Ocena przydatności
terenów do
podziemnego
rozsączania ścieków.
Test przesiąkliwości
(perkolacyjny) gruntu
wykład 2
Ocena przydatności
terenów do
podziemnego
rozsączania ścieków.
Test przesiąkliwości
(perkolacyjny) gruntu
wykład 2
Zakres wykładu:
uwarunkowania formalno-prawne
zagrożenie zanieczyszczeniem wód
podziemnych
rodzaj gruntu
wodoprzepuszczalność gruntu:
metody laboratoryjne
analiza składu granulometrycznego
badania bezpośrednie w aparacie Darcy’ego
metody polowe (test perkolacyjny)
współczynnik filtracji
obciążenie dopuszczalne gruntu ściekami
Wymogi eksploatacyjne, kolmatacja
Uwarunkowania
formalno-prawne
Zagrożenie
zanieczyszczeniem wód
podziemnych
Rodzaj gruntu
Orientacyjne wartości współczynnika
filtracji (m/d)
rumosze, żwiry, żwiry piaszczyste, piaski
grubo i równoziarniste: powyżej 100 m/d
piaski średnio i różnoziarniste: 10-100
m/d
piaski drobnoziarniste: 1-10 m/d
piaski pylaste i gliniaste: 0,1-1 m/d
gliny piaszczyste: 0,001-0,1 m/d
iły, margle ilaste: poniżej 0,001
Metody laboratoryjne
- analiza składu
granulometrycznego
Przybliżone obliczenie
współczynnika filtracji k dla
gruntów sypkich (piaski i żwiry)
wg wzoru Hazena:
2
10
d
C
k
k- współczynnik filtracji (cm/s)
C – współczynnik doświadczalny (dla piasków
czystych i równoziarnistych 1,0-0,7; dla piasków
gliniastych i piasków nierównoziarnistych 0,7-0,5)
d
10
– średnica efektywna, stanowiąca wraz z
mniejszymi 10% masy próbki gruntu
zakres stosowalności:
d
10
: 0,1-3 mm; U= d
60
/ d
10
nie przekracza 5
Metody laboratoryjne
- badania bezpośrednie
w rurce Kamińskiego
Rurka Kamieńskiego
(
metody laboratoryjne)
Test perkolacyjny
-
przesiąkliwości
(
metody polowe)
Nasycanie otworu
badawczego (szybika) wodą
Test perkolacyjny
krajowe wytyczne
projektowania drenaży
rozsączających i filtrów
piaskowych (CUGW 1971)
Metoda polega na wykonaniu otworu o
rozmiarach 0,5 m x 0,5 m do poziomu
rozsączania ścieków czyli ok. 0,5-0,8 m.
Następnie wykonuje się drugi otwór
kwadratowy o wymiarach 0,3 m x 0,3 m
i wysokości 0,15 m. Otwór zalewamy
kilkakrotnie wodą w celu uzyskania
nasycenia gruntu. Później wlewany do
otworu 12,5 l wody i mierzymy prędkość
opadania (czas i różnicę poziomów)
wody w otworze.
Schemat otworu do testy wg CUGW
1971
P
Pi
hi
0,
3
współczynnik filtracji:
k=a{[ln(4H
0
+a)-
ln(4H
t
+a)]/4t}
a – długość boku szybika, cm (a=30 cm)
H
0
- początkowa głębokość wody w szybiku, cm
H
t
- głębokość wody w szybiku, cm, po czasie
wsiąkania t (s)
Test perkolacyjny
- c.d.
