Vízellátás és csatornázás Horváth, Imre

Átírás

1 Vízellátás és csatornázás Horváth, Imre

2 Vízellátás és csatornázás Horváth, Imre Publication date 2011 Szerzői jog 2011 Szent István Egyetem Copyright 2011, Szent István Egyetem. Minden jog fenntartva,

3 Tartalom 1. A víz előfordulása, minősége. A vízhasználat, vízigények Felszíni víz Felszín alatti víz A víz minősége A víz fizikai tulajdonságai A víz kémiai tulajdonságai A víz biológiai tulajdonságai A víz minősítése Vízigények Vízbeszerzési lehetőségek Felszíni vízkivételi művek Felszín alatti vizek beszerzése Ásott kút Aknakút Vert kút Csőkút Galéria Csáposkút Akna Forrásfoglalás Mélyfúrású kút Vízelosztó hálózatok A hálózat hidraulikai vizsgálata Tározók vizsgálata A szivattyú megválasztásának kérdései A hálózat jellemző üzemállapotai Súrlódási veszteség számítása Az egyes ágak vízszállítása Csőanyagok, csőkötések Csőszerelvények Csőhálózatok üzemeltetése és fenntartása Regionális vízellátó rendszerek Víztárolók, vízműtelep létesítése Tározómedencék Víztornyok Szennyvíztermelés - csatornahálózatok Csatornázási rendszerek Elvezetendő szennyvízmennyiség A csatorna hidraulikai méretezése A csatornák helyszínrajzi és mélységi kialakítása Csatorna keresztszelvények A csatornák anyaga és védelme A csatornahálózat műtárgyai Épületek szennyvízcsatornázása Szennyvíztisztító telep létesítése Szennyvíztelep tervezése A csatorna építésénél használt anyagok Csatornahálózat építés Szennyvíztisztító telep építése Szennyvíztisztító technológia felépítése Felhasznált irodalom... cxvi iii

4

5 1. fejezet - A víz előfordulása, minősége. A vízhasználat, vízigények A vízkincs a földön egyenlőtlenül oszlik meg. Mint ahogy az egész földön, úgy hazánkban is lényeges eltérés mutatkozik az egyes földrajzi térségek között a vízkészlet és a vízminőség területén. A különféle vizek mind csapadékból származnak. A föld felszínére jutott csapadék egyik része a felszínen mozog, másik része a talajba szivárog. A felszínre hullott csapadék medrekben, vízfolyások formájában mozog, vagy a felszínen különböző állóvizeket eredményez. Ebben a térben egyenlőtlenül eloszló vízkészlethez társul, hogy időben is jelentős változások alakulnak ki a csapadékosság változásának megfelelően. Ezért ha valamely térség vízkészlet-változásával kívánunk foglalkozni, először e térség földrajzi vagy geometriai határait és az időkeretet kell meghatározni. (pl. egy folyó vízgyűjtőterülete és az idő egy év). Ennek a kiválasztott vízgazdálkodási egységnek fontos jellemzője a vízkészlet. Az előzőek szerint a vízgazdálkodási egységnek van egy statikus vízkészlete, mely az adott pillanatban a területen található összes felszíni és felszín alatti víz. Mivel a vízkészlet folytonos körforgásban van ennek megfelelően a vízgazdálkodási egységnek van dinamikus vízkészlete, ami az időegység alatti változásokkal jellemezhető Felszíni víz A felszínen mozgó vagy álló víz a hidrológiai körfolyamatnak megfelelően helyezkedik el, egyre nagyobb egységekké alakul, majd a befogadó tengerben talál helyet. Jellemző, hogy eközben a környezetéből különböző szerves és szervetlen anyagokat vesz fel. Ennek megfelelően minden vízhasználat előtt a víz szennyező, tápanyag és mikroorganizmus tartalmát elemezni kell, szükség esetén tisztításra szorul Felszín alatti víz A talajba szivárgó felszíni víz a talajvíz. A talajvízben a talajrétegből felvett különböző szerves és szervetlen anyagok, mikroorganizmusok találhatók. A nagyobb mélységbe leszivárgó vizek (rétegvíz, artézi víz) már nem tartalmazzák ezeket, mert a lefeléhatolás közben előbbi anyagok kiszűrődnek. Ezért vízellátási célokra kedvezőbbek a felszín alatti vizek. A felszín alatti vizek fontos csoportja a karsztvíz, mely a mészkő és dolomit kőzetek repedéseiben, járataiban található A víz minősége A vízminőség a víz fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságainak összessége. Ezek a tulajdonságok alakulhatnak a víz természeti körforgása során, mely létrehozza a kérdéses vízminőséget. A másik hatás, ami szerepet játszik, a víz társadalmi körforgása, vagyis az emberi vízhasználat eredménye, mely általában kedvezőtlen minőségi változást okoz. A természeti körforgás során a víz minősége állandó változásban van, ami a vízhasználat szempontjából lehet kedvező és kedvezőtlen. A természetben a rövidtávon kedvezőtlen tulajdonságok is kedvezővé válhatnak hosszú távon, mely az öntisztulás vagy természetes tisztulás során valósul meg. A társadalmi körforgás során a víz minősége még inkább veszélyben van a fokozódó vízszennyezés következtében. A minőség kedvező irányú változása öntisztulás, hígulás vagy a fokozott minőségszabályozási technológiákkal érhető el. Ez utóbbi egyre fokozódik a természeti környezet pusztulásának felismerésével (1. ábra). 1

6 A víz előfordulása, minősége. A vízhasználat, vízigények 1. ábra. A víz természeti és társadalmi körfolyamata A víz minőségét befolyásoló folyamatok közül a fizikai, a kémiai és a biológiai bírnak jelentőséggel, ezek többnyire együttesen alakítják a folyamatokat A víz fizikai tulajdonságai A fizikai tulajdonságok közül elsősorban azokkal foglalkozunk, melyek a vízellátás-csatornázás szempontjából legfontosabbak, a részletes minőségi ismeretek a kémia ismeretanyagában szerepelnek. A fizikai tulajdonságok a hőmérséklet, szag, íz, szín, zavarosság, lebegő anyag tartalom. A hőmérséklet a napenergia hatása alatt áll és erősen ingadozó lehet. Az ingadozás a hidrológiai adottságoktól és a Felszín alatti elhelyezkedéstől függően változik. A víz hőmérséklettől függően eltérő viszkozitással rendelkezik, ami a víztermelő művek termelésére van hatással. A felszíni vizekben a hőmérséklet a mikroorganizmusok tevékenységét erősen befolyásolja. A hőmérsékletváltozás a különböző vízterekben áramlási jelenségeket eredményez és ez a változás minőségi következményekkel és egyes berendezések hatásfokának változásával jár. A szag és íz változások a gázok és oldott sók mennyiségétől függnek. Bizonyos anyagok jelenléte az érzékszervek útján derül ki és olyan minőségi elváltozásokig alakulhat, hogy a víz részleges vagy teljes használhatatlanságát eredményezhetik. A szín hatása a víz élvezeti és használhatósági értékét befolyásolja. A természetes tiszta víz színtelen, nagyobb vastagságban halványkékes színű. A víz látszólagos színét a benne szuszpendált lebegő anyagoktól kapja. A tényleges színt a vízben található kolloidális vegyületek okozhatják, melyek a víz használhatatlanságáig fokozódhatnak. Lebegőanyag-tartalom a vízben található ülepedő, nem ülepedő, úszó anyagokat jellemzi, melyek szemcsés vagy pelyhes szerkezetűek lehetnek. Ezek mennyiségét a víz lepárlásával kapott összes szárazanyag-tartalom fejezi ki. A nagyobb szemcsék ülepítéssel, a finom szemcsék derítéssel távolíthatók el. A víz zavarosságát a benne található szerves és szervetlen, oldhatatlan és kolloid részecskék összessége okozza. 2

7 A víz előfordulása, minősége. A vízhasználat, vízigények A víz kémiai tulajdonságai A vízben oldott szerves és szervetlen anyagok a víz minőségét döntően befolyásolják. A kémiai alkotóelemek közül a legfontosabb jellemzők a következők: oldott oxigén, oxigéntelítettség, oxigénfogyasztás (kémiai oxigénigény) KOI, biokémiai oxigénigény BOI, összes oldott só, kolloid ion, szulfid, szulfát ion, kalcium ion, magnézium ion, keménység, ammónia, nitrit, nitrát ion, vas, mangán ion, szénsav, ph, foszfor és foszfát, mérgező anyagok. A jellemzők röviden a következők: Oldott oxigén (O 2) a vízben fontos szerepet játszik, mert a vízben lejátszódó biokémiai folyamatokat (pl. a folyók öntisztulása, aerob biológiai szennyvíztisztítás) végző mikroorganizmusok számára nélkülözhetetlen. Szintén fontos, mert a jelenléte a vízzel érintkező fémes anyagok korrózióját gyorsítja. Az oxigéntelítettség (%) az adott hőmérséklethez tartozó lehetséges maximális oxigéntartalom és a tényleges oxigéntartalom viszonya. A vizek általában ennél kisebb oxigéntartalommal rendelkeznek. Oxigénfogyasztás, KOI (mg/l) azt az oxigénmennyiséget fejezi ki, amely a vízben levő szerves anyag kémiai oxidálásához szükséges. Biokémiai oxigénigény, BOI (mg/l) azt az oxigénmennyiséget fejezi ki, mely a vízben lévő szerves anyag aerob baktériumok általi lebontásához szükséges. A teljes lebontás 20 nap alatt történik meg, így a BOI 20. A BOI 5=0,8 BOI 20, tehát rövidebb idő alatt is lehet az eredményre következtetni. A klorid ion (Cl) (mg/l) oldott állapotban van jelen, bizonyos határ felett (250 mg/l) a víz sós ízt kap. Értékét a víz élvezhetősége szabja meg (ivóvíz 80 mg/l), nagyobb tartalom korróziót okozhat. Szulfid (S - ), szulfát (SO 4--) ion (mg/l). A szulfid ion anaerob baktériumok lebontása révén keletkezik, minőségrontó. A szolfát ion oxidáció útján vagy szennyvizekkel juthat a vízbe, a víz keménységét okozza. Kalcium ion (Ca ++ ) (mg/l) pangó vizekben a Ca tartalom csökkenése révén válik ki a vízből. Magnézium ion (Mg ++ ) (mg/l) a vízbe klorid és szulfát alakjában kerül. A keménységet a természetes vizekben a kalcium és magnézium ionok okozzák. Attól függően, hogy ezek a kationok (Ca, Mg) milyen anionokhoz csatlakoznak (HCO 3, SO 4) beszélhetünk karbonát és nemkarbonát keménységről. Ammónia (NH 4), nitrit (NO 2), nitrát (NO 3-) ion a nitrogén körfolyamatban játszanak szerepet. A lebontási körfolyamat révén egyes elemeit a növények felveszik, más részei a mélyebb talajrétegekben halmozódnak fel. A nitrogénháztartás a lebontódási folyamatokról ad tájékoztatást, ami a víz minősítésénél játszik fontos szerepet. Vas ion (Fe ++ ), mangán ion (Mn ++ ) főleg a felszín alatti talaj és rétegvizekben fordul elő. A vízhasználat során egy határig megengedhető, vastartalom 0,3 mg/l, mangántartalom 0,05 mg/l az ivóvízben. A szénsav (CO 2) a vízbe különböző módon kerülhet, pl. biokémiai oxidáció, légkörből, szervesanyag bomlásakor. Ha a vízben szabad szénsavtartalom van, a víz agresszív lesz, leginkább a mésszel, a betonnal, a vassal szembeni agresszivitás a figyelemreméltó. A ph a víz hidrogén ion koncentrációt fejezi ki. Ha a ph < 7, akkor a víz savas, ha ph > 7 akkor lúgos. A ph értékét figyelemmel kell kísérni a vízlágyításnál, korróziós problémáknál, biológiai szennyvíztisztításnál. A foszfor (P) és a foszfát (PO 4-) tartalom nagymértékben befolyásolja a vízben az algák szaporodását. A bőséges tartalom a vízvirágzást, így a vízminőség romlását eredményezi. A mérgező anyagok főleg szennyvizekkel kerülnek a befogadóba, pl. ólom, arzén, cink, stb. Az ily módon bejutott toxikus anyagok a minőséget, használhatóságot nagyon befolyásolják. Ugyancsak káros hatású a radioaktív szennyezés, mely bányászat, erőmű révén juthat a vizekbe. Tisztítással kell ellene védekezni A víz biológiai tulajdonságai 3

8 A víz előfordulása, minősége. A vízhasználat, vízigények A vízkészleteket sokféle növény és állat népesíti be. A víz fizikai és kémiai adottságai életfeltételeket biztosítanak az élő szervezetek számára. Az élő szervezetek óriási számban vannak jelen és anyagcserét folytatnak, az anyagcsere termékek és a szervezetek elhalt lebomló anyagai jelentősen alakítják a vizek minőségét. A vízben növényi és állati szervezetek élnek. A növényi szervezetek a baktériumok, algák, vírusok. A baktériumok mikroszkópos méretű sejtekből állnak, általában emberre ártalmatlanok. Az algák (moszatok) egysejtűek vagy többsejtűek, egyedül vagy telepesen helyezkednek el. Napfény hatására oxigént termelnek, így jelenlétük előnyös. Számos területen azonban káros a jelenlétük, pl. íz és szagártalom okozó, medencék falára települve, szűrőkben. A vírusok parazita élőlények, melyek sejtekbe beépülve különböző mérgezéseket okoznak. Az állati szervezetek a vízben levő növények szerves anyagát használják fel és lebontásukkal kapják energiájukat. A mikroszkópos méretű állatvilág zöme ragadozó. Az egysejtűek (állati ostorosok, gyökérlábúak, csillósok) és többsejtűek (szivacsosak, kerekesférgek, csalánzók, ízeltlábúak, puhatestűek) a vízi növényvilágból táplálkoznak és ezeket pedig a magasabb rendű állatvilág fogyasztja A víz minősítése A víz minősítése a felhasználási céltól függően fontos rendszerezést igényel. A vízminőségi osztályozás sokféleképpen történhet, például lehetséges a sókoncentráció mértéke, a sókoncentráció minősége, a szennyezettség, a mérgezőanyag tartalom, hidrológiai megfontolás, humán biológiai megfontolás, egyéb szempontok alapján. A másik osztályozási lehetőség a gyakorlati cél alapján, például ivóvízellátásra, ipari vízellátásra, öntözésre, egyéb használatra. Ivóvízellátás céljára szolgáló minősítés módja lehetséges fizikai, kémiai, bakteriológiai alapon. Fizikai minősítésnél a vízhőmérséklet 7-14 oc között legyen. Vizsgálandó: színe, szaga, íze. Kémiai minősítésnél a szennyeződést jelző ionok mennyisége alapján tájékozódhatunk. A minőséget jelző komponenseket megadott határértékek között kell tartani. Az 1. táblázat a megadott határértékeket tartalmazza. 1. táblázat 4

