RU2621023C1 – Metoda čištění kanalizačních studní na dešťovou vodu od nečistot ze silnic – Patenty Google

2621023 Číslo publikace RU1C2621023 RU1C2016113029 RU2016113029A RU2621023A RU1C2621023 RU 1 C2621023 RU1 C2621023 RU 1C2016113029 2016113029C2016113029 A RU 2016113029 A RU2016113029 A RU 2016113029 A RU 2621023 A RU 1 C2621023 RU1 C2621023 Autorita RU Rusko Klíčová slova z dosavadního stavu techniky datum čištění jamky průměr čistícího prvku-odtok-1 Stav techniky Číslo aplikace RU2016A Ostatní jazyky Angličtina (en) Vynálezce Vladimir Stepanovich Grigoriev Původní nabyvatel Vladimir Stepanovich Grigoriev Datum priority (datum priority je předpokladem a není zákonným závěrem Aplikace -04-05 podaná Vladimirem Stepanovich Grigoriev podala kritický Vladimir Stepanovich Grigoriev 2016113029-2016-04 Priorita RU05a Priorita Priorita Priorita Priorita Priorita Priorita Priorita Priorita Priorita Priorita Kritizace RU2016C04 PUBLIKACE PUBLIKACE PUBLIKACE PUBLIKACE KRITTICKÁNÍ patent/RU05C2017/ru

snímky

Klasifikace

- E – PEVNÉ STAVBY
- E03 – ZÁSOBOVÁNÍ VODOU; KANALIZACE
- E03F – KANALIZACE; Žumpy
- E03F5/00 – Kanalizační stavby
- E03F5/14 — Zařízení pro oddělování kapalných nebo pevných látek z odpadních vod, např. lapače písku nebo kalu, hrábě nebo rošty
Krajiny
- Zdraví a lékařské vědy (OBLAST)
- Vědy o živé přírodě a vědy o Zemi (OBLAST)
- Inženýrství a informatika (OBLAST)
- Hydrologie a vodní zdroje (OBLAST)
- Veřejné zdraví (OBLAST)
- Zásobování vodou a úprava vody (OBLAST)
- Kanalizace ( OBLAST )
Abstraktní

Vynález se týká oblasti stavebnictví a veřejných služeb a může být použit k čištění odvodňovacích studní od kontaminace silnic. Při realizaci způsobu čištění odtokových studní se do studny umístí čisticí prvek. Prvek má eliptický tvar s hrotitým povrchem. Největší průměr prvku v průřezu není menší než průměr odtokové trubky. Délka největší osy prvku umožňuje rotaci vzhledem ke stěnám studny. Vztlak prvku zajišťuje možnost ponoření do hloubky maximálně dvou třetin největšího průměru. Odstranění silničních nečistot je dosaženo mechanickým působením hrotů čisticího prvku, které tvoří suspenzi. Mechanické působení je zajištěno rotací čisticího prvku v důsledku gravitačních sil proudění padajícího do studny a proudění přicházejícího z odtokové trubky. Poskytuje schopnost autonomního samočištění studny. 2 sp. f-ly, 1 nemocný.

Popis

Vynález se týká oblasti stavebnictví a veřejných služeb, zejména způsobů čištění dešťových (dešťových) kanalizačních studní od silničních nečistot.

Moderní dešťové kanalizace se skládají z řady vzájemně propojených a vzájemně se doplňujících prvků a zpravidla zahrnují dešťové stoky (žlaby, žlaby); dešťové vpusti (dešťové vpusti nebo drenážní dešťové studny); lapače písku; odvodňovací a kanalizační potrubí; kolektory a inspekční studny. Hlavní příčiny kontaminace (usazenin) v dešťových odvodňovacích vrtech jsou: aplikace směsí písku a soli na povrch vozovky v zimě; nevhodný hygienický stav vozidel na silnicích; sedimentačních nánosů z prostředí, dále nepříznivý terén a nejednotnost hydraulického režimu na stokových sítích [1].

Jsou známy způsoby preventivního čištění žump od znečištění (usazenin), založené na hydrodynamických a mechanických způsobech jejich provádění, a další způsoby prováděné na základě řady známých fyzikálních jevů [1].

