Menu

Sieci kanalizacyjne

1. Podział i charakterystyka sieci kanalizacyjnych.

1.1 Rys historyczny

1.2 Ścieki i charakterystyka ścieków

1.3 Klasyfikacja systemów kanalizacyjnych

1.4 Charakterystyka systemów kanalizacyjnych

 

 

 

1.1 Rys historyczny

Na najstarsze ślady starożytnych przewodów wodnych natrafiono w Syrii (dawniej Asyria), gdzie już ok. 3500 lat p.n.e. w miejscowości Habuba Kabira nad brzegiem Eufratu istniała rozwinięta cywilizacja.
Znaleziono tam ślady przewodów o przekroju kołowym (z rur ceramicznych łączonych na
„bosy koniec-kielich”) lub prostokątnym (układanych z kamieni i cegieł), doprowadzających
wodę pitną bądź odprowadzających wody opadowe/ścieki. Jako kolektory główne zostały tam użyte przewody prostokątne w przekroju, zaś mniejsze okrągłe jako przewody boczne.
 
 
 Rys. 1 System kanalizacyjny z Habuba al-Kariba
Również na terenach niegdysiejszej Babilonii
(2500 – 500 p.n.e.) istniały rozbudowane systemy kanalizacyjne zaopatrzone we wpusty deszczowe (rys. 2), zbudowane z wypalanych przewodów ceramicznych
Ryc.2 (u dołu) Wypalane przewody ceramiczne – części składowe antycznych systemów kanalizacyjnych (po lewej – ze Świątyni Bel, Nippur, Babilonia sprzed ponad 2500 lat p.n.e., po prawej – z gimnazjonu w Amphylopolis z około 430 roku p.n.e)
 
