sobota, kwiecień 20, 2019

    Najnowsze wydanie


 PI 9_10/2018
Okładka 9 10

 

Życzenia wielkanocne 2019

Eliminacja zapachów z kanalizacji – systemy i elementy równoważące ciśnienie w instalacji Cz. 1.

52Głównym mottem artykułu jest sformułowanie przyczyn aktywizacji procesów gnilnych, jakie zachodzą w całej sieci kanalizacyjnej oraz poszukiwanie skutecznych sposobów eliminacji tego problemu począwszy od momentu projektowania aż do eksploatacji sieci. Natomiast w kolejnym wydaniu PI omówione zostaną bardziej szczegółowo urządzenia i sposoby, które pozwolą na częściową lub też nawet całkowitą eliminację tego problemu.

Żaden z użytkowników, nie lubi jak w okolicy jego domu, na tarasie lub też w ogródku restauracyjnym, w którym lubimy usiąść i napić się kawy najzwyczajniej śmierdzi. Złowonne gazy po prostu nam przeszkadzają, są uciążliwe dla naszego nosa oraz bardzo niebezpieczne. Należy także wspomnieć, że gazy, które powstają w sieci kanalizacyjnej to także duża uciążliwość dla zakładów wod-kan, które sprawują opiekę nad wszystkimi elementami sieci kanalizacyjnej. Wspomniane już złowonne gazy oprócz nieprzyjemnego zapachu są niebezpieczne dla instalacji, powodując najczęściej siarkową korozję wielu elementów, tworzących sieć kanalizacyjną.

Insfrastruktura wodno-kanalizacyjna w Polsce
Cywilizacyjny rozwój Polski postępuje w ostatnich latach bardzo szybko. W ostatnim dziesięcioleciu powstały nowe obiekty infrastruktury, takie jak drogi, sieci energetyczne oraz urządzenia związane z branżą wodno-kanalizacyjną. Wynikiem tych działań jest znaczący, w odniesieniu do ostatnich lat, wzrost nasycenia infrastrukturą techniczną wodociągowo-kanalizacyjną w wielu obszarach kraju. Zaopatrzenie ludzi w wodę wiąże się nierozerwalnie z wytwarzaniem, gromadzeniem i odprowadzaniem ścieków. Wytworzone w gospodarstwach domowych ścieki transportowane są za pomocą sieci kanalizacyjnej (grawitacyjnej lub ciśnieniowej) do zbiorczych systemów oczyszczania ścieków. W ostatnim okresie w Polsce (rys. 1.) wybudowano 69,5 tys. km sieci kanalizacyjnej (51 tys. km na obszarach wiejskich, 18,5 tys. na obszarach miejskich), osiągając w roku 2015 długość sieci równą 149,7 tys. km. Jest to znaczący postęp, jaki nastąpił w ostatnich latach, natomiast w dalszym ciągu na wykresie widać dużą dysproporcję pomiędzy dostępem do sieci wodociągowej i kanalizacyjnej. Należy także przede wszystkim wspomnieć, że wybudowana sieć kanalizacyjna po odpowiednich odbiorach technicznych zostaje objęta eksploatacją przez lokalne spółki wod-kan. Podczas użytkowania sieci pojawiają się różne problemy z którymi inżynierowie eksploatatorów muszą się zmierzyć i problemy te rozwiązać.

