Вакуумні системи водовідведення.���1. Обгрунтування необхідності застосування вакуумної системи водовідведення.��2. Принцип роботи вакуумної системи водовідведення.�
Самопливний метод відведення стічних вод спочатку найпростіший, дешевий і кращий за ідеальних умов місцевості. Але на практиці при його реалізації виникає ряд ситуацій, для вирішення яких або його застосування зовсім виявляється неможливим, або призведе до значного подорожчання. До таких ситуацій можуть належати:
1. великі і дуже дорогі обсяги земляних робіт, пов'язані з вимогою дотримуватися ухилу з постійним заглибленням всієї мережі;
2. великі діаметри труб;
3. необхідність обходити природні і штучні перешкоди у вигляді існуючих мереж і комунікацій;
4. кам'янистий ґрунт;
5. наявності високого рівня ґрунтових вод призводить до необхідності складного, тривалого і дорогого їх відкачування з траншеї;
6. широкі і глибокі траншеї негативно позначаються на інфраструктурі, роблячи протягом тривалого часу неможливим рух транспорту в зоні будівництва;
7. Після закінчення будівництва потрібні значні витрати на благоустрій території
8. Характерні для самопливної каналізації протікання: ексфільтрація, а при підвищеному РГВ - інфільтрація;
Тому будівництво систем водовідведення, які забезпечували б надійність відведення стічних вод з населених пунктів, були б екологічні і при цьому витрати на їх будівництво було б не значні, має першорядне значення.
Низька щільність населення, плоский ландшафт без природних ухилів, високе розташування грунтових вод і складні в розробці грунти (піщані, скелясті, болотисті) - ідеальні умови для використання системи вакуумної каналізації. В районах поблизу річок, озер, морських узбереж, вже існуючої малоповерхової забудови вакуумні системи каналізації, часто, виявляються єдино вірним і надійним рішенням проблеми господарсько-побутових стоків і каналізації. Для системи вакуумної каналізації ухил трубопроводу не має значення, так само як і розташування сантехнічного обладнання не залежить від місця розташування стояка і магістрального трубопроводу.
Вакуумна каналізація відрізняється від звичайної самопливної системи рядом специфічних особливостей, як принципом дії, так і набором устаткування, яке застосовується.
Технологія вакуумної каналізації забезпечує вертикальний підйом стічних вод на висоту до 5 м, що дозволяє розмістити санітарні вузли навіть нижче рівня установки вакуумного модуля.
2. Принцип роботи вакуумної системи водовідведення.
Вакуумна система водовідведення складається з вакуумних трубопроводів, вакуумної насосної станції, а також вакуумних резервуарів збору та очистки стічних вод.
Система вакуумної каналізації працює наступним чином: стічні води самопливом збираються в збірну камеру, де відбувається їх накопичення. Коли рівень стічних вод у збірній камері досягає певного обсягу, відкривається клапан, через нього в систему надходить повітря, який витісняє стічну воду в вакуумну мережу.
Домовик випуск каналізації підключений до розташованого поруч з будинком колодязя, що представляє собою резервуар для збору стічних вод. Колодязь щільно закривається кришкою і обладнаний витяжною трубою. Сток забирається опущеною майже до дна колодязя трубою.
Залежно від рельєфу місцевості стічні води збираються в радіусі декількох кілометрів від центральної вакуумної станції.
Стічні води від кожного житлового будинку самопливом потрапляють в збірну камеру, встановлену поза будівлею. Коли в накопичувальної ємності збірної камери збирається певний обсяг стічних вод, гідростатичний тиск активує пневматичний регулятор, який відкриває вакуумний клапан і весь обсяг стічних вод скидається в лінії вакуумного трубопроводу у напрямку до вакуумної станції.
Підключення збірної камери до електричної мережі не потрібно, так як все обладнання керується пневматично. Атмосферне повітря впускается в систему через вакуумні клапани в точках, розташованих на відстані від вакуумної станції, і потік стічних вод з високою швидкістю проходить по лініях трубопроводу до центральної вакуумної станції.
Збірна камера
Збірна камера призначена для прийому стічних вод від житлового будинку. Стічні води в збірну камеру надходять самопливом. При наповненні резервуара до певного рівня тиск по сенсорній трубці передасться на вакуумний клапан, який відкривається і стічна вода з великою швидкістю переміщається в вакуумну мережу, спорожняючи збірну камеру.
