2.2. SUSTAVI ODVODNJE

Sustav odvodnje je sustav objekata i mjera povezanih u funkcionalnu cjelinu s osnovnim ciljem sakupljanja, odvođenja i pročišćavanja otpadnih voda, te njihovog ispuštanja nakon pročišćavanja, na tehnički što ispravniji i ekonomičniji način.

Odvođenje otpadnih voda sustavom odvodnje funkcionalno je povezano s vodoopskrbom, odnosno vodoopskrbnim sustavom.

Sustav odvodnje, slika 2.2::01, čine slijedeće glavne grupe objekata:

(1) kanalizacijska ili kanalska mreža, odnosno sporedna (sekundarna) i glavna (primarna) kanalska ili kolektorska mreža, kojom se otpadne vode sakupljaju i odvode do uređaja za pročišćavanje,

(2) građevine kanalizacijske ili kanalske mreže (crpne stanice, ulazna i prekidna okna, preljevne građevine, itd.), kojima se omogućuje ispravno funkcioniranje, upravljanje i održavanje mreže,

(3) uređaji za pročišćavanje otpadnih voda, kojima se otpadne vode pročišćavaju na stupanj koji je u skladu s propisanim standardima,

(4) ispusti, kojima se pročišćene (ili nepročišćene) otpadne vode ispuštaju u prijemnik.

Slika 2.2::01 Definicijska shema sustava odvodnje1 – sporedni kolektori; 2 – glavni kolektor; 3 – glavni odvodni kolektor; 4 – ulazna okna; 5 – crpna stanica; 6 – potisni cjevovod;

7 – prekidno okno; 8 – uređaj za pročišćavanje; 9 – ispust; 10 – prijemnik; 11 – granica područja odvodnje

Zbog načelnog karaktera slike 2.2::01 moguće je da neki od prikazanih objekata izostane (npr. crpna stanica, ako topografski odnosi omogućuju kompletnu gravitacijsku odvodnju) ili da se izgrade dodatni (npr. uređaj za predtretman industrijskih otpadnih voda).

Osnovni elementi koji određuju podjelu sustava odvodnje jesu:

(i) način prihvaćanja i odvodnje otpadnih voda: (a) mješoviti ili skupni, (b) razdjelni ili odvojeni (separatni), (c) polurazdjelni ili djelomično razdjelni i (d) kombinirani sustavi,

(ii) pogonske osobine sustava: (a) gravitacijski i (b) kombinirani (gravitacijsko – potisni) sustavi.

2.2.1. SUSTAVI ODVODNJE PREMA NAČINU PRIHVAĆANJA I ODVODNJE OTPADNIH VODA

2.2.1-1. Mješoviti sustav odvodnje

Mješovitim se naziva sustav odvodnje kod kojeg se sve skupine otpadnih voda odvode istim (zajedničkim) kanalima ili kolektorima, slika 2.2::02.

Slika 2.2::02 Shema mješovitog sustava odvodnje(a) pogonska shema; (b) shema tehničkog rješenja

A, B i C - industrijski pogoni; 1 - sporedni kolektori; 2 - glavni kolektor; 3 - glavni odvodni kolektor; 4 - uređaj za pročišćavanje; 5 - ispust; 6 - prijemnik; 7 - granica područja odvodnje

Kod predočene sheme ovog sustava pretpostavljeno je da industrijske otpadne vode ne sadrže agresivne i štetne sastojke koji bi negativno utjecali na izgrađenu ili planiranu kanalizaciju i na predviđeni proces zajedničkog pročišćavanja otpadnih voda. U suprotnom, prije upuštanja industrijskih otpadnih voda u zajednički kolektor potrebno ih je podvrći predtretmanu, dakle, pročistiti do razine i karaktera zagađenosti kućanskih otpadnih voda.

Na slici 2.2::03 prikazan je položaj kanala i kanalskih priključaka u poprečnom presjeku ulice s mješovitim sustavom odvodnje.

Slika 2.2::03 Položaj kanala i kanalskih priključaka u poprečnom presjeku ulice s mješovitim sustavom odvodnje

1 – kolektor; 2 – priključak kućanskih i industrijskih otpadnih voda; 3 – slivnik; 4 – priključak oborinske vode; 5 – kolnik

Slika 2.2::04 Dubina vode u kanalima kod mješovitog sustava odvodnje(a) sušno razdoblje; (b1), (b2) i (b3) kišno razdoblje

Zbog uvažavanja ekonomičnosti i činjenice da su oborinske vode manje onečišćene od kućanskih, na mješovitim se sustavima izvode preljevne građevine (kišni preljevi), s kojima se u vrijeme jakih kiša rasterećuje kanalski sustav izravnim ispuštanjem razrijeđenih voda u prijemnik, slika 2.2::05.

