articol romana. document

8/2/2019 Articol Romana. Document

1/11

Elemente de proiectare si implementare a tehnologiei vacuumului in sistemele de

canalizare a centrelor populate

Sef lucr.univ.ec.dr.ing. Ioan Caldare

Universitatea Transilvania din Brasov

REZUMAT

Sistemele vacuumate de canalizare colecteaza ,transporta si evacueaza apele uzatemenajere de la unitati cu debite reduse,amplasate pe terenuri cu pante mici.In localitile de es i mai ales n cazul pnzei freatice ridicate, transportul vacuumat a apeimenajere, fa de sistemul tradiional gravitaional, este o soluie avantajoas attdin punct devedere tehnic ct i economic.Ca alternativa la sistemele clasice pentru colectarea itransportul apelor reziduale provenite de la colectivitile situate n zone de es, unde sistemele

gravitaonale,conduc la adncimi mari de pozare a colectoarelor, ca urmare a pantelor reduse aleterenului, aceste sisteme sunt recomandate i pentru cartierele rezidentiale, dezvoltate nvecintatea centrelor populate urbane.

Sistemul de canalizare menajer vacuumat este o tehnologie modern, economic iecologic, care se preteaz perfect la canalizarea localitilor de es din tara noastra. Experienatehnic, economic i juridic confirm c este foarte important, totodat i rentabil,realizareaobiectivului de investiie in baza prevederilor standardului european EN1091 din decembrie1996.

Cuvinte cheie:canalizare,vacuum,vid,depresiune

Avantajele sistemelor vacuumate de canalizare in raport cu solutiile clasice

Decizia de a utiliza un sistem de colectare a apelor uzate cu vid, n locul unui sistemgravitational traditional, ofera trei avantaje principale:- flexibilitatea n proiectare;- reducerea cheltuielilor de investitie;-.reducerea cheltuielilor operationale.

Din punct de vedere ecologic, pe termen lung, se garanteaz o soluie etan, suntexcluse infiltratiile i exfiltraiile.In general cheltuielile de investiie sunt mai avantajoase,datorit adancimii de pozare i diametrelor de conducte mai mici. Practic, execuia nu necesitsprijiniri i epuismente costisitoare. Traseul reelei este elastic, in general se poate proiecta in

spaii verzi, inguste, astfel se elimin desfacerea i refacerea costisitoare de imbrcminirutiere.Din cauza volumului mic de lucrri de terasamente (spturi umpluturi) timpul deexecuie se reduce substanial, iar problemele legate de dirijarea circulaiei devin minime.

Cheltuieli de exploatare mici, mai ales dac inem cont de costurile de decolmatare i dederatizare de la canalizrile gravitaionale cu pante mai mici, eliminarea exfiltratiilor iinfiltraiilor i a reparaiilor iminente ale racordrilor cu muf.Sistemul nu permite racordriilegale de ap pluvial sau menajer.Apa uzat ajunge rapid la staia de epurare, in stare

preoxidat cu o consisten adecvat,mrind eficiena epurrii.Cu ajutorul conductelor KPE decalitate superioar, obstacolele orizontale i verticale evita fr probleme.Conducta, datoritelasticitii ei, este mai puin expus deteriorrilor, rezist mai bine micrilor solului.Execuiade calitate superioar impus de tehnologia KPE, satisface toate criteriile severe de asigurare acalitii impuse de standardele UE.


2/11

Comparison between the main four sewerage . Schematic comparison of the

different systems

Figure 1 Schematic comparison of the different classical sewer systems[2]]

The Figure 1 shows the four classical systems used to store (septic tank) or to collectwastewater (by gravity, with pressure systems or with vacuum).

The following chapters compare these four systems in term of construction, dimensionning,network design, energy needs, exfiltration and maintenance.

Unele dintre dezavantajele sistemului:- dimensionare complicata a colectoarelor deoarece nu se cunoaste valoarea

probabila a debitelor de apa uzata produse in mod curent; automatizareafunctionarii prin sistemul computerizat probabil ca are anumite limite,

- modul de reglare a pompelor este complicat deoarece ritmul de pompare este

totdeauna aleatoriu; optimizarea pomparii poate fi complicata,- siguranta alimentarii cu energie a pompelor poate fi o problema foarte

complicata; daca la alte sisteme de pompare se poate asigura o sursade rezerva aici prevederea unei surse de rezerva la sute de statii depompare dintr-o localitate poate fi deosebit de complicata; punerea infunctiune a primului sistem in tara poate fi deosebit de importanta inintelegerea modului corect de de functionare .