53

54Sieć kanalizacyjna a problemy eksploatacyjne
Rozbudowa sieci kanalizacyjnej z jednej strony to powód do satysfakcji, świadczący o tym, że realizowane są inwestycje infrastrukturalne w sieci wodociągowo-kanalizacyjne w naszym kraju, a mieszkańcy wielu miejscowości mogą bezproblemowo i w zgodzie ze środowiskiem odprowadzać wytworzone ścieki do miejsca ich unieszkodliwienia. Z drugiej jednak strony dla miejscowej spółki wod-kan rozpoczyna się praca związana z eksploatacją zbudowanej sieci kanalizacyjnej, która jak się okazuje nie zawsze jest łatwa i przyjemna. W zależności od rodzaju sieci pojawia się szereg problemów, których nie było kiedy mieszkańcy korzystali ze zbiorników bezoodpływowych lub innych form unieszkodliwiania odpadów płynnych. Dużo miejscowości, ale także obrzeży rozbudowywanych terenów miejskich, które obejmowane są zbiorczym systemem kanalizacyjnym nie dość, że jest mocno rozproszona, to dodatkowo w wielu przypadkach są to miejsca oddalone wiele kilometrów od lokalnej oczyszczalni ścieków, która zazwyczaj budowana była dużo wcześniej. Do tego wszystkiego dochodzi czasami duże zróżnicowanie terenu, które w wielu przypadkach uniemożliwia pod względem technicznym budowę sieci grawitacyjnej, a jednocześnie wymusza budowę sieci grawitacyjno-tłocznych lub tylko tłocznych. Najczęściej charakterystyka sieci wygląda tak, że część kanałów zbierających ścieki to kanały grawitacyjne, które są połączone bezpośrednio ze zbiorczym systemem oczyszczania, a w innych przypadkach część kanałów grawitacyjnych łączy się z kanałami ciśnieniowymi i dopiero w taki sposób ścieki tłoczone są do oczyszczalni ścieków. Rozległa, dość skomplikowana budowa sieci kanalizacyjnej potrafi generować cały szereg problemów, które wynikają głównie z transportu ścieków na duże odległości. Jednym z tych problemów są odory. Uciążliwość zapachowa (odory) to w pewnym sensie stan dyskomfortu, subiektywnie odczuwany przez człowieka w sferze psychicznej i fizycznej, spowodowany zapachem wszystkiego dochodzi czasami duże zróżnicowanie terenu, które w wielu przypadkach uniemożliwia pod względem technicznym budowę sieci grawitacyjnej, a jednocześnie wymusza budowę sieci grawitacyjno-tłocznych lub tylko tłocznych. Najczęściej charakterystyka sieci wygląda tak, że część kanałów zbierających ścieki to kanały grawitacyjne, które są połączone bezpośrednio ze zbiorczym systemem oczyszczania, a w innych przypadkach część kanałów grawitacyjnych łączy się z kanałami ciśnieniowymi i dopiero w taki sposób ścieki tłoczone są do oczyszczalni ścieków. Rozległa, dość skomplikowana budowa sieci kanalizacyjnej potrafi generować cały szereg problemów, które wynikają głównie z transportu ścieków na duże odległości. Jednym z tych problemów są odory.

Uciążliwość zapachowa (odory) to w pewnym sensie stan dyskomfortu, subiektywnie odczuwany przez człowieka w sferze psychicznej i fizycznej, spowodowany zapachem substancji występującej w powietrzu. Najzwyczajniej sytuacja taka przeszkadza każdemu z nas w normalnym funkcjonowaniu – wtedy kiedy odór z kanalizacji wyczuwalny jest w bliskiej okolicy naszego bytowania.
Uciążliwe odory z sieci kanalizacyjnej pochodzą przede wszystkim z fermentacji wytrącających się ze ścieków osadów, których złogi zaczynają zalegać na ściankach kolektorów i innych elementów sieci. Głównym źródłem nieprzyjemnych zapachów jest siarkowodór, który stanowi około 6% emisji gazów. Oczywiście powstają tam także inne gazy, ale one mają zdecydowanie mniejsze znaczenie aniżeli wspomniany siarkowodór. Paradoksalnie przy naprawdę dużych stężeniach siarkowodór staje się słabowyczuwalny, a jest śmiertelnie niebezpieczny. W tabeli 1. zestawiono kilka przykłado wych związków złowonnych, które mogą powstawać w sieci kanalizacyjnej.
Odory napotykane są nie tylko przez eksploatatorów sieci, ale także przez zwykłego mieszkańca. Nieprzyjemne gazy złowonne wydostają się z różnych elementów sieci, przede wszystkim studzienek kanalizacyjnych i najzwyczajniej przeszkadzają. Powodów takiego stanu rzeczy jest kilka. Pokrótce postaram się wyjaśnić, gdzie może leżeć problem. Można szukać rozwiązań do usuwania większości lotnychsubstancji złowonnych, ale skupić należy się przede wszystkim na siarkowodorze, gdyż jego  występuje najwięcej i jest on bardzo niebezpieczny dla człowieka. Dodatkowo stanowizagrożenie dla elementów betonowych i metalowych, z których zbudowana jest sieć kanalizacyjna, gdyż prowadzi on do powstania korozji siarczanowej, czyli utlenienia H2S do bardzo agresywnego rozcieńczonego H2SO4.
Korozja siarczanowa prowadzi do obniżenia żywotności i kruszenia się betonu, znane są przypadki, że po kilku latach eksploatacji sieci potrafiły zapadać się rurociągi w pobliżu dróg lub budynków. Tego typu sytuacja bez odpowiedniego działania może w przyszłości doprowadzić nawet do katastrofy lądowej.
55Przyczyn, które mają wpływ na powstawanie gazów w sieci kanalizacyjnej jest kilka, przede wszystkim wymienić należy:

  • zbyt mała prędkość ścieków, płynących kanałem ściekowym (przyczyną może być mały spadek kanału, mała ilość ścieków wprowadzana do sieci kanalizacyjnej, przewymiarowane przez projektantów kanały kanalizacyjne) w efekcie doprowadza to do sytuacji, że ścieki zalegają przez kilka godzin w kolektorze – ta kwestia najczęściej występuje w kanalizacji grawitacyjnej. Jeszcze bardziej skomplikowana sytuacja jest w przypadku kanalizacji ciśnieniowej, zwłaszcza, gdy odcinki tłoczne są bardzo długie. Czas, w jakim ścieki przepływają w długich odcinkach powoduje zwiększenie się głównie ChZT oraz stężenia jonów siarki, efekt tych reakcji najbardziej jest odczuwalny w miejscach, gdzie zainstalowane są studnie rozprężne, a że często zlokalizowane są one w pobliżu budynków, to tylko dodatkowo wpływa na nieprzyjemne sytuacje. Sieci tłoczne pod względem miejsca powstawania odorów są bardziej narażone na tworzenie się odorów niż sieci grawitacyjne. Związane jest to z transportem ścieków w wypełnionym całkowicie kanale ciśnieniowym, kanale, w którym brakuje tlenu. W przypadku takiego właśnie transportu, zwłaszcza na długich odcinkach, nie zachodzi zjawisko aeracji, czyli rozpuszczania się tlenu, który jest zawarty powyżej lustra ścieków w kanale grawitacyjnym;
  • odory mogą powstawać w źle zaprojektowanych przepompowniach lub studniach rewizyjnych. Zwłaszcza przewymiarowanie pompowni, która nie pracuje z odpowiednią częstotliwością włączania i tłoczenia ścieków do kolejnych elementów sieci, powoduje zaleganie w zbiorniku ścieków, które mogą nadzwyczajnie zagniwać.56

Na rysunku 4. przedstawiono przykładowe rozwiązanie sieci mieszanej z uwzględnieniem miejsc, gdzie mogą powstawać tzw. „strefy martwe", gdzie postój ścieków może występować i prowadzić do uruchomienia procesów gnilnych.

  • dowożone ścieki do pompowni poprzez wozy asenizacyjne. Jeśli mamy do czynienia ze ściekami dowożonymi, to najprawdopodobniej wcześniej zostały one wybranego z jakiegoś zbiornika bezodpływowego, w którymzalegając przez pewien czas, także mogły już rozpocząć się procesy związane z zagniwaniem;
  • mogą to być także wszelakiego rodzaju zrzuty ścieków przemysłowych, ścieków, które nie zostały w żaden sposób wcześniej podczyszczone;
  • przyczyną zagniwania ścieków przebywających w sieci kanalizacyjnej jest także zbyt szczelna instalacja, stosowanie włazów kanalizacyjnych niewentylowanych, brak wszelakiego rodzaju urządzeń służących do napowietrzania i odpowietrzania całej sieci.