Osnovno količinsko opterećenje ovakvih sustava uzrokuju oborinske vode, pošto je za prosječno stanje odnos kućanskih i oborinskih voda ≈ 1:40 do 1:60 (u graničnim slučajevima i 1:100). Zato kod mješovitih sustava odvodnje funkcionalne dimenzije kanala proizlaze kao rezultat potrebnog prihvata oborinske vode, slika 2.2::04.

Slika 2.2::05 Načelo rada kišnih preljeva(a) sušno razdoblje; (b1) i (b2) kišno razdoblje

Qs – protok otpadne vode koji dotječe u sušnom razdoblju; Qo – protok otpadne vode koji otječe kolektorima; Qr – protok otpadne vode koji se ispušta u prijemnik

1 – okno kišnog preljeva; 2 – kolektor; 3 – odvodni kolektor (prema prijemniku); 4 – kolnik

U sušnom razdoblju kolektorom protječu samo kućanske i industrijske otpadne vode, dok se nadolaskom kiše formira mješovito otjecanje, pri čemu kod graničnog razrjeđenja:

dolazi do rasterećenja razrijeđene otpadne vode.

Vrijednost koeficijenta razrjeđenja, n [1], bazirana je na uvjetu koji proizlazi iz sanitarnih normi ispuštanja otpadnih voda u recipijent i proračunava se u ovisnosti od lokalnih prilika, hidroloških karakteristika kanaliziranog područja i samopročišćavajuće sposobnosti prijemnika.

Na slici 2.2::06 prikazan je značaj primjene kišnih preljeva kod mješovitog sustava odvodnje. Pri tome su, u svojstvu primjera, analizirana tri varijantna tehnička rješenja:

A - bez kišnih preljeva,

B - s jednim kišnim preljevom,

C - s dva kišna preljeva.

( ) su QnQQo +== 1 (2.2-01)

Slika 2.2::06 Primjena kišnih preljeva kod mješovitog sustava odvodnjeA, B i C – varijantna rješenja

i-i – oznaka poprečnog presjeka glavnog kolektora; KP1 i KPn – kišni preljevi; Di – promjer kanala;

1 – sporedni kolektori; 2 – glavni kolektor; 3 – glavni odvodni kolektor; 4 – ispust razrijeđene vode; 5 – uređaj za pročišćavanje; 6 – ispust; 7 – prijemnik; 8 – granica područja odvodnje

Osnovne mane mješovitog sustava odvodnje sadržane su u činjenicama da je u sušnom razdoblju brzina vode obično mala, što uzrokuje taloženje na dnu kolektora, te da u vrijeme jakih pljuskova kanalska mreža obično ne može prihvatiti svu palu oborinu pa može doći do poplavljivanja nižih područja gradskih aglomeracija (podruma, garaža i sl.).

2.2.1 – 2. Razdjelni sustav odvodnje

Ovaj sustav može biti:

(1) potpuno razdjelni,

(2) nepotpuno razdjelni.

(1) Potpuno razdjelni sustav izvodi se s dvije odvojene kanalske mreže, od kojih jedna služi za odvodnju oborinskih voda a druga za kućanske i industrijske otpadne vode, slika 2.2::07.

Na slici je pretpostavljen karakter industrijskih otpadnih voda kao i kod predočene sheme mješovitog sustava odvodnje.

Slika 2.2::07 Shema potpuno razdjelnog sustava odvodnje(a) pogonska shema; (b) shema tehničkog rješenja

A, B i C – industrijski pogoni, I – kanali za kućansku i industrijsku otpadnu vode; II – kanali oborinske vode

1 – sporedni kolektori; 2 – glavni kolektor; 3 – glavni odvodni kolektor; 4 – ispust oborinske vode; 5 – uređaj za pročišćavanje; 6 – ispust pročišćene vode; 7 – prijemnik; 8 – granica područja odvodnje

Na slici 2.2::08 prikazan je položaj kanala i kanalskih priključaka u poprečnom presjeku ulice s potpuno razdjelnim sustavom odvodnje.

Slika 2.2::08 Položaj kanala i kanalskih priključaka u poprečnom presjeku ulice s potpuno razdjelnim sustavom odvodnje

1 – kolektor oborinske vode; 2 – kolektor kućanskih i industrijskih otpadnih voda; 3 – slivnik; 4 – priključak oborinske vode; 5 – priključak kućanskih i industrijskih otpadnih voda; 6 – kolnik

Pored sheme prikazane na slici 2.2::07 moguća su i rješenja:

(a) izravnog ispuštanja u prijemnik (bez pročišćavanja) samo oborinskih voda, dok se kućanske i industrijske otpadne vode također ispuštaju odvojeno, ali svaka nakon separatnog pročišćavanja,

(b) izravnog ispuštanja u prijemnik oborinskih i uvjetno čistih industrijskih otpadnih voda, dok se kućanske i ostale industrijske otpadne vode (industrijske nakon predtretmana) skupno odvode na zajednički uređaj za pročišćavanje, te nakon pročišćavanja ispuštaju u prijemnik.

