Osadnik wielostrumieniowy STOPPOL

Wprowadzenie

Wszędzie wokół nas obserwujemy jak powstają nowe drogi, ronda, skrzyżowania, chodniki, ścieżki rowerowe, parkingi, place i wszyscy bardzo się cieszymy, że dzięki tym inwestycjom możemy suchą stopą przemierzać nasze miasta, miasteczka i wioski.

Niestety postęp ten, jak wszystko zresztą, ma swoje blaski i cienie. W przypadku gospodarki ściekami deszczowymi „plusem ujemnym” urbanizacji między innymi  są:

  1. Nasilenie się zjawisk powodziowych – kanalizacja deszczowa w terenach zurbanizowanych, projektowana jest, aby w jak najkrótszym czasie zapewnić ewakuację ścieków deszczowych ze zlewni utwardzonych. Powoduje to szczególnie w okresach czerwiec – lipiec obserwowany na terenie całego kraju wzrost ilości podtopień oraz lokalnych powodzi.
  2. Gwałtowne zanieczyszczanie odbiorników w okresach intensywnych opadów – urządzenia podczyszczające ze względów ekonomicznych obliczane są na opad miarodajny i w przypadku przekroczenia natężenia opadu na jakie zostały dobrane, następuje z reguły wtórne (wymywanie) skażenie cieków wodnych. zgromadzonymi wcześniej zanieczyszczeniami
  3. Wysokie koszty budowy i eksploatacji sieci deszczowych i urządzeń podczyszczających w systemie centralizacji spływu ścieków deszczowych – budowa przewodów kanalizacyjnych i sieci kanalizacyjnej, urządzeń podczyszczających, zbiorników retencyjnych zarówno przy inwestycjach typu greenfield jak i terenach już uzbrojonych mocno obciąża budżet danych projektów inwestycyjnych.
  4. Obniżanie się wód gruntowych i nadmierne osuszanie gruntu – zjawisko wywołane zmniejszonym wsiąkaniem wód deszczowych do gruntu, połączone z ewakuacją ścieków deszczowych przez systemy kanalizacyjne.
  5. Zmiany w strukturach gruntów spowodowane zmniejszeniem wilgotności – skutkiem tego zjawiska jest osiadanie i pękanie budynków.
  6. Zanikanie lub degradacja ścieków wodnych w terenach zurbanizowanych.
  7. Stepowienia gleby i zanik wrażliwej roślinności.
Ograniczenie zagrożeń związanych z urbanizacją i utwardzaniem

Jednym ze sposobów zapobiegania tym niekorzystnym zjawiskom jest wprowadzanie tam gdzie jest to możliwe, systemów małej retencji i rozsączania ścieków deszczowych. Podstawowym założeniem tego rodzaju systemu jest „udawanie” przyrody czyli naśladowanie przebiegu naturalnego spływu podczas deszczu. Oczywiście mała retencja i rozsączanie nie jest możliwe wszędzie i w wielu przypadkach (szczególnie przy dużych zlewniach utwardzonych) nie da się uniknąć tradycyjnych metod, ale jest to metoda mogąca bardzo skutecznie ale w małej skali oddalić zagrożenia związane z gospodarką ściekami deszczowymi na terenach zurbanizowanych.

Należy podkreślić,że metoda ta jest realizowana zawsze w sposób elastyczny. Znamy to, że projektant, który podejmuje się realizacji takiego zadania musi wykazać się za każdym razem nieszablonowym myśleniem i w procesie projektowania musi brać pod uwagę szereg zmiennych czynników takich jak:

  • Otoczenie krajobrazowe i plan zagospodarowania danej działki
  • Poziom wód gruntowych,
  • Przesiąkliwość gruntu,
  • Wielkość zlewni i jej możliwy podział na mniejsze zlewnie,
  • Dopuszczalne obciążenie hydrauliczne odbiornika,
  • Przewidywane specyficzne zanieczyszczenia mogące znaleźć się w ściekach deszczowych,
  • Koszty eksploatacji urządzeń podczyszczających
  • Ewentualną komaltację złoża, filtrów i gruntu.