Metoda zmodyfikowana polega na tym,
że nie kopie się dołu tylko wierci
świdrem otwór po czym wkłada rurę
stalową perforowaną o średnicy 8 cm
współczynnik filtracji:
k=1,15r{[log(H
0
+0,5r)-
log(H
t
+0,5r)]/t}
r – promień otworu w centymetrach
Przewodność
hydrauliczna
różnych
rodzajów
gruntu wg
Boumy
Obciążenie dopuszczalne
gruntu ściekami
(na podstawie badań empirycznych filtracji
ścieków bytowych oczyszczonych w osadniku
gnilnym – Laak, 1986)
k
k
q
dop
log
3
,
0
8
,
4
40
k (cm/s)
q
dop
(cm/d)
Przykłady określenia
długości drenów różnymi
metodami testu
perkolacyjnego
Najwyższe wzniesienie zwierciadła
wody podziemnej
n
n
f
n
dśś
t
z
h
k
L
A
CQ
z
5
,
0
1
5
,
0
max
0
max
)]
5
,
0
(
[
4
C- stała uzależniona od stosunku L/B
Qd śr – średni dobowy dopływ ścieków, m
3
/d
A=BL – pole powierzchni infiltracji , m
2
L – długość pola powierzchni infiltracji, m
n - stała uzależniona od stosunku L/B
k
f
– współczynnik filtracji w kierunku poziomym, m/d
h
0
– początkowe wzniesienie zwierciadła wody
gruntowej nad warstwą nieprzepuszczalną, m
t- czas infiltracji, d (np. 20 lat = 7 300 d)
- odsączalność (np. dla piasków 0,23 – 0,28)
wykład 3
Osadniki gnilne.
(ang. septic tank)
Procesy
zachodzące w
osadniku
Osadniki
Wstępne
Wtórne
świeżowodne
Dwufunkcyjne (O.G. i osadniki
Imhoffa)
Zakres wykładu
Procesy
Zasada działania
Budowa O.G.
Zasady projektowania
Zasady eksploatacji
Osadnik gnilny-
charakterystyczne cechy:
do 25 m
3
/d, nierównomierność dopływu
zalety:
prostota konstrukcji
prostota montażu i obsługi
niskie nakłady inwestycyjne i koszty
eksploatacji
wady:
konieczność usuwania
wysokouwodnionego, niebezpiecznego pod
względem sanitarnym osadu
Skuteczność oczyszczania:
Zawiesina ogólna: 60-90%
BZT5:
60-80%
Azot ogólny:
10-20%
Fosfor ogólny:
5-10%
Procesy zachodzące w
osadniku
sedymentacja
flotacja
oczyszczanie biologiczne (w
niewielkim stopniu)
fermentacja osadu
kwaśna
Metanowa (średnio po 2 latach)
Budowa osadnika gnilnego
materiał: beton, żelbet, cegła, PEHD,
żywica zbrojona włóknem szklanym i
inne,
kształt: najczęściej prostopadłościan
przegrody lub komory
różnica poziomu wlotu i wylotu 5-10 cm
zabezpieczenie wlotu i wylotu
przestrzeń powietrzna
szczelność (poniżej 0,1 dm3/m3 w ciągu
30 min
Budowa osadnika gnilnego
-
c.d.
K
Ś
O
Zasady lokalizacji:
odległości
Zasady projektowania -
c.d:
kryteria wymiarowania:
pojemność części osadowej:
60-135 dm
3
/Ma
minimalna pojemność strefy klarowania: Q
dmax
x 1d
Wysokość strefy klarowania:
20-40 cm
pojemność zajęta przez kożuch:
20-45
dm
3
/Ma
wysokość części powietrznej: 30 cm
głębokość ścieków w pierwszej komorze: 100-350 cm
pojemność poniżej poziomu ścieków:0,2-1,6m
3
/M
(min. 2,0 m
3
lub 3,0 m
3
)
4825
,
1
1
)
max
*
(
82
,
9
q
Nd
LM
V
t
3
675
,
0
max
2
178
,
0
2
,
1
m
t
LM
t
Q
V
rs
d
Zasady projektowania -
c.d:
Montaż:
przykrycie gruntem rodzimym min.
20 cm (100 cm)
PE – napełnianie wodą, także przy
opróżnianiu (nie dotyczy SPIRO)
dla cieńkościennych – chudy beton
15 cm
wysoki poziom wód gruntowych –
dociążanie płytami betonowymi
Zasady eksploatacji
Przy wprowadzaniu ścieków do gruntu –
zawiesina poniżej 50 g/m
3
Opróżnianie (usuwanie osadu)
Obciążenie od strony powierzchni
Czyszczenie filtra (wskaźnika zamulenia)
Zapewnienie wentylacji
Nie wolno wchodzić do osadnika, prace
zawsze przy asekuracji drugiej osoby
(NH
3
, H
2
S)