4. gyakorlat Szennyvízelvezető rendszer tervezése A korábban kiadott térképen, az ivóvízellátó hálózat tervezésekor elhelyezett településkiosztással kell a regionális szennyvízelvezető rendszert is megtervezni a 14 település esetében. A kiadott, 2. számú feladatlap tartalmazza, hogy mely településen kell megépíteni a kétlépcsős (mechanikai és biológia tisztítás) technológiájú szennyvíztisztító telepet. A regionális szennyvízelvezető rendszert sugaras kialakítással célszerű megtervezni, hogy a szennyvizet minél hamarabb el lehessen juttatni a szennyvíztisztító telepig. Persze nem lehet minden települést közvetlenül bekötni a regionális szennyvíztisztítóba, így szükség lehet egy másik településen való átvezetésnek. A rendszer tervezésekor, ugyan úgy, mint az ivóvízellátó hálózatnál, ahol szerepel út a térképen, ott az út nyomvonalán kell vezetni a vezetéket, ahol nincs feltüntetett út, ott pedig logikusan, a szintvonalat minél jobban követve célszerű megtervezni a rendszer vonalvezetését. 2 változatot kell készíteni a szennyvízelvezető rendszer esetében is: 1. A regionális rendszer legtávolabbi pontjáról is 6 órán belül a szennyvíz eljut a szennyvíztisztító telepig. Azért 6 órában van megszabva ez a határ, mert ennyi idő alatt még nem kezd el berothadni a szennyvíz, így nincs szükség hálózatbeli vegyszeradagoláshoz az anoxikus állapotban való tartásához. Azokon a településeken, ahol nem oldható meg a regionális rendszerre való csatlakozás a 6 órás időkritérium miatt, természetközeli szennyvíztisztító telep létesítésére lesz szükség. 2. A regionális rendszer határának kitolása úgy, hogy a szennyvíz a legtávolabbi pontról 9 órán belül eljusson a szennyvíztisztító telepre. Ebben az esetben, mivel több település szennyvizét kell a rendszernek szállítania, nagyobb kapacitást kell kiépíteni, nagyobb lesz az üzemeltetési költség is, viszont kevesebb természetközeli szennyvíztisztító telepet kell létesíteni, mivel a rendszerre nem csatlakozó települések száma is kevesebb. A szennyvíz berothadásának elkerülésére vegyszert kell adagolni a hálózatba. A változatok megtervezése után azok beruházási és üzemeltetési költségét kell megvizsgálni. A beruházási költség tartalmazza a regionális rendszer kiépítését és a természetközeli szennyvíztisztító telepek létesítését is, hiszen úgy hasonlítható össze a két változat, ha a teljes települési rendszert vizsgálom. A költségelemzés után a változatok közül a gazdaságosabb megvalósítására kell javaslatot tenni. Egy valós helyzetben vizsgálni kell, hogy a regionális hálózatra nem csatlakozó települések esetleg egy másik regionális hálózathoz tudnak-e csatlakozni. Jelen feladatban ezzel nem számolunk.
