PL209453B1 - Zbiornik przerzutowy ścieków opadowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zbiornik przerzutowy ścieków opadowych, lokalizowany przy wale przeciwpowodziowym cieku wodnego, przeznaczony do akumulowania określonej objętości ścieków pochodzących z opadów atmosferycznych, a następnie odprowadzania ich do cieku wodnego, niezależnie od aktualnego stanu jego napełnienia.

Zbiornik przerzutowy ścieków opadowych, znany z polskiego opisu zgłoszeniowego nr P 331776, zawiera komorę przepływową, połączoną z kanałem dopływowym ścieków, i komorę przelewową, oddzielone od siebie przegrodą z przelewem szczytowym. Komory przepływowa i przelewowa są połączone poprzez zawory klapowe, usytuowane w strefie przydennej końcowych części komór, z komorami zbiorczymi, zwanymi w znanym rozwią zaniu komorami pompowymi, które z kolei są połączone poprzez zawory klapowe z komorą wieżową. Zawory klapowe, usytuowane pomiędzy komorami przepływową i przelewową a komorami zbiorczymi oraz pomiędzy komorami zbiorczymi a komorą wieżową, są zaworami jednokierunkowymi, samoczynnie działającymi w kierunku przepływu ścieków. Komora wieżowa ma wysokość nie mniejszą od wysokości korony wału przeciwpowodziowego i jest połączona z ciekiem wodnym za pośrednictwem kolektora odpływowego. Komory zbiorcze są gazoszczelne, a ich stropy są usytuowane na wysokości nie większej od położenia najwyższego punktu obrysu kanału dopływowego ścieków. W stropie każdej z komór zbiorczych jest osadzony przewód łączący strefę podstropową komory zbiorczej ze sprężarką lub atmosferą, poprzez zawór odcinający usytuowany powyżej połączenia przewodu ze sprężarką. Zawory odcinające i sprężarki są w znanym rozwiązaniu sterowane czujnikami poziomu ścieków w komorach zbiorczych. Dwa z czujników, rozmieszczone na górnym poziomie zaworów klapowych łączących komory zbiorcze z komorami przepływową i przelewową, sygnalizują dolny poziom ścieków w komorach zbiorczych, przy którym sygnały z czujników powodują wyłączenie sprężarek. Kolejne dwa czujniki, rozmieszczone na poziomie korony przelewu szczytowego przegrody w komorze zbiorczej połączonej z komorą przepływową oraz w strefie podstropowej, nieco powyżej korony tego przelewu, w komorze zbiorczej połączonej z komorą przelewową, sygnalizują górny poziom ścieków w komorach zbiorczych, przy którym sygnały z czujników powodują włączenie sprężarek.

Znany zbiornik przerzutowy zakłada naprzemienny cykl napełniania i opróżniania komór zbiorczych, co wymaga prawie idealnych warunków, umożliwiających utrzymanie stałej wartości natężenia dopływu ścieków do aktualnie wypełnianej komory i zapewniających takie samo natężenie ich odpływu z komory opróż nianej. W praktyce przy zróż nicowanych, z reguły mniejszych od miarodajnej wartości, natężeniach dopływu ścieków do zbiornika, nie następuje całkowite, a jedynie częściowe wypełnienie drugiej komory zbiorczej w czasie opróżniania komory pierwszej. Powoduje to, że po rozprężeniu powietrza w komorze pierwszej ponownie zostaje ona napełniana, a komora druga pozostaje napełniona tylko częściowo. Będzie się to powtarzało w znanym rozwiązaniu dopóty, dopóki komora druga w kolejnych etapach nie napełni się całkowicie. Dopiero całkowite napełnienie tej komory umożliwi włączenie sprężarki i rozpoczęcie procesu jej opróżniania.

