Przeznaczenie
Zewnętrzne obejścia hydrauliczne to układy urządzeń przeznaczone do zatrzymywania i oddzielania substancji ropopochodnych oraz zawiesin mineralnych zawartych w ściekach odprowadzanych bezpośrednio do odbiornika kanalizacją deszczową. Zespoły urządzeń tego typu znajdują zastosowanie przy oczyszczaniu wód opadowych i roztopowych pochodzących z dużych parkingów osiedlowych lub przy centrach handlowych, dróg ekspresowych i autostrad, lotnisk, dużych zlewni miejskich itp.
Urządzenia te stanowią doskonałe rozwiązanie w przypadku konieczności oczyszczania bardzo dużych napływów, którym nie mogą podołać urządzenia zintegrowane. Oczyszczanie wód opadowych w układzie z obejściem hydraulicznym można zastosować wtedy, gdy nie ma bezpośredniego niebezpieczeństwa awaryjnego, dużego wycieku substancji ropopochodnych, przekraczającego pojemność retencyjną separatora.
Dostępne typy
Zasada działania
Zasada działania układów z zewnętrznym obejściem hydraulicznym polega na oczyszczeniu pierwszej fali deszczu zanieczyszczonej substancjami ropopochodnymi. System przelewowy odprowadza kolejną falę, w której zanieczyszczenia są rozcieńczone a ich stężenia nie przekraczają wartości dopuszczalnych. Zasada oczyszczania oparta jest na zjawisku sedymentacji i flotacji. Procesy te wspomagane są zjawiskiem koalescencji ‑ łączenia drobnych kropel oleju w większe. Zaolejone ścieki oczyszczane są w procesie dwustopniowym.
Pierwszy stopień stanowi zbiornik osadnika, w którym następuje wstępne oddzielenie części stałych oraz zawiesiny. Dopływające ścieki kierowane są do niego ze studni rozdziałowej, która wymusza określony kierunek przepływu ścieków dla Q nominalnego. Ścieki po osadniku dopływają do separatora koalescencyjnego typoszeregu ECO I, gdzie następuje grawitacyjne oddzielenie i zatrzymanie substancji ropopochodnych. Odseparowane cząstki olejów flotują ku powierzchni cieczy tworząc warstwę substancji ropopochodnych, a oczyszczone ścieki odprowadzane są do kanalizacji poprzez zasyfonowany odpływ. Każdy separator zaopatrzony jest w samoczynne zamknięcie odpływu opadające przy osiągnięciu granicznej warstwy „filmu” olejowego.
Budowa
Konstrukcję separatora i osadnika stanowi monolityczny, żelbetowy zbiornik o przekroju prostokątnym lub owalnym, natomiast studnię zbiorczą i rozdziałową tworzą zbiorniki monolityczne, żelbetowe o przekroju okrągłym. Wloty do każdego zbiornika zaopatrzone są w elastyczne uszczelki Forsheda, wyloty zaś rurą bosą o typowym nominale.
Wewnętrzne wyposażenie separatora i osadnika stanowi konstrukcja ze stali nierdzewnej. Wnętrze separatora zajmuje układ filtrujący z wypełnieniem, które stanowi pianka poliuretanowa. Tuba filtracyjna wyposażona jest w pływak, który po osiągnięciu maksymalnego poziomu substancji ropopochodnych odcina odpływ ścieków, uniemożliwiając w ten sposób skażenie odbiornika.
Wylot z separatora stanowi bosy koniec rury stalowej. Wysokości zbiorników regulowane są poprzez kręgi nadbudowy (w przypadku zbiorników okrągłych) lub nadstawki małej średnicy. Studnia rozdziałowa wyposażona jest w specjalnie zaprojektowany układ przelewowy – przegrodę, która umożliwia poprawny rozdział strugi po przekroczeniu nominalnego dopływu do układu ZOH.
Montaż
W przypadku posadowienia zbiorników na gruntach nośnych nie ma konieczności przygotowania specjalnego fundamentu. W gruntach o ograniczonej nośności w przygotowanym wykopie należy wykonać fundament np. z betonu B20 o grubości ok. 20 cm.