9 A víz előfordulása, minősége. A vízhasználat, vízigények Bakteriológiai minősítésnél a vízben található baktériumok jelenlétének és azok mennyiségének megállapítására irányul a vizsgálat. Mivel a fertőző baktériumok elleni fellépés a cél, ez a Coli-csoport baktériumainak kimutatását igényli. A gyakorlati életben gyors, megbízható és általánosságban használható minősítés a cél, ezért nemzetközi törekvések voltak általános minősítési elvek kidolgozására. Ez az általános minősítés figyelembe veszi a mindenkori vízhasználatok igényeit, vízgazdálkodási tervezés igényeit, szennyezett víz minőségjavításának feltételeit. 5

10 A víz előfordulása, minősége. A vízhasználat, vízigények A minőségi osztályok a következők: I. osztály: tiszta víz, elvileg összes használatra alkalmas: kommunális vízellátás, élelmiszer és egyéb ivóvízigényű ipari vízellátás, pisztrángtenyésztés, maximális igényű fürdés. II. osztály: kissé szennyezett víz, bizonyos vízellátásra és egyes ipari célokra megfelelő előkészítés után használható, előkészítés nélkül az alábbi célokra használható: haltenyésztés, sport, üdülés, állattenyésztés vízellátása. III. osztály: szennyezett víz, még számos célra használható. A víz előkészítése igény lehet, de felhasználható: mezőgazdasági öntözés, ipar. Magyarországon az MSZ szabvány írja elő az osztályozási és határérték rendszert. A 201/2001. (X. 25.) Korm. rendelet újabb szabályozásokat helyez kilátásba, ezeknek a határértékeit azonban a következő években teszik közzé, az Európai Uniós követelmények szerint. IV. osztály: nagyon szennyezett víz, szennyvíz. Minden használat egyedi vizsgálatot igényel. Az I-III. osztály minőségi előírásait a 2. táblázat tartalmazza (MSz 450/1-1978). 2. táblázat 6

11 A víz előfordulása, minősége. A vízhasználat, vízigények Vízigények A vízigény az emberi tevékenységhez kapcsolódó különböző vízhasználatot fejezi ki. Van az emberi létfenntartást közvetlenül szolgáló vízigény, mely a településeken belül különböző formában (háztartás, közületek, locsolási, tűzoltási stb.) jelenik meg. A másik az ember gazdasági tevékenysége során jelentkezik, amikor termelés során anyagi javakat állít elő. A vízigény főbb csoportjai a következők: települések, ipar, építőipar, közlekedés, hírközlés, kereskedelem, mezőgazdaság, egyéb termelő ágazat. A biztosítandó teljes vízszükségletet l/fő/nap-ban fejezzük ki. A települések vízigényének alakulását számos tényező befolyásolja (éghajlat, beépítés jellege, csatornázottság, település szerkezete stb.), melyek a fejlődéssel is változhatnak az időben. Hazai jellemző fajlagos vízigényeket a 3. táblázat mutat. A vízmű tervezéséhez az átlagos napi vízszükségletet (Qn) határozzuk meg, értékét az átlagos fajlagos vízigény (qn) és a lakosszám (N) szorzata adja. 3. táblázat 7

12 A víz előfordulása, minősége. A vízhasználat, vízigények Q n = q n. N (l/nap, m 3 /nap) A legnagyobb napi vízigény, az év valamelyik napján jelentkező legnagyobb vízigény: ahol a vízhasználat jellegére utaló szorzó. Fontos mutató a vízművek legnagyobb órai vízigénye (Q ó m 3 /ó), ennek értékét számíthatjuk: képlettel, ahol a β n = 1,1-4,0 a napi vízigényváltozást kifejező tényező. A gazdasági tevékenység folytatásához felhasznált vízigény széles határok között változik, amely hűtővíz, kazántápvíz, technológiai víz, öblítő, mosó, oldóvíz, termékbe bedolgozott víz, szállító, osztályozó víz, egyéb víz formájában jelentkezik. Értékét fajlagosan is meg lehet határozni termékegységre vetítve. Az ipari vízhasználatra általában jellemző, hogy a gyártási folyamat során a gyártás különböző fázisaiban, adott esetben többször is felhasználásra kerül, sőt recirkuláció alkalmazásával ismételt felhasználást nyer. Ez a visszaforgatás lehet hűtéssel, víztisztítással vagy együttesen is alkalmazva, ilyenkor a vízhasználat költségei jelentősen csökkenthetők. 8

13 2. fejezet - Vízbeszerzési lehetőségek Bármely vízhasználat gyakorlásához elengedhetetlen hogy megfelelő vízkészlet álljon rendelkezésre, ehhez vízszerzési lehetőségek és víztermelő létesítmények társulnak. Ezek harmonikus összhangját gondos műszaki tervezéssel biztosíthatjuk. A vízbeszerzési lehetőségek az alábbiak: felszíni víz: vízfolyás tó mesterséges tározó természetes tározó (tenger) felszín alatti víz: o partiszűrésű víz o talajvíz o mélységi víz o forrás o karsztvíz. Törekvés, hogy először a rendelkezésre álló felszín alatti vizeket hasznosítsák minőségi okok miatt. A vízigények szakaszos növekedésével egyre inkább a felszíni vizek felhasználására kerül sor Felszíni vízkivételi művek A szívófejes vízkivételt akkor alkalmazzák, ha kellő vízmélység és nagy vízhozam áll rendelkezésre. A szívófejtől a szívócsövön keresztül jut a víz a szivattyúhoz, amely a tisztítóművekhez továbbítja (2. ábra). A szívófejen elhelyezett gerebrács a szennyeződés bejutását akadályozza meg, pl. uszadék, jég. 2. ábra. Szivattyús vízkivétel Az aknás vízkivételt általában erősen változó vízállású, vagy kis mélységű felszíni víz esetén használják. A víz gerebrácson keresztül, a szívótéren át egy nagyméretű aknába jut, az aknából függőleges tengelyű szivattyúk emelik a vizet. Az igényektől függően ez a műszaki kialakítás szinte tetszés szerinti teljesítményre kialakítható (3. ábra). Ennek legalsó szintjén a víztér, középen a cső és szivattyútér. Felső részen a motor és kezelőtér helyezkedik el. 9

14 Vízbeszerzési lehetőségek 3. ábra. Aknás vízkivétel 4. ábra. Vízkivétel zárógát esetén Természetes, de főleg mesterséges tározók esetében lehet alkalmazni a völgyzárógátas vízkivételt (4. ábra). A víz megtartását biztosító völgyzárógátba van beépítve a szabályozható vízkivétel és a segédberendezések. Fontos feltétel, hogy a tározó el legyen látva automatikusan működő árapasztóval és a holttérben igényelt vizet mindig biztosítani kell. Ha nem nagy vízmélységű tavakból kell vizet kitermelni, akkor a feliszapolódás, jég, egyéb káros hatások ellen jó védelmet nyújt a szűrőgátas vízkivétel (5. ábra). 5. ábra. Tóra telepített szűrőgátas vízkivétel 10

15 Vízbeszerzési lehetőségek Felszín alatti vizek beszerzése A parti szűrésű vizek akkor keletkeznek, amikor a folyóvíz mentén a mederből a part felé szivárgó víz a felszín alatt nagyobb mennyiségben található. Főleg a kavicsos-törmelékes durva szemcséjű üledékben alakul ki jelentős mennyiség. A parti szűrésű víz kitermelése rendszerint kutakkal történik. Leginkább alkalmazható kúttípusok az aknakút, csőkút, csáposkút, galéria. A vízhasználat véglegesítése előtt részletes mennyiségi és minőségi feltárást kell végezni, majd a kitermelés idején megfigyelőkutakkal kell ellenőrzést végezni az esetleges változásokról. A parti szűrésű víz egy lassú szivárgási és tisztulási folyamat eredményeképpen alakul ki, előfordulhat azonban, hogy ennek ellenére a vízben olyan anyagok fordulhatnak elő, amelyek bizonyos utótisztítást igényelnek. Ilyenkor arra alkalmas technológia szerint kerül sor a tisztítási folyamatra. A hidrogeológiai adottságok alapján tervezhető a kutak megcsapoló felülete, azáltal a kitermelhető vízhozam. A 6. ábrán az a) esetben a megcsapoló felület függőleges, ezért ha a vízállás jelentősen csökken, az aktív felület is lecsökken, így a termelt víz is lecsökken. A b) esetben az aktív felület vízszintesen helyezkedik el, így a vízszínváltozás nincs olyan hatással, mint előbbi esetben. A 7. ábra olyan elrendezést mutat, amikor partiszűrésű csőkútakból és parti galériából álló víztermelő telep üzemel, a csőkutakat önálló szivattyúk szívják meg. A csőkutakról és galériáról később még részletes ismertetést adunk. A csapadékból beszivárgó víz a felszín alatti talajrétegződés, a geológiai adottságok révén különböző mélységben és nagyságban fordul elő. A beszivárgás révén a vízben található szennyezőanyagok a talajban kiszűrődnek, így adott esetben jó minőségű víz is nyerhető, minél mélyebben helyezkedik el, annál jobb minőség adódik. A felszín alatti víz kinyerésére alapvető műtárgy a kút és a galéria, ehhez társul a kettő kombinációja a csápos kút és a tárós akna. Az akna különleges módon épített kútnak tekinthető. 6. ábra. A kút szűrőfelületének kialakítása 11

16 Vízbeszerzési lehetőségek 7. ábra. Parti szűrésű kutak kialakítása Létesítés szempontjából a műtárgyak lehetnek: sekély mélységű vízbeszerzési műtárgyak, mélyfúrású kutak. A sekély mélységű vízbeszerzési műtárgyak lehetnek: ásott kutak, süllyesztett kutak, vert kutak, sekély mélységű fúrott és csőkutak, galériák, csápos kutak, aknák, forrásfoglalások Ásott kút Az ásott kút kis vízigény kielégítésére alkalmas. A nyerhető vízhozam 0,5-5 m3/d. Palástját előregyártott betongyűrűk alkotják, a víz általában a kút fenéken keresztül jut a kútba, a fenéken vegyes szemcséjű kavicsréteg helyezkedik el. A cső belső átmérője 0,8-1,5 m között változik. Általában 12 m mélységű, vízminőségi okok miatt elsősorban külterületen alkalmazható, ahol a felszíni szennyeződés veszélye kisebb. Ilyen kutat mutat a 8. és 9. ábra. 12

17 Vízbeszerzési lehetőségek 8. ábra. Ásott kút 9. ábra. Laza üledékben, löszös homokban épült ásott kút terve Aknakút Az aknakút akkor indokolt, ha a vízadó réteg nagyobb mennyiségű víz termelését teszi lehetővé, illetve a kútban nagyobb mennyiségű vizet lehet tárolni. A kút akkor előnyös, ha 12 m mélységig található vízadó réteget lehet megcsapolni. A kút átmérője 2-5 m között változik, a cső vasbetonból készül, rajta porózus betonból készült ablakok vannak a víz beszivárgására, másrészt a fenéken szivárog be a víz. A 10. ábra egy aknakutat ábrázol. A nyerhető vízhozam m 3 /d Vert kút A vert kút 3-6 cm átmérőjű cső, mely a végén heggyel van ellátva, a cső fala lyukasztott, ezt a homokos vagy kavicsrétegbe beverik, kedvező mélység 4-6 m, legfeljebb 15 m-ig használható. A nyerhető vízhozam m3/d (11. ábra) Csőkút A csőkút fúrott kút, azonban sekély mélységhez tartozik, legnagyobb mélysége 30 m, száraz fúrással készül, főleg homokos kavics, kavicsos homok folyóteraszra kerül telepítésre. Létesítésnél először leteszik a pár méter hosszú iránycsövet (12. ábra), fenekét becementálják az alsó víz ellen. Megszilárdulás után a betont megfúrják, majd a talajban továbbfúrnak, a beomlás ellen béléscsövet engednek le egyidejűleg. A kívánt mélység elérése után a béléscsőbe szűrőcsövet helyeznek el, majd a béléscsövet visszahúzzák. Létesítés utáni kompresszorozás a tisztítást szolgálja, majd próbaszivattyúzás történik. A szűrőcső különböző kialakítású lehet, így megkülönböztethetünk perforált vagy hasított (13/a), huzalszövetes (13/b), huzalborítású, pálcavázas (13/c), hidas (13/d), szűrőcsövet. 13

18 Vízbeszerzési lehetőségek 10. ábra. Aknakút 11. ábra. Vert kút 14

19 Vízbeszerzési lehetőségek 12. ábra. A csőkút kiképzése és építése 13. a. ábra. Perforált (a) és hasított (b) szűrőcső 15

20 Vízbeszerzési lehetőségek 13. b. ábra. Huzalszövetes szűrőcső 13. c. ábra Perforált csőre ill. pálcavázra erősített trapézkeresztmetszetű huzalszűrő 13. d. ábra Hidas szűrőcső Galéria 16

21 Vízbeszerzési lehetőségek A galéria olyan vízszintes vagy közel vízszintes, vonalas víznyerő rendszer, amelynek hosszmérete nagy és kisebb keresztszelvénye is van, így egy kétdimenziós szűrőréteget jelent. Ezt felszíni víz mellé, felszínközeli jó vízadóképességű rétegbe helyezik el, a rendszer kis eséssel egy gyűjtőaknába torkollik. Kétféle megoldás lehetséges, a medergaléria és a partigaléria. Medergaléria: amikor a meder alatt úszókotró segítségével munkaárkot létesítenek, majd ebbe réselt csövet fektetnek (14. ábra). A cső szűrőágyazatban helyezkedik el, melynek vastagsága 3,5 m, a mederbeli vízmélység legalább 1,5-2,0 m legyen. 14. ábra Medergaléria A partigaléria (15. ábra) a vízszintes elhelyezésű réselt cső a meder mellé kerül, a cső köré szűrőréteg kerül, a galéria hossza kb. 150 m lehet. 15. ábra Partigaléria Csáposkút A csáposkút egy partiszűrésű víztermelő berendezés, mely egy függőleges aknából áll, amelyből több szinten is kihajtott vízszintes szűrőcsövek (csápok) ágaznak ki. Jó vízadóképességű, 4-8 m vastag vízadó rétegre szükséges telepíteni. Teljesítménye m3/d lehet. A 16. ábra szerinti kút építése vasbeton vagy vas anyagú akna lesüllyesztésével kezdődik, az akna belső átmérője 5-6 m, törpe csáposkutaknál 2,2 m. Az aknából a csápokat hidraulikus nyomás révén nyomják ki (17. ábra) a vízadó rétegbe, a csáp vége kúpos (18. ábra), a csápok átmérője mm között változik, a hosszuk m között változik. Mivel a csáposkutak általában a folyók árterületén vannak, ezért kőrakatból védelmet kapnak. A kút fontos tartozéka a villamos 17

22 Vízbeszerzési lehetőségek kapcsolóberendezés, búvárszivattyú, vízszintmérő, mennyiségmérő. A csápokat időnként ellenőrzik a szükséges tisztítás megállapítása céljából. 16. ábra. Törpe csáposkút 17. ábra. A csápok kihajtására szolgáló berendezések 18. ábra. A szűrőcső (csáp) kúpos feje 18