Szennyvízmennyiségek meghatározása 1. táblázat – Települési szennyvízmennyiségek és átemelők kapacitásának meghatározása
A B C D E F G H I J K L M N
Lsz [fő] 500 700 600 1500 2000 5000 12000 2000 600 800 400 900 700 600
q [l/fő,d] 80 90 90 110 110 120 130 110 90 90 80 100 90 90
Qd,átl [m3/d] 40 63 54 165 220 600 1560 220 54 72 32 90 63 54
αszv [%] 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80
β [-] 1,6 1,5 1,5 1,4 1,4 1,3 1,3 1,4 1,5 1,5 1,6 1,4 1,5 1,5
Qsz, max [m3/d] 51,20 75,60 64,80 184,80 246,40 624,00 1622,40 246,40 64,80 86,40 40,96 100,80 75,60 64,80 3548,96
Qh,max [l/s] 1,138 1,680 1,440 4,107 5,476 13,867 36,053 5,476 1,440 1,920 0,910 2,240 1,680 1,440 78,866
Qh,átl [l/s] 0,593 0,876 0,751 2,141 2,854 7,228 18,793 2,854 0,751 1,001 0,474 1,168 0,876 0,751 41,109
Qh,min [l/s] 0,142 0,210 0,180 0,513 0,684 1,733 4,507 0,684 0,180 0,240 0,114 0,280 0,210 0,180 9,858
QF [l/s] 2,276 3,360 2,880 8,213 10,951 27,733 72,107 10,951 2,880 3,840 1,820 4,480 3,360 2,880 157,732
V [m3] 0,205 0,302 0,259 0,739 0,986 2,496 6,490 0,986 0,259 0,346 0,164 0,403 0,302 0,259 14,196
Lsz – lakos szám, fő Valós tervezési helyzetben a KSH oldaláról érdemes begyűjteni a települések lakos számát. Itt 10 évre visszamenőleg szerepelnek az adatok, amiből a település fejlődésének iránya és mértéke is meghatározható. q – fajlagos vízigény, l/fő,d Feladatlapon egy tartomány van megadva: 80-130 l/fő,d. A település centrum jellegétől, lakos számától, a lakosság szociális helyzetétől függő szám. A település méretének függvényében vegyék fel a 14 település fajlagos vízigényét. Nagyobb település, nagyobb fajlagos vízigény. Például Budapesten 180-200 l/fő,d, megyeszékhelyeken 130-180 l/fő,d, kisebb településeken 80-130 l/fő,d. A higiéniás napi minimum vízigény 70 l/fő,d. Qd, átl – Napi átlagos vízigény, m3/d, számítása: Lsz * q *
1 1000
αszv – Szennyvízhányad, % Megmutatja, hogy a felhasznált ivóvízmennyiség hány százalékából lesz szennyvíz. Ez évszakonként és településtípusonként változik. Nyári időszakban, ez az arány csökken a locsolásra felhasznált vízmennyiség miatt. A szennyvízhányad egy nagyvárosban, belvárosban jóval nagyobb, akár 95 % is lehet, mint egy kertes házas illetve vidéki környezetben. Jelen feladatban 80 %-os értékkel számolunk. β – Évszakos egyenlőtlenségi tényező, A napi átlagos és az évi maximális vízigény hányadosa.
Fordított arányban áll a lakos számmal. Pl. Budapesten 1,1-1,2, vidéken 1,2-1,3. Minél inkább távolodunk a centrumoktól, mezőgazdasági és alvó településeken 1,5-1,6 is lehet, de üdülőterületen elérheti a 2-3-as értéket is. Qsz, max – Napi maximális szennyvízmennyiség, m3/d
Qsz,max Qd ,átl
szv
100
Qh,max – Órai maximális szennyvízmennyiség, l/s
Qh,max
A napi maximális szennyvízmennyiség 8%-a. Qh,mátl – Órai maximális szennyvízmennyiség, l/s A napi maximális szennyvízmennyiség 4,17%-a.
Qh,max
Qh,min – Órai maximális szennyvízmennyiség, l/s
Qh,max
A napi maximális szennyvízmennyiség 1%-a.
Qsz,max 0,08 3,6
Qsz,max 0,0417 3,6 Qsz,max 0,01 3,6
QF – Szennyvíz átemelő kapacitása, m3/h A legnagyobb napi szennyvízmennyiség 2-3-szorosát kell venni a biztonságos szennyvízelvezetéshez, mivel az átemelő feltöltődési ideje kb. ugyan annyi, mint a kiürülési. QF Qh,max 2
Átemelő térfogata [m3 ]
1,2 1
Töltődik 0,8
Ürül
Töltődik
Ürül
QF-Qh Qh,max(t)
Qh(t)
QF-Qh,max
0,6 0,4 0,2 0 0
20
40
60
80
100
120
Idő [min]
1. ábra – Szennyvízátemelő működésének elvi sémája V – Települési végátemelő térfogata, m3 Q 0,9 V F , ahol „z” a szivattyú kapcsolási száma. Mértékadó órában 10, átlagos z időszakban 4, minimális órában pedig 1-nek vehető fel. Ha egy regionális átemelőre több település van rákötve, akkor a települési végátemelők kapacitása összeadódik.