Zbiornik przerzutowy ścieków opadowych, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że każdy z przewodów osadzonych w stropie komory zbiorczej jest dodatkowo wyposażony w zawór odcinający usytuowany poniżej połączenia przewodu ze sprężarką, natomiast na wysokości pomiędzy zaworami odcinającymi, usytuowanymi poniżej i powyżej połączenia przewodów ze sprężarkami, przewody te są ze sobą połączone przewodem wyposażonym w zawór odcinający, przy czym wszystkie występujące w zbiorniku zawory odcinają ce są sterowane czujnikami poziomu ś cieków w komorach zbiorczych i czujnikiem sygnalizują cym zanik dopł ywu ś cieków do zbiornika, usytuowanym w strefie przydennej kanału dopływowego. Zbiornik jest ponadto wyposażony w komorę retencyjną, przy czym w rozwiązaniu, w którym kanał dopływowy ścieków ma postać odkrytego rowu, komora retencyjna jest posadowiona na stropach komór zbiorczych.

W innym rozwiązaniu, w którym kanał dopływowy ścieków ma postać kolektora, komora retencyjna jest usytuowana na obszarze przyzbiornikowym, połączona z kanałem dopływowym.

W rozwiązaniu według wynalazku, połączenie ze sobą przewodów doprowadzających sprężone powietrze do komór zbiorczych powoduje, że powietrze wprowadzone do jednej komory zbiorczej i zatrzymane w niej po opróż nieniu komory ze ścieków zostaje następnie, po otwarciu zaworu odcinającego na przewodzie łączącym, wykorzystane do wywierania nacisku na ścieki w drugiej komorze zbiorczej. Takie rozwiązanie, pozwalające na częściowe opróżnienie drugiej komory zbiorczej bez włączenia sprężarki, sprawia, że zbiornik przerzutowy według wynalazku jest w porównaniu ze znaPL 209 453 B1 nym zbiornikiem rozwiązaniem energooszczędnym. Z kolei zainstalowanie czujnika sygnalizującego zanik dopływu ścieków do zbiornika sprawia, że - w przeciwieństwie do znanego rozwiązania, sprawdzającego się jedynie w warunkach ustabilizowanego natężenia dopływu ścieków - również w sytuacji zakłóconego dopływu ścieków do zbiornika jest możliwość uruchomienia sprężarki i opróżnienia niecałkowicie wypełnionej komory zbiorczej. Zaletą rozwiązania według wynalazku jest również wyposażenie zbiornika przerzutowego w komorę retencyjną, która stanowi rezerwową pojemność, przejmującą ścieki podczas wyrównywania ciśnień w komorach zbiorczych oraz w przypadku jednoczesnego opróżniania obu komór zbiorczych.

Przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania, jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zbiornik przerzutowy ścieków z kanałem dopływowym w postaci odkrytego rowu w przekroju płaszczyzną równoległą do stropów komór zbiorczych, fig. 2 - przekrój zbiornika wzdłuż linii A-A, oznaczonej na fig. 1, fig. 3 - przekrój zbiornika wzdłuż linii B-B, oznaczonej na fig. 1, wraz z uwidocznionym wałem przeciwpowodziowym i zespołem sprężarkowym, fig. 4 - zbiornik przerzutowy z kanałem dopływowym w postaci kolektora w przekroju płaszczyzną równoległą do stropów komór zbiorczych, fig. 5 - układ połączeń przewodów osadzonych w stropach komór zbiorczych.