Krótko scharakteryzowane problemy pojawiają się praktycznie w większości zbudowanych i eksploatowanych sieci kanalizacyjnych. Istnieje jednak kilka sposobów, aby już na etapie projektu, następnie budowy, ale także i eksploatacji radzić sobie skutecznie z tym problemem.

Zapobieganie powstawaniu odorów 
Należy przede wszystkim spowodować, aby w ściekach nie zabrakło tlenu rozpuszczonego lub związanego np. w jonac azotanowych, gdyż obecność tlenu, o czym pisano już kilkukrotnie, nie pozwala na zagniwanie ścieków. Sposobów jest kilka, ważne aby nie dopuścić do sytuacji zagniwania. Można wprowadzać do sieci tlen zmieszany z wodą, zastosować reagenty chemiczne czy urządzenia mechaniczne (systemy filtracyjne, systemy odciagowe) dedykowane do jak najlepszej eliminacji gazów kanalizacyjnych. Poniżej wymieniono kilka najprostszych sposobów. Każdy ze sposobów związany jest z odpowiednim nakładem finansowym oraz pracochłonnością danego rozwiązania. Eksploatator powinien przeanalizować, które rozwiązanie w jego przypadku będzie najbardziej ekonomiczne, a następnie skutecznie je stosować.
Zapobieganie powstawaniu gazów rozpocząć można od momentu, kiedy sieć jest projektowana, bo to już na tym etapie można przewidzieć, jak zlokalizować poszczególne elementy tej infrastruktury, aby miały one jak najmniejszywpływ na powstawanie tych złych gazów. Mam na myśli  przede wszystkim prawidłowe zaprojektowanie pompowni ścieków, w których ścieki nie będą zbyt długo przetrzymywanie. Ważna jest także lokalizacja studni rozprężnych, tak by były w bezpiecznej odległości od zabudowań mieszkalnych i publicznych. Ważnym jest projektowanie odcinków kolektora o jak najkrótszych odległościach, aby ścieki, zwłaszcza w wypełnionym całkowicie przewodzie tłocznym, przebywały najkrócej jak to możliwe. Bardzo ważne jest, aby projektant przewidział na całym odcinku kolektora jak najlepsze systemy wentylacyjne i napowietrzające, które mają bardzo duży wpływ na dostarczanie tlenu do przewodów kanalizacyjnych.
57W sytuacji gdy sieć kanalizacyjna istnieje, a problem gazów pojawił się, należy zastanowić się nad zastosowaniem odpowiedniej, ale przede wszystkim skutecznej metody. Wybór odpowiedniej metody powinien uwzględniać wielkość obiektu, ilość przepływających ścieków, miejsce powstawania odorów, ale także ilość i jakość generowanych gazów.
Na etapie eksploatacji można zapobiegać odorom poprzez okresowe przepłukiwanie odcinków kanalizacyjnych i dozowanie odpowiedniej chemii, która będzie zapobiegała tworzeniu się gazów, a przede wszystkim siarkowodoru.W kolejnym wydaniu PI omówione zostaną bardziej szczegółowo rozwiązania techniczne w postac i układów filtracyjnych z węglem aktywnym stosowane w studniach kanalizacyjnych, filtry adsorpcyjne z wentylatorem, specjalne kominki wentylacyjne oraz systemy eliminacji gazów stosowane w przepompowniach ścieków. Zwrócona zostanie także uwaga na rozwiązania chemiczne w postaci środków dozowanych w odpowiednie miejsca sieci.

 

Autor: mgr inż. Artur Stadnik,

homeWyszukiwarka

homeTagi

homeWydarzenia

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem