PL233981B1

PL233981B1 - Storage tank for polluted stormwater and combined sewage

Info

Publication number: PL233981B1
Application number: PL420116A
Authority: PL
Inventors: Kamil Pochwat; Józef Dziopak; Daniel Słyś
Original assignee: Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza; Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Łukasiewicza
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2019-12-31
Also published as: PL420116A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest zbiornik retencyjny ścieków deszczowych i ogólnospławnych zwiększający pojemność retencyjną systemu kanalizacyjnego, mający zastosowanie w nowoprojektowanych, rozbudowywanych lub modernizowanych systemach kanalizacyjnych.The subject of the invention is a rainwater and combined sewage storage reservoir increasing the retention capacity of the sewage system, applicable in newly designed, expanded or modernized sewage systems.

Znane są miedzy innymi z publikacji polskiego opisu patentowego nr PL 218486 B1, jednokomorowe zbiorniki retencyjne sterujące transportem ścieków w systemach kanalizacyjnych, w których dopływ jest połączony poprzez komorę akumulacyjną z odpływem. Ze względu na taki układ hydrauliczny, ciśnienie hydrostatyczne w kanale odpływowym jest zmienne w czasie i zależne od chwilowego napełnienia ścieków w zbiorniku.There are known, inter alia, from the publication of Polish patent description No. PL 218486 B1, single-chamber retention tanks controlling the transport of sewage in sewage systems, in which the inflow is connected through an accumulation chamber with the outflow. Due to such a hydraulic system, the hydrostatic pressure in the drainage channel varies with time and depends on the momentary filling of sewage in the tank.

Z kolei między innymi z publikacji polskich opisów patentowych nr PL 200224 B1 oraz nr PL 221098 B1 znane są, zbiorniki wielokomorowe, które posiadają, co najmniej dwie komory, z których jedna pełni funkcję komory przepływowej, łączącej kanał dopływowy z odpływowym. Zastosowanie komory przepływowej o małej pojemności, która ulega szybkiemu napełnieniu, umożliwia efektywne wykorzystanie przepustowości hydraulicznej kanału odpływowego. Taki układ hydrauliczny pozwala magazynować ścieki przy znacznie mniejszej ich pojemności, niż w przypadku rozwiązań jednokomorowych.On the other hand, from Polish patent descriptions publication no. PL 200224 B1 and no. PL 221098 B1, multi-chamber tanks are known, which have at least two chambers, one of which serves as a flow chamber connecting the inlet with the outflow channel. The use of a low-capacity flow chamber that fills quickly enables efficient use of the hydraulic capacity of the drainage channel. Such a hydraulic system allows for the storage of sewage with a much smaller capacity than in the case of single-chamber solutions.

Wadą znanych rozwiązań jest konieczność określenia zróżnicowania poziomów usytuowania kanału doprowadzającego ścieki do zbiornika i kanału odprowadzającego, które zapewniają projektowane napełnienie ścieków w zbiorniku. Skutkuje to zwiększeniem głębokości przykrycia kanału odpływowego, co w praktyce przekłada się na wzrost ponoszonych nakładów inwestycyjnych z uwagi na zwiększenie objętości robót ziemnych.The disadvantage of the known solutions is the necessity to determine the different levels of location of the sewage supply channel to the tank and the discharge channel, which ensure the designed filling of sewage in the tank. This results in an increase in the depth of covering the drainage channel, which in practice translates into an increase in investment expenditure due to the increase in the volume of earthworks.

Zbiornik retencyjny ścieków deszczowych i ogólnospławnych, połączony z kanałem ściekowym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera komorę połączoną hydraulicznie z kanałem ściekowym za pomocą co najmniej jednego dwukierunkowego kanału tranzytowego, przy czym dno tego kanału tranzytowego znajduje się nie niżej niż dno kanału ściekowego.The storage tank for rainwater and combined sewage connected to the sewer according to the invention is characterized in that it comprises a chamber connected hydraulically with the sewer by at least one two-way transit channel, the bottom of this transit channel being not lower than the bottom of the sewer.

Korzystnie dla zwiększenia objętości przepływających ścieków do komory zbiornika jego kanał ściekowy ma co najmniej jedną zastawkę spiętrzającą.Preferably, in order to increase the volume of sewage flowing into the chamber of the tank, its sewer has at least one weir valve.

Dalsze korzyści są uzyskiwane, jeżeli kanał tranzytowy zbiornika ma przekrój poprzeczny prostokątny albo kołowy.Further advantages are obtained if the transit channel of the tank has a rectangular or circular cross section.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeśli dno kanału tranzytowego znajduje się na równej wysokości z dnem komory zbiornika albo powyżej tego dna.Further advantages are obtained if the bottom of the transit channel is flush with or above the bottom of the tank chamber.

Następne korzyści są uzyskiwane, jeżeli komora zbiornika podzielona jest na co najmniej dwie sekcje za pomocą co najmniej jednej przegrody, przy czym przegroda zawiera w swojej górnej części przelew, zaś przelew przegrody w zbiorniku jest w postaci wcięcia w górnej części przegrody.Further advantages are obtained if the reservoir compartment is divided into at least two sections by at least one partition, the partition having an overflow in its upper part, and the partition overflow in the tank being in the form of an indentation in the upper part of the partition.

Ponadto, dla umożliwienia odpływu części lub całej objętości ścieków do gruntu, korzystnie ściany komory zbiornika zawierają powierzchnie perforowane.Moreover, in order to allow some or all of the wastewater volume to drain into the ground, it is preferred that the walls of the reservoir contain perforated surfaces.

Dzięki zastosowaniu zbiornika według wynalazku możliwe jest zwiększenie zdolności retencyjnej systemu kanalizacyjnego bez konieczności zmiany poziomów ułożenia kanałów transportujących ścieki na trasie ich przepływu. Wynalazek umożliwia zmniejszenie nakładów finansowych ponoszonych na budowę lub modernizację systemu kanalizacyjnego. Dodatkowo przedmiot wynalazku może być wykorzystany, zarówno w istniejących jak i nowoprojektowanych obiektach retencyjnych.Thanks to the use of the reservoir according to the invention, it is possible to increase the retention capacity of the sewage system without the need to change the arrangement levels of the channels transporting the sewage along its flow path. The invention makes it possible to reduce the financial outlays incurred for the construction or modernization of the sewage system. Additionally, the subject matter of the invention may be used in both existing and newly designed retention facilities.

Zbiornik, według wynalazku w przykładzie wykonania, przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1,2, 3 i 4 przedstawiają zbiornik w pierwszym przykładzie wykonania, odpowiednio: w rzucie izometrycznym, w rzucie z boku, w przekroju wzdłuż linii A-A pokazanej na fig. 2 w rzucie izometrycznym oraz w tym samym przekroju w rzucie z góry, fig. 5, 6 i 7 przedstawiają zbiornik w drugim przykładzie wykonania, odpowiednio: w rzucie z boku, w przekroju wzdłuż linii B-B pokazanej na fig. 5 w rzucie izometrycznym oraz w tym samym przekroju w rzucie z góry, fig. 8, 9 i 10 przedstawiają zbiornik w trzecim przykładzie wykonania, odpowiednio: w rzucie z boku, w przekroju wzdłuż linii C-C pokazanej na fig. 8 w rzucie izometrycznym oraz w tym samym przekroju w rzucie z góry, zaś fig. 11:17 prezentują wszystkie fazy pracy zbiornika w przekroju poprzecznym.The tank according to the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing, in which Figs. 1, 2, 3 and 4 show the tank in a first embodiment, respectively: isometric view, side view, cross-section along the line AA shown in Fig. 2 in isometric view and in the same section in plan view, Figs. 5, 6 and 7 show the tank in a second embodiment, respectively: in side view, in section along line BB in Fig. 5 in isometric view and in 8, 9 and 10 show the tank in a third embodiment in the same section in top view, respectively: in side view, in section along line CC of in fig. 8 in isometric view and in the same section in view from above, and Figs. 11:17 show all phases of operation of the tank in cross section.

Przedmiot wynalazku w pierwszym przykładzie wykonania zawiera komorę 1 zbiornika połączoną hydraulicznie z kanałem ściekowym 2 za pomocą trzech dwukierunkowych kanałów tranzytowychThe subject of the invention, in the first embodiment, comprises a reservoir chamber 1 hydraulically connected to the sewer 2 by means of three two-way transit channels

3. Dno kanałów tranzytowych 3 jest umiejscowione powyżej dna kanału ściekowego 2 oraz powyżej dna komory 1 zbiornika. W swojej górnej części komora 1 posiada wentylację 4. Taka budowa zapewnia przepływ cieczy przez kanały tranzytowe 3 w obu kierunkach, a więc do i z komory 1 zbiornika.3. The bottom of the transit channels 3 is located above the bottom of the sewer 2 and above the bottom of the chamber 1 of the tank. In its upper part, the chamber 1 has a ventilation 4. This structure ensures the flow of liquid through the transit channels 3 in both directions, i.e. into and from the chamber 1 of the tank.

