INSTYTUT BUDOWNICTWA, MECHANIZACJI I · PDF fileINSTYTUT BUDOWNICTWA, MECHANIZACJI I...
-
Upload
phungthuan -
Category
Documents
-
view
227 -
download
0
Transcript of INSTYTUT BUDOWNICTWA, MECHANIZACJI I · PDF fileINSTYTUT BUDOWNICTWA, MECHANIZACJI I...
INSTYTUT BUDOWNICTWA, MECHANIZACJI I ELEKTRYFIKACJI ROLNICTWAGórskie Centrum Badań i Wdrożeń w Tyliczu
33-383 Tylicz, ul. Pułaskiego 25A
tel./fax (0-18) 471 13 13; e-mail : [email protected] ; www. ibmer.org.plAdres pocztowy: 33-380 Krynica-Zdrój, skr. poczt. 97
______________________________________________________________________________________
Przedmiot opracowania :
PROJEKT TECHNICZNY
Oczyszczalnie ścieków typu IBMER w Tyliczu
STOKOWE ZŁOŻA GRUNTOWO--ROŚLINNE
Autorzy opracowania :inż. Andrzej Walczowski
dr inż. Andrzej Jucherski
2007 r
2
Spis treści
INSTYTUT BUDOWNICTWA, MECHANIZACJI I ELEKTRYFIKACJI ROLNICTWA.........2
CZĘŚĆ RYSUNKOWA
Rys. 001. Stokowe złoża trawiasto-glebowe
Rys.002. Stokowe złoża trawiasto-glebowe – przekrój poprzeczny
Rys. 003. Zbiornik rozdzielczy
Rys. 004. Studzienka pompowa kpl
Załącznik nr 1. Oczyszczalnia ścieków bytowych z wykorzystaniem stokowego złoża gruntowo--roślinnego zlokalizowanego na stoku o małym nachyleniu.
Załącznik nr 2. Jw. zlokalizowanego na stoku o dużym nachyleniu.
WSTĘP
Rys. 1. Schemat technologiczny instalacji do oczyszczania ścieków bytowych typu IBMERze stokowym złożem gruntowo-roślinnym
3
Przedmiotem projektu jest układ stokowych złóż filtracyjnych gruntowo-roślinnych,
które są jednym z członów technologicznych opracowanego przez IBMER – GCB w Tyliczu
zintegrowanego systemu oczyszczania ścieków bytowych.
W zależności od stopnia wymaganej jakości oczyszczania, złoża te mogą funkcjonować
jako samodzielna jednostka technologiczna poprzedzona trzykomorowym osadnikiem prze-
pływowym, lub też, jako jeden z członów w ciągu urządzeń wchodzących w skład specjalnych
instalacji o wysokiej jakości oczyszczania ścieków (rys. 1).
STOKOWE ZŁOŻE GRUNTOWO-ROŚLINNE
1 OPIS TECHNOLOGII
Stokowe złoże gruntowo roślinne przeznaczone jest do oczyszczania ścieków bytowych
z budynków jednorodzinnych lub grupy budynków o dobowym dopływie ścieków do 2,0 m3.
Przyjmuje się, że obciążenie dobowe pojedynczego złoża nie może przekraczać 0,5 m3.
Przy większej ilości ścieków stosuje się odpowiednio kilka złóż włączonych równolegle
w układ przepływowy instalacji.
Na złoże mogą dopływać ścieki bezpośrednio po wstępnym oczyszczeniu w wielokomo-
rowym osadniku przepływowym (I wersja technologiczna – rys. 1) lub dodatkowo po złożu
filtracyjnym o pionowym ewentualnie poziomym przepływie ścieków (II wersja technologicz-
na – rys. 1).
Ścieki na stokowe złoże mogą dopływać grawitacyjnie (rys. 2). lub przy posadowieniu
osadnika poniżej lokalizacji złoża dostarczane są okresowo pompą (rys. 3).
W czasie filtracji ścieków w złożu wypełnionym w początkowej strefie pospółką żwiro-
wo-piaskową, a następnie mieszanką ziemi rodzimej z piaskiem gruboziarnistym zachodzą
procesy: sorpcji fizycznej, chemicznej i biologicznej zawiesin, koloidów; mineralizacja
związków organicznych (BZT5) i ChZT oraz rozkład azotowych związków w wyniku bioche-
micznych reakcji utleniająco-redukujących (nitryfikacja i denitryfikacja).