Zbiornik przerzutowy zawiera komorę przepływową KP1 i komorę przelewową KP2, oddzielone od siebie przegrodą PR z przelewem szczytowym. Komory przepływowa KP1 i przelewowa KP2 są połączone poprzez zawory klapowe KL1 i KL2 z gazoszczelnymi komorami zbiorczymi KZ1 i KZ2, które z kolei poprzez zawory klapowe KL3 i KL4 są połączone z komorą wieżową KW. Zawory klapowe KL1, KL2, KL3, KL4 są zaworami jednokierunkowymi, samoczynnie działającymi w kierunku przepływu ścieków. Komora wieżowa KW, o wysokości większej od wysokości korony wału przeciwpowodziowego W, jest połączona z ciekiem wodnym C za pośrednictwem kolektora odpływowego KO. W stropie komory zbiorczej KZ1 jest osadzony przewód P1, łączący strefę podstropową komory zbiorczej KZ1 ze sprężarką SP1 lub atmosferą za pośrednictwem zaworów odcinających Z1 i Z1a, usytuowanych odpowiednio poniżej i powyżej połączenia przewodu P1 ze sprężarką SP1. W stropie komory zbiorczej KZ2 jest osadzony przewód P2, łączący strefę podstropową komory zbiorczej KZ2 ze sprężarką SP2 lub atmosferą za pośrednictwem zaworów odcinających Z2 i Z2a, usytuowanych odpowiednio poniżej i powyżej połączenia przewodu P2 ze sprężarką SP2. Przewody P1 i P2 są ze sobą połączone przewodem P3, usytuowanym pomiędzy zaworami odcinającymi Z1, Z1a i Z2, Z2a, wyposażonym w zawór odcinający Z0. Zawory odcinające Z1, Z1a, Z2, Z2a, Z0 i sprężarki SP1, SP2 są sterowane czujnikami poziomu ścieków w komorach zbiorczych KZ1 i KZ2. Dwa z czujników, sygnalizujące dolny poziom ścieków w komorach zbiorczych KZ1 i KZ2, są rozmieszczone na górnym poziomie zaworów klapowych KL1 i KL2. Kolejne dwa czujniki, sygnalizujące górny poziom ścieków w komorach zbiorczych KZ1 i KZ2, są rozmieszczone na poziomie korony przelewu szczytowego przegrody PR w komorze zbiorczej KZ1 oraz w strefie podstropowej, nieco powyżej korony tego przelewu, w komorze zbiorczej KZ2. Zawory odcinające Z1, Z1a, Z2, Z2a, Z0 są ponadto sterowane czujnikiem sygnalizującym zanik dopływu ścieków do zbiornika. Czujnik ten jest usytuowany w strefie przydennej kanału dopływowego KD, u wlotu do komory przepływowej KP1.

W rozwiązaniu uwidocznionym na fig. 1,2, 3, w którym kanał dopływowy KD ścieków ma postać odkrytego rowu, na stropach komór zbiorczych KZ1 i KZ2 jest dodatkowo posadowiona komora retencyjna KR.

W innym rozwiązaniu, uwidocznionym na fig. 4, w którym kanał dopływowy KD ścieków ma postać kolektora, zbiornik jest wyposażony w komorę retencyjną KR usytuowaną na obszarze przyzbiornikowym, połączoną za pośrednictwem przelewu z kanałem dopływowym KD.

Przy niskim stanie napełnienia w cieku wodnym C, ścieki tranzytem przepływają przez komorę przepływową KP1, komorę zbiorczą KZ1, komorę wieżową KW i kolektor odpływowy KO do cieku wodnego C.

Przy średnim i wysokim stanie napełnienia w cieku wodnym C, na skutek hydrostatycznego parcia słupa ścieków w komorze wieżowej KW zostają zamknięte zawory klapowe KL3 i KL4 łączące obie komory zbiorcze KZ1 i KZ2 z komorą wieżową KW. Ścieki, dopływające kanałem dopływowym KD do komory przepływowej KP1, przez zawór klapowy KL1 przepływają do komory zbiorczej KZ1. Podczas wypełniania komory zbiorczej KZ1, czemu towarzyszy jednoczesne wypełnianie komory przepływowej KP1, zawory odcinające Z1 i Z1a na przewodzie P1 są otwarte. Gdy komora zbiorcza KZ1 napełni się do poziomu czujnika sygnalizującego górny poziom ścieków w komorze, sygnał z czujnika powoduje zamknięcie zaworów odcinających Z1a i Z0 oraz włączenie sprężarki SP1. W strefie podstropowej komory zbiorczej KZ1 następuje wzrost ciśnienia powietrza, powodujący za4