Jednocześnie systemy małej retencji i rozsączania są dużym wyzwaniem dla organów samorządowych i administracji państwowej, ponieważ ze względu na swoje nowatorstwo wymagają od urzędników większej otwartości na innowacje i niekonwencjonalne rozwiązanie techniczno hydrologiczne niż w przypadku tradycyjnych systemów oczyszczania ścieków deszczowych. Otwartość ta może być stymulowana szczególnie na tych terenach i wszędzie tam, gdzie niekorzystne czynniki związane z odprowadzaniem ścieków deszczowych z terenów zurbanizowanych i przemysłowych skumulowały się najbardziej.

Charakterystyka ścieków deszczowych z terenów zurbanizowanych

Szczegółowe przedstawianie rodzaju zanieczyszczeń i charakterystyki ścieków deszczowych z terenów zurbanizowanych można znaleźć w wielu źródłach polskich czy zagranicznych – szczególnie polecamy:

  1. badania i opracowania Instytut Ochrony Środowiska w Warszawie na przykład:
  2. prace zlecone przez GDDKIA na przykład:
  3. badania i opracowania Instytutu Inżynierii Środowiska i Instalacji Budowlanych Politechniki Łódzkiej i Politechniki Częstochowskiej na przykład:
  4. czy też opracowania na ten temat na stronie firmy Separator Service:

Z analizy materiałów literaturowych, norm technicznych, badań w terenie oraz praktyki w eksploatacji urządzeń do oczyszczania ścieków deszczowych wynika jednoznacznie, że powtarzalnymi elementami w charakterystyce ścieków opadowych z dróg i terenów zurbanizowanych są tezy o:

  • dominacji w ściekach deszczowych zanieczyszczeń związanych z zawiesiną ogólną,
  • kumulacji znacznej większości znajdujących się w ściekach deszczowych zanieczyszczeń tylko w  tej zawiesinie
  • zależności pomiędzy stężeniem zanieczyszczeń w zawiesinie a jej granulacją – im niższe uziarnienie tym stężenia zanieczyszczeń wyższe
  • obciążeniu zawiesiną tylko pierwszej fazy spływu powierzchniowego z danej zlewni
  • zależności pomiędzy skutecznością pracy oczyszczalni ścieków deszczowych (w %) a maksymalnym dopuszczalnym obciążeniem hydraulicznym (m/h lub m3/m2/h)
Dlaczego STOPPOL?

Jednym z największych problemów przy planowaniu i realizacji projektów małej retencji i zdecentralizowanych systemów kanalizacji deszczowej jest prawidłowe oczyszczenie ścieków deszczowych przed zrzutem do ścieku wodnego lub gruntu.

Osadnik wielostrumieniowy STOPPOL został zaprojektowany specjalnie do realizacji właśnie tych celów. Trzeba podkreślić,że jego konstrukcja jest wynikiem nie tylko prac i obliczeń teoretycznych,ale przede wszystkim wynikiem praktycznych badań terenowych i laboratoryjnych wykonywanych we Francji i Niemczech. Dlatego posiada on następujące parametry techniczne:

  • Przepływ maksymalny do 10 l/s – w systemach małej retencji konieczne jest dzielenie dużych zlewni na mniejsze obszary i dlatego osadnik wielostrumieniowy STOPPOL nie ma większego przepływu niż 10 l/s. Nie ma też potrzeby konstruowania osadników wielostrumieniowych STOPPOL o większych przepływach niż 10 l/s, ponieważ przeczyłoby to celowi z jakim zaprojektowano to urządzenie, a chodzi przecież o systemy małej retencji i zdecentralizowanych systemów kanalizacji deszczowej
  • Powierzchnia zlewni zredukowanej jaką może obsłużyć STOPPOL do 1000-1200 m2 – w systemach małej retencji i infiltracji typowe zlewnie nie powinny przekraczać tej wartości, a ponieważ nie zaleca się też stosowania osadnika wstępnego przed STOPPOLEM to  obliczeniowe natężenie deszczu miarodajnego dla zlewni obsługiwanej przez STOPPOL jest dużo wyższe niż natężenie 131 l/s/ha zgodne z § 19 Rozporządzenia  Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. z 2009.27.169). Powierzchnia jaka obsługuje STOPOL została specjalnie obniżona po to aby przy ograniczonej objętości akumulacyjnej osadnika uzyskać maksymalny efekt oczyszczania
  • Wysoka wartość powierzchni aktywnej osadnika wielostrumieniowego STOPPOL 4,71 m2 – powierzchnia aktywna i związane z tym obciążenie hydrauliczne zostało dobrane powyżej wymogów polskiej normy PN-EN-02204 „Odwodnienie dróg”, gdzie skuteczność urządzanie do oczyszczania ścieków deszczowych dla cząstek o granulacji do 50 µm musi wynosić  50% co w przeliczeniu na 1 l/s przepływu przez urządzenie daje powierzchnię czynną osadnika  0,24 m2 (punkt 3.2.2. normy), wynikało to z faktu,że w toku badań terenowych i laboratoryjnych skupiano się na usunięciu 80% zawiesiny o granulacji od 0 do 400 µm
  • Wysoka skuteczność redukcji do 80% dla cząstek zawiesiny do 400 µm potwierdzona w teście laboratoryjnym i badaniach terenowych
  • Brak zjawiska wtórnego zanieczyszczania odbiornika –potwierdzona testami laboratoryjnymi przy przepływie maksymalnym
  • Elastyczność systemu oczyszczania, w przypadku spodziewanych innych niż standardowe zanieczyszczenia ścieków deszczowych możliwe jest zastosowanie dodatkowego filtra z węgla aktywnego
  • Zamknięcie wodne (syfon) –zapobiega wydostawaniu się ropopochodnych (oile one występują jako wolne oleje) i wtórnemu zanieczyszczeniu odbiornika
  • Głębokość zabudowy– w praktyce stosuje się nie większą niż 3 metry, ponieważ w systemach małej retencji i zdecentralizowanej kanalizacji deszczowej nie jest konieczne prowadzenie długich przewodów kanalizacyjnych od zleni do odbiornika
  • Łatwa konserwacja i serwis -możliwość obsługi przez króciec ssawny oraz operowanie z poziomu podestu obsługowego
Zasada działania

Osadnik wielostrumieniowy STOPPOL jest urządzeniem przeznaczonym do mechanicznego oczyszczania ścieków deszczowych w systemie full teatment (bez obejścia hydraulicznego ).

Oczyszczenie ścieków deszczowych z zawiesiny realizowane jest poprzez zamontowane koncentrycznie wokół rury ssawnej płyty lamelowe pracujące przeciwstrumieniowo. Osadnik ma średnicę wewnętrzną 1000 i króćce dopływu DN 300. Dopływ do osadnika zabezpieczony jest koszem na skratki, a rampa obsługowa i króciec ssawny pozwalają w łatwy sposób usuwać nagromadzony w części podfiltrowej szlam i osad.

W uzasadnionych wypadkach możliwe jest zastosowanie drugiego stopnia oczyszczania ścieków deszczowych z koloidów i częściowo z substancji rozpuszczalne w wodzie poprzez zastosowanie filtra z węglem aktywnym. Syfon zabezpiecza odpływ przed wyciekiem gromadzących się ewentualnie substancji ropopochodnych

Konserwacja

Osady jakie zbierają się w części podfiltrowej odbierane winny być przynajmniej raz do roku poprzez kolumnę ssawną umieszczoną centralnie w osadniku. W przypadku zgęstnienia osadów w warstwie dennej możliwe jest operowanie pompa wysokociśnieniową z poziomu podestu obsługowego. Ponieważ nie zaleca się stosowania osadnika wstępnego przed osadnikiem wielostrumieniowym STOPPOL, konieczne jest przestrzeganie zalecanych interwałów serwisowych, aby uniknąć uszkodzenia płyt lamelowych.

...