Hydrodynamické čištění spočívá v odplavování a odstraňování usazenin dešťové vody v podobě jednotlivých částic pomocí paprsku vody přiváděného pod vysokým tlakem ke kontaminantům samostatně v každé studni [1]. Tato metoda umožňuje mechanizaci prací na odstraňování kontaminantů ve vrtech, vyžaduje však drahé speciální technické vybavení a patřičně kvalifikovaný personál. Mechanické čištění dešťových odvodňovacích vrtů se provádí kalovými čerpadly a vakuovými stroji, v případě jejich nepřítomnosti se s ohledem na jejich vysokou cenu čistí vrty ručně pomocí naběraček nakládáním vytěženého sedimentu do speciálních kontejnerů [1].

Pokud uvedené způsoby čištění, tzn. hydrodynamické a mechanické, jsou založeny na vytvoření pouze impulsu silového působení na znečištění, což vede ke změně jeho integrity, pak metody implementované pomocí souboru fyzikálních efektů jsou zpravidla zaměřeny na řešení řady souvisejících problémů.

Jasným příkladem toho je technické řešení v podobě jímací studny na dešťovou vodu [2] (RU patent č. 2095525), jejíž provoz spočívá v zadržování (oddělování) velkých, středních a malých vměstků unášených dešťovým proudem do vrtu. V tomto případě, když se dešťová voda dostane k popelnici, protéká skrz koš do studny a odděluje velké částice (sítový efekt), které působením setrvačnosti a gravitace, tzn. dva efekty, spokojte se se sbírkou u silnice pro ně. Dešťová voda po průchodu roštem obsahujícím pouze střední a malé vměstky stéká po šikmé vodicí desce do usazovací komory s vyjímatelným sběračem nečistot, oddělené od vodojemné komory svislou přepážkou s odtokovým otvorem, kde dochází k usazování a hromadění převážně středně velkých částic proudu dešťové vody. Poté je odtokovým otvorem ve svislé přepážce studny voda z cestního toku se suspendovanými částicemi v něm (sedimentační efekt) směřována do vodárenské komory a z ní do výtlačného potrubí, tzn. kanalizační síť.

Mezi hlavní nevýhody tohoto technického řešení patří:

— je nutné neprodleně odstranit nečistoty z odnímatelného sběrače bahna usazovací komory;

— při malých dešťových srážkách z povrchu vozovky je prakticky nemožné samočištění komory nasávání vody od možného znečištění malými částicemi.

Je třeba poznamenat, že pro navrhovaný způsob čištění dešťové kanalizační studny nebyl nalezen žádný blízký analog jako prototyp, pokud jde o souhrn fyzikálních účinků jeho realizace.

Cílem vynálezu je poskytnout způsob autonomního samočištění studny od silničních nečistot pomocí vyčištěného prvku a působení sil odpadní vody vstupující do studny z povrchu vozovky a přímo z drenážního potrubí na něj.

Toho se dosáhne umístěním čisticího prvku elipsovitého tvaru s hrotitým povrchem s pevnými jehlami na dno odtokové jímky, s jejich přesahem dané výšky nad ní ve tvaru opsaného válce a s největším průměrem v průřezu, který není menší než průměr odtokového potrubí, a délkou největší osy čisticího prvku s možností zajistit jeho hloubku odtoku vody vůči 3 -třetiny jeho největšího průměru. A odstranění silničních kontaminantů ve formě jemně rozptýlených usazenin ve spodní části studny se provádí metodou mechanického působení jehel (hrotů) čisticího prvku na ně škrábáním (uvolňováním) s vytvořením suspenze v něm během realizace kontaktní interakce mezi nimi v důsledku gravitačních sil padajícího vodního toku do odtokové studny z povrchu vozovky a se současným působením sil na čištění vrtu klesající proudění [XNUMX] a setrvačné síly příchozího proudění do odtokové studny z drenážního potrubí a následně jejich samospádem ze studny do stokové sítě.

Implementace eliptického čisticího prvku s daným výstupkem tuhých jehel (hrotů) na jeho povrchu v rámci obvodového válce umožňuje efektivnější čištění spodní části studny od nečistot (usazenin) v oblastech vstupních a výstupních otvorů odtokového potrubí. Kromě toho má navrhovaná metoda své vlastní rozdíly v jiných možnostech implementace. Například v prvním případě provedení spočívá tento rozdíl v tom, že čisticí prvek je vyroben ve formě sady jednotlivých prvků s hydrofobním povrchem kulovitého tvaru, tzn. jako speciální pouzdro elipsovitého tvaru s průměrem ne menším než je průměr odtokové trubky, jejich umístění v jedné vrstvě do tuhé mřížové komory ve spodní části studny s možností rotace a lokálního pohybu v ní.

