СПОСОБ ОЧИСТКИ СЛИВНЫХ КОЛОДЦЕВ ДОЖДЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ ОТ ДОРОЖНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
METHOD OF CLEANING STORMWATER SEWER DRAINAGE WELL FROM ROAD POLLUTION

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 в колодцах, но 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 создании только импульса силового воздействия на загрязнение, 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 седиментации) направляется в водоприемную камеру и из нее в отводящую трубу, т.е. канализационную сеть.
К основным недостаткам данного технического решения можно отнести следующие:
- необходимо своевременно производить удаление загрязнений из съемного грязесборника отстойной камеры колодца;
- при малых дождевых стоках с дорожного полотна самоочистка водоприемной камеры от возможных загрязнений мелкими частицами практически неосуществима.
При этом следует отметить, что для предлагаемого способа очистки сливного колодца дождевой канализации близкого аналога, как прототипа, по совокупности физических эффектов его реализации не обнаружено.
Задача изобретения - обеспечение режима автономного самоочищения колодца от дорожных загрязнений с использованием очищаемого элемента и воздействия на него сил сточных вод, поступающих в колодец с дорожного полотна и непосредственно из сливного трубопровода.
Это достигается тем, что на дно сливного колодца размещают очищающий элемент эллипсной формы с шипованной поверхностью жесткими иглами с их вылетом заданной высоты над ней в пределах формы описывающего цилиндра и с наибольшим диаметром в поперечном сечении не менее диаметра сливного трубопровода, и длиной наибольшей оси очищающего элемента с возможностью обеспечения его поворота относительно стенок сливного колодца, и плавучестью в нем при водном погружении на глубину не более две трети его наибольшего диаметра. А удаление дорожных загрязнений в виде мелкодисперсных отложений в придонной части колодца производят методом механического воздействия игл (шипов) очищающего элемента на них путем скобления (рыхления) с образованием суспензии в ней при осуществлении контактного взаимодействия между ними за счет сил тяжести падающего водного потока в сливной колодец с дорожного полотна и с одновременным обеспечением поворота очищающего элемента относительно стенок колодца от воздействия кориолисовых сил падающего потока [3] и инерционных сил поступающего потока в сливной колодец из сливного трубопровода и затем стока их самотеком из колодца в канализационную сеть.
Выполнение очищающего элемента эллипсной формы с заданным вылетом жестких игл (шипов) на его поверхности в пределах описывающего цилиндра позволяет более эффективно обеспечить очистку придонной части колодца от загрязнений (отложений) в зонах входного и выходного отверстий сливных трубопроводов. Кроме того, предлагаемый способ имеет свои отличия в других вариантах исполнения. Так, например, в первом случае исполнения, это отличие состоит в том, что очищающий элемент выполняют в виде набора из отдельных элементов с гидрофобной поверхностью шарообразной формы, т.е. как частный случай от эллипсной формы, с диаметром не менее диаметра сливного трубопровода, располагая их однослойно в жесткой решетчатой камере в придонной части колодца с возможностью вращения и локального перемещения в ней.
Размещение шарообразных очищающих элементов в решетчатой камере дает возможность исключения закрытия ими в колодце отверстий входного и выходного трубопроводов и фиксации их в придонной части колодца.
В другом случае отличие варианта исполнения способа заключается в том, что поверхность дна и придонной части колодца на высоте не менее двукратной величины размера диаметра сливного трубопровода наделяют гидрофобным свойством известным способом, например, нанесением слоя гидрофобной краски.
Обеспечение гидрофобных свойств указанным поверхностям в колодце позволяет избежать эффекта прилипания (адгезии) загрязнений с ними, что ведет к облегчению их удаления.
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 3 дождевой канализации с закрываемым люком решеткой 4. В нижней части колодца 3 располагаются входящий в него сливной трубопровод 5 и выходящий из него сливной трубопровод 6. В придонной части сливного колодца 3 размещается очищающий элемент 7 эллипсной формы с шипованной поверхностью жесткими иглами 8. При стоке V дождевого потока 9 в колодец за счет сил тяжести (импульса) P наблюдается контактное взаимодействии его с очищающим элементом 7, который в свою очередь через механический контакт жесткими иглами 8 воздействует на загрязнения (отложения) в придонной части колодца 3. В этом случае сам же процесс разрушения загрязнений обеспечивается при повороте очищающего элемента 7 путем их скобления (рыхления) его иглами с образованием водной суспензии от воздействия на него кориолисовых сил падающего потока 9 в сливной колодец 3, т.е. его закручивания ω, и инерционных сил поступающего потока 10 в колодец 3 из входящего трубопровода 5 и затем общего их стока 11 через выходящий сливной трубопровод 6.
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.
6
2. Патент РФ №2095525, опубл. 10.11.1997, МПК E03F 5-14.
3. Кухлинг X. Справочник по физике: пер. с нем. - М.: Мир, 1982. - 520 с.