PL 209 453 B1 mknięcie zaworu klapowego KL1, z jednoczesnym otwarciem zaworu klapowego KL3. Wydajność sprężarki SP1 jest tak dobrana, że umożliwia opróżnianie komory zbiorczej KZ1 z natężeniem odpływu ścieków nieco większym od miarodajnego natężenia dopływu ścieków do zbiornika. Opróżnianie komory zbiorczej KZ1 za pośrednictwem sprężarki SP1 realizowane jest do czasu osiągnięcia przez ścieki poziomu czujnika sygnalizującego dolny ich poziom w komorze. Wówczas sygnał z czujnika powoduje zamknięcie zaworu Z1 i wyłączenie sprężarki SP1. Podczas pneumatycznego opróżniania komory zbiorczej KZ1, ścieki napływające do komory przepływowej KP1 przepływają przez przelew szczytowy przegrody PR do komory przelewowej KP2, a następnie przez zawór klapowy KL2 do komory zbiorczej KZ2. Podczas wypełniania tej komory, zawory odcinające Z2 i Z2a na przewodzie P2 są otwarte. Komora zbiorcza KZ2 przejmuje napływające ścieki do czasu, gdy osiągną one poziom czujnika sygnalizującego górny poziom ścieków w komorze. Wówczas następuje zamknięcie zaworu odcinającego Z2a, z jednoczesnym otwarciem zaworów Z1 i Z0. Powietrze, zamknięte w komorze zbiorczej KZ1 po jej opróżnieniu, przepływa przez zawór odcinający Z0 do strefy podstropowej komory zbiorczej KZ2. Stopniowe wyrównywanie ciśnień w obu komorach zbiorczych KZ1 i KZ2 sprawia, że komora zbiorcza KZ2 zostaje częściowo opróżniona bez włączania sprężarki. Wzrost ciśnienia powietrza w komorze zbiorczej KZ2 powoduje zamknięcie zaworu klapowego KL2, z jednoczesnym otwarciem zaworu klapowego KL4. Dopływające nadal ścieki są przejmowane przez komorę retencyjną KR. Dopiero po częściowym opróżnieniu komory zbiorczej KZ2 zostaje włączona sprężarka SP2, z jednoczesnym zamknięciem zaworu odcinającego Z0. Opróżnianie komory zbiorczej KZ2 za pośrednictwem sprężarki SP2 odbywa się do czasu, gdy ścieki osiągną poziom czujnika sygnalizującego dolny ich poziom w komorze. Wówczas sprężarka SP2 zostaje wyłączona, z jednoczesnym zamknięciem zaworu odcinającego Z2, a w komorze zbiorczej KZ2 zostaje zatrzymane sprężone powietrze. Podczas pneumatycznego opróżniania komory zbiorczej KZ2, ścieki dopływające do zbiornika ponownie wypełniają komorę zbiorcza KZ1.

W sytuacji nierównomiernego natężenia dopływu ścieków do zbiornika może się zdarzyć, że czujnik umieszczony w kanale dopływowym KD zasygnalizuje zanik dopływu ścieków. Sygnał z czujnika spowoduje wówczas uruchomienie sprężarki SP1 lub SP2, co pozwoli opróżnić niecałkowicie wypełnioną komorę zbiorczą KZ1 lub KZ2. Może się również zdarzyć sytuacja, w której obie komory zbiorcze KZ1 i KZ2 zostaną całkowicie wypełnione ściekami prawie w tym samym czasie. Wówczas dopływające do zbiornika ścieki przejmie komora retencyjna KR.

Claims (2)

