prom

enljiv

o10

016

62.562.511 11

MB 20

monta`ni elementi od nearmiranog betonaMB 20 pre~nika 1 m

livenogvozdene penjalice DIN 1212

2. Kaskada sa vertikalnom ceviPri suvom vremenu i pri slaboj kiši može voda koja dotiče (≤ Qkrit) da se odvede vertikalnom silaznom cevi. U većim kaskadama (Du ≥ 400 mm) treba u oknu da se postavi odbojni zid.

3. Kaskada sa odbojnim zidom1 m < ΔH < 10 m ; Du > 400 mm

U većim kaskadama (Du ≥ 400 mm) treba u oknu da se postavi odbojni zid.

On ima zadatak da male količinepomešane vode (u opštem sistemu)i njome dovedene čvrste materije odvede najkraćim putem.

2

3

5

141. Kaskadna komora2. Ulazno okno3. Dovodni cevovod4. Odbojni zid5. Vodeni jastuk

3. Konstrukcija kaskade sa odbojnim zidom

4. Vrtložna kaskada

Ova vrsta kaskada najpre je korišćena u hidroelektranama. Danas ona nalazi višestranu primenu i u kanalizacijama.U odnosu na konvencionalnu kaskadu povoljnija je jer na dnu preostaje još vrlo mala kinetička energija koju treba uništiti.Obodna brzina izazvana zavojnim dejstvom u ulaznoj građevini sabira se sa brzinom u pravcu okna, koja je izazvana dejstvom gravitacije. To ima za posledicu obrazovanje spiralnog strujanja. Ovo trodimenzionalno strujanje povezano je sa izrazitim trenjem na zidu okna, što ide u prilog uništenju kinetičke energije.Za savlađivanje visinske razlike veće od 10 m vrtložna kaskada je svrsishodna zbog male buke koja se stvara.Uslovi doticanja: mirno ili silovito tečenje. Da bi se postigli što stabilniji uslovi doticanja treba Froude-ov broj u odnosu na Qmax da iznosi:

– pri mirnom tečenju <0,75– pri silovitom tečenju >1,50

ΔH > 10 m

4. Vrtložna kaskada

Vrtložna kaskada sa oznakama glavnih elemenata

Osnova ulazne građevine

Presek krozulaznu građevinui silazno okno

4. Vrtložna kaskadaIspitivanje vrtložne kaskade na hidrauličkom modelu – model

kaskade predviđene na novoj železničkoj stanici Beograd-centar(hidraulička laboratorija, Institut za hidrotehniku Građevinskog

fakulteta u Beogradu, 1999.)

4. Konstrukcija vrtložne kaskade

5. Vertikalno okno sa pregradamaΔH > 10 m

Energija mlaza iz uzvodnog kanala uništava se prekidanjem pada sa jedne pregrade na drugu.Na gornjem kraju svakog stepena potreban je ventilacioni otvor na visini d=0,8·c iznad ploče (c-korak u m).Energija na dnu kaskade smanjuje se, u zavisnosti od broja koraka, ili od visine c, na oko 20 % od energije bez pregrada.Razlika kota dna uzvodnog i nizvodnog kanala Δz = n (c+ Δ) + Pu + Dn gde jen–broj pregrada, c-korak, Δ-debljina ploče, Pu≤c – ostatak visine, Dn-prečnik nizvodnog kanala.

6. Kaskada kao preliv praktičnog profilaPrimenjuje se kad se u podužnom pravcu raspolaže sa više prostora pa se kaskada oblikuje kao preliv na gravitacionoj prelivnoj brani.Oblik je prilagođen kretanju kosog hica, tako da ispod mlaza nema ni pritiska ni vakuuma pri merodavnom protoku.Uzvodni kanal treba na ulazu u kaskadu da ima pravougaoni presek, sa prelaznom deonicom uzvodno.Kaskada može biti sa bučnicom, a bez bučnice ako je hidraulički skok potopljen iz nizvodnog kanala.