Települési végátemelő
B
K
Q1F = QBF + QKF + QGF
Regionális átemelő
1
G 2. ábra – Átemelők kapacitásának összegzése Abban az esetben, ha az összes település csatlakozni tud a regionális szennyvízelvezető rendszerre, a következő ábrán látható módon alakul az átemelők kapacitása (QF) l/s-ban. A ház feladatban ez valószínű nem valósítható meg. Itt a példa és a számítási elv bemutatása érdekében kapcsoltam össze az összes települést. A tartózkodási idők számítása után (következő gyakorlati óra) a hálózat kialakítása változni fog. QF [l/s] K 1,82 SZV telep
G 72,11
L 4,48 6.
8. 157,73 B 3,36
3. 70,20
4. 13,83 N 2,88
C 2,88
E 10,95
5. 74,68
7. 5,76
D 8,21
I 2,88
2. 48,16
H 10,95
37,21
A 2,28
F 27,73 1. 9,48
M 3,36
J 3,84
3. ábra – 14 településre kialakított regionális szennyvízelvezető rendszer és az átemelők kapacitása
Az ábra alapján meghatározott átemelő kapacitások (QágF) és térfogatok (V): 2. táblázat – Átemelők kapacitása és térfogata Qáesz, max Átemelő QáeF [l/s] V [m3] [m3/d] A 51,20 2,28 0,205 J 86,40 3,84 0,346 1 213,20 9,48 0,853 2 837,20 37,21 3,349 3 1083,60 48,16 4,334 I 64,80 2,88 0,259 4 311,20 13,83 1,245 5 1579,60 70,20 6,318 6 1680,40 74,68 6,722 C 64,80 2,88 0,259 7 129,60 5,76 0,518 B 75,60 3,36 0,302 K 40,96 1,82 0,164 8 3548,96 157,73 14,196 Ahol: Qáesz, max – napi átemelendő maximális szennyvíz mennyisége, m3/dű Az átemelőre csatlakozó települések napi maximális szennyvízmennyiségének összege. QáeF - szennyvízátemelő kapacitása, l/s Az átemelőre csatlakozó települések szennyvízátemelő kapacitásának összege. V - szennyvízátemelő térfogata, m3 Az átemelőre csatlakozó települések szükséges szennyvízátemelő térfogatának összege. Ezt alapul véve az ágak átmérőinek számítását a következő táblázat tartalmazza: 3. táblázat – Vezeték átmérőinek meghatározása Ág QágF [l/s] Dszüks [m] Dalk [mm] A-M 2,28 0,0439 40 J-M 3,84 0,0571 50 M-F 9,48 0,0897 80 F-E 37,21 0,1777 150 E-D 48,16 0,2022 200 D-L 70,20 0,2441 200 L-G 74,68 0,2518 250 I-H 2,88 0,0494 40 H-D 13,83 0,1084 100 C-N 2,88 0,0494 40 N-8 5,76 0,0699 65 B-8 3,36 0,0534 50 K-8 1,82 0,0393 40 Qágh,max – Ág maximális órai szennyvízhozama, l/s
A települések maximális órai szennyvízhozamából számolva. Dszüks – nyomóvezeték szükséges átmérője, m Q V A
képletből:
D
QFág 4 v , ahol a sebesség 1,5 m/s.
A házi feladatban az egész rendszert nyomottnak feltételezzük és az áramlási sebességet 1,5 m/s-nak választjuk, a kialakuló fajlagos nyomásveszteségeket pedig 3040 m/km-nek. Az alkalmazható minimális átmérő DN 40. A következő méretek pedig így alakulnak: 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200 mm. Az átmérő választásakor a számított szükséges átmérőnél kisebbet érdemes felvenni a szállítási sebesség növelése érdekében. A valóságban egy regionális szennyvízelvezető hálózatnál a nyomott és gravitációs szakaszok váltakoznak: Itt biztos, hogy nyomás alatti vezetésre van szükség. QágF Qágh (t)
Légbeszívó szelep, ami ha kinyit, a szennyvíz tovább áramlik a vezetékben az átemelő felé. Azért, hogy ne a vezetékben álljon
Felső üzemi vízszint V [m3] Alsó üzemi vízszint Búvárszivattyú (nedves vagy száraz)
V [m3]
Ez a vezetékszakasz nem szükséges, hogy nyomás alatti legyen. Valószínű rohanó, nem telt szelvényű áramlás alakul ki.
4. ábra – Átemelők közötti vezetékszakaszok elvi sémája
5. gyakorlat Tartózkodási idő becslése A tartózkodási időt a szennyvíz településen, az átemelőben és a vezetékben eltöltött idejéből kerül kiszámításra. Ez egy közelítő módszer, de a biztonság javára történik az egyszerűsítés.
