Selection of optimal variant of storage reservoir within sewage system

• Autorzy: Dziopak J.

Warianty tytułu

PL

Wybór optymalnego wariantu zbiornika retencyjnego na sieci kanalizacyjnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The research results reported here on sewage reservoirs operating in conventional wastewater systems indicate that the main obstacle to the widespread application of such reservoirs is the necessity to provide them with considerable storage capacity, which leads to high construction costs. However, the benefits of storage reservoirs for sewage system operation, improved sewage treatment plant efficiency, and greater protection of receiving bodies have provided a strong incentive to find new means of regulating, averaging-out, and controlling the outflow from sewage systems. The scientific principles underlying the proposed design solutions constitute a complete and integrated system. Applying them in design practice in the form of complex mathematical procedures or simplified methods and calculation nomograms will permit considerable cost savings for the national economy, as well as significantly broaden the scope of a rational application of storage reservoirs when seeking the most cost-effective variant in constructing, improving, or modernizing sewage systems. The method for determining the most cost-effective variant by means of a multicriterial analysis of partial optimization tasks gives the most appropriate location for the reservoir in a given sewage system, as well as a precise definition of optimal values for maximum reservoir tilling level and Flow reduction level The strict dependence of economic benefit on flow reduction rate, from EVW = 15% at ß= 0.10 to EVW = 50.5 % at ß = 0.75 has been established, giving considerable cost savings when multi-chamber reservoirs arc utilized.

PL

Korzystając z wyników dotychczasowych badań dotyczących zbiorników retencyjnych do odciążenia hydraulicznego sieć działającą w układzie grawitacyjnym, uznano konieczność rezerwowania znacznych ich objętości za główną przeszkodę w powszechnym stosowaniu zbiorników systemach kanalizacji, z uwagi na duży koszt budowy tych obiektów. Jednak korzystny wpływ zbiorników retencyjnych na działanie sieci i obiektów kanalizacyjnych oraz polepszenie efektywności oczyszczania ścieków i ochronę wód odbiorników stanowiły silną motywację do poszukiwania nowych rozwiązań do regulowania, uśredniania oraz sterowania odpływu ścieków w dowolnych systemach kanalizacyjnych. Opracowane podstawy naukowe opisu nowych generacji rozwiązań inżynierskich stanowią zamkniętą całość, a ich wykorzystanie w praktyce projektowej w postaci złożonych procedur matematycznych lub uproszczonych metod i nomogramów obliczeniowych pozwoli na wyjątkowe duże oszczędności dla gospodarki narodowej. Ponadto wpłyną one na znaczne rozszerzenie zakresu uzasadnionego ekonomicznie stosowania zbiorników retencyjnych przy ustalaniu optymalnych wariantów inwestycyjnych, które są związane z budową, rozbudową i modernizacją systemów kanalizacyjnych, stanowiących podstawowy element działającej infrastruktury podziemnej terenów zurbanizowanych. Wykorzystanie opracowanej metody wyznaczania efektywnego wariantu inwestycyjnego drogą wielokryterialnego analizowania cząstkowych zadań optymalizacyjnych prowadzi do racjonalnego wyboru lokalizacji zbiornika na sieci oraz precyzyjnego określenia optymalnej wysokości maksymalnego napełnienia zbiornika, a także korzystnego stopnia redukcji przepływu za zbiornikiem dla projektowanych kanalizacji. Ustalono ścisłą zależność uzyskiwanych efektów ekonomicznych związanych z kubaturą zbiornika od stopnia redukcji przepływu - od EVW = 15 % przy ( ß= 0,10 do EVW = 50 % przy ß= 0,75 - co prowadzi do duży oszczędności inwestycyjnych przy stosowaniu zbiorników wielokomorowych do retencjonowania ścieków w kanalizacji.

Słowa kluczowe

EN

sewage systems; method of optimization; economical efficiency

PL

systemy kanalizacyjne; metoda optymalizacji; efektywność ekonomiczna

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 13, nr 11
• Strony: 1269--1285
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dziopak J.

• Department of Infrastructure and Sustainable Development, Rzeszów University of Technology. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, tel./fax [phone],