1 m < ΔH < 10 m

PRELIVI VIŠKA KIŠNICE IZ OPŠTEG SISTEMA KANALIZACIJE

Prelivi – oštrina razdvajanja

Primenjuju se u opštim sistemima kanalizacije u cilju rasterećenja postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda Shematski prikaz: 1 – dotok u prelivnu građevinu iz opšteg sistema, 2 – odvod ka PPOV, 3 – odvod viška kišnice, 4 –prelivna ivica za odvajanja viška kišnice

Prelivi – opšti pregledZa izbor “pravilnog” tipa nema opštevažećeg pravila jer ovaj zavisi od mesnih uslova i od željene oštrine razdvajanja.Za rasterećenje mešovite kanalizacije od kišnice primenjuju se približno sledeći tipovi preliva:

a) Bočni preliv sa prelivnom krunom na visini neusporenog ogledala vode pri kritičnom proticaju i slobodnom ogledalu vode u odvodnom kanalu. Pri većim dotocima odvodni kanal deluje kao prigušenje. Ovaj tip se izuzetno primenjuje u slučaju saniranja postojeće kanalizacije.

b) Bočni preliv sa izdignutom prelivnom krunom i prigušnom deonicom u nastavku.

c) Otvor na dnu (preliv sa skokom)

Prelivi – oblast primeneBočni preliv tipa (a) primenjuje se u slučaju izraženog mirnog tečenja u dovodnom kanalu. U slučaju silovitog tečenja u dovodnom kanalu može se računati samo sa grubim rasterećenjem. Pri oba režima u dovodnom kanalu ogledalo vode se na početku bočnog preliva spušta ako je Qkrit<Q≤Qomax.Bočni prelivi bez uspora do početka rasterećenja (tip a), čiji odvodni kanal pri većem proticaju deluje kao prigušenje, trebalo bi, zbog znatnog viška opterećenja (u odvodu ka postrojenju za prečišćavanje), da budu ugrađeni samo ispred bazena za kišnicu.Primena preliva sa izdignutom prelivnom krunom (tip b)predstavlja, danas, pravilo u slučaju mirnog ili slabo silovitog tečenja.Rasterećenje putem otvora na dnu (tip c) primenjuje se samo u slučaju izraženog silovitog tečenja.

Prelivi tipa (a) – bočni preliv sa niskom krunom

Pogodan je za izrazito mirno tečenje u dotoku;Fro ≤ 0,75 (1‰<ISo<3 ‰)Kritični proticaj otiče kroz građevinu bez prelivanja.Minimalne brzine toka u prelivnoj građevini za vreme suše:vmin(Qov) = 0,6 m/sKruna preliva može biti prava, kosa ili zakrivljena.Po mogućstvu treba predvideti obostrano prelivanje. U slučaju jednostranog prelivanja postoji opasnost da zbog pojave sekundarnog valjkastog strujanja dođe do iznošenja teških čestica preko preliva.Uspor iz prijemnika ne sme da ugrozi preliv. U slučaju potrebe u ispusni kanal treba postaviti povratnu klapnu.

Prelivi tipa (b) – bočni preliv sa izdignutom krunom

Bočni prelivi sa visokim pragom mogu se primeniti u oblasti mirnog i blago silovitog tečenja;Fro ≤ 1,5 (1‰<ISo<10 ‰)

Ako je nagib dna ISo>10‰mora se ispred preliva postaviti okno sa kaskadom.

Kritična količina vode teče kroz prelivnu građevinu bez prelivanja.

Minimalne brzine toka u prelivnoj građevini pri nastupanju prelivanja vmin(Qkrit)≥0,3 m/s, a pri suvom vremenu vmin(Qov)=0,6 m/s.