siecik2.jpg
W Egipcie, w grobowcu z ok. 2700 r. p.n.e., w miejscowości Saqquara przy ujściu Nilu, odkryto pierwszą „toaletę” – przeznaczoną dla zmarłych. Około roku 2500 p.n.e. w miastach  Mezopotamii budowane były już pierwsze sieci kanałów do odprowadzania ścieków z toalet domowych spłukiwanych wodą - do dołów kloacznych. Kanały były budowane z rur miedzianych.
Europa. Początki rozwoju systemów kanalizacyjnych w starożytnym Rzymie sięgają VIII do VII wieku p.n.e. Około 610 roku p.n.e. zaczęto budCloaca-Maxima-e1329401771888.jpgować główny kanał ściekowy, zwany „Cloaca Maxima”, który funkcjonuje do dzisiaj (wymiar odcinka końcowego 3,15/4,1 m). Początkowo służył do odprowadzania wód deszczowych, a później i ścieków bytowych. Retencjonowano też wody deszczowe w zbiornikach zwanych cysternami.
Fot.1 Cloaca Maxima, fragment kanału
 Polska. Początki rozwoju kanalizacji na ziemiach polskich sięgają XIV wieku – Gdańsk,
Kraków, Kamieniec, Bolesławiec, Reszel i inne. Przykładowo na Dolnym Śląsku, w Bolesławcu od 1531 roku ścieki komunalne odprowadzane były nie do rzeki Bóbr, lecz na
łąki, w celu ich rolniczego wykorzystania (naturalny nawóz) a jednocześnie unieszkodliwiania (oczyszczania). System eksploatowany był do początku XX wieku. W Reszlu natomiast pozostają nadal w eksploatacji kanały „krzyżackie”, stanowiące istotny element systemu kanalizacyjnego miasta.
Powstanie nowoczesnych systemów kanalizacyjnych - z oczyszczaniem ścieków włącznie, wiązało się z tzw. rewolucją przemysłową i burzliwym rozwojem miast w Europie w XIX wieku. Wybuch epidemii cholery w 1831 r. zdecydowanie przyspieszył ten proces. Pierwsze „kompleksowe” systemy kanalizacyjne na ziemiach polskich powstały w Gdańsku (1871), we Wrocławiu (1881-90) i w Warszawie (1900 - inż. Lindley). Zaczęto też wprowadzać coraz powszechniej w większych miastach tzw. klozety wodne - „WC”.
1.2 Ścieki i charakterystyka ścieków (zob. też. Vademecum instalacji sanitarnych)
Ścieki powstają w wyniku wykorzystania wody (wodociągowej lub z własnych ujęć) na
cele:
- spłukiwania fekaliów - w ubikacjach (WC),
- higieniczne - związane z myciem się, kąpielami, itp.,
- gospodarcze - związane z praniem bielizny, przygotowywaniem posiłków, utrzymaniem czystości pomieszczeń, itp.,
- technologiczno-produkcyjne - związane z przetwarzaniem surowców, wytwarzaniem żywności, produkcją wyrobów, itp.
Ze względu na skład fizyko-chemiczny ścieki można podzielić na:
- ścieki bytowo-gospodarcze, nazywane też bytowymi (a w żargonie inżynierskim „sanitarnymi”), pochodzące z gospodarstw domowych, zakładów usługowych i obiektów użyteczności publicznej;
- ścieki przemysłowe, zwane też poprodukcyjnymi, pochodzące z zakładów przemysłowych i rzemieślniczych.
Odrębne grupy stanowią:
- ścieki opadowe (deszczowe i roztopowe), pochodzące z opadów deszczu bądź/i topnienia śniegu czy lodu - spłukujące zanieczyszczenia z uszczelnionych powierzchni zlewni, po okresach tzw. suchej pogody (pogody bezopadowej, bezdeszczowej);
- ścieki ogólnospławne (komunalne), będące najczęściej mieszaniną ścieków bytowo-gospodarczych, przemysłowych, wód podziemnych infiltrujących do kanałów przez nieszczelności oraz ścieków opadowych.
Definicja według Ustawy z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo Wodne (Dz. U. RP z dnia 11 października 2001 r., Nr 115, poz. 1229):
- ścieki bytowe – rozumie się przez to ścieki z budynków przeznaczonych na pobyt ludzi, z osiedli mieszkaniowych oraz terenów usługowych, powstające w szczególności w wyniku ludzkiego metabolizmu oraz funkcjonowania gospodarstw domowych (w żargonie inżynierskim tzw. „sanitarne”);
- ścieki komunalne – rozumie się przez to ścieki bytowe lub mieszaninę ścieków bytowych ze ściekami przemysłowymi albo wodami opadowymi lub roztopowymi (tzw. „ogólnospławne”);
- ścieki przemysłowe – rozumie się przez to ścieki odprowadzane z terenów, na których prowadzi się działalność handlową lub przemysłową albo składową, nie będące ściekami bytowymi lub wodami opadowymi;
- ścieki opadowe lub roztopowe – rozumie się przez to wody opadowe lub roztopowe ujęte w systemy kanalizacyjne, pochodzące z powierzchni zanieczyszczonych, w tym z centrów miast, terenów przemysłowych i składowych, baz transportowych oraz dróg i parkingów o trwałej nawierzchni (tzw. „deszczowe”).
1.3 Podział systemów kanalizacyjnych
A. Strumienia odprowadzanych ścieków:
- pełna - wszystkie rodzaje ścieków,
- częściowa - np. tylko ścieki bytowo-gospodarcze,
- mieszana - fragmentami pełna/częściowa.
B. Zasięgu terytorialnego:
- lokalna - osiedlowa, zakładowa, wspólnotowa,
- miejska - całe miasto,
- grupowa - kilka miast, wsi.
C. Konstrukcji kanałów:
- kryta - podziemna,
- otwarta - powierzchniowa (rowy, koryta),
- mieszana.
D. Sposobu przepływu ścieków:
- grawitacyjna,
- ciśnieniowa (pneumatyczna lub hydrauliczna),
- podciśnieniowa (próżniowa),
- mieszana.
E. Rodzaju odprowadzanych ścieków:
- bytowo-gospodarcza (ściekowa, w żargonie „sanitarna”),
- przemysłowa,
- deszczowa,
- ogólnospławna (wszystkie rodzaje ścieków).
F. Funkcjonowania systemu:
- ogólnospławna (jednoprzewodowa),
- rozdzielcza (dwu lub więcej przewodowa),
- półrozdzielcza (dwu lub więcej przewodowa),
- bezodpływowa (szamba i wozy asenizacyjne),
- odciążona (szamba i sieć zbiorcza),
- mieszana (fragmentami różna sieć).
1.4 Charakterystyka systemów kanalizacyjnych
    Kanalizacja to zespół urządzeń (czyli system) do zbierania i odprowadzania ścieków (wód zużytych) i wód opadowych (deszczowych i roztopowych) z terenów zurbanizowanych i przemysłowych do oczyszczalni ścieków, gdzie następuje ich unieszkodliwienie.
Elementy składowe systemu kanalizacyjnego jako całości to:

 kanalizacja wewnętrzna (instalacje wewnętrzne) - w budynkach z przyborami sanitarnymi (WC, wanny, umywalki, natryski, wpusty podłogowe, itp.);
 kanalizacja zewnętrzna
- sieć osiedlowa lub zakładowa (komunalna, wspólnotowa, prywatna),
sieć zbiorcza miejska (komunalna),
obiekty sieciowe (pompowanie, zbiorniki retencyjne, przelewy burzowe, separatory, regulatory, syfony, wpusty uliczne, studzienki rewizyjne, …),  
Budowane obecnie systemy usuwania ścieków można ogólnie podzielić na (rys.):
- konwencjonalne - o grawitacyjnym przepływie ścieków,
niekonwencjonalne - o przepływie wymuszonym pod- bądź nadciśnieniem.  
Kanalizacja konwencjonalna stosowana jest powszechnie i dzieli się dalej na:
1. System ogólnospławny (jednoprzewodowy) - obecnie nie budowany,
2.
System rozdzielczy (dwu lub więcej przewodowy) - składający się z kanałów bytowogospodarczych i przemysłowych oraz deszczowych,
3.
System półrozdzielczy (dwu lub więcej przewodowy) - składający się z kanałów bytowogospodarczych i przemysłowych oraz deszczowych z separatorami strumieni ścieków.  
kanalizacja ogólnospławna - kanałem płyną łącznie ścieki sanitarne i deszczowe. Dla odciążenia oczyszczalni ścieków wykonuje się przelewy burzowe łączące kanały bezpośrednio z odbiornikiem lub pośrednim za pośrednictwem zbiornika retencyjnego.
Rys. Schemat kanalizacji ogólnospławnej. Ozn. P.b. - przelew burzowy; zb.r. - zbiornik retencyjny; O.Ś.- oczyszczalnia ścieków
 