23 Vízbeszerzési lehetőségek Akna Az akna bányászati eljárással készült vízfeltáró létesítmény, ahol kútfúrással nem lehet eredményt elérni. Az aknákat barlangjáratos mészkőben tárhatják fel, így a karsztvíz kitermelés eszközei. Az aknák átmérője 2-5 m lehet, biztosításuk acél vagy beton. A karsztaknák mélysége m között változik. A karsztaknába került vizet szivattyúzással lehet kitermelni (19. ábra). Ha karsztkút létesítésére kerül sor, az általában 20 m-nél sekélyebb mélységből dolgozik. 19. ábra. Karsztaknába települt szivattyúzás Forrásfoglalás Egyenetlen térszínen a vízszerzés foglalt forrással is megoldható. A foglalás célja, hogy a forrás-vízkészletet befogadja anélkül, hogy szennyeződne. Az előzetes feltárás során lehet megállapítani, hogy milyen vízkészlet adottságok vannak. Ha a vízhozam ingadozás a maximum és minimum között 1-3, akkor kitűnő, esetén rossz. A foglalás szempontjából lehet pontszerű, vonalmenti, alulról vagy oldalról fakadó forrás. A forrásfoglalás műtárgya többféle is lehet, így kút, medence, akna, galéria. Kutas forrásfoglalás (20. ábra) esetén 30 m mély kútból történik búvárszivattyúval, a kút az eredeti forrásfelfakadás mellett mélyül. A medencés forrásfoglalás (21. ábra) esetén a fakadó forrás egy tározó medencébe torkollik, melynek nagysága a vízhozammal arányos. A víz a medencéből túlfolyó segítségével jut a szolgálati vezetékbe, majd a felhasználási helyre. Az aknás forrásfoglalásnál (22. ábra) az aknát úgy kell kialakítani, hogy a forrás természetes kifolyási szintjét ne emeljük, vagyis duzzasztást ne létesítsünk, mert a víz elszökik. Galériás forrásfoglalás (23. ábra) esetén egy patak völgyében bekövetkező felfakadásokat hosszanti feltárással foglaltak el, a víz felszín alatti csövekbe jut, ennek hossza m lehet. A csövekhez aknák csatlakoznak, amellyel a szivattyús kitermelés megoldható. 19

24 Vízbeszerzési lehetőségek 20. ábra. Kutas szivattyús üzemű felszín alatti tározást megvalósító forrásfoglalás metszete a foglalóműveken át 22. ábra. Aknás forrásfoglalás 20

25 Vízbeszerzési lehetőségek 21. ábra. Koncentráltan fakadó karsztforrás foglalása 23. ábra. Felszín alatti tározást megvalósító galériás forrás Mélyfúrású kút A mélyfúrású kút (24. ábra) vízzáró réteggel fedett alsóbb vízrétegek kitermelését teszi lehetővé, ha nyugalmi szint mélyen van, akkor a kitermelés búvárszivattyúval történik. A kút fúrással, több lépcsővel készül a 24. ábra értelmezése szerint. Először egy iránycsövet mélyítenek, mely 419/409 mm-es, ennek hossza 24,4 m. Elhelyezése után az alját becementezéssel zárják, hogy a vizet kizárják és az újabb cső megfogását biztosítja. Ezután ebbe befúrják a 324/314 mm vastag béléscsövet, melynek hossza 73,4 m, majd ebben 279 mm védőcsövet mélyítenek ideiglenesen 93,0 m mélységig. Ennek a csőnek a védelmében helyezték el a 203/192 mm szűrőcsöveket, majd a 279 mm-es védőcsövet visszahúzzák. A szűrőcsőrakat tulajdonképpen egy szűrőből ( m) és alatta egy iszapzsákból áll ( m). 21

26 Vízbeszerzési lehetőségek A kutaknál használt csövek anyaga acél, azbesztcement, műanyag. Az acél nagyobb, az azbesztcement kisebb mélység esetén, a műanyag szűrőcsőként kerül felhasználásra. A szűrő általában perforált cső, melyet hálóval vagy szitaszövettel borítanak (25. ábra). A kutak létesítése alatt, a fúrás közben különböző ellenőrző méréseket végeznek a fúrás megbízhatósága érdekében. 24. ábra Mélyfúrású kút részeinek jelölései, kútcsövezés, vízhozamgörbe 22

27 Vízbeszerzési lehetőségek 25. ábra Alátétsodronyos szitaszövetes szűrő 23

28 3. fejezet - Vízelosztó hálózatok A vizet a fogyasztókhoz vezetékhálózat juttatja el, ez a rendszer áll egy víznyerő helyből és hozzácsatlakozó vízműtelepből, egy tározóból, a két létesítményt egy nagyátmérőjű fővezeték köti össze. A fővezetékből leágazó különböző átmérőjű csőhálózat teszi teljessé a rendszert. A tervezésnél sokféle szempont érvényesítése lehetséges, ennek megfelelően a csőhálózatot is sokféleképpen lehet kialakítani. A leginkább alkalmazásra kerülő hálózattípusok a következők: elágazó rendszernél (25.a. ábra) a fővezetékből leágazó vezetékek csak egy irányban kapnak vizet, a legrövidebb úton jutnak a fogyasztóhoz és vakon végződnek. Előnye, hogy a szükséges csőhossz a legkisebb, hátránya, hogy csőtörés esetén az ellátás megszakad, fogyasztás hiánya esetén a pangó víz minőségi romlást szenved, a fogyasztástól függően, nagy a nyomásváltozás. Az összekapcsolt rendszernél (25.b ábra) már nincs szakaszvégződő cső, minden szakaszon több irányban is érkezhet a víz, emiatt nincs üzemkiesés, nyomásingadozás, pangóvíz. A csőszükséglet nagyobb mint az előzőnél, az előnyök ezt ellensúlyozzák. A körvezetékes rendszernél (25.c. ábra) a fővezeték egy önmagában visszatérő vonalon (kör) halad, melyhez csatlakoznak az ugyancsak körvezetékes mellékvezetékek, ennél az elrendezésnél is fokozottan jelentkeznek az előbbi előnyei. A vegyes rendszernél (25.d. ábra) főleg nagyvárosokban, ahol több vízműtelep és tározó is van, a körvezetékes és az összekapcsolt rendszer kombinációja alakult ki, jellemezve annak minden előnyével. 25. ábra. Vízelosztó hálózati rendszerek A hálózat tervezésénél sok előnyt lehet érvényesíteni a vízszintes vonalvezetésnél, mert a különböző átmérőjű vezetékek nyomvonalának megváltozásával, a magassági vonalvezetésnél pedig a domborzathoz való jó alkalmazkodással kiegyensúlyozott, jó minőségű mutatókkal rendelkező és gazdaságos üzemeltetést biztosító megoldás található. Vízszintes vonalvezetésnél a vízműtelepet a tározóval összekötő fővezeték a rendszer gerince, legnagyobb átmérőjű vezeték, ha a vízműtelep tározókból kapja a vizet akkor még lehet egy tápvezeték is. A fővezetékről ágaznak ki a különböző átmérőjű, egyre alacsonyabb rendű vezetékszakaszok aszerint, hogy milyen a laksűrűségből adódó vízigény. Minden fogyasztót el kell érni valamilyen vezetékkel. A fővezeték a legnagyobb átmérőjű vezeték ( mm) erre az egyre kisebb vezetékek csatlakoznak csökkenő átmérővel, az utolsó, legkisebb vezeték, mely a fogyasztó telkére köt be már mm átmérőjű lehet, ami 5-10 l/sec vízhozam szállítására alkalmas. A vonalvezetés tervezésekor az átmérők még nem ismeretesek, itt a legjobb áramlási viszonyok kialakítására törekszünk, kedvező legyen a fajlagos csőfelhasználás és a szükséges szerelvények aránya, a méretek a méretezés során dőlnek el. A tervezéshez olyan térképet használunk, amely egyértelműen mutatja a beépítési viszonyokat, a laksűrűséget. A tervezésnél gondolni kell a későbbi fejlesztési igényekre és ennek lehetőségét már most kell biztosítani. 24

29 Vízelosztó hálózatok A magassági vonalvezetésnél a csővezetéket lejtésben vagy emelkedésben egyaránt lehet alkalmazni, mert a cső telt szelvénnyel nyomás alatti áramlással vezeti a vizet. A helyes vonalvezetéssel jól lehet alkalmazkodni a domborzati viszonyokhoz. A nyomásviszonyok tervezésénél gondosan ügyelni kell arra, hogy a csövek nyomásbírását figyelembe vegyük, másrészt a hálózat minden pontja állandóan nyomás alatt legyen A hálózat hidraulikai vizsgálata Ennél a vizsgálatnál az a cél, hogy a vízszállítás céljára választott csőátmérők a sebesség és a súrlódási veszteség szempontjából megfelelőek-e. Az átmérőket mindenütt a kérdéses szakaszon a csúcsfogyasztásra kell választani. Mivel a hálózat minden egyes szakaszon közvetetten a fővezeték üzemétől függ, ezért tudni kell, hogy a fővezeték milyen módon kapcsolódik a szivattyú és a tározó üzeméhez, annak egységében lehet csak vizsgálni. Megállapítható, hogy a szivattyú a hálózat és tározó hidraulikai egységet alkot, ezért a hálózat tervezése során ezek által meghatározott üzemi állapotot kell figyelembe venni. A hidraulikai egység ellenére azonban bizonyos vizsgálatok során az egyes egységek önállóan is elemezhetők. Így a következőkben vizsgálat tárgyát képezi a tározók magassági helyzete, rendeltetése, a vízemelés jellege és elrendezése, valamint a hálózat a vízszállítás, nyomásviszonyok változása alapján Tározók vizsgálata A tározó magassági helyzet szerint lehet mély és magas tározó. A mélytározók általában felszín alatt helyezkednek el, a víz belőlük szivattyúzással nyerhető. Alkalmazásukra főleg akkor kerül sor, ha a vízbeszerzés helye és a fogyasztás távol van egymástól, így mintegy fogadómedenceként a fogyasztókhoz közel kerül elhelyezésre. Ez a tározó a kiegyenlítő szerep mellett biztonsági szerepet is látszik vezeték meghibásodás esetére. A magastározónak több feladata is van. Így súlypontos elhelyezése kiegyenlítő hatású, emellett tározó és nyomás szabályozó hatása van. Olyan helyen, ahol a víztelep és a fogyasztó között dombos terep van, alkalmas az átfolyásos tározó, ilyenkor a teljes vízmennyiség átfolyik a tározón és a víz gravitációs erő hatására jut a fogyasztókhoz (26. ábra). Az ellennyomó tározó (27. ábra) működése a szivattyú és fogyasztó viszonyától függ. 26. ábra. Átfolyásos tározó 25

30 Vízelosztó hálózatok 27. ábra. Ellennyomó tározó Ha a szivattyúzás nagyobb, mint a fogyasztás, a különbség a tározóba kerül, ha a fogyasztás a nagyobb, a hiány a tározóból pótlódik. A súlyponti tározó általában az ellátandó terület középpontjában helyezkedik el, síkvidéken ahol közel azonosak a nyomás-viszonyok, ott súlypontból uralja a hálózatot (28. ábra), ha azonban dombos vidéken kerül alkalmazásra, akkor átfolyásos rendszerként működik (29. ábra). 28. ábra. Súlyponti tározó 26

31 Vízelosztó hálózatok 29. ábra. Súlyponti és átfolyásos tározó Az oldaltározó (30. ábra) akkor szükséges, ha a domborzati viszonyok ezt kizárólagosan indokolják. A tározó magassági elhelyezkedését több körülmény befolyásolja. Az átfolyásos tározót (31. ábra) annál magasabbra kell elhelyezni, minél távolabb helyezkedik el a területtől. Hasonló a helyzet az ellennyomó tározó esetében is (32. ábra). Ha súlyponti tározó alkalmazására kerül sor, akkor törekedni kell, hogy a tározótól minden irányban azonos legyen a hálózati nyomás (33. ábra), ugyanis ha a tározót a súlypontból kimozdítjuk, az új helyén már nagyobb magasság indokolt. 30. ábra. Oldaltározó 31. ábra. Tározó magassági elhelyezése átfolyásos tározó esetén 27

32 Vízelosztó hálózatok 32. ábra. Tározó magassági elhelyezése ellennyomó tározó esetében 33. ábra. Tározó magassági elhelyezése súlyponti tározó esetében Nagy szintkülönbséggel rendelkező helyeken, pl. dombvidék, a természetes szintkülönbség miatt nem lehet egységes a hálózat, mert a csőben a nyomás túllépné a megengedhető 60 m vo nyomást. Ekkor több magassági övezetet kell kialakítani (34. ábra). 34. ábra. Nyomásövezetek és a tározás kapcsolata A vízműtelep az alsó magastározóval ellátja az alsó övezetet, majd egy közbenső szivattyútelep a vizet a felső magastározóba nyomja, mely a felső övezetet látja el. A tározó térfogat nagyságának a megállapítása szintén tervezői feladat, itt is szerepet játszik a mindenkori vízigény kielégítésének és a gazdaságosságnak a kérdése. A 28

33 Vízelosztó hálózatok tározó mindig a fogyasztás és a szivattyúzás közti eltérés kiegyenlítésére szolgál, ezt általában 24 órás üzemelés alatt szokta megvalósítani. A fentiek alapján a tározó térfogatát számítással vagy szerkesztéssel lehet meghatározni. A számítással a tározó összesített vízforgalmát egy integrál menetgörbével lehet kifejezni. Szerkesztésnél pedig a koordináta rendszerben vízszintes tengelyen az idő, függőleges tengelyen a vízfogyasztás szerepel. Ebben felrakható a fogyasztási görbe a napi változások szerint, ugyancsak ábrázolható a szakaszos szivattyúzás. A kettő különbsége a tározó üzemére utal (35. ábra). A kialakult hazai irányelvek szerint a beépített magastározó medence a napi vízigény 25-30%-át biztosítja, a víztorony 10-20%. Ez az arány fontos az üzemzavar miatti biztonság szempontjából. 35. ábra. Tározótérfogat megállapítása szerkesztéssel A szivattyú megválasztásának kérdései A szivattyúzás helyes kialakítása az egyik garanciája a kiegyensúlyozott vízszállítás gyakorlatának. A szivattyúk teljesítményét befolyásolja, hogy a napi vízszállítási igény hogyan változik, milyen a napi vízszállítási igény átlaga, legkisebb és legnagyobb értéke, közvetlenül a hálózatra vagy tározóra dolgozik-e. Tehát illeszkedik a vízellátó rendszer általános megoldásában. A szivattyú teljes (manometrikus) emelőmagassága függ a statikus emelési magasságtól, vagyis a szintkülönbségtől, a súrlódási veszteségtől és a helyi veszteségektől, melyek a szerelvények miatt keletkeznek. A manometrikus emelőmagasság a következő: H man = h st + h v + h 1, ahol h st = statikus, h v = súrlódási, h 1 = helyi veszteségmagasság. Mivel egy változó vízigény kielégítése időben és mennyiségben egy szivattyúval nem valósítható meg, ezért több szivattyú együttes üzemére kerül sor. Abban az esetben, ha szükséges, akkor több szivattyú sorba kapcsolható, ilyenkor az emelőmagasság összegződik, a vízszállítás azonos, párhuzamos kapcsolásnál az emelőmagasság azonos és a vízszállítás kapcsolódik össze és növekszik, ezért közel azonos jellemzőjű szivattyúkat kell alkalmazni A hálózat jellemző üzemállapotai Az üzemállapot azt jellemzi, hogy milyenek a hálózat betáplálási és fogyasztási helyzetei, ennek megfelelően az üzemállapot szempontjából a szivattyúzási betáplálás viszonylag stabil, míg a fogyasztás változása gyakoribb. Ha a hálózat hidraulikai vizsgálatát végezzük, akkor a jellemző üzemállapot lehet méretezési állapot, ami a zavartalan üzem feltételeit adja és lehet ellenőrzési állapot, mely valamilyen zavar (csőtörés, szivattyúleállás, áramkimaradás, stb.) esetén fellépő helyzetet jellemez. 29

34 Vízelosztó hálózatok A méretezési állapot esetén a hálózatban az átlagtól erősen eltérő hidraulikai viszonyok vannak, vízigény ingadozás, nyomásingadozás, ezenkívül, hogy a magastározó milyen üzemű. Egy tározó magassága az alábbi részekből tevődik össze (36. ábra): H geod a mértékadó pont és a tározó helye közötti különbség H sz az épületek szintjéből adódó nyomómagasság h v a tározótól a mértékadó pontig kialakuló nyomásveszteség 36. ábra Tározó magasságának meghatározása A maximális nyomásértékek a teljes feltöltődés és a kisfogyasztású időszakban fordulnak elő. A hálózatot ágak (szakaszok) alkotják, melyek csomópontokban találkoznak (37. ábra). Csomópont általában az a hely, ahol a vízhozamban változás áll be, függetlenül attól, hogy hány ág találkozik. Körvezetékben vagy összekapcsolt rendszer esetén szerepel a gyűrű, melyet az összekapcsolódó ágak hoznak létre zárt formában, az elágazó rendszerű hálózatban nincs gyűrű. Minden ág rendelkezik valamilyen vízszállítással, ami az ág mentén felhasználásra kerül, vagy továbbmegy egy újabb ágba, a vízszállítás során az ágban súrlódási veszteség keletkezik, mely előre számítható. Az ágak tervezéséhez meg kell határozni az ágak menti fogyasztást, amely a kisfogyasztók folyamatosan jelentkező igényéből adódik. Ezt az ágak menti fogyasztást területegységre, vagy hosszegységre eső fogyasztás alapján határozhatjuk meg. 37. ábra. Vízellátó hálózat ágai és csomópontjai A tervezéshez szükséges a település részletes helyszínrajza, ennek tartalmaznia kell a jelenlegi és várható laksűrűséget, beépítési módot, ipartelepet, forgalmi úthálózatot, szabályozási tervet, területfelhasználási tervet, lehetőleg szintvonalas térkép legyen. Először bejelöljük a laksűrűségi osztályokat (pl fő/ha, fő/ha stb.) azonos jelöléssel, majd meghatározzuk, hogy az egyes területek ellátottsági foka azonos lesz-e vagy eltérő. Ha eltérő és a külső övezetekben alacsonyabb ellátottság adódik (pl. félkomfortos), ha mindenütt azonos, akkor nincs megkülönböztetés. Ezután elkészül a területegységre eső vízszükségleti térkép. A területegységre eső napi vízszükségletet úgy kapjuk, hogy a laksűrűséget szorozzuk az egy főre eső napi vízigénnyel, így m 3 /nap vagy l/s-ban kapjuk az értékeket. Szükség van az óra vízszükségletre, ami hasonlóképpen adódik m3/nap, l/sec értékben. Ezeket a jellemzőket a térképen is feltüntetjük az adott helyen (38. ábra). Az így kapott vízszükségleti térképre berajzoljuk a tervezett vezetékszakaszokat, azután szükség van arra, hogy az egyes vezetékszakaszokat mekkora ellátandó terület terhel, ezért az egyes töréspontokban szögfelezőt szerkesztünk, a szögfelezők pontjait egyenessel összekötve megkapható a kérdéses csőszakaszhoz tartozó ellátandó terület nagysága. Az előbb 30

35 Vízelosztó hálózatok megállapított napi és óra csúcsot területegységre vetítve kapjuk, hogy az ellátandó terület csővezetékét milyen vízhozamra kell méretezni (39. ábra). 38. ábra. Az egyes lakókörzetek megkülönböztető jelzése 39. ábra. Egyes vezetékszakaszok technológiáit jelölő területrészek területegységre eső napi, fajlagos vízszükséglet m 3 /nap, ha l/s, ha területegységre eső óra fajlagos vízszükséglet m 3 /nap, ha l/sec, ha 31

36 Vízelosztó hálózatok Ha a tervezést nem a területegységre, hanem vezetékhosszra végezzük, akkor a menet a következő. Hasonlóképpen a 93. ábrán látható fajlagos vízszükségleti térképet használjuk, ezen be vannak jelölve a vezetékek. Most az azonos vízszükségletű területen belül meghatározzuk az összes vezetékhosszat, a szélén haladót csak félhosszal vesszük figyelembe, így megkapjuk az összes vezetékhosszakat. Majd minden területen belül a vízszükségletet elosztjuk a csőszakasz hosszával és kapjuk az egységnyi hosszra eső vízfogyasztást, pl. l/sec, 100 fm. Az adatot kiszámítjuk napi és óracsúcsra is Súrlódási veszteség számítása A hálózaton belül két csomópont közötti szakaszon a vízmozgás sebessége változó, mert a fogyasztás miatt a vízhozam folyamatosan csökken. A vezetékmenti fogyasztást egyenletesen megoszlónak tekintjük. A tervezési módszernél a változó sebességű vízmozgást állandó sebességűre vezetjük vissza. Egy csőszakasz kezdetén belépő vízmennyiség két részből tevődik össze: Qs ami a szakaszon felhasználásra kerül és QT ami továbbadásra kerül, vagyis Q = Qs + QT belépéskor, Q = QT kilépéskor. A változó sebességű mozgás állandó sebességűre való változtatása azt jelenti, hogy a tervezésnél úgy vesszük, hogy Qs felét a szakasz elején, a másik felét a szakasz végén koncentráltan adjuk ki, a súrlódási veszteséget pedig az így megállapított vízhozamra számítjuk ki, az elkövetett hiba a megengedhető határon belül van. A súrlódási veszteség számítására használt képlet: ahol v = a vízsebesség m/sec, l = a vezetékszakasz hossza, m, D = a cső átmérője, m, λ = ellenállási tényező. Összevonással hv = c Q 2 l = CQ 2 egyenlet alakítható ki Az egyes ágak vízszállítása Minden egyes vezetékszakasz vízszállítását meg kell határozni. Ez attól függ, hogy a hálózat milyen rendszerű, ugyanis ha elágazó a rendszer, akkor a víz a nyomásközponttól a szélek felé halad mindig kisebb és kisebb átmérővel és így a víz mindig egyirányban áramlik. A méretezés mindig a vízáramlás irányával szemben halad. A hálózat helyszínrajzán először a széleken levő pontokból visszafelé haladva a csomópontokon kiadott vízhozamokat összegezzük és haladva a nyomásközpont felé az egyes vezetékszakaszok szállítandó vízmennyiségét is megkaphatjuk. A vezeték jellemzőit és a vízhozamot ismerve kiszámítható a szakaszon keletkező súrlódási veszteség. Ezután a nyomásközpontból kiindulva a kezdő nyomásból levonva az egyes szakaszok nyomásveszteségeit, csomópontról csomópontra megkapható az így keletkező nyomás. A végéhez érve a végső nyomás eléri a szükséges nyomásigényt, akkor a hálózat méretei megfelelnek (40. ábra). Ha nem, akkor a végső ponttól visszafelé haladva a csővezeték átmérőjének változtatásával újra számítjuk a súrlódási veszteséget, egyeztetve a kívánatos nyomásérték kialakulásáig. A súrlódási veszteséget a korábban megismert képlet segítségével végezzük. 32

37 Vízelosztó hálózatok 40. ábra. A csomópontok és az ágak számának összefüggése elágazó rendszer esetében Abban az esetben azonban, ha a hálózat összekapcsolt vagy körvezetékes, ilyenkor a vezetékszakaszok összekapcsolódva gyűrűket alkotnak (41. ábra). Az így kialakuló csomópontokba több irányból is érkezik a víz. Ez azt jelenti, hogy a kiindulási pontból körbejárva a gyűrűt, visszatérve a kezdőpontba a nyomás azonos, vagyis az összes veszteség nulla Σ h v = 0. A 41. ábra szerint, ha az 1. pontból körbejárva a gyűrűt visszaérkezünk, akkor a 42. ábra szerinti folytonos vonalat kapjuk. Ez abban az esetben igaz, ha az ágak vízszállítása és nyomásvesztesége az ábra szerint alakul. A valóságban mivel a méretezés közelítéssel történik első számításkor nem biztos, hogy éppen a megfelelő átmérőt választjuk, ezért a ténylegesen kapott adat eltérhet a véglegestől, lásd ábra szaggatott vonalát, ahol tehát az első becsléssel választott átmérő vízhozama nem a kívánatos. A méretezés abban áll, hogy újabb csőátmérőt választunk, amivel kiszámítva a súrlódási veszteséget valóban a folytonos vonalat kapjuk, ez általában kétháromszori próbálkozással alakul ki. 41. ábra. A gyűrűket tartalmazó hálózatban kialakuló áramlási viszonyok 42. ábra. A gyűrűben kialakuló nyomásviszonyok alakulása A célkitűzés, hogy a gyűrűre vonatkozóan Σhv = 0 legyen. A szakaszonként a veszteség Σhv = CQ 2 vagyis a méretezés akkor jó ha ΣCQ 2 = 0. Ha azonban az első próbálkozáskor nem ez a helyzet, vagyis ΣCQ2 0, így Q értékét korrigáljuk és javítjuk egy ΔQ mennyiséggel, vagyis ΣC (Q+ΔQ) = 0 legyen. Ha valóban beáll ez az érték, akkor a gyűrűn belül az ágak és csomópontok értékei a kívánatossal megegyeznek, ha első javítással nem sikerül, akkor újabb adattal kell elvégezni a számítást, éppen ebben nyilvánul meg a méretezés közelítő volta. Az egész hálózat méretezése történhet úgy, hogy az egész hálózatra felvesszük az első közelítő adatokat és kiszámítjuk, majd a javítást szintén végigvisszük az egész rendszeren. De lehet úgy is, hogy először egy gyűrűt véglegesítünk és annak véglegesített adatait visszük tovább a szomszédos gyűrűk adataiba, ez utóbbi eljárás kevesebb számítással elvégezhető. Ez a számítási mód feltételezi azt az állapotot, hogy a teljes hálózatban egy bizonyos üzemállapot van. A fogyasztás ingadozása miatt azonban a mértékadó üzemállapot más kisfogyasztási, mint csúcsfogyasztási időszakban ugyanazon a ponton. Ennek megfelelően a hálózat egyes térségeiben ki kell jelölni a jellemző mértékadó üzemállapotot és arra kell méretezni, pl. a szivattyútelep és tározó környezetében a csúcsfogyasztás adja a mértékadó üzemállapotot Csőanyagok, csőkötések 33

38 Vízelosztó hálózatok A csővezeték anyagát úgy kell megválasztani, hogy a vezeték a biztonsági igényeket kielégítse, legyen alkalmas a tervezett terhelések és a váratlan események elviselésére. Mindezeket az építés során próbaterhelésekkel lehet ellenőrizni. Az ivóvízellátásban általánosan használt csőfajtákat a 4. táblázat mutatja be. 4. táblázat. Csőfajták összeállítása A csövek különböző anyagból készülnek, eltérő méretben és szilárdságban, a szállítható hosszakat megfelelő módon össze kell kötni. Így alakultak ki a csövekhez igazodó és biztonságos csőkötés típusok. A 43. ábrán fémcsövek kötései láthatók, ugyancsak fémcsöveknél alkalmazott nem oldható és oldható csőkötéseket mutat a 44. ábra. Azbesztcement csövek sajátos kötési módját a 45. ábra mutatja, az előfeszített vasbetoncsövek kötési módjait a 46. ábra, míg a műanyagcsövek kötési módjait a 47. ábra mutatja. 34

39 Vízelosztó hálózatok 43. ábra. Csőkötések. a) tokos csőkötés; b) karimás csőkötés; c) horganyzott acélcsövek kötései karmantyúval és csavarzattal (holland) 44. ábra. Nem oldható és oldható cső 35

40 Vízelosztó hálózatok 45. ábra. Azbesztcement csőkötések. a) Simplex kötés; b) Gibault kötés; c) EFK-kötés; d) Reka kötés 46. ábra. Sentab előfeszített vasbeton nyomócső kötései 36

41 Vízelosztó hálózatok 47. ábra. Műanyagcsövek kötése. a) hegesztéssel; b) rázsugorított, ráragasztott karmantyúval; c) ráragasztással Csőszerelvények A szerelvények alkalmazására szükség van, hogy a hálózat üzeme zavartalan legyen, a meghibásodásokból eredő károk elkerülhetők legyenek, a javítások gyorsan elvégezhetőek legyenek. A sokféle szerelvény vizsgálat tárgyát képezi, mert felületkialakítása miatt, hidraulikai viselkedésük és vízminőséget befolyásoló sajátosságaik miatt erre szükség van. A szerelvények lehetnek: 1. záró és szabályozó szerelvények, 2. biztonsági szerkezetek, 3. csapolószerkezetek, 4. mérőszerkezetek, 5. segédanyagok. A záró és szabályozó szerelvények az átfolyó víz mennyiségét és nyomását szabályozzák, esetleg teljes zárást biztosítanak. A különböző típusú szerelvényeket a 48. ábra mutatja működési mód szerint. A tolózárra példát a 49. ábra, a pillangózárra az 50. ábra, a gyűrűszárra az 51. ábra, elzáró csapra az 52. ábra, záró-szelepre az 53. ábra mutat példát. 37

42 Vízelosztó hálózatok 48. ábra. Zárószerelvények. a) tolózár; b) csap; c) szelep; d) csappantyú 49. ábra. Gumiékes tolózár 50. ábra. Pillangózár 38

43 Vízelosztó hálózatok 51. ábra. Gyűrűzár 52. ábra. Házi bekötés beépített főelzáró csapja (a ábra); beépítve (b ábra) 53. ábra. Zárószelep A biztonsági szer-kezetek feladata, hogy bizonyos helyeken az egyirányú vízfolyás biztosított legyen, vagy a berendezésben káros túlnyomás ne következzen be. Ide tartoznak a visszacsapószelep (54. ábra), a lábszelep (55. ábra), a csappantyú (56, 57. ábra), a túlfolyásgátló szelep (58. ábra), a légtelenítő szelep (59. ábra) és a nyomáscsökkentő szelep (60. ábra). 39

44 Vízelosztó hálózatok 54. ábra. Visszacsapó szelep 55. ábra. Lábszelep 56. ábra. Torlócsappantyú 40

45 Vízelosztó hálózatok 57. ábra. Végcsappantyú 58. ábra. Túlfolyásgátló szelep. a) beépítés; b) szerkezet 59. ábra. Gömbúszós automata légtelenítő-légszippantó szelep 41

46 Vízelosztó hálózatok 60. ábra. Nyomáscsökkentő szelep A csapolószerkezetek feladata, hogy az adott helyen a víz kivételét lehetővé tegyék. A vízkivétel lehet használatból adódó rendszerességgel, vagy rendkívüli esetekben szükséges okokból. Tűzcsapot mutat a 61., 62. ábra, közkifolyót a 63. ábra, kifolyószelepet a 64. ábra. 61. ábra. Altalaj-tűzcsap beépítése 42