PL 233 981 B1PL 233 981 B1

Zbiornik według wynalazku w drugim przykładzie wykonania zawiera przegrodę 5 dzielącą komorę 1 na dwie sekcje. Przegroda 5 posiada w swojej górnej części przelew 6. Dno kanałów tranzytowych 3 jest powyżej dna kanału ściekowego 2 oraz powyżej dna komory 1 zbiornika. Pierwsza z sekcji jest osadnikiem 7 podczyszczającym. W tym wariancie zbiornika po zakumulowaniu ścieków w osadniku 7 i uzyskaniu przez nie poziomu usytuowania przelewu 6 podczyszczone ścieki trafiają do drugiej sekcji zbiornika skąd zwracane są do kanału ściekowego 2.The tank according to the invention, in a second embodiment, comprises a partition 5 dividing the chamber 1 into two sections. The partition 5 has in its upper part an overflow 6. The bottom of the transit channels 3 is above the bottom of the sewer 2 and above the bottom of the chamber 1 of the tank. The first section is the pre-treatment settling tank 7. In this variant of the tank, after accumulation of sewage in the settling tank 7 and achieving the level of the overflow 6 position, the pre-treated sewage goes to the second section of the tank from where it is returned to the sewer 2.

W trzecim przykładzie wykonania dno kanałów tranzytowych 3 zbiornika usytuowane jest powyżej dna kanału ściekowego 2 oraz równo z dnem komory 1. Kanał ściekowy 2 ma zastawkę spiętrzającą 8 zamocowaną za pierwszym z kanałów tranzytowych 3. Komora 1 zbiornika zawiera przegrodę 5 umiejscowioną za wylotem pierwszego kanału tranzytowego 3 i zawierającą w swojej górnej części przelew 6 w postaci wcięcia. W tym wariancie zbiornika zastawka spiętrzająca 8 wymusza zwiększenie przepływu w kierunku komory 1 zbiornika, a przelew 6 w postaci wcięcia w przegrodzie 5 zwiększa efektywność hydrauliczną rozwiązania.In a third embodiment, the bottom of the transit channels 3 of the tank is located above the bottom of the sewer 2 and flush with the bottom of the chamber 1. The sewer 2 has a damming valve 8 attached downstream of the first transit channel 3. The reservoir chamber 1 includes a baffle 5 located downstream of the outlet of the first transit channel. 3 and having an indented overflow 6 in its upper part. In this variant of the tank, the weir valve 8 forces an increase in the flow towards the tank chamber 1, and the overflow 6 in the form of an indentation in the partition 5 increases the hydraulic efficiency of the solution.

Zasada działania zbiornika retencyjnego według wynalazku została przedstawiona w siedmiu fazach. W pierwszej fazie pokazanej na fig. 11 ze względu na niski poziom ścieków w kanale ściekowym 2 nie następuje ich rozdział na kanały tranzytowe 3. Instalacja działa jak klasyczna kanalizacja ściekowa.The operating principle of the retention tank according to the invention has been presented in seven phases. In the first phase, shown in Fig. 11, due to the low level of sewage in the sewage channel 2, it is not divided into transit channels 3. The installation works like a classic sewage system.

W fazie drugiej przedstawionej na fig. 12 zwiększony strumień objętości przepływających ścieków powoduje spiętrzenie się cieczy w kanale ściekowym 2 do poziomu dna kanałów tranzytowych 3 jednak nie następuje ich przelanie do komory 1 zbiornika.In the second phase, shown in Fig. 12, the increased volume flow of the flowing sewage causes the liquid to accumulate in the sewage channel 2 to the level of the bottom of the transit channels 3, but they do not overflow into the chamber 1 of the tank.

W fazie trzeciej przedstawionej na fig. 13 poziom ścieków przekracza poziom dna kanałów tranzytowych 3. Objętość ścieków znajdujących się ponad dnem kanałów tranzytowych 3 zostaje nimi przetransportowana do komory 1 zbiornika. W tej fazie następuje rozdział strumienia objętości ścieków na ścieki kierowane kanałem ściekowym 2 do odbiornika lub sieci zlokalizowanej poniżej oraz ścieki kierowane kanałami tranzytowymi 3 do komory 1 zbiornika. Powoduje to zwiększenie retencji kanałowej odcinka, na którym został zainstalowany zbiornik według wynalazku oraz redukuje przepływ kanałem ściekowym 2 do sieci zlokalizowanej poniżej lub do odbiornika.In the third phase, shown in Fig. 13, the level of waste water exceeds the level of the bottom of the transit channels 3. The volume of waste water located above the bottom of the transit channels 3 is transported with it to chamber 1 of the tank. In this phase, the wastewater volume flow is divided into wastewater directed through the sewer 2 to the receiver or network located below, and the wastewater directed through the transit canals 3 to the tank chamber 1. This increases the channel retention of the section on which the tank according to the invention has been installed and reduces the flow through the sewer 2 to the downstream network or to the receiver.