Колодязь будинкового випуску, вакуумні і напірні трубопроводи виготовлені з поліетилену високого тиску, який має хорошою стійкістю до агресивного впливу стічних вод.
Вакуумна система оснащується системою моніторингу, яка контролює стан спорожніння в окремих колодязях і перевіряє правильність їх роботи.
Система збирає інформацію про кількість робочих циклів і повний час відкриття клапанів, реєструє збої в їхній роботі, інформує по СМС обслуговуючий персонал про неполадки, аналізує роботу мережі.
У всіх конструкціях збірної камери блок вакуумного клапана системи каналізації відділений від накопичувальної ємності збірної камери, що забезпечує блоку вакуумного клапана чистоту, відсутність вологи і конденсату, доступність для профілактичного обслуговування.
Коли в накопичувачі вакуумної каналізації збирається достатній обсяг стічної рідини, вакуумний клапанний механізм відкривається.
В середньому на секунд шість-вісім вакуумний клапанний пристрій відкривається і потім зупиняється у вихідній точці, що служить відновленням роботи з'єднаних ліній. Каналізація вакуумного типу не потребуює електроживлення.
Вакуумна колекторна мережа.
Вакуумна система являє собою трубопровід невеликого внутрішнього діаметра, прокладений майже горизонтальними (з ухилом всього 0,2 ‰) відрізками, які з'єднуються короткими ділянками підйому під 45 °.
Щоб гарантувати надійне транспортування стічних вод, вакуумна колекторна мережа покладена в вигляді пили. Цілі вакуумні колектори заповнені повітрям з тиском від -0.4 до -0.6 бар.
Найважливіший аспект для надійної операції - відношення повітря до рідини. Коли система добре розроблена, колектори містять тільки дуже невеликі кількості стічних вод - вони ніколи не повинні бути повністю переповнені стічними водами, так як гідравлічна втрата напору, із-за тертя була б занадто висока!
Переміщення рідини здійснюється пневматично. Прокладка трубопроводу здійснюється пилкоподібним способом, тобто з перериванням ухилу.
Це дозволяє не заглиблювати траншею і забезпечує скорочення земляних робіт . Швидкість руху рідини не перевищує 3-5 м/с
Подрібнює фекальні стоки.
Така прокладка трубопроводу дає можливість вертикального підйому труби дозволяє легко обходити різні перешкоди, поступово підвищувати позначку лотка труби. Завдяки підйому стає можливим транспортувати стоки незалежно від ухилу місцевості і навіть долати підйоми і огинати перешкоди.
Невеликий діаметр труб і вільне варіювання ухилів дозволяє різко скоротити обсяги земляних робіт і вартість магістралей. Герметично замкнута вакуумна система надійна проти витоків і появи запахів, володіє безперечними екологічними перевагами.
Так як система постійно знаходиться під розрядження, в трубах не накопичуються стічні води (труби завжди порожні) і на їх стінках не утворюється осаду, цьому сприяє і велика швидкість руху стічних вод.
Центральна вакуумна станція
Вакуумна станція завжди підтримує в трубах негативний тиск, на відміну від самопливних систем. У разі розгерметизації мережі (наприклад, механічне пошкодження трубопроводу) не відбувається витоку, на пошкодженій ділянці в систему підсмоктуватиметься повітря, про що видасть повідомлення система автоматики.
Центральна вакуумна станція складається з вакуумних насосів, збірника, перекачувальних насосів і панелі управління і, яка як правило, розташовується в підвалі будинку або на першому поверсі. Всі стічні води надходять через вакуумну станцію в бак, а звідти, в свою чергу, під напором відправляються в колектор або на очисну станцію.
За допомогою вакуумних насосів створюється необхідний негативний тиск (приблизно -0,6 бар). Вакуумний накопичувальний резервуар об'ємом від 1 до 27 м³ може бути розташований всередині вакуумної станції або зовні під землею. Далі фекальні насоси перекачують стічні води з накопичувального резервуара на очисні споруди або в центральний колектор існуючої самопливної каналізації.
Як правило, вакуумна станція складається з одного або двох вакуумних резервуарів, декількох вакуумних насосів, двох напірних насосів для відкачування стічних вод і панелі управління. Потужність і розміри вакуумної станції визначаються проектом. Робота вакуумних і напірних насосів для перекачування стічних вод управляється за допомогою контролерів і спеціально розробленого програмного забезпечення.