Bibliografia

• [1] Dziopak J.: Stan i perspektywy stosowania specjalnych obiektów i urządzeń kanalizacyjnych w Polsce do regulowania spływu ścieków deszczowych w kanalizacji. Raport z ankietyzacji 51 zakładów MPWiK i MGK w Polsce, Politechnika Krakowska, Kraków 1985 (maszynopis).
• [2] Dziopak J.: Modernizacja systemu kanalizacji miasta Nowy Sącz z uwzględnieniem zbiornika ZCT. [w:] Materiały Kongresu POLKAN '91 nt. Problemy odprowadzania i unieszkodliwiania ścieków. Łódź, 1991, 76-81.
• [3] Bellman R.E. and Dreyfus S.E.: Programowanie dynamiczne. PWE, Warszawa 1967.
• [4] Walsh S. and Brown L. C.: Least Cost Method for Sewer Design. Proc. of the ASCE, J. Environ. Eng. Div., 1973, 99(3), 731-737.
• [5] Merritt L.B. and Bogan R.H.: Computer-Based Optimal Design of Sewer Systems. Proc. ASCE. J. Environ. Eng. Div., 1973, 99(1), 679-686.
• [6] Mays L.W. and Yen B.CH.: Optimal Cost Design Branched Sewer Systems. Water Res., 1975, 11(1), 65-71.
• [7] Argman Y., Shamir U. and Spivak E.: Design of Optimal Sewerage System. ASCE, J. Environ. Eng. Div. 1973, 5, 211-219.
• [8] Liebman J.C.: A Heurestic Aid for the Design of Sewer Networks. Proc. Proc. ASCE. J. Sanitary Eng. Div., 1967, 93(4), 146-152.
• [9] Barlow J.F.: Cost Optimalization of Pipe Sewerage Systems. Proc. Institution of Civil Engineers, 1992, 53(2), 73-78.
• [10] Sowiński M.: Metody projektowania optymalnych sieci kanalizacyjnych z wykorzystaniem programowania dynamicznego. Politechnika Poznańska, Praca doktorska, Poznań 1979.
• [11] Deninger R.A.: Computer Aided Design of Waste Collection and Treatment Systems. Proc. Second Annual American Water Rcsourccs Confcrcncc, Chicago 1966, 87-92.
• [12] Lamieux P.F., Zech Y. and Dalarue R.: Design of Strom Water Sewer by Nonlinear Programming. Sccond Canadien Hydrotechnical Conference, Burlington,1975, 117-122.
• [13] Gupta J.M.: Optimal Design of Wastewater Collection Systems. Proc. ASCE, J. Environ. Eng. Div., 1976, 102(EE5), 324-332.
• [14] Dajani J.S. and Hasit Y.: Capital Cost Minimalization of Drainage Networks. Proc. ASCE, J. Environ. Eng. Div., 1974, 100(EE2), 103--109.
• [15] Rosen J.B.: The Gradient Projection Method for Non-linear Programining. Part 1. J. Soc. Industrial Appl. Mathem., 1960, 8(1), 27--36.
• [16] Gorczyca M.: Wpływ głębokości ułożenia przewodów na poziom cen sieci kanalizacyjnej. Przegl. Inform., Wodociągi i Kanalizacja, IGK, Warszawa 1971, 2, 33-41.
• [17] Mielcarzewicz E.W.: O czynnikach kształtujących postęp techniczny w kanalizacji. Ochr. Środow., 1984, 20-21(434/3-4), 7-18.
• [18] Hedley G. and Lockley J.C.: Use of Retention Tanks on Sewerage Systems a Five Years Assesment, Water Pollut. Control, GB 1978, 2, 94-102.
• [19] Yen B.CH., Tang W.H. and Mays L.W.: Designing Strom Sewers Using the Rational Method. Water and Sewage Works. Part I, II, 1976.
• [20] Dziopak J.: Efektywne sposoby retencjonowania ścieków w kanalizacji. Ochr. Środow., 1988, 36r37(3-4), 37-44.
• [21] Güzel G.: Die Bemessung und Gestaltung von Ruckhaltecken in Mischwasserkanalen der Ortsent-wasserung. Wasser und Boden 1971, 8, 17-23.
• [22] Desbordes M.: Quelques methodes de calcul des bassins de retenue des eaux pluviales. Centre Belge d'Etude et de Documentation des AVRLL, 1975, 377, 371-384.
• [23] Tabernacki J.: Deszczowe zbiorniki retencyjne w kanalizacji. [w:] Nowa Technika w Inżynierii Sanitamcj. Wodociqgi i Kanalizacja. Zeszyt 11, Arkady, Warszawa 1980.
• [24] Ordon CH.J.: Volunre of Strom Water Retention Basins. J. Environ. Eng. Div., 1974, T100(EE5), 311-318.
• [25] Dziopak J. and Jasik H.: Możliwości symulacji retencjonowania ścieków deszczowych w kanalizacyjnym zbiorniku retencyjnym. Gaz, Woda i Techn. Sanit. 1988, 62(8), 23-27.
• [26] Zawilski M.: Kryteria wielkości zbiorników wyrównawczych przy oczyszczaniu ścieków osadem czynnym w komorach pełnego mieszania. Politechnika Łódzka, Praca doktorska, Łódź 1982.
• [27] Kalinowski M.: Wpływ kanalizacyjnego zbiornika retencyjnego i przelewów burzowych na charakterystykę ścieków opadowych. Instytut Gospodarki Przestrzennej i Komunalnej, Warszawa 1987.
• [28] Dzienis L. and Królikowski A.: Zasady optymalnego wmurowania kanałów deszczowych sytuowanych poniżej zbiornika retencyjnego. [w:] Problemy optymalizacji systemów wodociągowo-kanalizacyjnych, Łódź 1980. 47-53.
• [29] Dziopak J.: Model matematyczny zbiornika retencyjnego kanalizacji deszczowej. Monografia nr 3, Politechnika Krakowska, Kraków 1984.
• [30] Dziopak J.: A Mathematical Model of a Retention Flow Reservoir Relieving Hydraulic Conditions in a Strom Water Sewage System. Environ. Protect. Eng., 1992, 3-4(90), 17--25.
• [31] Kuliczkowski A.: Optymalizacja kolektorów kanalizacyjnych przebudowywanych w warunkach miejskich. Monografia 12, Prace Naukowe IIL Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1988, 35, 167 pp.
• [32] Ways M.: Podstawy i zasady projektowania kanalizacji ciśnieniowej. Politechnika Warszawska, Praca doktorska, Warszawa 1980.
• [33] Dziopak J.: Multi-chamber storage reservoirs in the sewerage system. The publishing Office of Technical University of Częstochowa, Częstochowa 1997, 158 pp.
• [34] Dziopak J.: Wybrane problemy projektowania zbiorników retencyjnych. Gaz, Woda i Techn. Sanit. 1990, 64(2-3), 19-22.
• [35] Heidrich Z.: Ekonomiczna efektywność miejskich sieci kanalizacyjnych-metodyka oceny i wskaźniki techniczno-ekonomiczne. Ochr. Środow., 1984, 20-21(434/3-4), 7-15.