Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Some Models of Sediments Transport in Gravitational Sanitation Systems

Jlilati A., Jaromin K., Widomski M., Łagód G.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 11

1467-1476

EN

The sediments in gravitational sanitation systems appear when the velocity of flow decreases below the value of hydraulic self-purification. These sediments have the significant influence on the processes occurring in the sanitation systems, causing inter alia the periodical fluctuation of loads entering the wastewater treatment plants. The sediments deposited in the channel are also causing the changes of the shape of pipe cross-section thus influencing the changes of physical and hydrodynamic parameters of the whole system. The sediments are also influencing the development of the sulphuric corrosion of pipes and intensity of biological biodegradation of wastewater in sanitation conduits. The research concerning the wastewater sediments and the connected processes are pretty costly so they are only being conducted in countries in which the biding law requires the mathematical modeling of mass transport to the wastewater plants and storm spillways. The results of this research give the necessary data to calibration of hydraulic models. The general description of structure and properties of sediments should be known at the stage of the consideration of minimal inclinations of conduits. It is also very important during the modeling of pollutants load transport in sanitation system and the process of wastewater biodegradation, because for different type and properties of sediments different model of transport should be used. The classification of sediments based on literature research and the results of classification research in sanitary systems in Chelm, Poland, as well as models often used for describing of sediment transport in gravitational conduits were presented.

PL

Osady w kanalizacji grawitacyjnej występują w przypadku, gdy prędkość przepływu ścieków spada poniżej prędkości hydraulicznego samooczyszczania przewodów. Osady mają duży wpływ na procesy przebiegające w systemie kanalizacyjnym, powodując m.in. znaczne okresowe wahania ładunku w dopływie do oczyszczalni. Gromadzące się na dnie przewodów osady powodują również zmianę kształtu i pola powierzchni przekroju czynnego przewodu, a tym samym wpływają na zmianę parametrów fizycznych i hydrodynamicznych całego systemu. Osady wpływają też w dużej mierze na rozwój korozji siarczanowej kanałów oraz na intensywność procesów biodegradacji ścieków w przewodach kanalizacyjnych. Badania dotyczące osadów ściekowych oraz związanych z nimi procesów są dość kosztowne, więc prowadzi się je na szerszą skalę jedynie w tych krajach, gdzie regulacje prawne wymagają matematycznego modelowania transportu masy zanieczyszczeń do oczyszczalni ścieków oraz przelewów burzowych. Wyniki takich badań dostarczają danych niezbędnych do kalibracji odpowiednich modeli matematycznych. Ogólna charakterystyka struktury i właściwości osadów powinna być znana na etapie rozważania metody doboru minimalnych spadków dna kanałów grawitacyjnych, ma także duże znaczenie podczas modelowania transportu ładunków zanieczyszczeń w sieci kanalizacyjnej oraz powiązanych z tym zagadnieniem procesów biodegradacji ścieków. Właściwości osadów muszą być uwzględnione przy doborze modelu opisującego ich transport. Przedstawiono klasyfikację osadów na podstawie literatury krajowej i zagranicznej, modele stosowane do opisu transportu osadów w kanalizacji grawitacyjnej oraz zaprezentowano wyniki badań klasyfikacyjnych osadów zlokalizowanych w sieci kanalizacyjnej Chełma.

2

Influence of Conduit Geometrical Characteristics on Sewage Flow Parameters

Jlilati A., Jaromin K., Widomski M., Łagód G.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 11

1483-1492

EN

The shape of sanitary conduits consistently defines the cross-section of the wastewater stream, which influences the basic parameters of flow hydrodynamics. The most important of these parameters are wetted perimeter and hydraulic radius, the values commonly used in sanitation systems designing and their work condition modeling. The determination of these parameters is quite simple in case of new conduits in a good technical condition, without the sediments. During the determination of old channels discharge capacity and their work modeling the providing for the sediments deposition is necessary. Deposits covering the bottom of sanitation conduits influence the hydraulic resistance of flow in three different ways: decreasing the cross-section area of the stream, increasing the roughness of the side walls and bottom of the pipe and decreasing the kinetic energy of the stream. The simulation of sanitary network working conditions concerning sediments may have a very important practical meaning. The storm spillways deliveries of the pollutant load included in sediments are, in some cases equal to yearly mean value of pollution contained in treated wastewater delivered to the rivers were observed. Additionally, the variable load of sediments causes non-uniform strain of wastewater treatment plants. The conducted in situ research showed that the height of deposited sediments sometimes was higher than the height of an active area of the stream. The analysis of changes in channel characteristics caused by sedimentation process and their influence on sewage flow parameters were presented. The gained results of calculations showed that sediments bed deposited in the 0.4, 0.5, 0.6 and 0.8 m diameter pipe caused maximum decrease of its wetted perimeter equal to 23.6 %, 22.9 %, 22.3 %, 21.6 % and 39.6 %, 38.7 %, 38.3 %, 37.9 % reduction of actual hydraulic radius value, respectively. The further research concerning other diameters and different shapes of sewer conduits should be conducted.

PL

Kształt kolektora kanalizacyjnego w sposób jednoznaczny definiuje przekrój poprzeczny strumienia ścieków, który z kolei wpływa na podstawowe parametry związane z hydrodynamiką przepływu. Najważniejsze z tych parametrów to obwód zwilżony i promień hydrauliczny, czyli wielkooeci standardowo wykorzystywane w pracach projektowych systemu kanalizacyjnego oraz przy symulacjach komputerowych pracy tych systemów. Wyznaczenie tych parametrów jest stosunkowo proste w przypadku wspomnianych nowych kolektorów w dobrym stanie technicznym, bez złogów osadów. Przy określaniu przepustowości starych kanałów oraz modelowaniu ich pracy niezbędne staje się uwzględnianie osadów odkładających się na dnie kanałów oraz narastających na ściankach. Osady zalegające na dnie przewodów kanalizacyjnych mają wpływ na opory hydrauliczne przepływu na trzy różne sposoby, a mianowicie: zmniejszają przekrój wewnętrzny kanału, zmieniają szorstkość ścian i dna oraz podczas rozmywania nagromadzonych złogów zmniejszają energię strumienia przepływających ścieków. Symulacja pracy sieci kanalizacyjnej z uwzględnieniem odkładających się osadów wydaje się mieć duże znaczenie praktyczne, z uwagi na fakt odprowadzania z sieci ogólnospławnych przez przelewy burzowe do wód odbiornika ładunku zanieczyszczeń zawartego w osadach, którego wartość średnia w skali rocznej odpowiada ładunkowi odprowadzanemu z oczyszczalni wraz z oczyszczonymi ściekami. W przypadku sieci rozdzielczej okresowo wymywane osady wpływają także na nierównomierne obciążenie ładunkiem oczyszczalni ścieków. Podczas prowadzonych pomiarów terenowych zaobserwowano, iż wysokość złogów osadów przekraczała niekiedy wysokość czynnego przekroju strumienia ścieków. Zaprezentowano w pracy analizę wpływu zmian charakterystyk kanału wywołanych przez proces sedymentacji osadów na parametry przepływu ścieków. Osady zsedymentowane na dnie przewodów o średnicy 0,4, 0,5, 0,6 oraz 0,8 m powodować mogą zmniejszenie obwodu zwilżonego maksymalnie o 23,6 %; 22,9 %; 22,3 %; 21,6 % oraz promienia hydraulicznego o 39,6 %; 38,7 %; 38,3 % i 37,9 %. Należy przeprowadzić kolejne badania rozwojowe dotyczące innych średnic, kształtów oraz materiałów przewodów kanalizacyjnych.

3

Charakterystyka osadów w wybranym systemie kanalizacji grawitacyjnej

Jlilati A., Jaromin K., Widomski M., Łagód G.