Potpuno razdjelni sustav odvodnje je načelno skuplji od mješovitog, jer se izvode dvije odvojene kanalske mreže. Međutim, u sanitarnom pogledu ovaj sustav je povoljan jer se sve kućanske vode odvode na uređaj za pročišćavanje.

(2) Nepotpuno razdjelnim sustavom naziva se sustav odvodnje namijenjen za odvodnju samo kućanskih i zagađenih industrijskih otpadnih voda. Oborinske i uvjetno čiste industrijske otpadne vode odvode se ravno u prijemnik na najjednostavniji način putem jaraka, rigola i otvorenih kanala.

Ovaj sustav je jefininiji jer je izbjegnuta izvedba oborinskie kanalizacije.

2.2.1 – 3. Polurazdjelni sustav odvodnje

Polurazdjelni sustav odvodnje, slika 2.2::09, se također sastoji od odvojenih kanalskih mreža kao i potpuno razdjelni sustav, s razlikom što su na oborinskim kanalima izvedeni razdjelni kišni preljevi, kojima se voda od pranja ulica i oborina malog intenziteta, Q1, a također i najviše zagađeni prvi dotoci oborinske vode od jakih pljuskova, automatski vode u kanalsku mrežu industrijsko –kućanske odvodnje i pripadnim kolektorom odvode prema uređaju za pročišćavanje. Ostale, razmjerno čiste oborinske vode, Q2, upuštaju se izravno u prijemnik.

Slika 2.2::09 Shema polurazdjelnog sustava odvodnje(a) pogonska shema; (b) shema tehničkog rješenja

A,B i C – industrijski pogoni; I – kanali za kućansku i industrijsku otpadnu vode; II – kanali za oborinsku vodu

1 – sporedni kolektori; 2 – glavni kolektor; 3 – glavni odvodni kolektor; 4 – razdjelni kišni preljevi; 5 – ispust oborinske vode; 6 – uređaj za pričišćavanje; 7 – ispust pročišćene vode; 8 – prijemnik; 9 – granica područja odvodnje

Na slici 2.2::10 prikazano je načelo rada razdjelnog kišnog preljeva. Slika 2.2::10(a) predočuje režim rad kišnog preljeva kod polurazdjelnog sustava u vrijeme malih dotoka oborinskih voda (ili dotoka od pranja ulica), dok slika 2.2::10(b) prikazuje režim rada kišnog preljeva u vrijeme intenzivnih kiša.

Slika 2.2::10 Načelo rada kišnog preljeva(a) sušno i kritično razdoblje; (b) kišno razdoblje

1 – kanal oborinske vode; 2 – odvodni kanal oborinske vode prema prijemniku; 3 – kanal kućanske otpadne vode

2.2.1 – 4. Kombinirani sustav odvodnje

Kombinirani sustav odvodnje, slika 2.2::11, najčešće nastaje kao rezultat širenja gradova, kada se u starijem dijelu grada zadrži mješoviti sustav, dok se u novijem dijelu izvodi razdjelni sustav.

Slika 2.2::11 Shema kombiniranog sustava odvodnjeA – područje s mješovitim sustavom odvodnje; B – područje s razdjelnim sustavom odvodnje

I – kanali mješovite odvodnje; II – kanali za kućanske i industrijske otpadne vode; III – kanali za oborinsku vode

1 – ispust oborinske vode; 2 – kišni preljev; 3 – uređaj za pročišćavanje; 4 – ispust pročišćene vode; 5 – prijemnik; 6 – granica područja odvodnje

Primjena kombiniranog sustava odvodnje zasniva se na činjenici da su u sušnom razdoblju kolektori mješovite odvodnje djelomično ispunjeni otpadnim vodama, tako da je na njih moguće priključiti kućanske i industrijske otpadne vode novih aglomeracija, dok se za oborinske vode koje ne mogu prihvatiti postojeći kolektori mješovite odvodnje izgrađuje separatna odvodnja oborinskihvoda s njihovim izravnim ispuštanjem u prijemnik.

***

Odabir između opisanih sistema odvodnje treba provesti na osnovi analize (a) lokalnih uvjeta (topografije, gustoće i načina izgrađenosti naselja, položaja prijemnika prema slivnom području i njegov karakter), (b) sanitarnih zahtjeva i (c) tehničko – ekonomskih proračuna.