Prelivi tipa (c) – otvor u dnuPrelivi sa otvorom u dnu (preliv sa skokom) pogodni su samo u oblasti izraženog silovitog tečenja:BOUo ≥ 1,8 (10‰ < Iso < cca 400 ‰)

Pre preliva treba da vlada stabilno silovito normalno tečenje. Bočni doticaji, krivine kao i promene nagiba i hrapavosti dozvoljeni su samo na dovoljnoj udaljenosti od otvora na dnu (lo ≥ 10·do).

Kritični proticaj Qkrit otiče kroz otvor na dnu, bez prelivanja.

Lim za razdvajanje u otvoru na dnu treba izabrati ravan, kad se zahteva minimalno prekoračenje opterećenja. Inače se može primeniti lim za razdvajanje cilindričnog oblika.

Nagib dna u dovodnom kanalu odgovara nagibu u rasteretnom kanalu.

Ako višak opterećenja M prekorači dozvoljenu meru onda se kanal za odvod na prečišćavanje može izgraditi kao prigušnica.

Prelivi tipa (c) – otvor u dnu2

0 krit

2 g

E.L. Dovodni kanal op{teg sistemaRasteretni kanal

bf

ovazdu{enje

0Q = Qh

0d

0 krit krit

bbbbbbbbb Odvod u kanal za

Adudad0 b=bf kritA

2f krit

2 g2b

2 g

2u krit

2 gf

b

h

hf krith h0 x

Q = Qu krit

du

h u krit

u

u

l b max

hh =0

bu

a

h vu

Q =0a

Uzdu`ni presek A-A du` rasteretne gra|evine pri kriti~nom proticaju

Osnova

Rasteretni kanalOdvod u kanal za

upotrebljenu vodu

Dovodni kanal op{teg sistema

ovazdu{enje

E.L.

l b max

Uzdu`ni presek A-A du` rasteretne gra|evine pri maksimalnom proticajuu

u

b

b

f

f

a

a

Q 0 max

h n 0

2n 0

2 g

2

2 g

h < f h n 0

x

2b2 g

h ba

vah

vuh

d

h bu

u

Q =Q -Q au0

Q u

2n a

2 g

h nu

2n u

2 g

h na

upotrebljenu vodu

Prelivi tipa (c)

200 2020

240

l 25 b max

II

2020

7080

D

100

D20

Duv

30

B B

presek A - A

Postoje}i kolektor op{teg sistema kanalizacije

(dovod vode na preliv)

Revizioni silaz

Mr{avi beton i nabijeni {ljunak

Armirani beton

Postoje}i kolektor op{teg sistema kanalizacije(odvod vi{ka ki{nice)

Odvod u kolektor za upotrebljenu vodu

Prelivi tipa (c)

200 2020

240

3510

0D

1515

D20

20

240

81159

Duv

A A

C

C

presek B -B

Armirani beton



(dovod vode na preliv)Postoje}i kolektor op{teg sistema kanalizacije(odvod vi{ka ki{nice)

Prelivi tipa (c)

15 D 15

Duv 25

20D+135D+95 20

80D

Duv+

30

208

0D+

Duv+

3010

15

B B

20

presek C - C

Armirani beton


Mr{avi beton i nabijeni {ljunak


Sifonski prelivVoda se iz dovodnog kanala u odvod za kišnicu izliva kroz jednu ili više sifonskih cevi.Preliv počinje da radi tek pri najvećem proticaju koji se dopušta da otiče glavnim kanalom, pa je učestalost izlivanja manja nego kod drugih preliva.Sifon počinje da radi kad nivo u dovodnom kanalu dostigne krunu preliva u sifonskim cevima. Kad mlaz vode isisa vazduh iz sifona, koristi se celokupna visinska razlika Δz. Kad proticaj u dovodnom kanalu počne da opada, snižava se nivo vode u njemu. Sifon prestaje da radi kad nivo u dovodnom kanalu dođe do usisnog otvora cevi za ovazdušenje pa vazduh uđe u teme sifona.

Preliv za poluseparacioni sistem

•U preseku A-A prikazano je stanje pri malom proticaju u dovodu kišnice, Qkrit, kad sva voda otiče u kanal za upotrebljenu vodu na delu gde je on otvoren.