Proceedings of ECOpole

|

2009

|

Vol. 3, No. 1

147--152

PL

Osady w kanalizacji grawitacyjnej występują w przypadku, gdy prędkość przepływu ścieków spada poniżej prędkości hydraulicznego samooczyszczania przewodów. Osady mają duży wpływ na procesy przebiegające w systemie kanalizacyjnym, powodując między innymi znaczne okresowe wahania ładunku w dopływie do oczyszczalni. Gromadzące się na dnie przewodów osady powodują również zmianę kształtu i pola powierzchni przekroju czynnego przewodu, a tym samym wpływają na zmianę parametrów fizycznych i hydrodynamicznych całego systemu. Osady wpływają też w dużej mierze na rozwój korozji siarczanowej kanałów oraz na intensywność procesów biodegradacji ścieków w przewodach kanalizacyjnych. Badania dotyczące osadów ściekowych oraz związanych z nimi procesów są dość kosztowne, więc prowadzi się je na szerszą skalę jedynie w tych krajach, gdzie regulacje prawne wymagają matematycznego modelowania transportu masy zanieczyszczeń do oczyszczalni ścieków oraz przelewów burzowych. Wyniki takich badań dostarczają danych niezbędnych do kalibracji odpowiednich modeli matematycznych. Ogólna charakterystyka struktury i właściwości osadów powinna być znana na etapie rozważania metody doboru minimalnych spadków dna kanałów grawitacyjnych, ma także duże znaczenie podczas modelowania transportu ładunków zanieczyszczeń w sieci kanalizacyjnej oraz powiązanych z tym zagadnieniem procesów biodegradacji ścieków. W prezentowanej pracy przedstawiono klasyfikację osadów opracowaną na podstawie przeglądu literatury krajowej i zagranicznej oraz zaprezentowano wyniki badań klasyfikacyjnych osadów zlokalizowanych w sieci kanalizacyjnej miasta Chełm.

EN

Sediments in gravitational sanitation systems appear when the velocity of flow decreases below the value of the hydraulic self-purification. The sediments have the significant influence on the processes in the sanitation systems causing the periodical fluctuation of loads entering the wastewater treatment plants. The sediments deposited in the channel are also causing the changes of the shape of pipe cross-section thus influencing the changes of physical and hydrodynamic parameters of the whole system. The sediments are also influencing the development of the sulphuric corrosion of pipes and intensity of biological biodegradation of wastewater in sanitation conduits. The research concerning the wastewater sediments and the connected processes are pretty costly so they are only conducted in countries in which the biding law requires the mathematical modeling of mass transport to the wastewater plants and storm spillways. The results of this research give the necessary data to calibration of hydraulic models. The general description of structure and properties of sediments should be known at the stage of the consideration of minimal inclinations of conduits. It is also very important during the modeling of pollutants load transport in sanitation system and the process of wastewater biodegradation. The classification of sediments based on literature research and the results of classification research in sanitary systems in Chelm, Poland were presented in this study.

4

Rodzaje materiału i sposoby eksploatacji a współczynnik szorstkości w przewodach kanalizacji grawitacyjnej

Jaromin K., Jlilati A., Borkowski B., Widomski M., Łagód G.

Proceedings of ECOpole

|

2008

|

Vol. 2, No. 2

439--444

PL

Współczynnik szorstkości n jest jednym z podstawowych parametrów wpływających na warunki hydrauliczne przepływów ze swobodnym zwierciadłem. Wartość współczynnika szorstkości zależy od materiału, z którego zbudowany jest kanał, od rodzaju, staranności wykonania połączeń oraz od zgromadzonych na dnie i obrastających ściany kanału osadów. Przeprowadzono badania współczynnika szorstkości n dla 4 wybranych przewodów kanalizacji sanitarnej w Chełmie. Wyboru dokonano ze względu na różny czas ich eksploatacji, rodzaj materiału, średnice i spadki kanału oraz prędkości przepływu ścieków. Obliczenia współczynnika szorstkości n przeprowadzono, wykorzystując przekształcony wzór Manninga. Uzyskane wyniki potwierdziły hipotezę, zakładającą wzrost wartości współczynnika n w czasie eksploatacji sieci. Analizując otrzymane wyniki i porównując je z założeniami projektowymi, stwierdzono, iż wyznaczony współczynnik szorstkości dla wybranych przewodów sieci kanalizacyjnej w Chełmie jest większy nawet o 43,1% od wartości podanych w wytycznych do projektowania. Przeprowadzone badania mogą być pomocne przy budowie i kalibracji modelu hydraulicznego sieci kanalizacyjnej Chełm. Zastosowanie rzeczywistych wartości współczynnika szorstkości w procesie kalibracji modelu numerycznego umożliwi uzyskanie wyników obliczeń symulacyjnych w lepszym stopniu odzwierciedlających procesy zachodzące w opisywanych obiektach.