Umístění kulových čisticích prvků v mřížové komoře umožňuje zabránit jejich ucpání otvorů vstupního a výstupního potrubí ve studni a upevnit je ve spodní části studny.

V jiném případě je rozdíl v provedení způsobu v tom, že povrch dna a spodní části studny ve výšce minimálně dvojnásobku velikosti průměru odtokové trubky získá hydrofobní vlastnost známým způsobem, například nanesením vrstvy hydrofobního nátěru.

Vybavení specifikovaných povrchů ve studni hydrofobními vlastnostmi umožňuje vyhnout se efektu ulpívání (adheze) kontaminantů k nim, což vede ke snadnějšímu odstranění.

Obecná struktura vzájemných vztahů prvků zapojených do implementace této metody, jak je aplikována na čištění vrtů dešťové kanalizace od vznikajících kontaminantů (ložisek), je znázorněna na Obr. 1.

Na silničním zemním úseku 1 vozovky 2 je dešťová vpustná studna 3 s uzavřeným poklopovým roštem 4. Ve spodní části studny 3 do ní vstupuje drenážní potrubí 5 a z ní vytéká drenážní potrubí 6. Ve spodní části drenážní studny 3 je čisticí prvek 7 elipsovitého tvaru s hrotitým povrchem s tuhými jehlami V 8, který působí gravitačními jehlami do 9. dochází ke kontaktní interakci s čisticím prvkem 7, který zase mechanickým kontaktem s tuhými jehlami 8 ovlivňuje nečistoty (usazeniny) ve spodní části jímky 3. Proces destrukce nečistot je v tomto případě zajištěn otáčením čisticího prvku 7 jejich seškrabováním (uvolňováním) svými jehlami za vzniku vodní suspenze v důsledku působení sil padajícího Coriolisu na něj. studna 9, tzn. jeho zkroucení ω, a setrvačné síly příchozího toku 3 do studny 10 z přívodního potrubí 3 a poté jejich celkový průtok 5 výstupním odpadním potrubím 11.

Výhody navrhovaného způsobu čištění kanalizačních studní jsou:

— čištění studní a potrubí pro odvod dešťové vody se provádí v autonomním samočistícím režimu bez použití dalších nákladů na energii a materiál;

— plná kompatibilita s prvky stávajícího systému odvodnění dešťové vody;
– snadná obsluha.
ZDROJE INFORMACÍ

1. Provoz vodovodů, kanalizací a plynovodů: Příručka / Ed. V.D. Dmitrieva, B.G. Mišuková. — 3. vyd., revid. a přidat. L.: Stroyizdat, Leningrad. oddělení, 1988. – 383 s.

Drenážní studna jako důležitý prvek drenážního systému potřebuje pravidelné čištění. Včasná údržba studny pomáhá předcházet ucpávání a snižuje účinnost celého odvodňovacího systému.

Drenážní systém zajišťuje efektivní odvod podzemních, tavenin a dešťových vod, zabraňuje jejich hromadění na místě a erozi nosných konstrukcí a zaplavování sklepních prostor. Studna je jednou ze součástí odvodnění, která slouží ke zpevňování toků, akumulaci vody nebo k revizní činnosti včetně čištění. Hlavní problémy jsou spojeny s nečistotami z povrchu a padajícím listím, které se dostává do drenážních kanálů a potrubí. Je nutné je pravidelně – minimálně dvakrát ročně – odstraňovat, aby se zabránilo zanášení a snížení účinnosti celého systému.

Typy drenážních systémů

Odvodnění může být otevřené nebo uzavřeno v závislosti na specifikách objektu a krajiny. Pokud je v oblasti přirozený svah, jsou vykopány mělké kanály (do 30-40 cm), kterými je přirozeně odváděna přebytečná voda. Nejčastěji se však toto nevzhledné řešení využívá jako dočasné odvodnění při výstavbě.