•U preseku B-B prikazano je stanje pri velikom proticaju u dovodu kišnice, Qmax, kad ona u najvećoj meri otiče u odvod kišnice.

•Oblik mlazeva i položaj krune pregradnog zida računaju se prema podacima za kaskadu sa odbojnim zidom.

KANALIZACIONI SIFON

Kanalizacioni sifonSluži za vezu dva kanala ispod neke prepreke, kao što su vodotoci ili nisko položen put.Suprotno od strujanja sa slobodnim ogledalom u dovodnom i odvodnom kanalu, sifon radi pod pritiskom.Zbog znatnih promena proticaja otpadne vode između noćnog minimuma, dnevnog maksimuma i proticaja za vreme kiše, pri hidrauličkom dimenzionisanju konvencionalnih kanalizacionih sifona treba predvideti najmanje dve ili više stupnjevito postavljene sifonske cevi.U slučaju mešovitog sistema i izuzetno velikog proticaja kišnice treba postaviti na što većem rastojanju od ulazne građevine sifona jedan kišni preliv za grubo rasterećenje (tip (b) ili (c)).Ulaznoj građevini treba dati takav oblik da se stupnjevito korišćenje sifonskih cevi postigne prelivanjem preko bočnih preliva, zavisno od predviđenih umnožaka proticaja u suvom vremenu. Pored toga treba predvideti i jedan “sigurnosni ventil” u smislu sigurnosnog ili finog rasterećenja u prirodni prijemnik. Ovaj sigurnosni odvod treba da odvede jedan deo dotoka vode za vreme revizije sifona. Treba predvideti i revizioni zatvarač koji je za to potreban, kao i uređaj za zadržavanje krupnih čvrstih materija.

Kanalizacioni sifonZa sifonsko sprovođenje minimalnog proticaja pri suvom vremenu (noćni minimum) u najmanjoj sifonskoj cevi treba obezbediti brzinu od 0,6 m/s da bi se ostvarila dovoljna vučna sila za transport čvrstih čestica.Najmanji prečnik sifonske cevi treba da odgovara najmanjem dozvoljenom prečniku kanala u sistemu (300 mm u opštem sistemu, 250 mm u separacionom sistemu).Nagib silazne grane sifona može biti između 1:3 i 1:0 (tj.vertikalan), a uzlazne grane između 1:6 o 1:1. Vertikalna uzlazna grana sifona može se primeniti samo tamo gde je uzlazna brzina otpadne vode u svakoj sifonskoj cevi veća od brzine taloženja suspendovanih čestica i kad se može garantovati povremeno čišćenje, npr. pomoću usisivača za mulj.Na najnižoj tački sifona treba postaviti okno za ispust, sa crpnim bazenom i zatvaračima za pražnjenje, za reviziju sifona. Izlazna građevina treba tako da se zamisli da prelaz iz sistema pod pritiskom u sistem sa slobodnim ogledalom bude kontinualan, sa što manjom razlikom brzine u zoni spajanja, što se može postići odgovarajućim stepenastim položajem sifonskih cevi. Stepenasto postavljanje uzlaznih sifonskih cevi sprečava povratni tok iz prve u drugu i dalje sifonske cevi.

Kanalizacioni sifon

Kanalizacioni sifonKanalizacioni sifon sa pneumatskim upravljanjem

(sifon sa vazdušnim jastukom)

OBJEKTI ZA PRIHVATANJE KIŠNICE

Objekti za prihvatanje kišniceZa zahvatanje kišnice na ulicama i uvođenje u kanalizaciju postavljaju se slivnici, sa rešetkom pored ivičnjaka ili preko kolovoza, zavisno od očekivanog proticaja kišnice i drugih mesnih uslova.Mora se obratiti velika pažnja na konstrukciju i fundiranje slivnika i na kapacitet odvodnih organa. Oni su izloženi velikom opterećenju pa može doći do znatnih deformacija kolovoza, smetnji u saobraćaju i oštećenja slivnika i odvoda u kanalizaciju.