Przerwy w dostarczaniu ścieków na złoże wynikające ze specyfiki z użycia wody w
domu w ciągu doby (kilkunastogodzinne przestoje) sprzyjają regeneracji jego wypełnienia po-
przez tlenowy rozkład nadmiaru błony biologicznej i zawiesin blokujących powierzchnię fil-
tracyjną, co ma szczególne znaczenie w prawidłowym przebiegu całego procesu technologicz-
nego.
4
W okresie wegetacyjnym rośliny asymilują w swojej biomasie część rozpuszczonych
nieorganicznych związków biogennych. Rozrastający się system korzeniowy roślin wydatnie
zwiększa ryzosferę w mineralnym złożu wypełnienia wpływając na rozwój w nim bakterii
charakterystycznych dla środowiska ściekowego co ma decydujący wpływ na efektywność
przemian biochemicznych w ściekach filtrujących w jego objętości , również i w warunkach
zimowych, kiedy aktywność nadziemnych części roślin ustaje. W okresie zimowym funkcja
oczyszczania ścieków przejmowana jest więc przez florę bakteryjną, osiadłą zarówno na po-
wierzchniach granulatów wypełnienia mineralnego złoża jak i na przystosowanym do tych
warunków, rozległym przestrzennie, systemie korzeniowym roślin wodnych.
W okresie wegetacji roślin, szczególnie w okresie późno wiosennym i letnim, odpływy
ścieków ze złoża radykalnie się zmniejszają w wyniku ewapotranspiracji.
Po przefiltrowaniu przez złoża gruntowo-roślinne, oczyszczona ciecz będzie dopływać
do zanikowego oczka wodnego. Nadmiar wody z oczka wodnego będzie odprowadzony zani-
kowo na wydzieloną powierzchnię użytku obsadzonego roślinami wodolubnymi. Oczyszczo-
ną ciecz można również wprowadzić pod powierzchnią gruntu poprzez specjalny układ rozsą-
czający.
Uwaga! Zabrania się wprowadzania wód opadowych do osadnika przepływowego in-
stalacji oczyszczającej.
5
Rys. 2. Oczyszczalnia dla ścieków bytowych ze stokowym złożem gruntowo-roślinnym. Zasilanie złoża filtracyjnego –grawitacyjnie.
6
Rys. 3. Oczyszczalnia dla ścieków bytowych ze stokowym złożem gruntowo-roślinnym . Zasilanie złoża filtracyjnego –wymuszone; automatycznie za pomocą pompy ściekowej wyposażonej w pływakowy zespół włączający.
7
2 DANE TECHNICZNE
- przeznaczenie - oczyszczanie ścieków bytowych
- typ - złoże gruntowo-roślinne
- dobowe obciążenie ściekami 1 złoża - do 0,5 m3/d (ok. 2,0m3 kilka złóż równole-głych)
- powierzchnia czynna (jedno złoże) - 30,0÷60,0 m2
- szerokość złoża - 2,0 m
- długość złoża - 15,0÷30,0m
- grubość warstwy filtracyjnej - 0,25÷0,5 m
3 OBLICZENIA
Ze względu na zapewnienie odpowiedniej równomierności przepływu przez wypełnie-
nie złoża jego szerokość nie powinna przekraczać 2,0m.
3.1 Długość złoża filtracyjnego
Długość złoża filtracyjnego można wyliczyć na podstawie równania reakcji I rzędu z wzoru:
Gdzie: L - długość złoża
Qd - natężenie dopływu ścieków [m3/d]
Co – stężenie ścieków dopływających BZT5
CT - stężenie ścieków odpływających BZT5
kBZT5 - współczynnik kinetyki [m/d] (wg badań IBMER kBZT5 = 0,045÷0055 [m/d]
b - szerokość złoża (przyjęto 2,0 m)
L=Q
d. (ln C
0 - ln C
t)
b . kBZT
[1]
8
3.2 Głębokość warstwy filtracyjnej
Minimalną głębokość należy obliczyć na podstawie wzoru Darcy
Gdzie:
h – grubość warstwy filtracyjnej [m]
Qd – natężenie dopływu ścieków [m3/s]
kf – współczynnik filtracji [m/s]
i – spadek hydrauliczny (przyjęto 0,02)
b – szerokość złoża (przyjęto 2,0 m)
3.3 Długości stopnia kaskady
Obliczenie długości stopnia kaskady w zależności od nachylenia terenu.