47 Vízelosztó hálózatok 62. ábra. Állványos tűzcsap 63. ábra. Ejektoros közkifolyó 64. ábra. Kifolyószelep A mérőszerkezetek között lehet fogyasztási vízmérő (65. ábra), mely a fogyasztó által vett vízmennyiséget méri térfogatösszegzéssel. 43

48 Vízelosztó hálózatok 65. ábra. Vízmérő metszete (a) és számlapja (b) Míg a fővízmérő a szivattyúból kiinduló fővezetékben méri a pillanatnyi víztérfogat értékét, vele együtt egy összegzőműszer adja meg egy bizonyos időtartam alatt kiadott összes vízmennyiséget. Segédanyagok a hálózat szerelésénél használt záró, tömítő, szigetelő anyagok, ilyenek a szálas kender, gumi, műanyag, bőr, bitumen stb Csőhálózatok üzemeltetése és fenntartása A vízellátó rendszer zavartalan üzemének biztosításához, szervezett állandó és szakszerű üzemeltetés és fenntartás szükséges. E tevékenység alapja a pontos nyilvántartás, ennek alapján lehet a követelmények betartását ellenőrizni, a rendkívüli beavatkozások szakszerűségét elbírálni. Minél teljesebb a nyilvántartási rendszer műszaki adattartalma, a beavatkozások vezetésére vonatkozóan, annál gyorsabb és szakszerűbb lehet az üzemirányítás. A nyilvántartási rendszer kiterjed a következő területekre: Vezetékek és műtárgyak nyilvántartása, itt a vezetékek helyszínrajzi elrendezése a fontos, különböző méretarányú térképeken. Ebben a vezetékek magassági jellemzői, hossz-szelvényei, a műtárgyak fontosabb méretei, elhelyezkedése szerepelnek. A műszaki adatok a beavatkozás szükséges módjára adhatnak szakmai irányítást. A szolgálati napló tartalmazza az üzemelés során tett intézkedéseket, amelyeket fontosabb esetekben alkalmaztak. Üzemeltetési és karbantartási utasítások körében találhatók azok az intézkedések napraszólóan, amelyeket akár az üzemeltetés, akár a karbantartás érdekében alkalmanként el kellett végezni. Nyomásviszonyok és csőtörések nyilvántartása során a hálózati nyomás ellenőrző mérések eredményei, valamint a hibák elhárítása érdekében tett beavatkozások tartalmi és időponti adatai kerülnek megállapításra. A beszámoló jelentések tartalmazzák az üzemeltetés során tett intézkedéseket és előrejelzést is a jövőben esetleg elvégzendő feladatokra vonatkozóan. 44

49 Vízelosztó hálózatok A csőhálózatot az év folyamán ellenőrzésnek vetik alá a nyomvonal bejárásával, kiderülhetnek nem kívánatos elváltozások, közben a műtárgyakat is üzempróbának vetik alá, ellenőrizni kell az esetleges vízveszteségek okait. Rendszeresen vízminta vétellel és elemzéssel kell meggyőződni a vízminőségi kérdésekről. Az ellenőrzések során észlelt bármilyen kedvezőtlen elváltozást meg kell szüntetni. Ennek során a hálózat öblítése, mechanikai tisztítása, karbantartása során hibák javítása szükséges. Alkalmas szakszolgálatnak kell lennie a rendkívüli üzemzavarok elhárítására, melynek személyi, anyagi, szállítási stb. igényeit naprakészen biztosítani kell. Nagyon fontos kérdés, hogy napirenden tartsák a technikai színvonal, az ellátás fejlesztésének, a műszaki fejlesztésnek a kérdéseit. A berendezések az idők folyamán alkalmatlanná válhatnak az elhasználódás, az elavulás vagy az újabb, magasabb igények jelentkezése miatt. Ekkor előrelátó, szakszerű beavatkozással lehet biztosítani, hogy a rendszer a módosítások, korszerűsítések után újabb hosszú időre tudja a feladatát teljesíteni Regionális vízellátó rendszerek Egyes térségekben több település közös vízellátó művel rendelkezik, amely gazdaságossági, üzembiztonsági, vízkészlet korlátozott volta miatt lehet. A regionális rendszernél (66. ábra) a külön-külön elhelyezkedő településeket távvezeték hálózattal, készletnövelő tározókkal, készlet tartalékoló berendezésekkel kell ellátni. A rendszer kiépítése és üzeme attól függ, hogy a rendszeren belül hol van helyi vízbázis és mennyi víz termelhető, szükséges-e a helységek között vízkészlet átirányítás és mennyi, ennek módja hálózatos vagy átfolyós tározó rendszerű, vannak-e időben egymástól eltérő fogyasztási csúcsok. Ezenkívül minden olyan nyilvántartás és beavatkozás szükséges, mint a települési vízműnél, csak fokozottabb figyelemmel kísérést igényel a sokirányú kapcsolódás miatt. 66. ábra. Vízellátási rendszerek. a) térségi közüzemi vízellátó rendszer; b) regionális vízellátó mű; c) regionális vízellátó rendszer. A kiépítés sorrendje: közel egyidőben 1 8 és 1 4; összekapcsoláskor 8 13 A kapcsolódásnál az alábbi esetek lehetségesek: a) a regionális rendszer a település vízigényét átfolyásos zározóval biztosítja; b) a település vízigényét ellennyomó tározó biztosítja; c) a település egy vagy több helyen közvetlenül vizet vesz le a regionális rendszerről; d) a regionális rendszer munkájához kapcsolódik a helyi rendszer medencéje. 45

50 Vízelosztó hálózatok A regionális rendszer és a település kapcsolata különböző lehet: a) a helyi vízbázis közvetlenül a hálózatra dolgozik; b) a helyi vízbázis közvetlenül a hálózatra dolgozik; c) a helyi vízbázis a hálózatra dolgozik úgy, hogy a település magastározója átfolyásos vagy ellennyomó lehet; d) a helyi vízbázis a település tározójára dolgozik; e) a helyi vízbázis a hálózatra dolgozik úgy, hogy nincs tározó. A fogyasztás esetei lehetnek: a) a regionális rendszer folyamatosan ad vizet, míg a helyi víztermelő telep időszakosan dolgozik; b) a helyi víztermelő folyamatosan üzemel, a regionális rendszerből időszakosan van vízellátás. 46

51 4. fejezet - Víztárolók, vízműtelep létesítése A víztározók, amelyek a fogyasztást szolgálják, elsősorban a vízszállítás és vízfogyasztás következtében jelentkező többletvíz tárolását és a vízhiány pótlását látják el. A tározók a hálózaton belül elfoglalt helyzetük és működésük szerint többfélék lehetnek (67. ábra), ezek közül a legkedvezőbb a súlyponti medence, (68. ábra), legkisebb a súrlódási veszteség, legrövidebb úton jut a víz a fogyasztóhoz, a másik kedvező megoldás az ellennyomó medence (69. ábra), a hálózat kétoldalról kap vizet, és az üzembiztonság itt a legnagyobb. 67. ábra. Medencék elhelyezése 68. ábra. Súlyponti medence elhelyezése 69. ábra. Ellennyomó medence elhelyezése A tározók a fogyasztási helyhez viszonyítva magas és mélytárolók. A magas tározók a hálózatban a szükséges nyomást is tudják biztosítani, míg a mélytározók főleg kiegyenlítésre és tározásra szolgálnak. A magas tározók síkvidéken víztornyok, domb és hegyvidéken a magas terep oldalába vannak beépítve. A mélytározók a terepszinten vagy félig süllyesztve kerülnek beépítésre. A tározó térfogatának megállapítása fontos igény, általában egyszerre több igény kielégítésére szolgál, így a fogyasztásingadozás miatti térfogat V f, a tűzoltáshoz szükséges térfogat V tü és a csőtörés kijavítása idejére (8-10 óra) szóló tározás V cs, vagyis V t = V f + V tü + V cs A tározó térfogat nagyságát grafikusan is meghatározhatjuk, ha a vízfogyasztási összegző vonalat és a 24 óra szállítási vonalat egymáshoz viszonyítjuk (70. ábra). A tűzoltási térfogatot rendelet szabályozza. A csőtörés esetére a tározási igényt különböző üzemállapot egybevetésével választjuk ki és a legkedvezőtlenebb esetre állapítjuk meg. 47

52 Víztárolók, vízműtelep létesítése 70. ábra. A tárolótérfogat meghatározása Tározómedencék A tározómedencének egy sor technológiai követelményt kell kielégítenie, ilyenek: a medence legyen vízzáró, a medence anyaga ne idézzen elő vízminőségi változást, a jó szellőzés legyen biztosítva, a víz jó mozgását kell biztosítani, ne legyen pangás, a vizet az erős fénytől védeni kell, a medence a tisztíthatóság miatt legyen több kamrából álló, a medencét védeni kell a káros hőhatástól, a csővezetékek legyenek jól zárhatóak, élősködők, vagy gázok elhárítása miatt, a medence feleljen meg az előírt biztonsági követelményeknek. A medence kialakításának fontos kérdése az alaprajz megállapítása. Az áramlási viszonyok kedvező alakítása miatt többféle elrendezés lehetséges a (71., 72. ábra) kitűzött feladatokhoz való alkalmazkodás érdekében. A medencék lehetnek a felszínen, félig vagy süllyesztett módon, vagy barlangmedence módon. A medencék főleg vasbetonból készülnek, gyakran kör alaprajzúak, önállóan vagy iker elrendezésben. A 73. és 74. ábra köralaprajzú medencéket ábrázol, a födémek alátámasztása gombaoszlopfős kiképzésű oszlopokkal történik. A 75. ábra ugyancsak egy iker kialakítású medencét mutat, míg a 76. ábrán a kezelőhelyiség más elrendezésben látható. A 77. ábra többrészes medencét ábrázol, ahol a medencék korgyűrűszerűen helyezkednek el. 48

53 Víztárolók, vízműtelep létesítése 71. ábra. Jellegzetes medencealaprajzok 72. ábra. Különböző alakú medencék áramlástani sajátosságai 49

54 Víztárolók, vízműtelep létesítése 73. ábra m 3 -es ivóvízmedence 74. ábra. 2 x 750 m 3 -es ivóvízmedence 50

55 Víztárolók, vízműtelep létesítése 75. ábra. Iker kialakítású 2 x 200 m 3 -es víztározó medence 77. ábra m 3 -es vasbetonmedence A 78. ábrán gazdaságos szerkezetű lencsealakú medence látható, míg a 79. ábra egy hatszög alaprajzú medencét mutat. Összegezve: a szerkezeti kialakítások végtelen sokasága lehetséges, a mindenkori igényekhez így jól lehet igazodni. 51

56 Víztárolók, vízműtelep létesítése 78. ábra. 2 x 1500 m 3 -es lencse alakú medence 52

57 Víztárolók, vízműtelep létesítése 79. ábra. Hatszögű víztározó medence A medencék építésére jellemző, hogy a medencék vasbetonból készülnek, a födémek megtámasztására gerendák, oszlopok szolgálnak, különböző elrendezésben. Fontos követelmény, hogy a kellő szilárdságot biztosító vasbeton szerkezet megfelelő vízzárósággal rendelkezzen, amelyet különböző vízzáró rétegek felhordásával biztosítanak. Alkalmazásra kerülhet az építés során feszített szerkezet és előregyártás, ez gondos összeszerelést tételez fel. A tároló el van látva különböző célokat szolgáló csővezetékekkel és szerelvényekkel. A csövek lehetnek bevezető, vízvezető, túlfolyó, ürítő csövek, ezek részben önműködőek vagy távvezérlésűek. Különös gondot kell fordítani a medence légterének a szellőztetésére. A 80. ábra szerinti szellőztető úgy van kialakítva, hogy a szennyeződés elkerülhető legyen. 53

58 Víztárolók, vízműtelep létesítése 80. ábra. Medenceszellőző. 1) szigetelési védő beton; 2) szigetelés; 3) lejtbeton; 4) sárgaréz huzalszövet; 5) azbesztcement lefolyócső A mérő és jelzőberendezések célja, hogy a ki- és befolyó víz mennyiségét és a belső vízállást regisztrálni lehessen. Ellenőrizni kell az esetleges szivárgásokat. A medencével párhuzamosan együtt vagy külön tűzivíz tároló teret kell kialakítani. A 81. ábra. egy fémből (alumínium) készült 150 m 3 -es medencét mutat, amely áttelepíthető. 81. ábra. 150 m 3 -es alumínium medence A barlangmedencék sziklába vágott medencék, vasbeton héjjakkal kombináltan készülnek Víztornyok A víztornyokkal szemben támasztott követelmények azonosak a medencénél leírtakkal, azonban a medencével szemben bizonyos előnyökkel rendelkeznek, ilyenek: esetleges szivattyúzási üzemszünet esetén is szolgáltat vizet, a hálózati nyomás kiegyenlített, egyenletesebb a szivattyúzás. Hátránya, hogy költségesebb, csak a legszükségesebb térfogatra építik ki a nagyságát. Építési szempontból monolit vasbeton, előregyártott vasbeton, feszített és csúszózsaluzással készült vasbeton. Készülnek azonban különböző fémszerkezetekkel is. A 82. ábra egy hengertörzsre szerelt kúpalakú medencét ábrázol, a 83. ábra hasonló felépítésű, csak más alakú szerkezetet mutat. 54

59 Víztárolók, vízműtelep létesítése 82. ábra. Nagytétényi vasbeton víztorony 55

60 Víztárolók, vízműtelep létesítése 83. ábra. Kiskunhalasi vasbeton víztorony A 84. és 85. ábrán kis térfogatú ( m3) víztorony típusokat látunk, ugyancsak kis torony a 86. ábra, csak hengeres kivitelben, a 87. ábra szintén hengeres, csúszózsaluzással készült tornyot mutat. 56

61 Víztárolók, vízműtelep létesítése 84. ábra. Aszódi emeltfejű vasbeton víztorony 57

62 Víztárolók, vízműtelep létesítése 85. ábra. Emelt zsaluzatú vasbeton víztorony 58

63 Víztárolók, vízműtelep létesítése 86. ábra. Henger alakú vasbeton víztorony 59

64 Víztárolók, vízműtelep létesítése 87. ábra. Csúszózsalus építésű víztorony. a) függőleges metszet; b) nézet A 88. ábrán szintén egy csúszózsaluzásos, de nagy méretű (2000 m 3 ) torony látható, a 89. ábra pedig az oroszlányi vasbeton víztornyot mutatja. 88. ábra. Szolnoki vasbeton víztorony 60

65 Víztárolók, vízműtelep létesítése 89. ábra. Oroszlányi 2000 m 3 -es vasbeton víztorony A 90., 91., 92. ábrán különböző alakú és szerkezetű toronytípusokat látunk. A csúszózsalus építési mód építési fázisait láthatjuk a 93. ábrán, végül egy sajátos szerkezetű víztorony látható a 94. ábrán. 90. ábra. Gyulai vasbeton víztorony 61

66 Víztárolók, vízműtelep létesítése 91. ábra. Szegedi vasbeton víztorony 92. ábra. Előregyártott torony, alumínium medencével, 200 m 3 62