Elementele componentele ale sistemului de canalizare cu vacuum si principiul defunctionare

In funcie de amplasament, apa reziduala este colectata pe o raza de mai muli kilometri in jurulstaiei centrale de vacuumare. Apa reziduala este colectata gravitaional de la fiecare locuina


3/11

intr-o camera de colectare instalata la exteriorul cldirii. Cnd in camera de colectare a apeireziduale este colectat un volum de apa predeterminat, presiunea hidrostatica activeaz uncontroler pneumatic. Acest controler deschide o supapa de vacuum si apa reziduala din cameraeste complet evacuata in conducta canalului colector. Nu este necesara energie electrica lacamera de colectare, toate operaiunile fiind acionate pneumatic. Deoarece ptrunde aer prin

supapele de vacuum in amonte, apa reziduala curge cu mare viteza prin sistemul canaluluicolector pana la staia centrala de vacuumare. Sistemul garanteaz sigurana operaionalamaxima cu costuri energetice minime. In anumite situaii canalizarea prin vacuumare se poaterealiza folosind tehnologia fara sptura deschisa sau amplasnd ansamblul deasupra terenului.Reeaua de canalizare este sub presiune negativ generat de o staie de vid. Reelele decanalizare sunt realizate din conducte KPE etane. Cldirile emitoare de ap menajer suntracordate la un cmin de colectare prin conducte de branamente montate la adancimi mici cufuncionare gravitaional .Supapele de vacuum se monteaz in cmine de colectare, cate una in fiecare, care la ridicareanivelului apei uzate se deschide automat. In acest moment presiunea atmosferic de 1 bar,existent in condiii normale in cmin, impinge cu vitez mare apa uzat in canalul colector

KPE, care are o presiune absolut interioar de 0,3-0,5 bar (vid 0,5-0,7 bar). Supapa dincminul colector aspir cantitatea de 40 litri de ap uzat in cca. 3-5 secunde, apoi intr-uninterval de 3-5 secunde mai aspir aproximativ inc 200-300 litri de aer necesar impingeriidopului inainte pe traseu. Diferena de presiune prezent in canalul colector transportamestecul de bule de aer i lichid cu o vitez de cca. 20 km/h la rezervorul din staia de vid.Deplasarea dopului de ap uzat este similar cu micarea pistonului in transporturile

pneumatice. similar cu micarea pistonului in transporturile pneumatice.Componentele ale sistemului de canalizare cu vacuumsunt urmatoarele:statia pompelor devacuum,rezervorul de vacuum,statia pompelor de evacuare a apelor uzate,retea de vacuum-lifturi,camine de colectoare,supape de vacuum si racorduri de scurgeri gravitationale (fig.2 ).

Fig.2 Sistemul de canalizare cu vacuum- elementele componentele

Sistemul de canalizare vacuumat const dintr-o staie de vid, pachet camera de robinet iconducte de vid(fig.3) Denumirea specific a sistemului difer n funcie de productor a

supapelor vid adoptate n sistem. Spre deosebire de sistemele flux gravitaie, n general,


4/11

conducte de canalizare principal n sistemul de canalizare de vid sunt pstrate n condiii de vid,n orice moment de ctre pompa de vid instalate n staia de vid.

Conducte de canalizare astfel este numita "conducta de vid". ape menajere asambleazn pachet camera supapei i este trimis la conducta de vid. Prin conducta de vid, care este

prevzut n subteran shallowly profil dini de fierstru, ape menajere sunt colectate ntr-un

rezervor de colectare n staia de vid. Apoi, din rezervorul de colectare, este livrat la conductade canalizare principal sau la instalaiile de tratare a apelor uzate de ajutorul pompei decanalizare.

Fig.3 Elementele componente ale sistemului de canalizare vacuumat

Reeaua de canalizare este sub presiune negativ generat de o staie de vid. Reelele decanalizare sunt realizate din conducte KPE etane. Cldirile din care secolecteaza ap menajersunt racordate la un cmin de colectare prin conducte de branamente montate la adancimi micicu funcionare gravitaional(fig.4).

Fig.4.

Description of the System[2]


5/11

Schema sistemului de canalizare cu vacuum poate fi de tipul arborescent (ramificat)(fig5)sau inelar(fig.6).