Gdzie:
a – długość stopnia kaskady
h1 – wysokość uskoku kaskady ( stosowane 0,1÷0,2 m)
is – nachylanie dna stopnia kaskady (przyjęto is = 0,01)
ik – nachylenie stoku
Wysokość uskoku stopnia kaskady h1 przyjmować o wartościach 0,1÷0,2 m tak, aby dłu-
gość stopnia mieściła się w granicach 0,8÷2,5 m
h1. (1+i
s . i
k)
a =
is - i
k
[3]
k
f .i.b
Qdh= [2]
9
4 WARUNKI TECHNICZNE WYKONANIA ZŁOŻA
4.1 Warunki lokalizacji
Złoża można lokalizować na odpowiednich działkach o nachyleniach 6,0% do 35,0 %,
w miejscach umożliwiających grawitacyjny dopływ ścieków (minimalny spadek dna kanału
1,0%). Przy braku możliwości dopływu grawitacyjnego zależy zastosować układ pompowy.
Nie należy lokalizować złóż na gruntach podmokłych oraz w miejscach o dużym zacienieniu.
4.2 Kanały i rurociągi
Przy dopływie grawitacyjnym kanał łączący osadnik przepływowym ze studzienką roz-
dzielczą złóż stokowych wykonać z rury PCW o średnicy 110 mm.
Kanał łączący studzienkę rozdzielczą a złożami stokowymi gruntowo-roślinnymi wyko-
nać z rur PCW o średnicy 50 mm, a złoża z oczkiem wodnym rura PCW o średnicy 110 mm.
Rury kanalizacyjne w wykopie umieścić na 5 cm podsypce piaskowej.
Rury w miejscach wypłyceń należy ocieplić np. płytami styropianowymi owiniętymi fo-
lią budowlaną.
Przy długości kanału powyżej 20,0m na trasie jego przebiegu wykonać studzienki prze-
pływowe. Studzienki z tworzywa sztucznego montować wg instrukcji producenta. Przy wyko-
nywaniu studzienki betonowej jej dno należy ukształtować w postaci otwartego kanału ze
spadkiem 2,0% w kierunku odpływu ścieków. Rury wprowadzane do studzienki należy
uszczelnić zaprawą cementową i dodatkowo - warstwą materiału gliniasto ilastego.
Przy zastosowaniu pompy ściekowej stosować rurociąg z PE o średnicy min. 32 mm.
Przy posadowieniu rurociągu poniżej granicy zamarzania należy go ocieplić np. płytami styro-
pianowymi owiniętymi folią budowlana lub folią pęcherzykową.
4.3 Stokowe złoża gruntowo-roślinne (rys. 001 i 002 )
• Równolegle pracujące złoża stokowe wykonać wzdłuż naturalnego pochylenia w wykopie
o średniej głębokości 45 cm i szerokość 2 m;
• Dna złóż wyprofilować w formie tarasowych kaskad o pochyleniu w kierunku przepływu
ścieków ok. 1,0%.
• Tak wykonany profil uszczelnić dwoma warstwami folii budowlanej o grubości 0,25 mm.
Całe złoże, razem z wyciągniętą na bokach folią, obwałować warstwą ziemi o wysokości
ok. 20 cm. Przed ułożeniem folii powierzchnię wykopu zabezpieczyć warstwą piasku lub
10
drobnych trocin. Skutecznym sposobem zabezpieczenia folii przed uszkodzeniem jest wy-
konanie podkładu z makulatury, również powierzchnię folii można w ten sposób zabezpie-
czyć.
• Początkową część złóż na długości ok. 0,5 m wypełnić kamieniami 40÷60mm, następnie
na długości ok. 7,0 m pospółką żwirowo-piaskową. Również końcowe części złóż wypeł-
nić kamieniami 40÷60mm lub keramzytem 10÷20mm.
• Zasadnicze wypełnienie złóż stanowi mieszanka gleby rodzimej z piaskiem 0÷4 mm
w proporcji 3:1 dla gleb lekkich i 2:1 dla gleb bardziej zwięzłych. Zasypana warstwa
musi być luźna. Nie wolno po niej chodzić ani wjeżdżać sprzętem budowlanym!
W miejscach uskoków dna co ok. 4,0m wypełnić warstwą grysu 4÷16 mm lub drobnym
kamieniem o długości ok. 0,25 m
• Złoża nasadzić mozgą trzcinowatą lub manną wodną z sadzonek pozyskanych z lokalnych
zasobów. Nasadzeń dokonać w okresie wiosennym.
