Investigation of a Slotted Separator for Hydromechanical Installation of Sludge Removal from a Water Reservoir

• Autorzy: Zawadzki P. , Kujawiak S. , Walczak N. , Oliskiewicz-Krzywicka A.

Warianty tytułu

PL

Badania separatora szczelinowego instalacji hydromechanicznego usuwania osadów ze zbiornika wodnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The siltation of water reservoirs in Poland is progressing at the rate of 0.5-5% of capacity per year, hence the actions necessary to limit this unfavorable phenomenon are necessary, among others through desludging. A relatively cheap and efficient method of removing sediments from reservoirs is sucking in hydrated sludge through siphon or antisiphon, additionally equipped with a solid particle separator. The task of the prototype installation for hydromechanical removal and purification of sediments is the separation of sediments collected from the bottom of the reservoir into two streams, containing: coarse fractions (desirable), directed directly to the river below the damming, and finer and lighter (undesired) fractions that can be used after dehydration), e.g., agricultural. Sorted thick mineral fractions limit the erosion of the channel of the watercourse below the reservoir. Laboratory tests were carried out on a physical model of a slotted separator, in which mineral particles with diameters of 0.15-12.0 mm and spherical particles with a diameter of 6.0 mm were used, made of materials with a density of 1000-2650 kg·m^-3. The tests have shown that it is possible to create hydraulic conditions in which the sediments are separated into two fractions and their further transport by means of two pipes. The relations between the velocity of the water flow above the slits and the velocity at which the grains descended were significant.

PL

Zamulanie zbiorników wodnych w Polsce postępuje w tempie 0,5-5% pojemności rocznie, stąd niezbędne są działania w kierunku ograniczenia tego niekorzystnego zjawiska, m. in. poprzez odmulanie. Stosunkowo tanią i wydajną metodą usuwania osadów ze zbiorników jest zasysanie uwodnionych osadów przez syfon lub lewar, wyposażony dodatkowo w separator cząstek stałych. Zadaniem prototypowej instalacji do hydromechanicznego usuwania i oczyszczania osadów jest rozdzielenie osadów pobieranych z dna zbiornika na dwa strumienie, zawierające: frakcje grube (pożądane), kierowane bezpośrednio do rzeki poniżej piętrzenia, oraz frakcje drobniejsze i lżejsze (niepożądane), które po odwodnieniu mogą być wykorzystane, np. rolniczo. Wysortowane grube frakcje mineralne ograniczają erozję koryta cieku poniżej zbiornika. Przeprowadzono badania laboratoryjne na modelu fizycznym separatora szczelinowego, w których użyto cząstek mineralnych o średnicach 0,15-12,0 mm oraz cząstek kulistych o średnicy 6,0 mm, wykonanych z materiałów o gęstości od 1000-2650 kg·m^-3. Badania wykazały, że jest możliwe stworzenie takich warunków hydraulicznych, w których zachodzi rozdzielenie osadów na dwie frakcje i ich dalszy transport dwoma przewodami. Istotne okazały się relacje prędkości przepływu hydromieszaniny powyżej szczelin do prędkości opadania ziaren.

Słowa kluczowe

EN

water reservoir; sedimentation; desilting; sediment hydrosuction; slotted separator

PL

zbiornik wodny; sedymentacja; odmulanie; zasysanie osadów; separator szczelinowy

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: Tom 20, cz. 1
• Strony: 464--480
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Zawadzki P.

• Poznań University of Life Sciences

autor

Kujawiak S.

• Poznań University of Life Sciences

autor

Walczak N.

• Poznań University of Life Sciences

autor

Oliskiewicz-Krzywicka A.

