СПОСОБ ОЧИСТКИ СЛИВНЫХ КОЛОДЦЕВ ДОЖДЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ ОТ ДОРОЖНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
METHOD OF STORM WATER DRAINAGE DRAIN WELLS CLEANING FROM ROAD CONTAMINANTS

Изобретение относится к области строительства и коммунального хозяйства, в частности к способам очистки сливных колодцев дождевой (ливневой) канализации от дорожных загрязнений.
Современные системы ливневой канализации состоят из ряда взаимосвязанных и взаимодополняющих элементов и, как правило, включают ливневые лотки (желоба, каналы); дождеприемники (дождеприемные или сливные дождевые колодцы); пескоуловители; дренажные и канализационные трубы; коллекторы и смотровые колодцы. Основными причинами загрязнений (отложений) в сливных дождевых колодцах являются: нанесение в зимнее время на дорожное полотно песчанно-солевых смесей; не надлежащее санитарное состояние транспортных средств на дорогах; седиметационные осадки из окружающей среды, а также неблагоприятный рельеф и непостоянство гидравлического режима в канализационных сетях [1].
Известны способы профилактической очистки сливных колодцев от загрязнений (отложений), основанные на гидродинамическом и механическом методах их реализации и другие способы, осуществляемые на базе ряда известных физических эффектов [1].
Гидродинамическая очистка заключается в размыве и выносе в виде отдельных частиц отложений дождевых вод струей воды, подаваемой под большим напором на загрязнения отдельно в каждом колодце [1]. Этот метод позволяет механизировать работу по удалению загрязнений (отложений) в колодцах, не требует дорогостоящего специального технического оснащения и соответствующей квалификации персонала. Механическая же очистка сливных дождевых колодцев производится илососами и вакуум-машинами, а при их отсутствии, с учетом их дороговизны, колодцы чистят вручную черпаками с погрузкой извлекаемого осадка в специальные контейнеры [1].
Если указанные методы очистки, т.е. гидродинамический и механический, основаны на создание только импульса силового воздействия на загрязнение (отложение), приводящего к изменению его целостности, то способы, осуществляемые на использовании совокупности физических эффектов, как правило, направлены на решение ряда смежных задач.
Наглядным примером этому может служить техническое решение в виде дождеприемного колодца [2] (Патент RU №2095525), работа которого заключается в задержании (отделении) крупных, средних и мелких включений, увлекаемых дождевым потоком в колодец. В этом случае при достижении дождевого потока до сороудерживающей решетки наблюдается его сток через решетку внутрь колодца с отделением крупных частиц (эффект решета), которые под действием инерции движения и силы тяжести, т.е. двух эффектов, оседают при придорожном сборнике для них. После прохода дождевого стока через решетку, содержащего в себе только средние и мелкие включения, он стекает по наклонной направляющей пластине в отстойную камеру со съемным грязесборником в ней, отделенной от водоприемной камеры вертикальной перегородкой с водосливным отверстием, где и происходит оседание и накопление преимущественно частиц среднего размера дождевого потока. Далее через сливное отверстие в вертикальной перегородке колодца вода дорожного потока со взвешенными в ней частицами (эффект седиметации) направляется в водоприемную камеру и из нее в отводящую трубу, т.е. канализационную сеть.
Основной недостаток данного технического решения состоит в том, что скоротечность в нем процесса слива дождевого потока (турбулентность) в отстойную камеру и обеспечение одновременно оттока воды из нее через сливное отверстие перегородки в водоприемную камеру (за счет перепада гидростатических давлений в них) не создают благоприятных условий для очистки (отстаивания, осаждения) дождевых вод от мелких (взвешенных) частиц.
При этом следует отметить, что для предлагаемого способа очистки сливного колодца дождевой канализации близкого аналога, как прототипа, по физическому эффекту его реализации не обнаружено.
Задача изобретения - обеспечение размыва дорожных загрязнений в сливном колодце дождевой канализации путем автономного самоочищения в результате динамического взаимодействия поступающих в него потоков воды из входящего канализационного трубопровода и водного стока с дорожного полотна.
Это достигается тем, что концевой отрезок входящего в колодец сливного трубопровода дождевой канализации выполнят в виде пустотелого конуса, т.е. сопла, и располагают его соосно на стыке обреза выходящего из колодца сливного трубопровода, а размыв дорожных загрязнений обеспечивают в режиме самоочищения за счет осуществления действия в зоне их стыка эффекта эжекторного насоса между поступающими потоками дождевой воды одним из них исходящим из входящего сливного трубопровода и соответственно другим в виде водного стока в колодец дождевой канализации с дорожного полотна.
Общая структура взаимосвязей элементов, участвующих в осуществлении данного способа, применительно к очистке колодцев дождевой канализации от возникающих загрязнений (отложений), приведена на фиг. 1.
На придорожном земляном участке 1 дорожного полотна 2 находится сливной колодец дождевой канализации 3 с закрываемым люком решеткой 4. В нижней части колодца 3 размещаются входящий в него сливной трубопровод 5, к которому с помощью, например, хомута 6 крепится пустотелый конус (сопло) 7. В свою очередь обрез пустотелого конуса 7 соосно стыкуется с обрезом выходящего сливного трубопровода 8 из колодца 3. При сливе дождевых стоков через входящий сливной трубопровод 5 скорость их потока на выходе из конуса (сопла) 7 резко возрастает по сравнению с первоначальной в нем, что является первопричиной проявления эффекта эжекции между взаимодействующими водными потоками 9 и 10 в колодце 3. В этом случае выходящий дождевой поток из обреза конуса 9 будет увлекать за собой водный сток 10, поступающий в колодец 3 с дорожного полотна, образуя в его придонной части турбулентное (вихревое) движение, и, как следствие, размыв за счет этого имеющихся в ней загрязнений (отложений) с последующим их удалением в общем водном потоке 11 через выходной трубопровод 8 в канализационную сеть.
При этом скорость общего выходящего потока 11 из колодца будет несколько большей, чем первоначальная скорость потока во входящем трубопроводе 9 до прохода через его конус (сопло), что будет приводить к размыву мелкодисперсных отложений в трубопроводе.
Достоинствами предлагаемого способа очистки сливных колодцев дождевой канализации являются:
- очистка колодцев и трубопроводов дождевой канализации осуществляется в автономном режиме самоочищения без использования дополнительных энергетических и материальных затрат;
- полная совместимость с элементами существующей системы дождевой канализации;
- простота обеспечения функционирования.
Источники информации
1. Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения: Справочник / Под ред. В.Д. Дмитриева, Б.Г. Мишукова, -3-е изд., перераб. и доп. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. - 383 с.
2. Патент РФ №2095525, МПК6 E03F 5/14, опубл. 10.11.1997.