N tátemelő Qh,min
tvez
ttelep VC
C
V1
V1 = VC + VN
1. 5. ábra – Tartózkodási idő meghatározása
A számítást azzal az esettel kezdjük, ha az összes település rá van csatlakoztatva a regionális szennyvíz elvezető rendszerre. A következő táblázat tartalmazza a települések közötti távolságokat (Lág), a településen való tartózkodási időt, illetve a két település közötti vezetékben eltöltött időt. 4. táblázat – Szennyvíz településen belüli tartózkodási és két település közötti vezetékszakaszban való utazási ideje ttelep utazási Ág Lág [m] [min] idő [min] K-G 7950 50 88,33 B-G 5800 70 64,44 C-N 8900 60 98,89 N-G 5800 60 64,44 I-H 7500 60 83,33 H-D 3750 200 41,67 J-M 11700 80 130,00 A-M 4100 50 45,56 M-F 4100 70 45,56 F-E 7150 210 79,44 E-D 6000 200 66,67 D-L 6300 150 70,00 L-G 2650 90 29,44 ttelep – Tartózkodási idő a települési átadási ponton, min Az az időtartam, amíg a szennyvíz a település legtávolabbi pontjáról elér a települési átemelőig. Ezt az értéket a feladatlapon megadtuk.
utazási idő – Két település közötti vezetékben eltöltött idő, min L 1 számítása: ág , ahol v = 1,5 m/s v 60 Ezután meghatározhatóak a tartózkodási idők a települések és a G település mellett lévő szennyvíztisztító telep között. Ág K-8 B-8 C-8 N-8 I-8 H-8 J-8 A-8 M-8 F-8 E-8 D-8 L-8
5. táblázat – Regionális rendszer ágainak tartózkodási ideje tátemelő tvez T [min] T [h] 1. változat 2. változat [min] [min] 48 88,3 186,3 3,11 48 64,4 182,4 3,04 72 163,3 295,3 4,92 48 64,4 172,4 2,87 120 224,4 404,4 6,74 term. közeli 96 141,1 437,1 7,29 term. közeli 168 421,1 669,1 11,15 term. közeli term. közeli 168 336,7 554,7 9,24 term. közeli term. közeli 144 291,1 505,1 8,42 term. közeli 120 245,6 575,6 9,59 term. közeli term. közeli 96 166,1 462,1 7,70 term. közeli 72 99,4 321,4 5,36 48 29,4 167,4 2,79
tátemelő – Átemelőben töltött idő, min Ez az az idő, amennyi idő alatt az átemelő feltöltődik. A leghosszabb időt a minimális üzemórában vesz igénybe a feltöltődés, így ezzel az idővel számolunk: V t min 25 min Qh,min A regionális rendszer adott ágán lévő települések számával beszorozva a minimális üzemórában szükséges feltöltődési időt, megkapjuk, hogy az adott ágon közelítőleg mennyi időt tölt a szennyvíz az átemelőkben: t átemelő n t min , ahol n a települések száma. Tehát jelen példánkban a K-8 ágon 2 település van, így n=2. tvez – A vezetékben eltöltött idő, min A regionális rendszer vizsgált ágán az utazási sebességek összegzéséből adódik. Tehát például a C-8-as ágon a korábbi táblázatból a C-N és N-G ágra kiszámolt utazási idők összege adja meg a vezetékben eltöltött időt. T – Rendszerbeli tartózkodási idő, min és h A regionális rendszer egy ágán a szennyvíz tartózkodási idejét adja meg. T t telep t átemelő t vez Itt a ttelep a regionális rendszer adott ágán a szennyvíztisztítótól legtávolabb eső település tartózkodási ideje. A táblázat utolsó két oszlopa azt tartalmazza, hogy a két változatban mely településeken kell természetközeli szennyvíztisztító telepet létesíteni. Az 1. változatban a 6 óránál, a 2.
változatban a 9 óránál nagyobb tartózkodási idővel rendelkező települések nem kötnek rá a regionális szennyvízelvezető hálózatra, így ott természetközeli szennyvíztisztító telepet kell létesíteni. A táblázatban látszik, hogy a 2. változatban az M-8 ág beletartozik a 9 órás kritériumba, viszont az F-8-as ág nem. Ez azért fordulhat elő, mert ugyan az F település az M-8-as ágon van, közvetlenül az M település után, de a települési tartózkodási ideje (210 – 70 = 140 min) 140 perccel nagyobb, mint az M településé, viszont a vezetékhossz csökkenésből (291,1245,6=45,5 min) mindössze 45,5 perccel csökken az ág vezetékbeli tartózkodási ideje. Ebben az esetben, mivel az M-8-as ág megfelel, így csak az A és J településen kell természetközeli szennyvíztisztítót létesíteni, az F település pedig csatlakozik a regionális elvezető rendszerhez.
K
G
B
L
E
D
F
H
N
M
I
A
J
C 6h 9h
6. ábra – Regionális rendszer lehatárolása 6 illetve 9 órás maximális tartózkodási idő esetén A kapott tartózkodási idők alapján meg kell határozni a két változatban a tényleges átemelők kapacitását és a regionális rendszer vezetékeinek átmérőjét. 1. változat (6 órás tartózkodási idő) K
G
L
E
D
F
3 2
B
H
N
1
I C
M
A
J
Természet közeli szennyvíztisztító telep 7. ábra – 6 órás tartózkodási idejű rendszer kialakítása és a természet közeli szennyvíztisztító teleppel rendelkező települések
6. táblázat - A regionális szennyvízelvezető rendszer vezetékátmérőinek számítása QágF Dszüks Dalk Ág [l/s] [m] [mm] K-3 1,82 0,0393 40 B-3 3,36 0,0534 50 C-1 2,88 0,0494 40 N-3 5,76 0,0699 65 D-2 8,21 0,0835 80 2-3 12,69 0,1038 100 7. táblázat - A regionális szennyvízelvezető rendszer átemelőinek maximális napi szennyvízhozama (Qáesz,max), kapacitása (QáeF) és térfogata (V) Qáesz, max QáeF Átemelő [m3/d] [l/s] V [m3] K 40,96 1,82 0,164 B 75,60 3,36 0,302 C 64,80 2,88 0,259 1. 129,60 5,76 0,518 D 184,80 8,21 0,739 2. 285,60 12,69 1,142 3. 2154,16 95,74 8,617 A számítás menete megegyezik a teljes rendszer esetén alkalmazott módszerrel (2. és 3. táblázat). 2. változat (9 órás tartózkodási idő)
K
G
L
F
E
D
7 6
B
N
1
3
5
H
4
I C
2
M
A
J
Természet közeli szennyvíztisztító telep 7. ábra – 9 órás tartózkodási idejű rendszer kialakítása és a természet közeli szennyvíztisztító teleppel rendelkező települések
8. táblázat - A regionális szennyvízelvezető rendszer vezetékátmérőinek számítása QágF Dszüks Dalk Ág [l/s] [m] [mm] K-7 1,82 0,0393 40 B-7 3,36 0,0534 50 C-1 2,88 0,0494 40 1-7 5,76 0,0699 65 I-4 2,88 0,0494 40 4-5 13,83 0,1084 100 M-2 3,36 0,0534 50 2-3 31,09 0,1625 150 3-5 42,04 0,1889 150 5-6 64,09 0,2332 200 6-7 68,57 0,2413 200 9. táblázat - A regionális szennyvízelvezető rendszer átemelőinek maximális napi szennyvízhozama (Qáesz,max), kapacitása (QáeF) és térfogata (V) Qáesz,max QáeF Átemelő 3 [m /d] [l/s] V [m3] K 40,96 1,82 0,164 B 75,60 3,36 0,302 C 64,80 2,88 0,259 1. 129,60 5,76 0,518 I 64,80 2,88 0,259 4. 311,20 13,83 1,245 M 75,60 3,36 0,302 2. 699,60 31,09 2,798 3. 946,00 42,04 3,784 5. 1442,00 64,09 5,768 6. 1542,80 68,57 6,171 7. 3411,36 151,62 13,645 A számítás menete megegyezik a teljes rendszer esetén alkalmazott módszerrel (2. és 3. táblázat).