EN

The interceptor of urban wastewater should be treated as a collector and transporter of sewage. Roughness coefficient n is one of the basic parameters influencing the hydraulic conditions of open channels (gravitational flow). The value of n coefficient depends on channel material, carefulness of conjunctions execution and the amount of settled sediments. During conducted experiments roughness coefficients of 4 chosen sanitation conduits in Chelm, Poland were obtained. The choice was made because the different: age of pipes, materials, diameters, inclinations and mean sewage flow velocities. The calculations of n coefficient were based on the Manning formula. The gained results proved the hypothesis of roughness coefficient increase during the longlastingexploitation of sanitation channels. The analysis of gained results for selected sanitation pipes in Chelm showed the 43.1% gain of n coefficient compared with values presented in projecting guidelines. The presented research may be useful during creation and calibration of Chelm sanitation network numerical model. Application of real values of roughness coefficient during model calibration allows to obtain results of calculations more precisely describing the simulated phenomenon.

5

Influence of conduit geometrical characteristics on sewage flow parameters

Jlilati A., Widomski M., Łagód G.

Proceedings of ECOpole

|

2008

|

Vol. 2, No. 2

329--334

EN

The shape of sanitary conduits consistently defines the cross section of the wastewater stream, which influences the basic parameters of flow hydrodynamics. The most important of these parameters: wetted perimeter and hydraulic radius are commonly used in sanitation systems designing and their work condition modeling. The determination of these parameters is quite simple in case of new conduits in good technical condition, without sediments. During the determination of old channels discharge capacity and their work modeling providing for the sediments deposition is necessary. Deposits covering the bottom of sanitation conduits influence the hydraulic resistance of flow in there different ways: decreasing the cross-section area of the stream, increasing the roughness of the side walls and bottom of the pipe and decreasing the kinetic energy of the stream. The simulation of sanitary network work conditions concerning sediments may have a very important practical meaning. The in situ research showed that the height of deposited sediments sometimes was higher than the height of active area of the stream. The analysis of changes in channel characteristics caused by sedimentation process and their influence on sewage flow parameters were presented.

PL

Kształt kolektora kanalizacyjnego w sposób jednoznaczny definiuje przekrój poprzeczny strumienia ścieków, który z kolei wpływa na podstawowe parametry związane z hydrodynamiką przepływu. Najważniejsze z tych parametrów to obwód zwilżony i promień hydrauliczny, czyli wielkości standardowo wykorzystywane w pracach projektowych systemu kanalizacyjnego oraz przy symulacjach komputerowych pracy tych systemów. Wyznaczenie tych parametrów jest stosunkowo proste w przypadku nowych kolektorów w dobrym stanie technicznym bez złogów osadów. Przy określaniu przepustowości starych kanałów oraz modelowaniu ich pracy niezbędne staje się uwzględnianie osadów odkładających się na dnie kanałów oraz narastających na ściankach. Osady zalegające na dnie przewodów kanalizacyjnych mają wpływ na opory hydrauliczne przepływu na trzy różne sposoby, a mianowicie: zmniejszają przekrój wewnętrzny kanału, zmieniają szorstkość ścian i dna oraz podczas rozmywania nagromadzonych złogów zmniejszają energię strumienia przepływających ścieków. Symulacja pracy sieci kanalizacyjnej z uwzględnieniem odkładających się osadów wydaje się mieć duże znaczenie praktyczne. Podczas prowadzonych pomiarów terenowych zaobserwowano, iż wysokość złogów osadów przekraczała niekiedy wysokość czynnego przekroju strumienia ścieków. Zaprezentowano w pracy analizę wpływu zmian charakterystyk kanału wywołanych przez proces sedymentacji osadów na parametry przepływu ścieków.