2.2.2. SUSTAVI ODVODNJE PREMA POGONSKOM REŽIMU

2.2.2 – 1. Gravitacijski sustav odvodnje

Zbog pouzdanosti u radu i minimalnih pogonskih troškova sustav odvodnje se uvijek nastoji izvesti kao potpuni gravitacijski sustav s tečenjem sa slobodnim vodnim licem.

Tečenje pod tlakom je kod gravitacijskog sistema nedopustivo, jer bi došlo do plavljenja otpadnim vodama priključnih mjesta (naročito nižih i podrumskih dijelova zgrada) i objekata sustava odvodnje.

Kod trasiranja kanala vrlo su bitne topografske prilike, pri čemu se osigurava kompletno gravitacijsko otjecanje, slika 2.2::12.

Slika 2.2::12 Shema gravitacijskog sustava odvodnje1 – sporedni kolektori; 2 – glavni kolektor; 3 – glavni odvodni kolektor; 4 – uređaj za pročišćavanje; 5 – ispust; 6 – prijemnik;

7 – granica područja odvodnje

2.2.2 – 2. Kombinirani sustav odvodnje

Ovakav se sustav izvodi kao gravitacijsko – potisni sustav kod kojega je pretežni dio gravitacijski, slika 2.2::13, budući da je izgradnja kompletno potisnog sustava gotovo uvijek gospodarski neopravdana.

Kombinirani sustav odvodnje se najčešće izvodi kada se zbog lokalnih topografskih prilika ne može osigurati gravitacijska odvodnja cjelokupnog područja odvodnje, već se kućanske i zagađene industrijske otpadne vode nižih zona crpkama potiskuju do visinske lokacije (prekidnog okna) odakle je osigurano gravitacijsko otjecanje.

Ovakvi su slučajevi u praksi dosta česti, pošto bi inzistiranje na rješenju s kompletnom gravitacijskom odvodnjom uvjetovalo izvedbu kanala ili kolektora na dubinama kod kojih iskop postaje ekonomski neprihvatljiv.

Dodatni razlog za izvedbu ovakvog sustava odvodnje može biti i stoga što je u nekim područjima odvodnje visoka razina podzemne vode ili se radi o nepovoljnim geomehaničkim prilikama.

Slika 2.2::13 Shema kombiniranog sustava odvodnje1 – sporedni kolektori; 2 – glavni kolektor; 3 – glavni odvodni kolektor; 4 – crpna stanica; 5 – potisni cjevovod; 6 – prekidno okno;

7 – uređaj za pročišćavanje; 8 – ispust; 9 – prijemnik; 10 – granica područja odvodnje

***

U praksi se ponekad izvodi i varijantno rješenje u odnosu na prethodno, tako da se kućanske i industrijske otpadne vode iz sabirnih spremnika, u koje se ove vode dovode gravitacijski, crpkama prepumpavaju potisnim cjevovodom do prekidnog okna.

Potisni dio kanalizacije se može primijeniti i za priključke niže od glavnog gravitacijskog kolektora. Time se smanjuje dubina ukapanja glavnog kolektora, jer se ne predviđa gravitacijsko priljučenjepojedinih iznimno nisko smještenih priključaka.

Napomenimo da su, iako danas još u praksi rjeđe, moguća rješenja i vakuumske kanalizacije(kompletne ili u kombinaciji s gravitacijskom), koja je slična prethodnoj, s razlikom da se u glavnom vakuumskom cjevovodu održava potlak. U sabirnim spremnicima pojedinih zgrada (ili grupe zgrada) ugrađuje se vakuumske zatvarač koji se otvara kada se u spremniku sakupi određena količina otpadnih voda. Vakuumski zatvarač se zatvara nakon što je usisana otpadna voda i tako se održava potlak u cijeloj ili dijelu kanalske mreže. Crpna vakuumska stanica kojom se održava potlak u kanalskoj mreži obično se nalazi kraj prekidnog okna ili uređaja za pročišćavanje.

2.2.3. PROJEKTNO RAZDOBLJE

Analogno kao i kod vodovoda potrebno je prilikom projektiranja sustava odvodnje odabrati projektna razdoblja za glavne grupe objekata

Stoga su u tablici 2.2::I prikazana uobičajena razdoblja izgradnje za dijelove sustava odvodnje.

Tablica 2.2::I Projektna razdoblja za objekte sustava odvodnje

20 do 30Zamjena manjih cijevi je kroz duže razdoblje

skupljaKolektori profila preko

400 [mm]

20 do 25

Kod manjeg prirasta stanovništva i manje kamate (≤ od 3 [%]

godišnje)Crpne stanice i uređaji

za pročišćavanje

40 do 50Skupo i teško povećanje kapaciteta

Glavni kolektori i ispusti

PROJEKTNO RAZDOBLJE

RP

[godina]

OSOBINEVRSTA OBJEKTA