6. gyakorlat Költségek számítása Ahhoz, hogy a két változat összehasonlítható legyen gazdaságilag, mind a 14 települést figyelembe kell venni a beruházási és az üzemeltetési költségek számításánál is. A két változat a következőképpen alakult: 1. 7 település csatlakozik a regionális szennyvízelvezető hálózathoz és 7 településen létesül természetközeli szennyvíztisztító telep. 2. 12 település csatlakozik a regionális szennyvízelvezető hálózathoz és 2 településen létesül természetközeli szennyvíztisztító telep. A fajlagos költségeket a honlapra feltöltött „KVVM tájékoztató a fajlagos beruházási költségekről” nevű link alatt található. Beruházási költségek
f Kv Ft vezeték fajlagos költsége fm Az alap fajlagos költség tartalmazza a burkolatbontás, földkiemelés, visszatöltés, szállítás, dúcolás, ágyazatkészítés, vezetéképítés, víztartási és nyomáspróba költségeit 2,3 m mélységig, III. osztályú talajban. A hálózatot teljes hosszon nyomás alatti hálózatnak feltételezzük, így a fajlagos költségekhez feltöltött segédlet 2.2 pontja alatt található fajlagos költségeket kell figyelembe venni.
Vezetékek
BK v L( D) f Kv ( D) , ahol L – adott átmérőjű csatornaszakasz hossza Átemelő
f Ká Ft 3 m d
BK á
Q
d F
Q
QFd
f Ká , ahol sz , max
-
egy
adott
ponton
áthaladó
napi
maximális
település
szennyvízmennyiség. A végátemelő (a szennyvíztisztító telep előtti, a rendszer utolsó, átemelője) beruházási költségét is ki kell számolni. Szennyvíztisztító telep
m
f Kszv.t Ft
3
A feladatlapon megadott szennyvíztisztító telep ki van építve így csak bővítési költséggel kell számolni. 1. változatban (6h): Bővíteni kell a regionális hálózatra csatlakozott települések szennyvízmennyiségének megfelelően.
szv.t , 2 megl. QszSZVT , ahol BK 2SZVT lépcsőé , max QSZT f K települések település QszSZVT , max Qsz , max 1,1 , tehát a regionális hálózatra településeinek maximális napi szennyvízmennyiségének 10%-kal növelt értéke. megl QSZT Qsztelepülés , max 1,1 , a szennyvíztisztító telep mellett lévő település maximális napi szennyvízmennyiségének 10%-kal növelt értéke, ami a meglévő szennyvíztisztító telep kapacitása. f Kszv.t , 2 - kétlépcsős szennyvíztisztító telep létesítésének költsége 2. változatban (9h): Bővíteni kell a meglévő szennyvíztisztító telep kapacitását és ki kell építeni a 3 lépcsős szennyvíztisztítási technológiát. Meg kellene vizsgálni, hogy szükség vane új műtárgyak építésére, de jelen feladatban ezt nem tudjuk megtenni, így azzal a feltételezéssel élünk, hogy új műtárgyakat kell létesíteni. Tehát a második változatban számolni kell: 1. A kapacitásbővítés költségével, amit növelni kell a harmadik lépcső kiépítésénél alkalmazandó szorzóval. 2. A meglévő telepet korszerűsíteni kell. Itt csak egy technológiai folyamat kerül bevezetésre (vegyszeradagolás), ami a meglévő telep kapacitásának kiépítési költségének ötödébe kerül. szv.t , 2 szv.t ,3 megl megl QszSZVT BK 3SZVT fK QSZT f Kszv.t .,2 f Ktechn.kor. , ahol lépcsőé , max QSZT f K települések SZVT település Qsz,max Qsz,max 1,1 , tehát egy település maximális napi szennyvízmennyiségének 10%-kal növelt értéke. Tulajdonképpen a szennyvíztisztító telep kapacitása. megl QSZT Qsztelepülés , max 1,1 , a szennyvíztisztító telep mellett lévő település maximális napi szennyvízmennyiségének 10%-kal növelt értéke, ami a meglévő szennyvíztisztító telep kapacitása. f Kszv.t , 2 - kétlépcsős szennyvíztisztító telep létesítésének költsége szv.t , 3 fK - alkalmazandó szorzó a harmadik lépcső kiépítésénél, ami 1,2. techn.kor. fK - alkalmazandó szorzó a telep hidraulikai kapacitásbővítésével nem járó technológiai korszerűsítés, hatásfoknövelés esetén, ami 0,2. A valós helyzetben, általában, egy szennyvíztisztító telepen a technológiai folyamatokat egymástól elkülönülő blokkok sorozatában végzik. Költségcsökkentés miatt a vegyszeradagolást elegendő lenne csak arra a szennyvízmennyiségre kiépíteni, aminek a tartózkodási ideje több mint 6 óra. Ehhez vizsgálni kéne, hogy a meglévő és kiépítésre kerülő medencékben elosztható-e úgy a beérkező szennyvízmennyiség, hogy bizonyos medencék fogadják a 6 óránál nagyobb tartózkodási idejű szennyvizeket, mert akkor csak erre a kapacitásra/medencére kell kiépíteni a vegyszeradagolást.