• Poznań University of Life Sciences

Bibliografia

• 1. Bartoszak, L., Gruca-Roszak, R., Koszelnik, P. (2017). Analiza skuteczności odmulania zbiorników wodnych Cierpisz i Kamionka jako efektywnej metody rekultywacji ekosystemów eutroficznych. Rocznik Ochrona Środowiska, 19, 600-617.
• 2. Bridge, J. S., Bennett, S. J. (1992). A model of the entrainment and transport of sediment grains of mixed sizes, shapes, and densities. Water Resources Research, 28(2), 337-363.
• 3. Carone, M. T., Greco, M., Molino, B. (2006). A sediment-filter ecosystem for reservoir rehabilitation. Ecological Engineering, 26, 182-189.
• 4. Cywiński, B., Gdula, S., Kempa, E., Kurbiel, J., Płoszański, H. (1972). Oczyszczanie ścieków miejskich. Podstawy technologiczne i zasady projektowania oczyszczalni. Arkady, Warszawa.
• 5. EU Water Framework Directive (2000): Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. The European Parliament And The Council Of The European Union. Available on line: http://ec.europa.eu/environment/water/water-framework/index_en.html (accessed on March 2018).
• 6. Fenner, R. A., Tyack, J. N (1997). Scaling laws for hydrodynamic separators. J. Environ. Eng., 123(10), 1019-1026
• 7. Gulliver, J. S., Guo, Q., Sansalone, J. J., Williams, G. and Wu, J. S. (2009). Proposed scaling relations for manufactured stormwater BMPs. Proceedings of the ASCE/EWRI World Environmental & Water Resources Congress. Available on line: http://watertech.rutgers.edu/committeeproducts/ EWRI_2009_Congress_Papers_&_Presentations/EWRI_2009_Scaling_Su bcommittee_Paper.pdf (accessed on March 2018).
• 8. Kloze, J., Sieinski, E. (2012). Wprowadzenie. W: Zrównoważone gospodarowanie zasobami wodnymi oraz infrastrukturą hydrotechniczną w świetle prognozowanych zmian klimatycznych. Red. W. Majewski i T. Walczykiewicz., IMGW – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa, 163-188.
• 9. Kowalski, W. (2004): Osadniki wielostrumieniowe. AGH Uczelniane Wydawnictwo Naukowe, Kraków.
• 10. Hämmerling, M., Zawadzki, P., Walczak, N., Wierzbicki, M. (2014). Transport rumowiska w rzekach nizinnych cz. I – początek ruchu, naprężenia styczne. Acta Scientiarum Polonorum, Formatio Circumiectus, 13(4), 109-120.
• 11. Liu, J., Liu, B., Ashido, K. (2002). Reservoir Sedimentation Management in Asia. German Coastal Engineering Research Council. International Conference on Hydro-Science and –Engineering. Warszawa, 309-316.
• 12. Madeyski, M. (1998): Hydrauliczna i reologiczna charakterystyka procesu zamulania stawów rybnych. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, rozprawy, 236.
• 13. Michalec, B. (2012): Określenie żywotności małych zbiorników wodnych. Infrastruktura i ekologia terenów wiejskich, 3(IV), PAN Oddział w Krakowie, 119-129.
• 14. Mołoniewicz, W., Sędziowski, T., Bonikowski, T. (1979). Małe oczyszczalnie ścieków. Projektowanie i wykonawstwo. Arkady, Warszawa.
• 15. Morris, G. L., Fan J. (1998). Reservoir Sedimentation Handbook, design and management of dams, reservoirs and watersheds for sustainable use. New York, McGraw-Hill.
• 16. Zawadzki, P., Błażejewski, R. (2017). Urządzenie do hydromechanicznego oczyszczania i usuwania osadów dennych ze zbiorników zaporowych. Patent P.412852, Biuletyn Urzędu Patentowego, Nr 1, Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej, Warszawa.
• 17. Zawadzki. P., Błażejewski. R., Pawlak. M. (2017). Przegląd metod odmulania zbiorników wodnych. Acta Sci. Pol. Formatio Circumiectus, 16(2), 217-228.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).