4.4 Studzienka rozdzielcza (rys. 003.)
Studzienkę rozdzielczą wykonaną z tworzywa sztucznego zamontować w wykopie na
podsypce piaskowej. W celu zabezpieczenia studzienki przed przypadkowym uszkodzeniem
zastosować betonowy krąg osłonowy lub w części górnej wykonać stała osłonę betonową
z dodatkowym przykryciem
4.5 Studzienka pompowa (rys. 004.)
Kompletną studzienkę pompowa zamontować w podobny sposób, jak studzienkę roz-
dzielczą (pkt 4.2)
W studzience pompowej należy zainstalować jednofazową pompę z wyłącznikiem pły-
wakowym przeznaczoną do pompowania brudnej wody. np. pompa WQ 3-13-0,25 lub
WQ 3-18-0,55
W pobliże studzienki pompowej należy doprowadzić energię elektryczną przewodem
YDY 3x1,5mm2 i wprowadzić go do skrzynki łączeniowej, dostosowanej do montażu na ze-
wnątrz pomieszczeń. W skrzynce zamontować gniazdo jednofazowe oraz wyłącznik nadmia-
rowo-prądowy o wartości określonej w instrukcji zastosowanej pompy. Przewód elektryczny
należy umieścić w gruncie na głębokości min 60 cm, w obsypce piaskowej 10 cm nad prze-
wodem ułożyć sygnalizacyjną taśmę koloru niebieskiego.
11
Instalację elektryczną powinien wykonać uprawniony elektryk.
5 EKSPLOATACJA I KONSERWACJA ZŁOŻA
Konstrukcja złoża nie wymaga prowadzenia specjalnych prac eksploatacyjnych, wyma-
gane są jedynie okresowe przeglądy i prace pielęgnacyjne
I tak przy dopływie grawitacyjnym:
• w okresach comiesięcznych sprawdzić drożność studzienki rozdzielczej oraz rur odpły-
wowych ze złóż.
• dwa razy do roku dokonać koszenia roślin na złożach – pierwszy raz w drugiej połowie
czerwca i drugi raz w jesieni. Pokos jesienny należy pozostawić na złożu, będzie on stano-
wił w okresie zimy ocieplenie powierzchni złoża.
• w okresie wczesno wiosennym należy usunąć z powierzchni złóż filtracyjnych zeschnięte
części roślin.
Uwaga! W czasie prac pielęgnacyjnych nie zadeptywać powierzchni złóż.
Przy ciśnieniowym dopływie do studzienki rozdzielczej należy dodatkowo:
• co 12 miesięcy: przeprowadzić czyszczenie pompy a szczególnie kosza ssącego,
sprawdzić stan przewodów elektrycznych oraz stan pływaka pompy.
W celu poprawnej pracy instalacji oczyszczającej należy prawidłowo eksploatować
osadnik przepływowy. Co 12 miesięcy usuwać nadmiar osadu z I, a co 2 lata z II i III-ciej ko-
mory, sprawdzając jednocześnie drożność rurowych separatorów zanieczyszczeń umieszczo-
nych na przepływach z poszczególnych komór osadnika.
12
ZAŁĄCZNIK NR 1
PRZYKŁAD
OCZYSZCZALNIA ŚCIEKÓW BYTOWYCH Z WYKORZYSTANIEM STO-
KOWEGO ZŁOŻA GRUNTOWO-ROŚLINNEGO
ZLOKALIZOWANEGO NA STOKU O MAŁYM NACHYLENIU
18
18
200
10
dopływścieków
Kominekwentylacyjny
100 mm φPokrywa betonowa
lub właz żeliwny
16 23
dopływ
471.81471.90
472.60
A
A
A-A
betonowy klinuszczelniający
45
Rys. 3. OSADNIK PRZEPŁYWOWY
kominki wymurowaćz kostek betonowychlub wykonać z betonu
w szalunku
21
21
ZAŁĄCZNIK NR 2
PRZYKŁAD
OCZYSZCZALNIA ŚCIEKÓW BYTOWYCH Z WYKORZYSTANIEM STO-
KOWEGO ZŁOŻA GRUNTOWO-ROŚLINNEGO
ZLOKALIZOWANEGO NA STOKU O DUŻYM NACHYLENIU
23
23