67 Víztárolók, vízműtelep létesítése 93. ábra. Víztorony építési ütemei 94. ábra. Az oroszlányi 2000 m 3 -es vasbeton víztorony Sajátos formája a víztoronynak a 95. ábrán látható hidroglóbusz. Acélszerkezetű ( m 3 ) mely vasbeton alapra gömbcsuklóval csatlakozik, hőszigetelését alumínium burkolat biztosítja. Olyan kialakítás is lehetséges, amikor a magasház tetején helyezkedik el a víztartály a 96. ábra szerint. 63

68 Víztárolók, vízműtelep létesítése 95. ábra. Acélszerkezetű víztorony (hidroglóbusz) 96. ábra. Magastartály toronyház tetején (1000 m 3 -es) 64

69 5. fejezet - Szennyvíztermelés - csatornahálózatok A csatornázás célja, hogy valamely település területén vagy környezetében keletkezett szennyvizet összegyűjtse, elvezesse és elhelyezze oly módon, hogy az a környezetre nézve ártalmat ne jelentsen. Ennek érdekében a szennyvíztermelőtől a fogadó és tisztító helyig csatornahálózatban történik a szennyvíz összegyűjtése, vezetése, a hálózatba olyan műtárgyak szükségesek, melyek egyes konkrét feladatot is megoldanak. Majd tisztítás után az arra alkalmas befogadóba kerül a tisztított szennyvíz. Ennek megfelelően a szennyvíztermelőtől kiindulva a csatornahálózat a következő részekből áll: a) házicsatorna, mely az ingatlanon belül az épület és telep műveit foglalja össze (97. ábra); b) házi bekötőcsatorna, mely a telekhatártól az utcai közcsatornáig terjed (98. ábra); c) mellék közcsatornák az utcák szennyvizét vezetik le a házibekötéstől a gyűjtő-csatornákba; d) mellékgyűjtő és gyűjtőcsatornák a vízgyűjtő terület (település) egy-egy nagyobb területének szenny-vizét vezeti a főgyűjtőbe; e) a főgyűjtő az egész vízgyűjtő terület vizét vezeti le a tisztítóműhöz. 97. ábra. Csatornahálózat és házicsatorna részei 65

70 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 98. ábra. Telken belüli csatornázás egyesített rendszerben A csatornahálózat zavartalan működéséhez olyan műtárgyak szükségesek, amelyek az adott ponton felmerülő valamilyen akadály elhárítását teszik lehetővé. Ilyenek a víznyelő bekötőcsatorna, zsírfogó, benzin-olajfogó, bűzelzáró, tisztítóidom, záporkiömlő, vészkiömlő, tartó, visszatartó. Ezek együttesen a zavartalan üzemet biztosítják, bizonyos esetekben beavatkozás nélkül vagy külső beavatkozás segítségével. A csatornák gazdaságos kialakítása, kezelhetősége és zavartalan üzeme megkívánja, hogy a térség természeti adottságaihoz (domborzat, befogadó, úthálózat stb.) jól igazodó, de az igények kielégítését is biztonsággal szolgáló hálózat kerüljön kialakításra. Ezért a csatornák elrendezésére több változat lehetséges a következők szerint: párhuzamos rendszerű (99. ábra) hálózat mintegy zónákra osztja a területet, 99. ábra. Párhuzamos rendszerű csatornahálózat merőleges elrendezésnél (100. ábra) a fő- és mellékcsatornák merőlegesen helyezkednek el, 66

71 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 100. ábra. Merőleges rendszerű csatornahálózat legyező rendszerűnél (101. ábra) a csatornák egy pont felé, a torkolat felé haladnak, 101. ábra. Legyező rendszerű csatornahálózat sugár elrendezésnél (102. ábra) a mellékcsatornák rendjében vannak összetartó vezetékek ábra. Sugár rendszerű csatornahálózat Csatornázási rendszerek A csatornázási rendszer fő részei: a bekötések a szennyvíz keletkezés helyén, az összegyűjtő és elvezető hálózat műtárgyaival és létesítményeivel, és a szennyvíztisztító mű. Attól függően, hogy az elvezetésre kerülő szennyvíz milyen, többféle csatornázási rendszer lehetséges. Van egyesített, elválasztott, vegyes és javított vegyes rendszer. 67

72 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok Az egyesített rendszerű csatornahálózatnál (103. ábra) a keletkezett szennyvizet és a területre lehullott csapadékvizet közös csatornákban szállítják. Ennél a rendszernél a szennyvíz és zápor egyidejű mennyisége egy határértékben van megadva, így a felette álló csapadékmennyiséget a záporkiömlő műtárgyakon közvetlenül a befogadóba kell vezetni, így tehermentesítve a hálózatot. A rendszer előnyei: a nagyobb szelvény miatt nagyobb vízvezetési biztonság, egyféle bekötés szükséges, a hálózat nyilvántartása egyszerűbb, kisebb a helyigény, magassági és vízszintes vonalvezetés egyszerűbb. Hátrányai: a nagyobb vízminőség és mennyiség változás miatt a szennyvíztisztítási technológiának rugalmasnak kell lennie, zápor miatt a telep túlterhelődhet, a nagyobb szelvény kisebb esése miatt a feliszapolódási veszély fokozott ábra Egyesített rendszerű csatornahálózat elvi vázlata. 1 egyesített rendszerű csatorna; 2 közút; 3 vízfolyás; 4 záporkiömlő; 5 vízfolyás alatti átvezetés Az elválasztott rendszerű csatornahálózatnál (104. ábra) a területen keletkező szennyvizet a szennyvízcsatornák, a csapadékvizet a csapadékelvezető csatornák gyűjtik össze, a szennyvíz a tisztítótelepre, a csapadék rögtön a befogadóba kerül. A rendszer előnyei: gazdaságos szelvényméretek alkalmazhatók, a szennyvíztelep egyenletesebb terhelésű, a nagyobb lejtés miatt a lefolyás kedvezőbb, hátrányai: két hálózat szükséges, a hálózat helyigénye miatt nehezebb elhelyezésű, nagyobb a költség, nyilvántartáskor nagyobb ráfordítást igényel. 68

73 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 104. ábra Elválasztott rendszerű csatornahálózat elvi vázlata. 1 csapadékvíz elvezető csatorna; 2 övárok; 3 csapadékcsatorna torkolati mű; 4 szennyvízcsatorna; 5 szennyvíz-nyomócső; 6 közút; 7 vízfolyás A vegyes rendszerű csatornahálózatnál (105. ábra) a csatornázott területen egyidejűleg van részterületenként egyesített és elválasztott rendszer is. Ebben az esetben a csatornahálózat teljesítőképességét tározással lehet növelni. Ez a vegyes rendszer mind az egyesített, mind az elválasztott rendszer előnyeit és hátrányait összegzi ábra Vegyes rendszerű csatornahálózat elvi vázlata. 1 csapadékvíz elvezető csatorna; 2 szennyvízcsatorna; 3 szennyvíz-nyomócső; 4 egyesített rendszerű csatorna; 5 közút; 6 vízfolyás; 7 záporkiömlő; 8 átemelőtelep; 9 szennyvíztisztító telep; 10 kevert víz tározó medence A javított vegyes rendszerű csatornahálózatnál (106. ábra) az elválasztott rendszerű hálózat, tehát a szennyvízhálózat és csapadékvíz elvezető egyidejűleg megépül. A két hálózat párhuzamosan halad egymással, műtárgyakkal vannak összekötve. A rövid idejű, erősen szennyezett csapadékvíz, vagy a hosszabb idejű eső kezdeti szennyezettebb víz a szennyvíz főgyűjtőn a tisztítótelepre jut, a kevésbé szennyezett víz a záporkiömlőn keresztül a befogadóba jut. Így a kevésbé szennyezett víz nem jut a tisztítóműbe, így azt tehermentesíti, míg a kezdeti szennyezett csapadékvíz nem jut a befogadóba. Előnyük: a szennyezett víz akár szennyvíz, akár csapadék, a tisztítótelepre jut, a kissé szennyezett csapadék nem jut a tisztítóba, hanem egyenesen a befogadóba, a helyi adottságokhoz jobban alkalmazkodó műszaki megoldás lehetséges. Hátrányai: a tisztítómű terhelése nem egyenletes, az érkező vízminőség is erősen eltérő, a beruházási költség nagy. 69

74 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 106. ábra. Javított vegyes rendszerű csatornahálózat elvi vázlata. 1 csapadékvíz elvezető csatorna; 2 csapadékcsatorna torkolati mű; 3 szennyvízcsatorna; 4 szennyvíz-nyomócsépő; 5 közút; 6 vízfolyás; 7 csapadékvíz-tározó medence; 8 átemelő; 9 osztómű; 10 szennyvíztisztító telep A csatornázási rendszer kiválasztását különböző körülmények befolyásolják: alkalmazkodni kell a már meglévő csatornázási rendszerhez, a csatornázandó terület nagysága, kis területen az elválasztott előnyös, a befogadó állapota fontos tényező, a térség vízgazdálkodása hatással van a kiválasztásra, a terület rendeltetése és beépítési viszonyai (ipar, lakás, üdülő) döntő tényezők, a domborzati és talajadottságok a hálózat vonalvezetését, így a rendszer megválasztását befolyásolják Elvezetendő szennyvízmennyiség A szennyvízhozam mennyisége függ a csatornázás állapotától, a vízellátás színvonalától, a település jellegétől, szokásoktól, szennyvízkibocsátók összetételétől. Elválasztott rendszer esetében a szennyvízhálózatot az órai szennyvízcsúcsra, a csapadékhálózatot a mértékadó csapadékmennyiségre kell méretezni. Az egyesített rendszer esetében a hálózatot a mértékadó csapadékmennyiségre kell méretezni, ha van jelentős ipari vízmennyiség, akkor annak csúcsértékét is hozzá kell adni. A házi szennyvízmennyiség meghatározásánál a napi átlagos vízfogyasztásból (Q n) indulunk ki. A napi átlagos vízfogyasztásnál kisebb a napi szennyvíz mennyisége (Q n): Q n = 0,85 Q n Az óracsúcs a lakosság számától függ - ha a lakosszám >3000 fő, akkor 14 órai lefolyást kell venni, így Q o = Q n /14 - ha fő 12 órai lefolyást kell venni, így Q o = Q n /12 - ha < 1500 fő 10 órai lefolyást kell venni, így Q o = Q n /10 A csapadékvíz mennyiségét Q cs = α. i. F (l/sec) képlettel számítjuk ki, ahol α = lefolyási tényező, i = csapadékintenzitás l/sec.ha, F = vízgyűjtőterület ha. A csapadékintenzitást a csapadékgyakoriság alapján határozzuk meg (107. ábra) a település nagysága alapján, Budapest belső területén 4 évi, külső részén 2 évi, kistelepülésen 1 évi gyakoriság tekinthető mértékadónak. 70

75 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 107. ábra Csapadékintenzitás és gyakoriság kapcsolata Az ábrán a vízszintes tengelyen a T időtartam alatt azt az időt kell érteni, ami alatt a víz a legtávolabbi ponttól a méretezendő szelvényig ér. A Q méretezési vízhozam meghatározásához a kétféle értéket az óracsúcsot (Q o) és csapadékot (Q cs) a következők szerint vesszük figyelembe. Elválasztott rendszernél: szennyvízcsatorna Q = Q o csapadékcsatorna Q = Q cs Egyesített rendszernél: - ha Q o < Q cs akkor Q = Q cs - ha Q o > Q cs akkor Q = Q o + Q cs A csatorna hidraulikai méretezése A korábban megállapított vízmennyiségre akár csapadék, akár szennyvíz, megfelelő keresztmetszeti méretű csatornaszelvényt kell kiszámítani. A csatornaszelvények nagyon sokfélék lehetnek, de kiindulásul legegyszerűbb a körszelvény és a szennyvíznél a tojásszelvény (mivel kisebb a leülepedési arány). A szelvény méretezés alapja Q = v. F (m 3 /s), ahol Chezy képlet alapján Q = szennyvízhozam (m 3 /s) v = középsebesség (m/s) F = csatorna területe (m 2 ) R = hidraulikus sugár (m 71

76 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok I = vízszintesés ( ) b = érdesség 0,35 2,0 a C tényező Kutter szerint A szelvény méretezésére grafikonok is rendelkezésre állnak, így nagytömegű méretezési adat előállítása nem okoz nehézséget. A 108. ábrán a körszelvényű csatorna méretezése végezhető el. Az ábra alján az ismert vízhozam és esés függvényében egy választott átmérőhöz megkapjuk a sebességet. Ez a vízhozam a teltszelvényhez tartozó érték (Q telt), ha az elvezetendő vizet, amit tervezéskor meghatározunk (Q) viszonyítjuk egymáshoz, Q/Q telt akkor a szállítási fokot kapjuk. Ezt az arányt a felső ábra vízszintes tengelyén megkeresve, azt felvetítjük a Q görbére, a függőleges tengelyen leolvasva kapjuk a töltési fokot. Ha ezt a v görbére vetítjük, a metszésponthoz tartozó vízszintes tengelyen kapott adat v/v telt arány kapható, ha a vtelt ismert, abból a v tényleges megkapható. A 109. ábrán ugyanez a méretezés kapható tojásszelvényre ábra. Körszelvény: a vízhozam és a sebesség diagramja 72

77 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 109. ábra. Tojásszelvény: a vízhozam és a sebesség diagramja A csatornák helyszínrajzi és mélységi kialakítása A csatornák helyszínrajzi vonalvezetésénél azt az elvet kell követni, hogy a főgyűjtő az egész ellátott terület súlyvonalában, a legsűrűbben lakott területen keresztül, a terep legmélyebb vonulatán haladjon. A mellékgyűjtők és mellékcsatornák az úthálózatnak és a terep esésének megfelelően haladjanak. Mivel a csatornahálózat éves időtartamra épül, szükséges, hogy a tervezés szoros összhangban legyen a településrendezési tervekkel, ezzel elkerülhető a vezetékek, műtárgyak idő előtti cseréje. A közcsatorna általában az úttest tengelyvonalába kerül. Villamosvasút alá csatornát helyezni nem célszerű, széles utaknál vagy kettős utak mentén a csatornát az úttest két oldalára célszerű helyezni. Elválasztott rendszer esetén is haladhat a szennyvíz és csapadékcsatorna párhuzamosan, de úgy kell elhelyezni, hogy egymás működését ne akadályozzák. Ha a nyomvonalon más közművek is haladnak, akkor a zavartalan működést biztosítani kell, ezt az elhelyezéssel kell megoldani (110. ábra), egyre inkább kerül alkalmazásra a közműalagút (111. ábra), mely a zavartalan üzemet legjobban szolgálja. A csatornahálózatnál fő törekvés, hogy a szennyvizet gravitációsan vezessük le, ahol egyes bekötéseknél túl mélyre kellene menni, ez gazdaságtalan megoldást jelentene a nagy földmunka miatt, itt közbenső átemelőre lehet szükség. Olyan esetben, ha a főcsatorna a hosszú nyomvonal miatt szintén túlságosan mélyre kerülne, adott esetben 4-5 m mélységre, ugyancsak közbenső átemelőtelep lehet szükséges. Ilyen esetben a csatorna az átemelés előtt és után lehet gravitációs (112. ábra) vagy az átemelő után nyomás alatti kialakítású (113. ábra). A gravitációs kialakításnál az átemelés azért szükséges, mert a település 73

78 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok egy része alacsonyabb mint a befogadóhoz közelebbi rész. A másik esetben a közbenső átemelés után már nincs további becsatlakozás, így lehetséges és célszerű nyomás alatti csatornaszakasz kialakítása ábra. Közművek elhelyezése az útpályán 111. ábra. Közműalagút 112. ábra. Közbenső átemelő telep gravitációs hálózatnál 74

79 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 113. ábra. Közbenső átemelő telep nyomás alatti csatornaszakasznál A közbenső átemelés beiktatása mindig megfontolandó, mert ugyan az üzemelési költség nő, de az építési költség jelentősen csökken, mert nem kell a csatornákat nagyon mélyre helyezni. A közbenső átemelésnél cél a minél kisebb építmény, főleg térszín alatti elhelyezéssel (114. ábra) ábra. Közbenső átemelő Csatorna keresztszelvények A csatorna szelvényét hidraulikai és gazdasági szempontok szerint kell megválasztani, így a már meglévő szelvényhez való alkalmazkodás, rendelkezésre álló hely, talaj, talajvízviszonyok, terheléssel kapcsolatos statikai szempontok. Ennek alapján igen változatos a választható szelvényalak és méret (115. ábra), hidraulikai szempontból cél, hogy a kis vízmennyiség esetén sem legyen hordalék-lerakódás. 75

80 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 115. ábra. Különböző zárt csatornaszelvények A csatornának van egy minimális mérete tisztítási, fenntartási és vizsgálati okokból, ezek a következők: házi bekötésnél: 4 emeletnél alacsonyabb ház d > 150 mm 4 emeletnél nagyobb ház d > 200 mm elválasztó rendszernél d > 200 mm 76

81 egyesített rendszernél d > 300 mm Szennyvíztermelés - csatornahálózatok A csatornák anyaga és védelme A csatornáknál követelmény, hogy legalább 50 évig zavartalanul üzemeltethető legyen, jellemző, hogy mint föld alatti létesítmény, az állapot állandó vizsgálatára nincs mód, javítások a felette lévő burkolat felbontása miatt igen költségesek. Ma már van lehetőség kamerával történő eseti ellenőrzésre. Újabban ismeretesek bontás nélküli javítási technológiák, mint pl. plasztikus, a csatornába behúzható, utószilárduló műanyag csővel. A csatornával szemben támasztott követelmények: a csőanyag az élettartama alatt ne változtassa meg fizikai, kémiai, mechanikai tulajdonságait, legyen vízzáró, külső és belső korróziós hatásoknak ellenálló legyen, hőmérséklethatásnak (45 oc) ellenálljon, a csatornaépítés egyszerű, gyors, gazdaságos legyen, kedvező súrlódási tulajdonságokkal rendelkezzen, a csőanyag kopásálló legyen, az esetleges javítások gyorsan elvégezhetők legyenek. Csatornatípusok: beton cső, talpas vagy talp nélküli (116. ábra); vasbeton cső és kötése (117. ábra); műanyag cső és kötése (118. ábra) azbesztcement cső és kötése (119. ábra) 77

82 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 116. ábra. Betoncsövek és kötések. a) HCS kötése tömör gumigyűrűvel; b) TO tokos, kötése cementhabarccsal; c) TOG kötése habgumi gyűrűvel; d) HCS 0/125 kötése tömör gumigyűrűvel; e) tömör gumigyűrűs csőkötés; f) habgumi gyűrűs csőkötés; g) körszelvényű talpas betoncső kötése cementhabarccsal; 1 külső csapperem; 2 belső csapperem; 3 külső horony; 4) belső horony; h) tojásszelvényű talpas betoncső kötése cementhabarccsal; 1 külső csapperem, 2 külső horony; 3 belső csapperem; 4 belső horony 78

83 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 117. ábra. Vasbeton ill. feszítettbeton csövek és kötésük 118. ábra. Vasbeton csövek és kötésük 79

84 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 119. ábra. Azbesztcement nyomócső és csőkötések A csatornahálózat műtárgyai A csatornahálózat a hosszú üzemelés alatt sokféle támadó hatásnak van kitéve, még a legellenállóbb rendszernél is jelentkeznek kisebb-nagyobb elváltozások, hibák, javítási igények. A csatornák üzemének ellenőrzéséhez, a hibák feltárásához a hálózatban szerkezeti elemek, műtárgyak, tartozékok szükségesek. A műtárgyak és a berendezések az alábbi főbb csoportokba sorolhatók: sokcélú és igen sok esetben kerülnek sorra a különféle aknák, kitorkollás, csatlakozás elemei, keresztezés műtárgyai, épületcsatornázás eszközei. A tisztító akna a hálózat tisztítását, ellenőrzését és javítását segíti elő, ezen keresztül lehet bejutni a csatornába, mérete olyan, hogy vagy csak dolgozó bejutása lehetséges, de lehet gépek, szerszámok részére is alkalmas méret. Az aknák minden töréspontnál, ezenkívül az egyenes szakaszokon 25, 50 m-ként fordulnak elő. Az akna lehet mászható (120. ábra) és nem mászható (121. ábra) ábra. Mászható csatorna tisztítóvíz aknája metszetben, nézetben és előregyártott idomokból összeállítva 80

85 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 121. ábra. Nem mászható csőcsatorna tisztítóaknája metszetben A méretektől függően lehet lent a tisztítási teendőket ellátni (iszap kiemelés, javítóanyag leadás), ezek az aknák általában előregyártott vagy helyszíni betonozással készült műtárgyak, lehet azonban táglafalazatú aknát is kialakítani (122. ábra) ábra. Téglafalazatú tisztítóakna Nagyobb méretű csatornában az oldalfalba épül, így a bemenet könnyebb (123. ábra), főgyűjtő csatornáknál a lejáró aknát egy folyosó köti össze (124. ábra) a csatornával, ezek a lejárók hirdető-oszlopokkal fedve rejtetté teszik az aknát és ezen keresztül az akna szellőzése is biztosított. Elválasztó rendszerű csatornánál a két vezeték (szennyvíz és csapadékvíz) különböző szinten van, így az aknakiképzés ennek megfelelően alakul (125. ábra). A fogyasztási bekötéseknél a házi bekötőcsatornák vakaknaként kerülnek kialakításra (126. ábra) 81

86 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 123. ábra. Oldalakna nagyméretű csatornához 124. ábra. Lépcsős lejáratú akna 125. ábra. Elválasztó rendszerű hálózat tisztítóaknája 82

87 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 126. ábra. Házibekötés vakaknája csőcsatornához, bekötés tojásszelvényű csatornába A bukóakna nagyesésű terepen vezetett csatornában fordul elő, amikor csak nagy fektetési mélység és nagy csatornaeséssel lehetne a vezetést megoldani. Az aknában viszont az esés koncentráltan keletkezik és egy alacsonyabb szinten távozik a víz mint ahogy érkezett (127. ábra), hasonló szerkezetű mint a tisztítóakna ábra. Bukóakna Ha az akna egyesített rendszernél 1 m-nél nagyobb ejtést igényel, akkor alkalmazható az ejtőcsöves akna, itt a kisebb mennyiségű szennyvíz egy kisebb méretű ejtőcsövön keresztül folyik le, míg a csapadék közvetlenül az aknába (128. ábra). Nagyszelvényű csatornáknál a surrantóakna is alkalmazható a bukó helyett (129. ábra). 83

88 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 128. ábra. Lejtős bukóakna 129. ábra. Surrantóakna Nagyobb városokban igény lehet arra, hogy a havat télen szállítás helyett a csatornába szórják aknán keresztül (130. ábra), költségtakarékos és biztosítja a folyamatos elvezetést. Ez a rendszer csak egyesített rendszernél, nagyobb méretű csatornáknál alkalmazható. Ezt nevezik hóledobó aknának. 84

89 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 130. ábra. Hóledobó akna Az öblítőakna a csatornatisztítás egyik eszköze, amikor is az aknát megtöltik vízzel, majd az elzáró szerkezet hirtelen megnyitásával a nagyobb sebességgel örvénylő víz a leülepedett iszapot elsodorja (131. ábra). Az akna olyan méretű, hogy legalább 2 m 3 vizet be tudjon fogadni ábra. Öblítőakna, gumigyűrűs elzáró A víznyelőakna az utakra eső csapadékvizet összegyűjti és a csatornába vezeti (132. ábra), egyúttal a csatorna szellőzését is segíti. Az akna készülhet függőleges (felső ábra) és oldalbeömléssel (alsó ábra), az akna teteje ráccsal fedett. 85

90 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 132. ábra. Víznyelők elhelyezése felül és oldalbekötéssel, oldalbeömlésű fedlap Az akna kialakítható vedres megoldással, ilyenkor az aknában kiszedhető szűrő van (133. ábra), amivel a nemkívánatos szemét a csatornából távoltartható. A hágcsó az aknák falába mélyített 20 köracélból készített kapaszkodó, amely lehetővé teszi az aknába a bemenetet, így a tisztítással járó munkák végzését (134. ábra) ábra. Vedres víznyelőakna felső beömléssel 86

91 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 134. ábra. Hágcsó köracélból A fedlap a különböző aknák fedésére szolgál úgy, hogy süllyesztve a közlekedést nem zavarja, avatatlanok számára nehéz legyen felnyitni, de a szakember számára gyorsan nyitható legyen (135. ábra). Általában öntöttvasból készül, alakja négyzet vagy kör. Víznyelő aknák esetében a lefedés ráccsal történik (136. ábra), a rácslap csuklósan felnyitható ábra. Négyzet alakú és kör alakú öntöttvas fedlap 136. ábra. Víznyelőrácsok. 32 x 32-es rács; Kozáky rács, rácsbeépítés A zsilipakna feladata a csatornahálózat egyes szakaszainak a lezárása, ez lehetővé teszi egyes szakaszokon a lefolyás szabályozását. Az aknában zsilipes tolózárat használnak (137. ábra), amelynél a zsilipet egy csavaros fogasléces emelőszerkezet mozgatja. A záporkiömlő az egyesített rendszerű csatornahálózat fontos műtárgya, nagyobb esők alkalmával a csatornák megtelnek, sőt túlterhelés is bekövetkezhet, ha akkor nem alkalmazható valamilyen tehermentesítés, a kiömlő víz károkat okoz. A záporkiömlő olyan berendezés, ami a megemelkedett vizet átbukással megcsapolja és rövid úton a befogadóba vezeti. Ilyen berendezést a hálózat szerkezetéhez igazodva több helyen is beépítenek. Mivel a zápor a szennyvíz többszöröse, így ez nagyfokú szennyvízhígítást eredményez, ami 5-10-szeres is lehet, így a befogadóba bevezethető közvetlenül. A záporkiömlő lehet bukógátas (138. ábra) kialakítású, vagy szeleptányéros (139. ábra) rendszerű. A szelep úgy állítható be, hogy csak bizonyos vízállásnál nyíljon ki és az akkor a csatornában az előírt hígítás következik be. A vészkiömlő olyan műtárgy, amely csak veszély esetén lép működésbe, ha a hálózat valamilyen zavar miatt (áramszünet, dugulás) nem képes a zavartalan üzemre és nem tudja befogadni az állandóan érkező szennyvizet, ekkor ez a műtárgy a tisztítatlan szennyvizet közvetlenül a befogadóba vezeti, vállalva ezzel bizonyos szennyezés lehetőségét. Általában ott lehet zavartalanul számítani rá, ahol a befogadónak közel azonos, állandó magas vízállása van. 87

92 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 137. ábra Fogasléces emelőszerkezet 138. ábra Bukógátas záporkiömlő, kitorkolással 88

93 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 139. ábra Szeleptányéros záporkiömlő A kitorkollás a szennyvíznek vagy csapadékvíznek a befogadóba való vezetését végzi. A kitorkollás lehet nyílt, betonból, vasbetonból, oldalfallal védett, vagy zárt cső formájában, a visszaduzzasztás ellen védeni kell, így különböző zsilipes szerkezet alkalmas erre, mely a bekövetkező vízállásváltozásokhoz tud igazodni. A mederbe fektetett nyomócsövet általában a sodorvonalig vezetik. A keresztező műtárgyaknak a célja az, hogy a csatornahálózat nyomvonalában keletkező szintbeli akadályt elhárítsa, ha felszínalatti akadály adódik (vezeték, alagút, vasút) a leggyakrabban alkalmazott műtárgy a bujtató, amelynél a szennyvízcsatornát az akadály alatt vezetik át, majd megemelve az eredeti szinten halad tovább. Az ábrán bujtató (140. ábra) elrendezése látható, de megállapítható, hogy az akadály jellegétől függően többféle műszaki kialakítás is lehetséges; úgy kell a műtárgyat kialakítani, hogy a bujtató szelvénye teljes töltéssel, túlnyomással működik. A megkívánt sebességet a felső és alsó vízzáró különbségével lehet befolyásolni ábra Bujtató metszetrajza, bujtató típusok A csatlakozások műszaki kialakítására akkor kerül sor, amikor több csatorna csatlakozik egymáshoz, a csatornaszelvények különböző méretűek, ezért különös gonddal kell eljárni, nagy sebességcsökkenés nem következhet be, ne legyen visszaduzzasztás. Az összetorkolás szerkezetét a 141. ábra mutatja. 89

94 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 141. ábra Összetorkolás (trombita), a szelvényalakokkal Épületek szennyvízcsatornázása Az épületekben, különösen többszintes épületnél külön jellegzetes műtárgyak fordulnak elő. Attól függően, hogy egyesített vagy elválasztó rendszer van, a házi bekötőcsatornát mutatja a 142. ábra. Épületen belül különböző berendezések végzik a szennyvíz összegyűjtését. A 143. ábrán látható, hogy a kifolyás az ágvezetéken keresztül kerül az ejtővezetékbe, majd alul a belső alapcsatornába. A leeső víz lemozdulás közben légritkítást idézne elő, ezért ennek elhárítására szellőzőcsőre van szükség ábra. Épület alapcsatorna egyesített és elválasztó rendszerben 90

95 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 143. ábra. Épületcsatorna Az épületcsatorna szerelvényei a következők: víznyelő berendezés, amibe a víz elsődlegesen kerül, mosdó, mosogató, WC, falikút, a bűzelzáró feladata, hogy a benne levő folyadékzárral a csatornában keletkező bűzös gázok kiáramlását megakadályozza és darabos tárgyakat visszatartson. A 144. ábrán láthatók különböző bűzelzárók, a vízgát magassága átlagosan 60 mm, a bűzelzárót időközönként tisztítani kell, hosszabb használat nélkül pedig vízzel kell feltölteni, a tisztítóidomok feladata, hogy a csatornák tisztíthatók legyenek, ezek épületen belül hasonló feladatot látnak el mint a hálózatban a tisztítóaknák. A 145. ábrán látható idomokon a nyílásokat kengyeles leszorítócsavar zárja ábra. Bűzelzárók. a) ólom S szifon; b) bursszifon; c) Szuezszifon; d) Lamansszifon; e) WC; f) WC 91

