VÍZTISZTÍTÁS, ÜZEMELTETÉS

Átírás

1 VÍZTISZTÍTÁS, ÜZEMELTETÉS Vízigény meghatározás (1. feladat) SZIE Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar KLING ZOLTÁN Gödöllő, /2013. tanév 2. félév

2 Települési vízgazdálkodás rendszere Vízbázisok Vízszerzés Víztisztítás Vízelosztás Befogadó Szennyvíztisztítás Előkezelés (opcionális) Ipari vízfelhasználók Mezőgazdasági vízfelhasználók Lakossági vízfelhasználók

3 Vízigény - alapfogalmak Vízigény: A fogyasztók adott helyre és időszakra vonatkozó, vízfelhasználásra irányuló szándéka. Cél: A vízigény időbeli és térbeli eloszlásának meghatározása hosszú időtávra.

4 Vízigény A település vízigényének meghatározásához ismerni kell: A település várható lakosszámát, időbeni és területi bontásban, Az ellátottság színvonalának időbeni és térbeni alakulását, A fajlagos vízigényeket időbeni és térbeni bontásban, Az iparterület helyét és vízigényét (ivóvízigényét), A mezőgazdasági üzem helyét és ivóvízigényét, A településhez tartózó fogyasztók helyét és vízigényének időbeni alakülását.

5 Vízigény - alapfogalmak Fajlagos vízfogyasztás (q): a vízfogyasztás egységfogyasztóra fajlagosított értéke [pl. l/fő,nap vagy l/m 2,nap) Átlagos napi vízigény (Q d ): Az éves vízfogyasztás 1/365-öd része [m 3 /nap] Napi csúcs vízigény (Q dmax ): az év során előforduló legnagyobb napi vízigény [m 3 /nap] Órai csúcs vízigény (Q hmax ): a naptári évben előforduló legnagyobb órai vízigény érték [m 3 /h]

6 Vízigény meghatározásának módjai Számítással (mérnöki becslés). Kapcsolódó ágazati szabvány: MSZ / Óvatosan kell kezelni! Méréssel (hálózat rekonstrukciónál!) Hasonló rendszerek üzemeltetési tapasztalatai alapján. Szempontok: Foglalkoztatottság összetétele Ellátottsági színvonal Éghajlati viszonyok Kulturális szokások Település méret Település típus Gazdasági jellemzők Társadalmi rétegek aránya Vízdíj Stb.

7 Települési vízigények összetevői Kommunális vízigény (Q k ) Háztartások vízigénye Közületek, intézmények vízigénye A településen nem letelepedett emberek vízigénye (ingázók, turisták, stb..) Közterület fenntartás vízigénye Ipar vízigénye(q i ) Mezőgazdaság vízigénye (Q m ) Tűzoltás vízigénye (Q t ) Hálózati és szolgáltatási veszteségek (Q v ) Q d = Q k + Q i + Q m + Q t + Q v [m 3 /d]

8 Ellátási színvonal kategóriák (komfort fokozat) Közkifolyós módon ellátott fogyasztó, aki a csőhálózatra szerelt közkifolyós vízvételi helytől, közúton mérve, legfeljebb 150 m távolságra lakik. Félkomfortos módon ellátott az a fogyasztó, akinek ingatlanán egy csapolóhely van. Komfortos módon ellátott az a fogyasztó, akinek lakásán több csapolóhely (fürdőszoba,wc,stb.) van. Összkomfortos módon ellátott fogyasztó az, aki a vízellátáson kívül egyéb rendszeres kommunális szolgáltatásban részesül (melegvíz, központi fűtés, gázellátás, stb.)

9 Kommunális vízigény I. A kommunális vízigény a háztartások, valamint a közületek, intézmények, nem letelepedett ellátottak vízigényéből tevődik össze! Lakossági vízigény: mértékadó lakosszám és a fajlagos vízfogyasztás szorzata Fajlagos vízfogyasztás hazánkban l/fő,nap, melynek értéke függ: Éghajlat, időjárási viszonyok Település jelleg, település méret Fogyasztói szokások Kulturális jellemzők Komfort fokozat Anyagi lehetőségek Alap közületi és közterület fenntartási vízigény a lakossági vízigény 30-50%-a Egyéb közületek vízigénye egyedi becsléssel határozandó meg

10 Kommunális vízigény II. Átlagos napi vízigény: Q d = n i = 1 q i N i q i (l/fő,nap): i-dik fogyasztó típushoz tartozó fajlagos vízigény N i (fő): i-dik fogyasztótípus mértékadó lakosszáma Legnagyobb napi vízigény: Q d max = β n Q d β n ( -): évszakos egyenlőtlenségi tényező

11 Kommunális vízigény II/1. Az évszakos egyenlőtlenségi tényező Település jellege 100 ezer feletti lakos ezer lakos ezer lakos 5-10 ezer lakos Ipar 1,2 1,4 1,2 1,5 1,3 1,6 1,5 1,7 Mezőgazdaság - 1,5 1,8 1,6 2,1 1,7 2,3 Vegyes 1,2 1,5 1,3 1,6 1,4 1,7 1,6 2,0 Üdülő - 1,5 2,5 2,0 3,0 2,2 -,3,2

12 Kommunális vízigény III. Átlagos órai vízigény [m 3 /h]: Q = h Qd 24 Legnagyobb órai vízigény [m 3 /h]: Q hmax = β h Q 24 d max = fh 100 Q d max β h ( - ): óracsúcs tényező (1,4 3,6) f h (%): óracsúcs hányad (6% 15%) β h és f h értékei táblázatból!

13 Kommunális vízigény III/1. Q d = 24 0 Q h dt

14 Kommunális vízigény III/2. Mértékadó óracsúcs tényezők és az ennek megfelelő %-os értékek (β h és f h értékei) β h F h [%] Nagyvárosok 1,4 1,7 6 7 Közepes nagyságú városok 1,8 7,5 Kisvárosok 1,9 8 Községek - normál esetben - szélső esetben 2,4 3, Üdülőhelyek 2,4 2,

15 Kommunális vízigény III/3. A napi vízfogyasztás idősora (óránkénti fogyasztás a napi fogyasztás %-ában) Időköz a település lakosainak száma (h) >100 ezer ezer ezer 5-10 ezer 0-1 1,9 2,1 1,1 1,5 0,8 1,0 0,2 1, ,8 1,8 1,2 1,4 1,0 1,2 0,3 0, ,4 1,4 1,3 1,4 1,2 1,5 1,0 1, ,5 1,5 1,5 1,7 1,9 1,6 1,9 1, ,9 2,9 3,0 2,5 3,8 3,5 3,5 2, ,2 5,0 4,0 5,5 5,5 7,0 4, ,5 5,2 7,0 5,5 6,5 7,8 10,0 5, ,0 5,6 6,2 6,0 6,4 7,4 9,5 6, ,0 5,2 4,8 5,5 5,5 5,5 6,8 5, ,5 5,1 4,2 5,3 4,2 4,0 4,0 5, ,3 5,05 4,0 5,0 3,5 3,0 3,1 4, ,1 4,9 4,0 4,4 3,8 3,4 3,5 4, ,4 4,6 4,7 4,5 4,0 4,5 4,0 4, ,8 4,7 4,8 4,3 5,2 4,0 3,8 4, ,1 4,9 4,3 4,4 5,4 3,5 2,5 4, ,7 4,9 4,2 4,3 3,5 4,0 3,0 3, ,6 5,1 4,7 4,8 4,2 5,6 3,5 4, ,2 5,5 6,0 5,7 5,5 6,5 6,4 5, ,8 5,7 7,5 6,5 6,5 7,5 9,0 6, ,9 5,8 8,0 6,5 7,0 8,0 8,5 6, ,3 4,8 5,5 5,0 6,0 5,5 5,0 5, ,0 4,0 3,5 4,8 4,8 2,8 2,2 5, ,5 2,8 2,2 3,2 2,5 1,5 0,8 4, ,3 2,3 1,3 1,8 1,3 1,2 0,5 1,7 Össz

16 Vízigények meghatározása A település kommunális vízigényének meghatározását az alapadatokban felsorolt lakos-szám és az MI /1 műszaki irányelvben foglalt fajlagos vízfogyasztási értékek alapján, a közület és ipar vízigényét az alapadatok és az MI /1. és MI /4:84 műszaki irányelvben foglalt fajlagos vízfogyasztási értékek alapján határozzuk meg.

17 Hálózati és szolgáltatási veszteségek Hálózati veszteség: közüzemi vízvezeték hálózat veszteségei és mérési hibából eredő veszteségek Szolgáltatási veszteség: szolgáltatási célú vízfelhasználások vízigénye (csőhálózat öblítése). Szolgáltatási és hálózati veszteség együttesen: 8-15%

18 Fogyasztási körzetek kijelölése Cél: közel azonos fogyasztási jellemzőkkel rendelkező területek lehatárolása Főtevékenység szerinti lehatárolás: Ipari területek Mezőgazdasági területek Lakóterületek Közületi körzetek Részterületi lehatárolás szempontjai lakóterületeken belül: Komfort fokozat Laksűrűség (beépítési jelleg, szintek száma, stb..) Kulturális jellemzők Társadalmi rétegek, életszínvonal Stb

19 Ipari és mezőgazdasági vízigény Vízminőségi igény eltérhet a kommunális vízigénytől (Pl. hűtővíz, gyógyszer gyártás technológiai vize) Alkalmazott technológia részletes ismerete szükséges. Hálózati és saját vízbázisról történő ellátás Vízigény meghatározás módja: Szakirodalom alapján Már megvalósult telepek fogyasztási adatai alapján Gyártási technológia Technológia mérete Víz visszaforgatási arányok Technológiai fegyelem

20 Ipari vízhasználat mutatói (MSZ /2-84) I. Teljes vízigény (Q t ): a teljes technológiai és szociális vízigény összege Teljes technológiai vízigény (Q t,te ): a teljes termelési technológia vízigénye Teljes járulékos vízigény (Q ta ): szociális és egyéb kiszolgáló létesítmények teljes vízigénye Frissvíz igény (Q f ): átfolyó vízhasználatok és a friss pótvíz igény összege Friss pótvíz igény (Q fm ): recirkulációs körök veszteségeinek és egyéb kibocsátásainak pótlására szolgáló frissvíz igény Használt pótvíz igény (Q mu ): recirkulációs körök veszteségeinek és egyéb kibocsátásainak pótlására szolgáló használtvíz igény Pótvíz igény (Q m ): használt és friss pótvíz igény összege

21 Ipari vízhasználat mutatói (MSZ /2-84) II. Átfolyó frissvíz igény (Q f,fl ): egyszeri használatra igényelt frissvíz igény Vízveszteség (Q l ): összes vízveszteség. A párolgási, szivárgási és kihordási veszteségek összege. Párolgási veszteség (Q le ) Szivárgási veszteség (Q lsd ) Kihordási veszteség (Q lc ) Újrahasznált víz (Q r ): soros vízhasználattal vagy recirkulációval ismételten felhasznált víz Visszaforgatott víz (Q re ): ugyanabban a technológiában recirkuláltatott víz

22 Ipari vízhasználat mutatói (MSZ /2-84) III. Fajlagos ipari teljes vízigény: q = p i (db): legyártott termékek száma ti Q p t i Fajlagos ipari frissvíz igény: Frissvíz kihasználási tényező: q = fi n = Q p f i Q Q t f

23 Hazai ipari vízigények alakulása

24 Tárolók térfogatának meghatározása A méretezés alapja a víztermelés és fogyasztás közötti mennyiségi eltérések kiegyenlítése. Két adatsorra (menetgörbére) van szükségünk (be és kimenő adatok ugyanazon időben történő változása): Magastároló: Hálózati szivattyúzás idősora. Fogyasztás idősora. Mélytároló: Víztermelés (kútszivattyúzás) idősora. Hálózati szivattyúzás idősora. Úgy méretezzük, hogy a napi vízigény 5%-val több víz befogadására legyen alkalmas.

25 Tárolók térfogatának meghatározása A kiegyenlítéshez szükséges térfogat meghatározása: A szivattyúzások (kút- és hálózati) és a fogyasztás menetgörbéiből indulunk ki. Valamilyen kezdő időponttól (általában 0 órától) kiindulva folyamatosan összegezzük az óránkénti fogyasztás szivattyúzás értékeket. A két görbe közötti legnagyobb pozitív és negatív eltérés adja meg a kiegyenlítéshez szükséges térfogatot. A vizsgálat grafikusan és táblázatos számításssal végezhető el.

26 Tárolók térfogatának meghatározása A kútszivattyúzást a nap folyamán egyenletesnek vehetjük fel. A hálózati szivattyúzásnál átlagosan napi 14 órás üzemidőből indulunk ki. Az ehhez tartozó szivattyúkapacitást két szivattyúegységgel fedezzük. A szivattyúzás menetrendjét alábbiak szerint vegyük figyelembe: 0-16 óra között egy szivattyú óra között két szivattyú.

27 A tárolók bruttó térfogata A kiszámolt térfogat a kiegyenlítéshez szükséges minimális térfogatot adja. Egyéb szempontok miatt (üzembiztonsági tartalék, oltóvíz) a tároló térfogatot növelni kell. MI :79 a településen lévő összes bruttó térfogatra javasolja:

28 A tárolók bruttó térfogata A fogyasztóterület jellemzői Tárolótérfogat (kiegyenlítéshez + üzembiztonsági tartalék) lakosig Q n %-a lakos felett Q n %-a Térfogatnövelés megoszlása a magas- és mélytároló között: Ha a magastároló víztorony a növelést elsősorban a mélytárolónál végezzük el. Ha a magastároló térszíni medence a növelést elsősorban a magastárolónál végezzük, a mélytároló térfogatát a vízműtelepi technológiai vízigényével növeljük. A végleges térfogatokat úgy határozzuk meg, hogy a tároló térfogatok járatos kerek értékek legyenek.

29 Acélszerkezetű víztornyok mérettípusai

30 Vasbeton térszíni medencék méretsora

31 Tűzoltási vízigény I. Az érvényes OTSZ (Országos Tűzvédelmi Szabályzat) alapján történik a tűzi-víz igény (vízhozam, nyomás) számítása épületenként külön-külön (építési engedélyezés során). A számítás alapja az épületben lévő mértékadó tűzszakasz. Külső és belső tűzi-víz igényt különböztetünk meg Külső tűzi-víz igény biztosítása: Tűzcsapokról (min. 200 m-ként) Tűzi-víz tározóból (Ha a tűzcsapok nem elegendőek) Vízhálózat méretezési szempontból a vizsgált hálózati szakasz által ellátott épületek közül a legnagyobb tűzszakasszal rendelkező épület a mértékadó. Belső tűzi-víz igény biztosítása: Belső fali tűzcsapokról vagy automata tűzvédelmi berendezésről Vízbekötés méretezésekor kell figyelembe venni!

32 Tűzoltási vízigény II. Tájékoztató jellegű adatok tűzoltási vízigényre (MSZ-595) A települési mértékadó tűzi-víz mennyiséget 3 órán át kell biztosítani

33 Tűzoltási vízigény III.

34 Tűzoltási vízigény IV. Szemléletváltás: A 147/2010. (XII. 23.) Korm. Rendelet alapján a tűzoltáshoz szükséges vizet a közműhálózatból akkor lehet vételezni, ha az felszíni vízből vagy ipari vízhálózatból nem, vagy nem elegendő mennyiségben vételezhető.

35 Oltóvíz biztosítás időtartama (OTSZ szerint) Normatív tűzterhelés alapján kell meghatározni: Normatív tűzterhelés (MJ/m 2 ) Min. oltóvíz biztosítási időtartam (h) 200-ig 0, ig ig 1,5 800 felett 2

36 OTSZ hálózattervezési vonatkozásai A mértékadó oltóvíz mennyiséget a településen, illetve a létesítményben a mértékadó tűzszakasz területére kell meghatározni A települési vízhálózatot úgy kell méretezni hogy a mértékadó oltóvíz igényt és az átlagos kommunális vízigényt a hálózat egyidejűleg tudja biztosítani! Oltóvíz céljára is igénybe vehető hálózati szakasz esetén, ágvezeték legalább NA 100, míg körvezeték legalább NA 80 legyen! 1000 főnél kisebb településen ettől el lehet térni, ha 200 m- en belül megfelelő mennyiségű vizet biztosító természetes vagy mesterséges víznyerő hely van. A vízmű magas és mélytározójánál NA 100 csonkkapoccsal és kupakkapoccsal ellátott csatlakozó helye(ke)t kell kialakítani. Tűzcsapok minimális távolsága 200 m (megközelítési útvonalon!) Új vezetékes vízellátó hálózat építésekor csak föld feletti tűzcsap telepíthető!

37 Oltóvíz tározók kialakítása OTSZ szerint Min. hasznos térfogat 30 m 3 A tározó maximális mélysége 7 m lehet! Tározó és védendő építmény maximális távolsága 200 m (megközelítési útvonalon!). Szívócsövek száma: minden megkezdett 100 m 3 hasznos térfogatra 1 db Szívócső minimális átmérője: NA 100 Szívócsövek minimális távolsága: 5 m

38 Tűzcsapon biztosítandó nyomás OTSZ szerint Min. nyomás a kiáramlási keresztmetszetnél (bar) Mértékadó épület tűzveszélyességi osztálya 4 A és B 3 C 2 D és E 2 Fali tűzcsapoknál

39 Szükséges oltóvíz intenzitás OTSZ szerint Mértékadó tűzszakasz terület (m 2 ) - tól -ig Szükséges oltóvíz intenzitás (l/min) felett 6000

40 Vízfogyasztások alakulása (távlati előrejelzés) Távlati tervezés (20-50 év): 147/2010. (XII. 23.) Korm. r. 30 éves távlat figyelembe vételét írja elő Fogyasztási prognózis készítés: Gazdasági prognózisok (ipar, mezőgazdaság, szolgáltatási szektor, stb..) Politikai prognózisok Népességszám alakulás prognózisa Éghajlatváltozás hatása Országos regionális helyi prognózisok Javasolt alternatívákban gondolkodni a koncepciótervek szintjén Optimalizálás (költség-hatékonyság, gazdasági lehetőségek, előnyök-hátrányok, stb..) Célállapot - ütemezés

41 Vízfogyasztás alakulása Budapesten ( ) Termelés (millió m3) Év

42 Éghajlatváltozás hatásai Gyakoribbak és nagyobb mértékűek lesznek az árvizek. Kisebbek lesznek a kisvízhozamok. Lesüllyednek a talajvízszintek. A kora nyári kisvizeket nem fogja növelni az Alpok hóolvadása. Megnő az aszályos időszakok hossza és intenzitása. Az aszályos időszakokban nem lesz elegendő öntözési célú vízkészlet. Várhatóan a környező országok növelni fogják tározó kapacitásaikat Magyarország vízkészletei tovább csökkennek.

43 Éghajlatváltozás hatásai ALKALMAZKODÁS Mezőgazdaság Közlekedési hálózatok Építéstechnika Vízgazdálkodás Túrizmus Életmód Betegségek térhódítása Stb Távlati vízfogyasztási prognózis!?!? ELVÁNDORLÁS Tenger által elöntött területek Sivatagossá váló területek Elöntéses területek Erózióveszélyes területek Gazdaságilag tönkremenő területek Stb