Nuotekų debitų matavimas

27 Mar Nuotekų debitų matavimas

Priimta laikyti, kad iš gyvenamojo namo išleidžiamų buitinių nuotekų kiekis yra lygus name sunaudojamo geriamo vandens kiekiui.

Esant kiekviename name arba bute vandens skaitikliams, gyvenvietės nuotekų kiekis gali būti priimamas lygiu namuose sunaudotų vandens kiekių sumai. Šis suminis kiekis nėra visiškai tikslus dėl galimų skaitiklių techninių paklaidų, jų susidėvėjimo, sąmoningo skaitiklių parodymų mažinimo, gruntinio vandens infiltracijos į nuotakyno tinklus ir pan. Tačiau toks matavimo būdas apytikriai atspindi faktinus gyvenvietės nuotekų debitus.

Jeigu ne visuose namuose yra vandens skaitikliai, juose sunaudojamo vandens kiekiai gali būti paskaičiuojami taikant administracinių rajonų savivaldybių patvirtintas vandens sunaudojimo normas.

Gyvenviečių buitinių nuotekų debitai gali būti priimami lygiais į gyvenvietę patiekto geriamojo vandens debitams, jeigu vyksta šių debitų registravimas.

Vandens debitas

Patiekto vandens debitas, nesant vandenvietėje specialių apskaitos prietaisų, gali būti paskaičiuotas pagal vandenį tiekiančių siurblių sunaudotos elektros energijos kiekį (kWh), t.y. nustačius vandens kiekį, kuris patiekiamas į tinklus, siurbliams sunaudojus 1 kWh elektros energijos.

Lietuvoje daugelyje mažų nuotekų valyklų yra specialiai, tam skirtuose gelžbetoniniuose apžiūros šuliniuose, įrengti išleidžiamų valytų nuotekų debitų matavimo įtaisai – plonasieniai slenksčiai su trikampio formos išpjova.

Tačiau reikia priimti dėmesin tai, kad, dėl gatvių nuotekų savitakos tinklų nesandarių sujungimų, vamzdžių sutrūkinėjimų ir pan., į šiuos tinklus gali patekti ir dideli gruntinio vandens kiekiai, ypač lietingą rudenį arba tirpstant sniegui. Dėl tokios infiltracijos tinklais surenkamų ir į valymo įrenginius patenkančių praskiestų nuotekų debitai minėtais laikotarpiais padidėja kelis arba net keliolika kartų.

Didelis praskiedimas gruntiniu vandeniu yra žalingas daugeliu požiūrių. Dėl jo ženkliai padidėja elektros energijos sunaudojimas nuotekų siurblinėse, hidrauliškai perkraunami valymo įrenginiai. Padidėjus praskiestų nuotekų debitams, nuotekų valyklų pirminiuose sėsdintuvuose, dėl  juose padidėjusių tėkmės greičių, nebenusėda dalis lengvesnių priemaišų, o iš antrinių sėsdintuvų išteka (išnešamas) aktyvusis dumblas.

Tokiais atvejais į biologinio valymo įrenginius patenka dalis sunkesnių priemaišų, kurios turėjo būti sulaikytos pirminiuose sėsdintuvuose. Patekusios į aerotankus, jos gali užkimšti suspausto oro tiekimo difuzorius, užkimšti biofiltrų įkrovą ir augalinius filtrus.

Jei iš antrinių sėsdintuvų išplukdomas aktyvusis dumblas, jo trūksta arba nebelieka aerotanke. Tada nutrūksta pratekamojo tipo aerotanko ir, tuo pačiu, visos nuotekų valyklos normalus veikimas. Jam atstatyti reikia daug laiko ir lėšų, o išplukdytas aktyvusis dumblas labai užteršia vandens telkinius. Ši aplinkybė taip pat patvirtina būtinumą vykdyti valymo įrenginių nuotekų debitų bei kiekių apskaitą.

Minėti nuotekų valyklose esantys debitų matavimo šuliniai su trikampiniais slenksčiais yra nepraktiški dėl to, kad:

• Valymo įrenginius aptarnaujančiam operatoriui yra nepatogu, nelengva ir pavojinga nusileisti į šulinį (šulinyje gali būti susikaupusios nuodingos dujos) ir pamatuoti per slenksčio trikampinę išpjovą persiliejančių nuotekų sluoksnio aukštį.
• Vienkartinis momentinis nuotekų debito matavimas neatspindi paros bėgyje pritekančių nuotekų debitų. Todėl toks matavimas mažai reikšmingas, o matuoti debitą daug kartų per parą būtų per daug sudėtinga ir nerealu.
• Per trikampinį matavimo slenkstį persiliejančių nuotekų sluoksnio aukštis nėra tiesiogiai proporcingas jų debitui. Netiesialinijinis ryšys tarp per slenkstį persiliejančių nuotekų sluoksnio aukščių ir debitų daro matavimą tokiu būdu sudėtingu ir todėl neefektyviu.

Minėtos priežastys leidžia daryti išvadą, kad tikslinga nebenaudoti esamų debitų matavimo šulinių su trikampiniais slenksčiais.

Alternatyvus, paprastesnis ir pranašesnis nuotekų debitų matavimas galimas naudojant plonasienį proporcingą slenkstį. Proporcingu slenksčiu galima ne tik matuoti nuotekų debitus, bet ir reguliuoti jų tėkmės greitį.

Proporcingo slenksčio vertingos savybės

Proporcingo slenksčio vertinga savybė yra tai, kad per jį pratekančio skysčio debitas yra proporcingas skysčio sluoksnio slenkstyje aukščiui, t.y. priklausomybė tarp debito ir srauto aukščio slenkstyje yra tiesialinijinė.

Proporcingas slenkstis (Sutro slenkstis) yra plonasienė sienutė su varpo formos išpjova (2.1 pav.). Slenkstį sudaro jo viršutinė kreivalinijinė dalis ir apatinė stačiakampė dalis.

Per proporcingą slenkstį pratekančio skysčio debitas skaičiuojamas pagal formulę:

kur : h^I = H – 0,05 b;

b – kanalo plotis;

a – išpjovos stačiakampės dalies aukštis;

λ = 0,05 b/a – koeficientas, nustatantis atskaitymų pradžios padėtį;

kai h_s/a = nuo 20 iki 30………….m = 0,60;

kai h_s/a = nuo 10 iki 20………….m = 0,61;

kai h_s/a = nuo 5 iki 10………..….m = 0,63;

čia : h_s – slėgis virš ataskaitos plokštumos, kurios padėtis brėžinyje pavaizduota taškine – punktyrine linija I-I, t.y. vertikalus atstumas tarp šios plokštumos ir vandens paviršiaus, per slenkstį pratekant maksimaliam leistinam debitui.

2.1 lentelėje pateikti unifikuotų proporcingų slenksčių pagrindiniai duomenys, kai skysčio tėkmės kanalų pločiai yra 200 ir 300 mm. Kad proporcingi slenksčiai veiktų kaip nepatvenkti slenksčiai, skysčio lygių prieš ir po proporcingo slenksčio santykis turi būti ne didesnis kaip 0,6.

Proporcingo slenksčio išpjovos kreivės koordinatės skaičiuojamos pagal formulę:

,,y” reikšmės skaičiuojamos priimant jas kartotines 0,05h_s – kreivės apatinei daliai ir 0,1 h_s – jos viršutinei daliai, arba naudojantis – pateikiamos 2.1 lentelės duomenimis.

2.1 lentelė. Unifikuotų matmenų proporcingų slenksčių maksimalūs debitai Q_maks (m³/h) ir maksimalūs lygiai h_s  (mm).

Mažose nuotekų valyklose betoninių stačiakampių kanalų, kuriais nuotekos teka iš vieno įrenginio (smėliagaudės, septiko ir pan.) į kitą, plotis yra minimalus – 200 mm.

Pateikiama 2.2 lentelė, kurioje yra proporcingo slenksčio, įrengiamo 200 mm pločio latake, kreivės koordinatės. Šio slenksčio apatinis stačiakampės dalies aukštis a = 27 mm; λ•a = 10 mm. Esant srauto gyliui h_s = 250 mm, per proporcingą slenkstį pratekės, kaip nurodyta 2.2 lentelėje, maksimalus leistinas debitas – 80 m³/h.

2.2 lentelė. Proporcingo slenksčio, įrengiamo b = 200 mm pločio stačiakampiame latake, kai a = 27 mm, išpjovos kreivės koordinatės, (žr. 2.1 pav.) (x ir y taškų padėtys), mm.

Proporcingi slenksčiai gali būti daromi iš 1,5 – 3 mm storio nerūdijančio plieno arba kitokios kietos, nerūdijančios medžiagos lakšto.

Nuotekų valyklose debitų matavimo proporcingą slenkstį tikslinga įrengti latako, kuriuo nuotekos iš smėliagaudės teka į kitus valymo įrenginius, pradžioje. Toks latakas ne tik atliks debitų matavimo funkciją, bet ir užtikrins pastovų nuotekų tėkmės greitį horizontalioje stačiakampio skerspjūvio smėliagaudėje, kintant nuotekų debitui.

Kadangi proporcingame slenkstyje nuotekų debitas proporcingas tėkmės prieš slenkstį gyliui, už smėliagaudės kanale įrengtas proporcingas matavimo slenkstis atliks ir tėkmės reguliavimo smėliagaudėje funkciją. Kintant nuotekų debitui, tėkmės gyliai proporcingai kis ir ištekėjimo kanale ir prieš jį esančioje smėliagaudėje.

Pastovaus tėkmės greičio smėliagaudėje palaikymas, kintant nuotekų debitui, yra svarbus, nes jis leis užtikrinti pastovų, optimalų tėkmės greitį smėliagaudės tėkmės skerspjūvyje.