Podbudowa ta musi spełniać warunki statyczne, powinna być wypoziomowana oraz szersza od podstawy zbiornika o 20 cm. Zbiornik separatora w przypadku występowania niekorzystnie wysokiego poziomu wód gruntowych, należy zakotwić do fundamentu wg zaleceń producenta.
Eksploatacja
Podczas użytkowania układu należy dokonywać regularnych przeglądów, których częstotliwość określana jest doświadczalnie na podstawie ilości i rodzaju doprowadzanych ścieków. Zgromadzone w separatorze i osadniku zanieczyszczenia należą do grupy odpadów niebezpiecznych, dlatego też ich usunięcie należy powierzyć koncesjonowanej firmie.
Podczas opróżniania nieczystości należy zwrócić szczególną uwagę na dokładne oczyszczenie wkładu koalescencyjnego, pływakowego zamknięcia odpływu oraz pionowego kanału odpływowego. Niezmiernie ważną czynnością podczas czyszczenia jest opróżnienie komory osadnika z zagęszczonej zawiesiny mineralnej.
Określenie wielkości nominalnej [ng] zewnętrznego obejścia hydraulicznego
Wielkość nominalną [ng] układu z zewnętrznym obejściem hydraulicznym określa się na podstawie wyliczenia spływu, który powinien być oczyszczony przed wprowadzeniem do środowiska. Wartość tą jako minimalną nie mniejszą niż 15 [l/s x ha] określa Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska z 24.07.2006 r. Dz.U. 137 poz. 984 §19.1.
Każdy układ z zewnętrznym obejściem hydraulicznym powinien być dobierany na ten parametr.
ng ≥ 15 * F
Oznaczenia:
ng – wielkość nominalna, przepływ podlegający oczyszczeniu [l/s]
F – pole powierzchni zlewni [ha]
Maksymalną przepustowość [NG] zewnętrznego obejścia hydraulicznego określa się na podstawie zależności
NG = QR * fD
Oznaczenia:
NG – wielkość nominalna, przepustowość [l/s]
QR – przepływ ścieków deszczowych [l/s]
fD – współczynnik uwzględniający gęstość substancji separowanej
Współczynnik uwzględniający gęstość substancji separowanej fD
| Gęstość substancji separowanej [g/cm3] | Współczynnik fD |
|---|---|
| do 0,85 | 1 |
| 0,85 – 0,90 | 1,5 |
| 0,90 – 0,95 | 2 |
Określenie wielkości przepływu ścieków deszczowych oblicza się następująco:
QR = F * q * y
Oznaczenia:
F – pole powierzchni zlewni [ha]
q – natężenie deszczu miarodajnego [l/s x ha]
(można w warunkach polskich zakładać na poziomie 150 [l/s x ha]. Jest to natężenie odpływu odpowiadające deszczowi o prawdopodobieństwie pojawienia się równym 20% i czasie trwania ok. 12 minut)
y – współczynnik spływu uzależniony od typu nawierzchni.
Współczynnik spływu y zależny od rodzaju zlewni
| Rodzaj zlewni | Współczynnik spływu y |
|---|---|
| Dachy | 0,90 – 1,00 |
| Teren utwardzony | 0,90 |
| Kostka | 0,80 – 0,85 |
| Asfalt | 0,80 – 0,90 |
| Kamień i drewno | 0,75 – 0,85 |
| Żwir | 0,15 – 0,30 |
| Zabudowa miejska gęsta – kamienice | 0,70 – 0,80 |
| Zabudowa zwarta | 0,50 – 0,70 |
| Zabudowa luźna | 0,30 – 0,50 |
| Zabudowa willowa | 0,25 – 0,30 |
| Teren niezabudowany | 0,10 – 0,25 |
| Parki i tereny zielone | do 0,15 |
Otrzymane wyniki ng i NG służą do doboru zewnętrznego obejścia hydraulicznego:
ZOH ng/NG → np. ZOH 175/1750
W przypadku zastosowania urządzenia ze zintegrowanym osadnikiem pojemności osadników Vos przyjmuje się dla nominalnego przepływu wg tej tabeli.