Zbiorniki retencyjne - dla systemów kanalizacji ogólnospławnej oferowane są zbiorniki retencyjne
w postaci wielkośrednicowych kanałów, których zadaniem jest retencja ścieków sanitarnych i deszczowych w czasie nawalnego deszczu oraz odprowadzenie ich z odpowiednim opóźnieniem
do odbiornika, np. oczyszczalni ścieków, rzeki. W zbiornikach retencyjno-odciążających w pierwszej fazie deszczu zostają spłukane osady z dna kanału zgromadzone w porze bezdeszczowej. W chwili, kiedy dojdzie do przekroczenia pojemności komory retencyjnej, nadmiar ścieków odprowadzany jest bezpośrednio do odbiornika za pomocą przelewów. Zbiorniki retencyjno-odciążające stosowane na
kanalizacji ogólnospławnej projektowane są przede wszystkim pod kątem odpowiedniego rozcieńczenia ścieków w chwili ich zrzutu do odbiornika, dlatego też są wyposażone w odpowiednie
detale uniemożliwiające przedostawanie się zanieczyszczeń do przelewu i dalej do odbiornika.
Analogicznie do zbiorników w systemach rozdzielczych, zbiorniki te posiadają część dławiącą, dzięki której komora retencyjna opróżniana jest w kontrolowany sposób, oraz część odciążającą,
odpowiedzialną za zrzut nadmiaru odpowiednio rozcieńczonych ścieków bezpośrednio do odbiornika.
Fot. Zbiornik retencyjny w układzie równoległym z rur Flowtite.
Kanalizacja półrozdzielcza - zawiera osobne kanały sanitarne i deszczowe połączone w wybranych miejscach separatorami. Separatory mają za zadanie kierować najsilniej zanieczyszczone ścieki deszczowe spłukiwane z ulic i placów (zwłaszcza po okresie suszy), do kanałów ściekowych i dalej do oczyszczalni ścieków. siecik4.gif
Rys. Schemat kanalizacji półrozdzielczej S-separatory.
Kanalizacja rozdzielcza - posiada osobne kanały dla ścieków sanitarnych i deszczowych. Ścieki deszczowe odprowadzane są w całości do odbiornika. Rozwiązanie możliwe dla mało zurbanizowanych terenów, gdzie stopień zanieczyszczenia spływających ze zlewni wód nie stanowi zagrożenia dla odbiornika.
siecik5.gif
Kanalizacja niekonwencjonalna
Dzilie się na nadciśnieniową i podcisnieniową. kanalizacja nadiciśnieniowa może byc pneumatyczna lub hydrauliczna (pompowa), systemy podciśnieniowe (próżniowe) dzielą sie dalej na jednorurowe i dwururowe.
Zastosowanie kanalizacji niekonwencjonalnej uzasadnione jest w przypadku: 
- terenów o niekorzystnym spadku
- terenów o wysokim poziomie wód gruntowych
- terenów o rozproszonej zabudowie
- terenów o okresowym zamieszkaniu i sezonowym odpływie ścieków np. kampingi, obozowiska
- terenów skalistych
ZALETY
Kanalizacja niekonwencjonalna (podciśnieniowa i nadciśnieniowa) jest często tańszym i bardziej korzystnym rozwiązaniem od systemów grawitacyjnych z uwagi na:
- mniejsze wymiary kanałów
- mniejsze głębokości położenia przewodów porównywalne do głębokości ułożenia sieci wodociągowych
- większe bezpieczeństwo dla środowiska (systemy ciśnieniowe są szczelne, nie dochodzi do przecieków kanałów)
- brak infiltracji wód gruntowych (mniejsze koszty oczyszczalnia ścieków w oczyszczalni)
Strumień ścieków może być mniejszy w stosunku do kanalizacji konwencjonalnej nawet do 50%, wskutek m.in. braku infiltracji wód podziemnych oraz wód deszczowych z błędnych podłączeń czy też dopływających przez otwory wentylacyjne we włazach studzienek !
WADY
- konieczność ciągłego i niezawodnego dostarczania zmiennego w czasie strumienia energii elektrycznej (coraz droższa!);
- konieczność dokonywania regularnych przeglądów i konserwacji urządzeń przez wykwalifikowanych pracowników;
- większą zawodność działania - możliwość awarii elementów mechanicznych i elektrycznych, w tym automatyki, mogących prowadzić do skażenia środowiska.
 Kanalizacja niekonwencjonalna ma też ograniczony zasięg działania, limitowany:
- wysokością ciśnienia w sieci – w praktyce do 0,4 MPa (4 Bary), co ogranicza zastosowanie do ok. 15000 Mk,
- wysokością podciśnienia w sieci – w praktyce do 0,06 MPa (0,6 Bara), co ogranicza zasięg działania do ok. 2 km wokół centralnej stacji próżniowej (CSP) i liczbę mieszkańców do ok. 1500 Mk.

  
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});