Tipovi Slivnika

Slivnik sa rešetkom pored ivičnjakaRazličiti su tipovi i konstrukcija slivnika. Najčešće se primenjuju slivnici sa rešetkom na površini kolovoza, pored ivičnjaka trotoara.Kritičan element za prijemnu moć slivnika je slivnička rešetka. Prema eksperimentalnim laboratorijskim istraživanjima prijemna moć slivnika zavisi od konstrukcije i položaja slivničke rešetke, od njene zapušenosti otpacima sa ulice, o oblika rigola pored ivičnjaka i podužnog i poprečnog nagiba kolovoza.Zaključci istraživanja pružaju sledeće preporuke:

slivničku rešetku postaviti tako da su otvori paralelni sa ivičnjakom, tj. u pravcu toka vode;prvi otvor rešetke najviše 10 do 15 cm od ivičnjaka;gornja površina rešetke ne sme biti viša od površine kolovoza;efikasnost slivnika (razmera proticaja koji slivnik prima i onoga koji dotiče) raste sa povećanjem poprečnog nagiba kolovoza, za konstantan podužni nagib, do izvesne mere (2 do 3 %);efikasnost slivnika opada sa povećanjem dotoka, iako prijemna moć raste;efikasnost slivnika raste sa povećanjem podužnog nagiba, ali samo do izvesne mere, posle čega opada;udvojene rešetke treba izbegavati, bolje je postaviti jednostruke rešetke na manjem razmaku, udvajanjem efikasnost se nedovoljno povećava.

OBJEKTI ZA REZENZIRANJE KIŠNIH VODA

Retenzioni basenRetenzioni basen služi za regulisanje proticaja, odnosno za smanjenje najvećeg proticaja u nizvodnim deonicama kišne kanalizacije.

Uslovi za izgradnju i rad rezenzije mogu biti različiti, pa oticanje vode i pražnjenje može biti:

gravitaciono pri dnu, sa slobodnim odvodom ili kroz prigušnu deonicu,gravitaciono pri dnu i sa prelivanjem,crpenjem,moguće su i kombinacije: gravitaciono pri dnu, do nivoa odvodnog kanala, a zatim crpenje, a takođe još i sa prelivanjem.

Za određivanje zapremine basena i proticaja koji ističe iz njega može se primeniti grafička integracija, numerički postupak ili neki treći postupak.

CRPNA STANICA

Crpna stanicaKapacitet crpne stanice za upotrebljenu vodu treba da je nešto veći od najvećeg računskog dotoka, izuzev ukoliko se uzvodne deonice kanalizacije bez nepovoljnih posledica (uspor, poplava, taloženje mulja) mogu koristiti kao retenzija, za manja prekoračenja računskog Qmax.

Za kišnicu povoljnije je rešenje sa retenzionim basenom i kapacitetom crpki manjim od najvećeg računskog dotoka, čime se postiže racionalnija oprema i smanjenje proticaja u nizvodnim deonicama. U slučaju crpne stanice kod izliva u prirodni prijemnik, potrebno je proučiti verovatnoću koincidencije padavina i odgovarajućih proticaja u kanalizaciji i vodostaja u prirodnom prijemniku.

Ako je kanalizacija po opštem sistemu, dobro je da se crpni basen podeli na deo za upotrebljenu vodu i slabe kiše, sa malim crpkama, i deo za velike kiše, sa velikim crpkama. Kad je kapacitet malih crpki nedovoljan, voda se preliva u basen za kišnicu. Na taj način se izbegava zadržavanje nečistoća uvek u celom crpnom basenu.

Šahtna crpna stanica sa

potopljenim pumpama

(za manje kapacitete)

ISPUST – IZLIVNA GRADJEVINA

2109 - ObjektiKanalizacija

Documents