96 Szennyvíztermelés - csatornahálózatok 145. ábra. Tisztítóidom. a) tisztító csővég; b) kengyeles tisztítóidom; c) eternit tisztítóidom Egyesített rendszerű csatornáknál vagy záporok idején a hálózat megtelik és a közcsatornából a felduzzadt szennyvíz a házi bekötőcsatornán keresztül, visszafolyna az épületbe. Ezt akadályozza meg a visszatoló szelep (146. ábra), mely a felduzzadt víz hatására lezáródik, az iszap esetleges eltömő hatása ellen biztonságból kézi torló is beépítésre kerülhet (147. ábra) ábra. Visszatolószelep elzáró-tolattyúval 147. ábra. Torlók házi elzárókkal 92

97 6. fejezet - Szennyvíztisztító telep létesítése Szennyvíztelep tervezése A tervezési munka kiindulási pontja, hogy a szennyvízhozam milyen nagyságrendű. Ennek alapján kerül sor a technológiai megoldások kialakítására, e közben kell meghatározni, hogy mely eljárások vonhatók össze egy egységben, egy műtárgyban és melyek nem, a tisztítási lépések sorrendje hogyan alakul. Gondoskodni kell a tervezés során a járulékos létesítmények kialakításáról (pl. út, kerítés, világítás, kezelőépület, stb.). A helyszínrajzi elrendezésnél a következő fontossági sorrendet kell figyelembe venni: egyszerűség, tartalék egységek szükségesek, tömör műtárgycsoportosítás, áttekinthetőség, összekötő vezeték hossza a legkisebb legyen. Nagyon fontos tervezési szempont, hogy a tisztítótelep a jövőben bővíthető legyen ez lehet: belső-átalakítással, sorba kapcsolással, párhuzamos kapcsolással. Gondoskodni kell, hogy biztonsággal megoldható legyen az energiaellátás, az irányítástechnika és hírközléstechnika, és a telep megközelítése. Közepes telep tervezése esetén a lakosságlétszám fő között alakul. A tervezés során meg kell tervezni a mechanikai tisztítás technológiai sorrendjét, mint a rács, homokfogó, átemelő, ülepítő, bevezetés a befogadóba, iszapszikkasztó, iszaprothasztó, csapadékvíz elvezetés (148. ábra). 93

98 Szennyvíztisztító telep létesítése 148. ábra. Szennyvíztisztítás technológiai sorrendje A biológiai tisztítás sorrendjét tervezve kapjuk rács, homokfogó, kétszintes előülepítő, átemelő, nagyterhelésű csepegtető-test, utóülepítő, iszapszikkasztó, rothasztó medence (149. ábra) ábra. Szennyvíztisztítás technológiai sorrendje 94

99 Szennyvíztisztító telep létesítése Nagy telep tervezése esetén, ahol a létszám fő feletti, a tervezés során a mechanikai és a biológiai tisztítás műtárgyait kell kialakítani a következők szerint: rács, homokfogó, átemelő, előülepítő, eleveniszapos medencék, utóülepítő, rothasztók, iszapszikkasztó ágy, iszapszivattyúzás (150. ábra) ábra. Szennyvíztisztítás technológiai sorrendje A csatorna építésénél használt anyagok A csatornahálózattal szemben különböző követelményeket támasztunk: a hosszú élettartam, a hibátlanság, a tisztántartás, zavarmentes üzem és egyéb, a helyi sajátosságokat is figyelembe vevő elvárások. A követelmények a következők: vízszállító képesség, erőtani biztonság, vízzáróság, koptatási ellenállás, korrózió elleni védelem, élettartam, tisztíthatóság, javíthatóság. A hálózat építésénél felhasznált anyagok lehetnek: előregyártott elemek helyszínen készült részben helyszínen készült, részben előregyártott. Az előregyártott csövek lehetnek: kőagyag, beton, azbesztcement, 95

100 Szennyvíztisztító telep létesítése acél, műanyag. A kőagyagcső mészmentes agyagból, kétszeres égetéssel, kisebb átmérővel készül (kisebb mint 60 cm) tokos kivitelben, 1 m hosszban. A sokféle betoncső lehet kör vagy tojás szelvényű, körgyűrű vagy talpas kivitelben (151. ábra), a csőkötés céljára tokos és hosszított tokos csövek készülnek, átmérő cm-ig terjed. A nagyobb átmérő és szilárdság érdekében a vasbeton alkalmas (152. ábra) ábra. Betoncső típusok 152. ábra. Tojásszelvényű vasbetoncső Az azbesztcement ritkábban használt csőanyag, a csöveket gumigyűrűs kötéssel látják el. Különböző műanyag csövek egyre gyakrabban kerülnek alkalmazásra, különösen kisebb átmérők esetében. Hőre lágyuló és hőre keményedő műanyag ismertek, anyaguk korrózióálló. A csőkötés gumigyűrű, tokos vagy hegesztett lehet. Minden hazai csőtípusra nagyon széles választási lehetőség van. Szabványjegyzékekben, gyártási kiadványokban részletes, adatokkal ellátott tájékoztató található. A tartozékok, műtárgyak kialakítása Ezek: bekötések, aknák, víznyelők, csatlakozások és elágazások, zsírfogók, olajfogók, benzinfogók. A bekötés az épület és cső, vagy a cső és műtárgy közötti kapcsolatot biztosítja. Az akna lehet kezelő (ellenőrzés, tisztítás, javítás), szerkezeti (szerelvények elhelyezésére) mint zsilip, tolózár, öblítő akna, különleges akna mint a túlfolyó, vakakna, bukóakna, surrantó, hordalékfogó stb. Leginkább előregyártott elemekből. Elágazás, csatlakozás a szelvény alakjától, méretétől függően különböző lehet (153. ábra). 96

101 Szennyvíztisztító telep létesítése 153. ábra. Csatornázási műtárgyak A zsír, olaj, benzinfogó célja, hogy házi bekötéseknél ezek az anyagok ne juthassanak a hálózatba, így keletkezésük helyén felfogják őket Csatornahálózat építés A csatornahálózat építésénél először a kitűzéseket kell elvégezni vízszintes és magassági értelemben, majd ezt követi a földmunka. Mivel nagymennyiségű vonalas létesítmény (csatorna) van, munkaárok nyitása a feladat. A munkaárok lehet rézsűs kivitelben, főleg kisebb mélység esetén, vagy függőleges falú kivitelben, kisebb mélységnél is kell dúcolás, ha a talaj nem állé-kony (154. ábra), de különösen kell ha a munkaárok nagy mélységű (155. ábra) ábra. Munkaárkok méretei előregyártott csövek fektetésénél talajvizes altalaj esetén A dúcolás lehet vízszintes pallózású (156. ábra) és függőleges pallózású (157. ábra). Nagyobb méretek esetén, különböző aknáknál a dúcolás alapvető fontosságú (158. ábra). Laza, omlékony talajban, vagy talajvizes helyen a dúcolás helyett a szádfal nyújt kellő védelmet. A szádpallót cölöpként leverik a talajba úgy, hogy megfelelő illesztéssel csatlakozzanak és egy falat alakítanak ki, szükség esetén kihorgonyozható (159. ábra). 97

102 Szennyvíztisztító telep létesítése 155. ábra. Munkaárok méretei helyszínen készített csatornánál állékony, de talajvizes altalajban 156. ábra. Vízszintes pallójú dúcolás 98

103 Szennyvíztisztító telep létesítése 157. ábra. Keretes függőleges pallójú dúcolás 158. ábra. Akna földmunkája és dúcolása 99

104 Szennyvíztisztító telep létesítése 159. ábra. Acélpallók Bizonyos esetekben szükség lehet a magas talajvíz süllyesztésére mind-addig, amíg a munka folyik. Ekkor megfelelő rendszer szerint vákuum kutakat mélyítenek a talajba, majd ezekből vákuumos módszerrel szivattyúzzák a vizet, így a talajvízszint lesüllyeszthető (160. ábra) ábra. Szűrőkút és talajvízszint süllyesztés A munkaárokba történik a csövek lefektetése és összekötése. A munka-árokban a megfelelő esés biztosításával alakítják ki a fenékmélységet, erre helyezik a csöveket. A csövek különböző kötési módszerekkel kapcsolhatók egymáshoz. A tokos cső illesztését a 161. ábra mutatja. A kötés történhet cementhabarccsal (162. ábra) rugalmas kötéssel (163. ábra) vagy gumigyűrűs illesztéssel (164. ábra). Kőagyagcső illesztése látható a 165. ábrán. 100

105 Szennyvíztisztító telep létesítése 161. ábra. Tokos betoncsövek cementhabarcs tömítése fejgödör kiképzése, cementhabarcs tömítés 162. ábra. Betoncső csőkötése 163. ábra. Rugalmas illesztés betoncső illesztés előtt, a betoncső illesztése bitumenes kiöntés 101

106 Szennyvíztisztító telep létesítése 164. ábra. Gumigyűrűs csőillesztés; gördülőgumigyűrű illesztése előtt, a cső tokja felnagyítva illesztés előtt, gumigyűrű végállásban 165. ábra. Köpenycsövek illesztése; tömítőkötél elhelyezése illesztés előtt, tömítőkötél beverve, bitumenes kiöntés, elkészített rugalmas illesztés A műtárgyak részére megfelelő munkagödröt kell kiemelni, ebbe dúcolás után kerül beépítésre az akna fala, a tartozékok mind az akna jellegének megfelelően. A 166. ábra egy bukóakna szerkezetét ábrázolja, a 167. ábra egy öblítő aknát, a 168. ábra egy víznyelőaknát mutat. A szerelési munka befejezése után földvisszatöltéssel zárul a csatornaépítési munka. Visszatöltés alatt vízzárósági próbát kell végezni a csővezetékben és az aknákon is úgy, hogy 2-3 aknaközt lezárnak. A vezetéket feltöltik vízzel és ellenőrzik, hogy nem szivárog-e a víz a csatornából, vagy az aknából. Csak ezután lehet visszatölteni. 102

107 Szennyvíztisztító telep létesítése 166. ábra. Szennyvízakna betorkolással 167. ábra. Öblítőakna 103

108 Szennyvíztisztító telep létesítése 168. ábra. Víznyelőakna bekötése Szennyvíztisztító telep építése Az építési munka a kitűzéstől kezdve az üzembe helyezésig különböző, egymást követő munkafázisokból állnak. A munkafázisok a következők: a terület lehatárolása, felvonulás; munkaterület csapadéktól való védelme; műtárgyak kitűzése; munkagödör kiemelés, alapozás, dúcolás; műtárgyépítés különböző építőanyagokból; szigetelések, dilatációk kialakítása; magasépítmények elkészítése, benne a szerelvényekkel; gépi berendezések beszerelése; komplex kipróbálás; műszaki átadás-átvétel; próbaüzemeltetés. A létesítmények megfelelő alapozása fontos követelmény, ezek készülhetnek síkalapozással, kút vagy szekrényalapozással. Síkalapozásnál a műtárgy alatt vízszintes, egyenletes felszínt alakítanak ki, csak megfelelő teherbírású talaj esetén alkalmazható. Kútalapozásnál a műtárgy súlyát a megfelelően kialakított, főleg kör-szelvényű köpenyfal és benne a kitöltő anyag adja át a mélyebb teherbíró talajrétegnek (169. ábra), a vágóél kiképzése fontos szerkezeti rész (170. ábra). Nagyobb építmény alapozásánál a szekrényalapozás alkalmazható, mely követi az építmény alakját (171. ábra). A különböző műtárgyakat az alapozás után az alakjuknak megfelelő zsaluzat között betonozzák, szigetelést elvégzik, rászerelik a tartozékokat, így a homokfogónál (172. ábra, bukóaknánál (173. ábra), ülepítőmedencénél (174. ábra), ülepítő-medencénél (175. ábra) ülepítőmedencénél (176. ábra). 104

109 Szennyvíztisztító telep létesítése 169. ábra. Kutak alakja különböző altalajokon 170. ábra. Vágóél kiképzések 171. ábra. Szekrénysüllyesztés száraz talajban kézi munkafolyamat ábrája 105

110 Szennyvíztisztító telep létesítése 172. ábra. Homokfogó hosszmetszet, alaprajz, keresztmetszet 106

111 Szennyvíztisztító telep létesítése 173. ábra. Szennyvíztisztító akna kivitelezési rajza 174. ábra. Kétszintes ülepítő talajvízben építve 107

112 Szennyvíztisztító telep létesítése Zsaluzati terv 175. ábra. Zárt biológiai csepegtetőtest előregyártott elemekből 176. ábra. Eleveniszapos felületi szellőztető berendezés Szennyvíztisztító technológia felépítése A szennyvíztisztító telep tervezése során kell eldönteni a belső létesítmények tech-nológiai sorrendjét. A technológia nagymértékben függ a lakos-egyenérték szá-mától. A technológia zavartalanságát a kiszolgáló létesítményekkel is biztosítani kell, mint az úthálózat, energiaellátás, víz-ellátás, segédépületek, raktár, iroda, egészségügyi létesítmény, park, erdő elhelyezését, hírközlő berendezéseket. A különböző technológiai felépítést mutatja be a következő ábrasor ( ábrák). 108

113 Szennyvíztisztító telep létesítése 177. ábra. Gravitációs kisterhelésű biológiai tisztító telep 178. ábra. Átemeléses kisterhelésű biológiai tisztító telep 109

114 Szennyvíztisztító telep létesítése 179. ábra. Részbiológiai tisztító és szikkasztó berendezés 180. ábra. Nagyterhelésű biológiai tisztító telep 110

115 Szennyvíztisztító telep létesítése 181. ábra. Eleveniszapos biológiai tisztító telep 182. ábra. Eleveniszapos biológiai szennyvíztisztító telep 111

116 Szennyvíztisztító telep létesítése 183. ábra. Eleveniszapos biológiai tisztító, iszaprothasztó 184. ábra. Tömlős elrendezésű eleveniszapos telep. 1 rács és átemelő gépház; 2 homokfogó; 3 előlevegőztető; 4 ülepítő medencék; 5 eleveniszapos medencék; 6 utóülepítő medencék; 7 iszapgépház; 8 iszapsűrítők; 9 iszaprothasztók; 10 gáztartó; 11 kazán-, gépgenerátor- és fúvógépház; 12 kezelő- és szociális épület; 13 iroda és laboratórium; 14 rácsszemét égető; 15 iszapvíztelenítő; 16 készenléti lakások 185. ábra Tömlős elrendezésű szennyvíztisztító telep közbenső átemeléssel iszapégetésre való továbbítással. 1 a durva és finom rács; 2 homokfogók; 3 homokmosó; 4 előülepítők; 5 átemelő telepek; 6 eleveniszapos medencék; 7 utóülepítők; 8 iszapürítők és iszapnyomó gépház; 9 üzemi épület 112

117 Szennyvíztisztító telep létesítése 186. ábra. Oxidációs árkos tisztító telep A szennyvíztisztító telep kedvezőbb üzemeltetése és fenntartása érdekében szennyvíztisztítási minta technológiákat dolgoztak ki. Az 5. táblázat szennyvíztisztítási és iszapkezelési mintatechnológiát, a 187. ábra a hozzátartozó folyamatábrákat tartalmazza. 5. táblázat. Szennyvíztisztítási és iszapkezelési mintatechnológiák 113

118 Szennyvíztisztító telep létesítése 114

119 Szennyvíztisztító telep létesítése 187. ábra. Mintatechnológiák (MI alapján) 115