202605. lajstromszámú szabadalom • Létesítmény szennyvíz vákuum alkalmazásával történő gyűjtésére és elvezetésére
1 HU 202 605 B 2 A találmány szennyvíz vákuum alkalmazásával történő gyűjtésére és elvezetésére szolgáló létesítményre vonatkozik. A szennyvíz összegyűjtésével és elvezetésével kapcsolatos problémák világszerte növekszenek. A hagyományos gravitációs csatornahálózatok mellett egyre inkább előtérbe kerülnek a túlnyomásos és vákuumos csatornahálózatok, amelyek építésekor jelentős földmunka- valamint talajvízszint-süllyesztési költségek takaríthatók meg. A víz vákuum segítségével történő szállítására már évtizedek óta ismeretesek próbálkozások. Az egyik ilyen ismert és alkalmazott vákuummal működő szennyvízelvezető rendszernek három alapvető eleme van: a házi beemelő egység, a vezetékhálózat, valamint a vákuumszivattyú telep. A házi beemelő egység aknával rendelkezik, amelybe gravitációsan vezetik be a szennyvizet, és amelyben vákuumszelep és aktivátor (működtető készülék) van elhelyezve. Az aktivátor érzékeli az aknában összegyűlt szennyvíz szintjét, és egyúttal érzékeli a hálózatban uralkodó vákuumnyomást is. Ha az emelkedő vízszint az aknában elér egy előre meghatározott magasságot, és a hálózati vákuumnyomás is megfelelő, az aktivátor nyitja a vákuumszelepet, és az aknában lévő szennyvíz a hálózatba áramlik. Az aktivátor további funkciója, hogy a vákuumszelep zárását oly mértékben késleltesse, hogy a beszippantott szennyvíz mennyiségét két-háromszorosan meghaladó mennyiségű levegő is beáramolják a csatornahálózatba, amelynek a csatornák mélypontjairól kell az anyagot onnan lökésszerűen továbbítani. Az aktivátor működtetése a hálózati vákuumnyomással történik. A rendszer vezetékhálózata alapvetően a magassági vonalvezetés tekintetében tér el a hagyományos csatornavezetékektől. A hagyományos, nagy mélységű, gazdaságtalan csatomavezetés helyett a vákuumos rendszer csatornavezetékeit a térszínhez a lehető legközelebb, a talavízszint felett építik ki, 2,5-3,0%-os esést adva a vezetékeknek. Az ilyen magassági vonalvezetés úgy valósítható meg, ha meghatározott mélypontok elérésekor a vezetéket rövid szakaszon felfelé vezetik, majd ismét az említett eséssel építik tovább. így az egész csatornavezeték hosszmetszete fűrészfogszerű alakzatként jelenik meg. A mélypontokon ún. szennyvízdugók keletkeznek, és a beemelőegységeknél betáplált, fent említett levegőtömeg feladata éppen e szennyvízdugók átemelése a mindenkor következő tervezett esésű vezetékszakaszba. A vákuumszivattyú telep a csatornahálózat végpontján van kiépítve. Feladata kettős: egyrészt biztosítania kell a megfelelő vákuumnyomást a hálózatban, másrészt az érkező szennyvizek befogadását, és továbbítását a központi átemelőbe. Az egyes egységek méretezésére már kialakult számítási módszerek állnak rendelkezésre. Ez vonatkozik a hálózatra is (ez utóbbiak empirikus számítások). Bár a fentiekben részletezett vákuumos szennyvízelvezető rendszer jól működik, bizonyos hátrányai is vannak, amelyek miatt kevésbé fejlett országokban alkalmazása nehézségekbe ütközik, és nem mindig kifizetődő. Ezek a hátrányok a következők:- a rendszer legfontosabb elemei, nevezetesen a vákuumszelep és az aktivátor költséges és kényes, igen magasfokú műszaki-ipari hátteret feltételező szerkezetek;- a membrános vákuumszelepet működtető nyomás olyan kis értékű, hogy a szelep zárása bármely, a bebocsátó nyílás környezetébe kerülő szilárdabb anyag miatt - amint ezt gyakorlati tapasztalatok igazolják - bizonytalanná válik;- egy szelep zárásának a be nem következte, illetve a szelep meghibásodása az egész rendszert befolyásolja, mert állandó levegőbeáramlás következik be;- a hálózat esetenként szükségessé váló átöblítése csak tartálykocsi alkalmazásával oldható meg;- a rendszer kiépítésének a költségei gyakorlatilag azonosak - vagy közel azonosak - egy nyíltvíztartás mellett épített hagyományos gravitációs csatornahálózat költségeivel;- üdülőterületeken, ahol időszakonként csak egyegy beemelő egység üzemel, a hálózatban pangó szakaszok alakulhatnak ki. A találmány feladata, hogy olyan létesítményt szolgáltasson szennyvíz gyűjtésére és elvezetésére, amely vákuummal működik, nem tartalmaz azonban drága, kényes, üzemzavart okozó, meghibásodásra hajlamos alkatrészeket; működtetése nem szükségszerűen történik a csatornahálózatban uralkodó vákuumnyomással; a vezetékrendszerbe a szennyvízdugók átemeléséhez szükséges levegőmennyiség bebocsátása nem a házi beemelő egységekben történik; és amely rendszer az üzembiztos működés mellett lényegesen alacsonyabb beruházási költséggel építhető ki, mint a fent részletezett, ismert vákuumcsatomázási rendszer. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy amennyiben a vákuumos csatornahálózatot egy magasvezetésű gravitációs főgyűjtő csatornával kombináljuk, amelynek mentén az egyes szennyvízgyűjtő területekhez tartozó hálózati beemelő egységeket telepítünk, amelyek egyrészt vákuumvezetékkel és az egyes szennyvízgyűjtő területeken húzódó vákuumos csatornákkal, másrészt a gravitációs főgyűjtő csatornával állnak kapcsolatban, a házi beemelő egységeknél aktivátor nélküli szokványos, a vízszintváltozással vezérelt, és külső energiaforrásról - például hálózati árammal - működtethető, meghibásodásra nem érzékeny, gyakori üzemzavart elő nem idéző szennyvíz-bebocsátó szelepek építhetők be, amelyeken át levegő nem kerül a rendszerbe (ezért nincs szükség aktivátorra sem). A levegő az egyes vákuumos mellékgyűjtő csatornák végén, tehát nem a szennyvízzel együtt táplálható a rendszerbe a szennyvízdugók kiemelése céljából, aminek mind az üzembiztonság, mind az üzemeltetés szempontjából (később még részletezésre kerülő) kedvező következményei vannak. A fenti felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan létesítmény segítségével oldottuk meg, amelynek főgyűjtő csatornája, egy vagy több mellékgyűjtő csatornája, szennyvízkibocsátó objektumokhoz gravitációs bekötőcsatornákkal csatlakoztatott beemelő egységei, valamint ezeket a mellékgyűjtő csatornával vagy csatornákkal összekötő bekötőcsatornái vannak, továbbá vákuumkeltő egységgel rendelkezik, és amely létesítményre az jellemző, hogy gravitációs főgyűjtő csatornája van, a mellékgyűjtő csatornák hálózati betápláló és vákuumtovábbító egység útján egyrészt a vákuumkeltő egységtől kiinduló vákuumvezetékkel, másrészt a gravitációs főgyűjtő csator5 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