Fig.5 Sistem de canalizare cu vacuum ramificat[4]

Fig.6 Sistem de canalizare cu vacuum inelar[4]


6/11

1 - gospodrie individual; 2 - cldire social administrativ; 3 - complex agrozootehnic; 4 -unitate industrial;5 - rezervor de vacuum; 6 - staia pompelor de vacuum i a pompelor deevacuare; 7 - staia de epurare; 8 - emisar; 9 - cmine de racord.

Pprincipalele trei componente ale unui astfel de sistem sunt:

Bazinele/Camerele de colectare

Aceste camere de colectare a apelor uzate (fig.7) au rolul de a:

-colecta efluentul evacuat din gospodriile conectate;

-permite apelor uzate colectate s intre n reeaua de canalizare prin supapa de interfa(fig.8) .

Fig.7 Camerea colectoare-principiul de functionare[2]

Camera este completgolit cnd se

deschide ventilul dedepresiune(interfaa)

Absorbie spre conductacolectoare cudepresiune


7/11

Fig.8 Camera colectoare parti componente[2]

Ventilarea camerei colectoare se face prin capac (rezistent la clcare) ,deci nu necesit tub deventilare special. In toate variantele, blocul supapei de vacuum este separat de zona de colectaredin interiorul camerei, garantnd astfel ca ansamblul supapei ramane curat, uscat si accesibil.

Canalele de colectare cu vid

Apele uzate au intrat acum n al doilea element al sistemului, respectiv n canalele de colectarecu vid.Diametrul conductelor este cuprins ntre 90mm si 250mm si n mod normal acestea suntfabricate din Polietilena de nalta Densitate (HDPE), si sunt articulate folosindu-se fitinguri deelectrofuziune.Aerul intrat prin supapa de interfata este cel care face ca apele uzate si sedeplaseze prin conductele de canalizare.Initial apele uzate se deplaseaza cu viteze de pna la 6m/s, sub forma unui amestec spumant delichid si apa. Viteza se reduce treptat, pe masura ce amestecul se deplaseazaprin canalulcolector, si n cele din urma aerul depaseste lichidul in continut si nainteze spre statia de vid.n acest moment conductele cu vid se comporta exact ca si conductele gravitationaletraditionale, apele uzate deplasndu-se n interiorul acestora prin curgere gravitationala.Apele uzate se opresc apoi n sectiuni coborte ale canalelor colectoare, numite trepte deridicare inversate,ramnnd stationare. Cnd supapa de interfata se deschide din nou si

permite aerului sa intre n reteaua de canalizare, aceste ape uzate sunt ridicate din sectiuneacoborta si transportate nspre stattia de vid (vezi Figura 7 ),cestea formeaz reeaua deconducte prin care presiunea negativ este transferat supapelor de interfa Iseki aflate n

camerele de colectare, i prin care efluentul este transportat la staia de vid. n general, distanaperceptibila a apelor uzate de la statia de vid este de 2 - 4 km. Ea poate fi extins la 5 km nfuncie de topografia local sau de debitul de ape uzate. n conformitate cu Manualul tehnic , o

Air inlet

Air inlet


8/11

retea de canalizare linie de vid este format din 2 linii: una este o conduct cu un 0.1 la 0.2% njos-pant, iar cellalt cu un up-pant n profil dini de fierstru, care se numeste"ascensor"(fig.9)

Fig.9 Comparison between Vacuum Sewer layout and Gravity Sewer layout[2]

In figura 10 este redat configuraia unui lift, cu sensul de curgerea apelor uzate, amenajat pe traseul conductelor vacuumate de canalizare.

Fig 10 Liftul tubului colector la sistemul vacuumat de canalizare

Sistemele de lifturi pot fi: inchise(fig. 11) sau deschise (fig. 12).Liftul se consider inchis dacvd/cos i deschis dac vd/cos . Nici un lift unic de canalizare vid principal depete 3metri n nlime.


9/11

Fig 11 Lift inchis[4]

Fig.12 Lift deschis[4]

Pentru realizarea unei viteze mari s-a adoptat o asemenea forma pentru colector (pantacolectorului nu mai este esentiala ca la canalizarea gravitationala) incat sa se asigurecurgerea unei emulsii de apa-aer; curgerea se face cu viteze de 3-5 m/s.

Statia de vacuumare

Staia de vid (figura 13), in princiu , adpostete rezervorul de oel pentru apa uzat, pompele devid, pompele de evacuare a apei uzate acumulate i sistemul de comand i control automat.

Apa menajer uzat aspirat din reea ajunge intr-un rezervor de oel vidat tratat anticorosiv curini epoxidice.La partea superioar a rezervorului cu spaiu de aer, se racordeaz pompa de vid, care esteacionat de un senzor de presiune in cazul in care vidul creat este insuficient.Funcia de pompare a apelor uzate a staiei de pompe de vid este asemntoare cu ceea a

pompelor in cazul canalizrii obinuite in regiunile de es. La partea inferioar a rezervoruluieste racordat pompa de refulare a apelor uzate prin care apa menajer se evacueaz la staia deepurare. Pompa este comandat de senzori de nivel.Aceasta este cea mai important parte a sistemului i este locul n care se genereaz presiuneanegativ pentru ntreaga reea de canalizare, permind colectarea i transportul.Toate conductelede canalizare prin vacuumare sunt conectate la bazinul de colectare, instalat la staia centralaunde, pompele de vacuum creaza presiunea negativa necesara (aprox. -0,6 bar). Bazinul decolectare poate fi amplasat in interior sau ingropat in exteriorul staiei. Prin intermediul

pompelor de evacuare apa reziduala din bazin ajunge la staia de epurare sau intr-un canalcolector existent. Capacitatea si dimensiunile staiei de vacuumare sunt impuse de condiiile

particulare ale sistemului de canalizare. Operarea pompelor de vacuum si de evacuare estecontrolata printr-un PLC cu software ,astfel proiectat incat sa asigure operare optima funcie denecesitai. Pentru sisteme de canalizare cu debite reduse se poate livra o "staie de vacuumarecompacta", prefabricata si testata spre a deservi un numr mic de case in mediu rural sau pentrucldiri individuale ori uniti industriale


10/11

Fig.13 Statia de vacuumare(Staia de generare a depresiunii)[5]

Concluzii

Sistemul de vid de canalizare este proiectat cu un aer-lichid rat minim de dou pri de aer la

o parte lichid.Know-how-ul de dimensionare hidraulic al sistemului elaborat de productorii supapelor, caurmare a dezvoltrilor continue, cat i experiena exploatrii sistemelor deja realizate, face

posibil realizarea de reele cu arii mari de acoperire i deservirea unui numr mrit deconsumatori.Experiena tehnic, economic i juridic confirm c este foarte important, totodat i rentabil,realizarea obiectivului de investiie in baza prevederilor standardului european EN1091 dindecembrie 1996.Astfel, doar un obiectiv construit, reglat i uzinat corect poate atrage satisfacia i aprecierea

beneficiarului, care intr-un termen scurt, cu deranjamente minime i prin economiiinvestiionale, devine proprietarul unui sistem modern, ecologic i sigur in funcionare.

In concluzie, se poate afirma c sistemul de canalizare menajer vacuumat este o tehnologiemodern, economic i ecologic, care se preteaz perfect la canalizarea Romania.Solutiile de realizare a retelei de canalizare s-au diversificat ; practic pot fi analizate treivariante, gravitationala, sub vacuum si sub presiune; trebuie indrazneala si exigenta in

promovarea sistemul de canalizare cu vacuum.

Bibliografie

1. G., FBRY *, Al., PTER PNEUMATIC TRANSPORT OF WASTE WATER,VACUUM SEWERAGE SYSTEM.History, operation principles, main parts,technical and economical advantages;


11/11

2. ROEVAC Vacuum Sewer Systems.SISTEME DE CANALIZARE CUDEPRESIUNE;

3. Ion MIREL SISTEME VACUUMATE PENTRU CANALIZAREA APELORUZATE DIN CENTRELE POPULATE SITUATE N ZONE DE ES,in BuletinulAGIR nr. 2-3/2009 , aprilie-septembrie;

4. MIREL I. UTILIZAREA SISTEMELOR VACUUMATE DE CANALIZAREPENTRU COLECTAREA I EVACUAREA APELOR UZATE MENAJEREPROVENITE DE PE VATRA COLECTIVITILOR RURALE,ASOCIAIAROMN A APEI-FORUMUL APEI 2010,14 16 IUNIE BUCURETI;

5 . Iseki Vacuum Systems Limited (2004) An introduction to Iseki RediVacVacuum Technology

articol romana. document

Documents