W fazie czwartej przedstawionej na fig. 14, która stanowi ostatnią fazę napełnienia zbiornika, ścieki transportowane są kanałem tranzytowym 3 do komory 1 zbiornika powodując jego maksymalne napełnienie oraz ciśnieniowe funkcjonowanie. Dalsze napełnianie komory 1 i wyrównanie się poziomów cieczy w kanale ściekowym 2 i komorze 1 zbiornika umożliwia wentylacja 4.In the fourth phase shown in Fig. 14, which is the last phase of filling the tank, the sewage is transported through the transit channel 3 to the tank chamber 1, causing its maximum filling and pressure operation. Ventilation 4 enables further filling of chamber 1 and equalization of liquid levels in the sewer 2 and chamber 1 of the tank.

Piąta faza działania przedstawiona jest na fig. 15. W wyniku zwiększonego przepływu w kanale tranzytowym 3 następuje całkowite napełnienie komory 1 zbiornika i osiągnięcie maksymalnego projektowanego napełnienia h max ścieków.The fifth phase of operation is shown in Fig. 15. As a result of the increased flow in the transit channel 3, the chamber 1 of the tank is completely filled and the maximum designed filling h max of sewage is reached.

W przypadku wystąpienia deszczu o parametrach przekraczających parametry krytyczne, na które system był projektowany, może nastąpić wylanie się ścieków z systemu w sposób kontrolowany w komorze 1 zbiornika, a nie w miejscu lokalizowania kanału ściekowego 2.In the event of rain with parameters exceeding the critical parameters for which the system was designed, wastewater may overflow from the system in a controlled manner in the chamber 1 of the tank, and not at the location of the sewer 2.

Szósta faza działania zbiornika według wynalazku przedstawiona jest na fig. 16. Po ustaniu opadów, poziom ścieków w kanale ściekowym 2 obniża się, w wyniku, czego kanałami tranzytowymi 3, przez które w poprzednich fazach miał miejsce dopływ ścieków do zbiornika, następuje ich odpływ do kanału ściekowego 2.The sixth phase of operation of the tank according to the invention is shown in Fig. 16. After the rain has ceased, the level of the waste water in the sewage channel 2 decreases, as a result of which the transit channels 3, through which the flow of waste water into the reservoir took place in the previous phases, are drained into the tank. sewer 2.

Ostatnia faza działania zbiornika według wynalazku została przedstawiona na fig. 17. Poziom ścieków w kanale ściekowym 2 jest niższy niż poziom umiejscowienia dna komory 1 zbiornika oraz niż najniższy poziom posadowienia kanałów tranzytowych 3 . W tej fazie następuje całkowite opróżnienie zbiornika.The last phase of operation of the tank according to the invention is shown in Fig. 17. The level of waste water in the sewer 2 is lower than the level of the bottom of the tank chamber 1 and the lowest level of the foundation of the transit channels 3. In this phase, the tank is completely emptied.

Wykaz oznaczeńList of designations

1. komora1st chamber

2. kanał ściekowy2. sewer

3. kanał tranzytowy3rd transit channel

4. wentylacja4. ventilation

5. przegroda5th partition

6. przelew6. transfer

7. osadnik7. settler

8. zastawka spiętrzająca hmax - maksymalne projektowane napełnienie8. damper hmax - maximum design filling

Claims

Patent claims

A storage reservoir for rainwater and combined sewage, connected to the sewer, characterized in that it comprises a chamber (1) connected hydraulically with the sewer (2) by at least one two-way transit channel (3), the bottom of the transit channel ( 3) is not lower than the bottom of the sewer (2).

2. The tank according to claim 3. The sewer according to claim 1, characterized in that its sewer (2) has at least one damper (8).

3. The tank according to claim A transit channel according to claim 1 or 2, characterized in that its transit channel (3) has a rectangular cross-section.

4. The tank according to claim A method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that its transit channel (3) has a circular cross-section.

5. The tank according to claim 3. The method of claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the bottom of the transit channel (3) is at the same height as the bottom of the tank chamber (1).

6. A tank according to claim 3. The method of any of claims 1 or 2 or 3 or 4, characterized in that the bottom of the transit channel (3) is above the bottom of the chamber (1) of the tank.

7. The tank according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6, characterized in that its chamber (1) is divided into at least two sections by at least one partition (5), the partition (5) having an overflow in its upper part (6).

8. The tank according to claim 7. The tank according to claim 7, characterized in that the overflow (6) of the partition (5) of the chamber (1) in the tank is in the form of an indentation in the upper part of the partition (5).

9. The tank according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8, characterized in that the walls of its chamber (1) have perforated surfaces.