Uzavřené systémy jsou nejen estetičtější, ale také efektivnější. Patří mezi ně klasické odvodnění pomocí betonových, ocelových nebo plastových van s položenými rošty, ale i systémy SoftRock nebo LightRock. Posledně jmenované jsou vlnité trubky umístěné v geotextilních krytech vyplněných pěnovým plastem. Jsou uloženy v kanálech, obvykle ve vzoru rybí kosti, podél spojení s centrální trubkou, která odvádí vodu do kolektoru nebo drenážní studny.

Takové systémy mají řadu výhod:
- Pokud je terénní úprava místa provedena na klíč, je zachována estetika krajinného designu, protože všechny trubky jsou pod zemí;
- Vysoká účinnost – přebytečná vlhkost je odváděna celým systémem kanálů, které jsou nejúčinnější i při srážkách s vysokou intenzitou;
- Jednoduchost a rychlost instalace díky nízké hmotnosti plniva, poskytující vynikající drenážní vlastnosti.
Proto se drenáž SoftRock nebo LightRock používá při uspořádání přilehlých oblastí komerčních budov, soukromých domů a chat a letních chat. Ale bez ohledu na typ drenážního systému je nutné jej pravidelně čistit, aby byla zachována vysoká účinnost.

Mechanické čištění

Tento způsob se používá především pro otevřenou nebo klasickou drenáž s vyjímatelnými rošty. Nečistoty se jednoduše odstraní pomocí kartáčů, malých lopatek a dalších nástrojů. Všechny nahromaděné nečistoty a sediment písku a nečistot jsou vyhrabány z drenážní studny a vyneseny na povrch v kbelících. Uzavřené systémy se tímto způsobem čistí jen zřídka – používají se k tomu speciální kabely, polyuretanové kuličky a další zařízení.

Jaké jsou nevýhody mechanického čištění uzavřené drenáže:
- Existuje vysoké riziko poškození potrubí, spojovacích prvků a těsnění;
- Relativně nízká účinnost – tímto způsobem můžete odstranit pouze velké nečistoty, ale ne nahromaděný plak;
- Vysoké mzdové náklady jsou proces náročný na práci, který vyžaduje spoustu času.
Proto se pro uzavřené systémy častěji používají různé typy splachovacích zařízení.

Hydrodynamické mytí

Jedná se o efektivní technologii, která se používá k čištění kanalizačních systémů a dešťových stok jakékoli složitosti. Podstatou metody je, že do trubek je přiváděna tenká vysokotlaká hadice s pracovní špičkou, na které je několik vícesměrných trysek. Kompresor pumpuje do hadice vodu nebo speciální mycí roztok, který tryská ven tryskami ve formě tenkých paprsků.

Stejně jako při pískování voda odstraňuje veškeré nečistoty, včetně ztvrdlých sedimentů, z vnitřních povrchů drenážních kanálů nebo potrubí. Hadice se postupně posunuje dopředu po celé délce potrubí a poté se vytahuje bez zastavení přívodu roztoku. Veškeré nečistoty jsou smyty do revizní studny, odkud jsou odstraněny ručně nebo pomocí sacích čerpadel.

Tento přístup pomáhá nejen čistit kanalizační systémy, ale také eliminovat vážné blokády, které paralyzují provoz kanalizačního systému.

Hydrodynamické mytí lze provádět studenou nebo horkou vodou, mycími roztoky s přídavkem různých druhů průmyslových chemikálií a mýdlovými základy. Ale pro dešťové kanalizace a odvodnění se častěji používá jednoduchá studená voda a k odstraňování písku, nečistot a dalších sedimentů dochází kvůli vysokému tlaku, který může dosáhnout 180 atmosfér. Výběr zařízení závisí na měřítku, typu odvodnění a stupni znečištění.

Typy zařízení na proplachování kanalizace

Pro hydrodynamické čištění se používají dva hlavní typy zařízení: přenosné vysokotlaké čističe и stroje na čištění kanalizace. AHP jsou kompresorové jednotky podobné těm, které se používají v myčkách aut, ale s vyšším výkonem. Některé z nich mají funkci ohřevu vody a pěnidla. Jsou vhodnější pro malé místní odvodňovací systémy s malým průměrem potrubí.

Vozy na čištění kanalizací jsou vysoce výkonné samohybné jednotky založené na podvozku KAMAZ nebo jiných nákladních plošinách. V závislosti na úpravě se může jednat pouze o kompresorovou jednotku nebo kompresor se zásobníkem vody nebo mycího roztoku. Kompresor je obvykle připojen k nejbližšímu hydrantu. Pokud tam není, tak se dodává auto s nádrží. Maximální průměr potrubí nebo kanálů je 1 metr. Délka vysokotlaké hadice je 80-120 metrů. S ohledem na vysokou produktivitu a velké objemy mycího roztoku pracuje myčka kanalizace v tandemu se sacím čerpadlem, které odčerpává nečistoty z revizní drenážní studny.

Specifika technologie hydrodynamického splachování

Pro zajištění maximální účinnosti se práce provádějí v následujícím pořadí:
- Společnost poskytující službu může provést předběžnou teleinspekci systému pomocí speciální sondy s kamerou s vysokým rozlišením. To je nezbytné pro posouzení stavu potrubí a rozsahu znečištění. Metoda se používá v průmyslových zařízeních.
- Vysokotlaká hadice se zasune do potrubí přes 1.5metrovou kontrolní šachtu a zapne se kompresorová jednotka.
- Tryskami začne tryskat voda, vzniká proudový tah, který trysku postupně táhne hlouběji a hlouběji – rychlost pohybu řídí obsluha, která odvzdušňuje hadici z navijáku.
- Při pohybu vpřed hubice ničí všechny usazeniny a sráží je ze stěn drenážních trubek nebo van.
- Po pokrytí celé obsluhované oblasti začne obsluha postupně navíjet hadici na naviják, aniž by zastavila přívod vody.
- Na zpětném tahu jsou veškeré nečistoty spolu s mycím roztokem vytlačovány výkonnými tryskami do revizní jímky, kterou se provádí čištění.
- Kalové čerpadlo, nádrž se samonasávacím kompresorem, přitom nečistoty ze studny odčerpává a následně je zlikviduje zákonem stanoveným postupem.
Účinnost technologie se snoubí s bezpečností a absencí rizik mechanického poškození drenáže.

Čištění studny ručně nebo pomocí sacího čerpadla

Jednou z fází údržby je čištění drenážní studny od nahromaděných nečistot, usazenin a bahna. To lze provést ručně tak, že nejprve odčerpáte vodu speciálním čerpadlem. Nečistoty a usazeniny jsou nabírány kbelíky a vynášeny na povrch. Tento přístup je relevantní pro malé drenážní systémy. Pokud je třeba provádět velké objemy práce, pak je vhodnější použít sací čerpadla. Jedná se o kompresorové jednotky s nádržemi na podvozku nákladních automobilů, fungující na principu vakuových vozíků. Samonasávací čerpací zařízení je určeno pro práci se špinavou vodou obsahující velké pevné nečistoty.

Nejracionálnější je okamžitě vyčistit drenážní studny a celý systém. Pokud se tak nestane včas, sníží se průchodnost potrubí a kanálů, sediment se zhutní, dojde ke stagnaci vody, která při nástupu zimních mrazů zamrzne a expanduje, což způsobuje mechanické poškození a vede k nákladným opravám.

Preventivní opatření

Vezmeme-li v úvahu ceny za odvodnění v Petrohradě, je lepší se vyvarovat ucpání a poškození odvodňovacích a dešťových kanalizací. K dosažení tohoto cíle jsou přijata následující preventivní opatření:
- Udržování okolních prostor v čistotě – včasné odstranění padajícího listí, posekané trávy, posekaných větví a jakýchkoli jiných nečistot, které mohou být smyty do systému.
- Ochrana před splachem většího množství zeminy do drenáže – uspořádání uzavřených záhonů, mezí, kontrola dodržování technologií při pokládce drenážních trubek.
- Preventivní proplachování potrubí a drenážních kanálů, včasné čištění studní.
Jednou ročně se doporučuje provádět hydrodynamické čištění zejména u drenážních systémů v plochách a okolních plochách velkých ploch. Jedním z preventivních opatření je objednat si projekční a instalační služby pouze od profesionálů, protože nedodržení úhlů sklonu a dalších technických parametrů vede ke snížení účinnosti odvodňovacích systémů a rychlému ucpání potrubí.