1. Zbiornik przerzutowy ścieków opadowych, zawierający komorę przepływową, połączoną z kanałem dopływowym w postaci odkrytego rowu, i komorę przelewową, oddzielone od siebie przegrodą z przelewem szczytowym, połączone poprzez usytuowane w strefie przydennej końcowych części komór jednokierunkowe zawory klapowe, samoczynnie działające w kierunku przepływu ścieków, z gazoszczelnymi komorami zbiorczymi, które z kolei poprzez analogiczne zawory klapowe są połączone z komorą wieżową o wysokości nie mniejszej od wysokości korony wału przeciwpowodziowego, połączoną z ciekiem wodnym za pośrednictwem kolektora odpływowego, przy czym w stropie każdej z komór zbiorczych, usytuowanym na wysokości nie większej od położenia najwyższego punktu obrysu kanału dopływowego ścieków, jest osadzony przewód łączący strefę podstropową komory zbiorczej ze sprężarką lub atmosferą, poprzez zawór odcinający usytuowany powyżej połączenia przewodu ze sprężarką, sterowany wraz ze sprężarką czujnikami poziomu ścieków w komorach zbiorczych, znamienny tym, że każdy z przewodów (P1, p2) osadzonych w stropie komór zbiorczych (KZ1, KZ2) jest wyposażony w zawór odcinający (Z1, Z2) usytuowany poniżej połączenia przewodu (P1, P2) ze sprężarką (SP1, SP2), sterowany czujnikami poziomu ścieków w komorach zbiorczych (KZ1, KZ2), natomiast na wysokości pomiędzy zaworami odcinającymi (Z1, Z1a i Z2, Z2a), usytuowanymi poniżej i powyżej połączenia przewodów (P1, P2) ze sprężarkami (SP1, SP2), przewody te są ze sobą połączone przewodem (P3) wyposażonym w zawór odcinający (Z0) sterowany czujnikami poziomu ścieków w komorach zbiorczych (KZ1, KZ2), przy czym wszystkie zawory odcinające (Z1, Z1a, Z2, Z2a, Z0) są dodatkowo sterowane czujnikiem sygnalizującym zanik dopływu ścieków do zbiornika, usytuowanym w strefie przydennej kanału dopływowego (KD), a ponadto zbiornik jest wyposażony w komorę retencyjną (KR), posadowioną na stropach komór zbiorczych (KZ1, KZ2).

PL 209 453 B1

2. Zbiornik przerzutowy ścieków opadowych, zawierający komorę przepływową, połączoną z kanałem dopływowym w postaci kolektora, i komorę przelewową, oddzielone od siebie przegrodą z przelewem szczytowym, połączone poprzez usytuowane w strefie przydennej końcowych części komór jednokierunkowe zawory klapowe, samoczynnie działające w kierunku przepływu ścieków, z gazoszczelnymi komorami zbiorczymi, które z kolei poprzez analogiczne zawory klapowe są połączone z komorą wieżową o wysokości nie mniejszej od wysokości korony wału przeciwpowodziowego, połączoną z ciekiem wodnym za pośrednictwem kolektora odpływowego, przy czym w stropie każdej z komór zbiorczych, usytuowanym na wysokoś ci nie większej od położenia najwyższego punktu obrysu kanału dopływowego ścieków, jest osadzony przewód łączący strefę podstropową komory zbiorczej ze sprężarką lub atmosferą, poprzez zawór odcinający usytuowany powyżej połączenia przewodu ze sprężarką, sterowany wraz ze sprężarką czujnikami poziomu ścieków w komorach zbiorczych, znamienny tym, że każdy z przewodów (P1, P2) osadzonych w stropie komór zbiorczych (KZ1, KZ2) jest wyposażony w zawór odcinający (Z1, Z2) usytuowany poniżej połączenia przewodu (P1, P2) ze sprężarką (SP1, SP2), sterowany czujnikami poziomu ścieków w komorach zbiorczych (KZ1, KZ2), natomiast na wysokości pomiędzy zaworami odcinającymi (Z1, Z1a i Z2, Z2a), usytuowanymi poniżej i powyżej połączenia przewodów (P1, P2) ze sprężarkami (SP1, SP2), przewody te są ze sobą połączone przewodem (P3) wyposażonym w zawór odcinający (Z0) sterowany czujnikami poziomu ścieków w komorach zbiorczych (KZ1, KZ2), przy czym wszystkie zawory odcinające (Z1, Z1a. Z2, Z2a, Z0) są dodatkowo sterowane czujnikiem sygnalizującym zanik dopływu ścieków do zbiornika, usytuowanym w strefie przydennej kanału dopływowego (KD), a ponadto zbiornik jest wyposażony w komorę retencyjną (KR), usytuowaną na obszarze przyzbiornikowym, połączoną z kanałem dopływowym (KD).