m
f KTK Ft
Természetközeli szennyvíztisztító telep
3
BK TK QszTK,max f KTK , ahol QszTK,max Qsztelepülés tehát a település maximális , max 1,1 , szennyvízmennyiségének 10 %-kal növelt értéke. f Kszv.t TK , tehát a szennyvíztisztító telep építési költségének a fele. fK 2
napi
Beruházási költség változatonként: BK BK v BK á BK SZVT BK TK Üzemeltetési költség Amortizációs költség A regionális szennyvízelvezető hálózat és a természetközeli szennyvíztisztító telepek amortizációs költségét eltérően számítjuk. A regionális rendszernél a berendezések gyorsabban elhasználódnak, így ebben az esetben a beruházási költség (vezetékek, szennyvíztisztító bővítése, átemelők) 6%-a lesz az amortizációs költség. AM Re g BK v BK á BK SZVT 0,06
A természetközeli telepeknél nem olyan gyors az elhasználódás, így itt az amortizációs költség a beruházási költség 3 %-a. AM TK BK TK 0,03 Változatonként az amortizációs költség: Karbantartási költség Az amortizációs költség 15%-a:
AM AM Re g AM TK
K AM 0,15
Természetközeli szennyvíztisztító telep üzemeltetési költsége A telepek üzemeltetési költségei az éves kezelt szennyvízmennyiségből számítandók: település Ft 3 , ahol TKÜ település 90 Qsztelepülés 90 Qsztelepülés , max 185 Qsz , átl , min 100 m település Qsz,max Qsztelepülés , m3/d, település napi átlagos szennyvízmennyisége , átl
Q Q 0,08 , szennyvízmennyisége település sz, min
TKÜ
TKÜ település
település sz , átl
település
m3/d,
település
minimális
napi
Energiaköltség 2 féle üzem fordul elő. Az egyik, amikor magasabbra, a másik, amikor alacsonyabbra kell nyomni a szennyvizet.
Δhg - Δhg
geodetikus magasságkülönbség 8. ábra – Geodetikus magasságok értelmezése a hálózati nyomómagasság számításához Egy átemelő szükséges nyomómagasságát a geodetikus magasságkülönbség és a vezeték hosszon fellépő nyomásveszteség (hv) összegéből számítjuk: H hv hg , ahol hv hv, fajl L - nyomásveszteség a vezetékszakaszon hv,fajl - A fajlagos nyomásveszteséget minden esetben 30 ‰ – nek kell felvenni L - a vezetékszakasz hossza km-ben. Hmin = 10 m. Tehát abban az esetben, ha a H < 10 m jön ki, akkor a H értékét 10 mben kell meghatározni. Erre azért van szükség, mert az átemelőnél mindenképpen meg kell emelni a szennyvizet, hogy azt a vezetékbe juttassuk, még akkor is, ha gravitációs úton elvezethető lenne a következő átemelőig, és ezt a szükséges emelőmagasságot 10 m-ben határoztuk meg.
A végátemelőnek is ki kell számolni az energiaköltségét, melyet úgy kell megtenni, hogy a szükséges nyomómagasságot (H) 10m-nek választjuk, és nem számolunk vezetékbeli nyomásveszteséggel. A számítás során a H értékének kijöhet akár néhány száz méter is. Ettől nem kell megijedni. Ez akkor adódik, ha hosszú a vezetékszakasz a két átemelő között. Ebben az esetben majd köztes átemelőkre lesz szükség, de összességében akkor is azt a néhány 100 m-t kell legyőzni, emiatt nem kell meghatározni, hogy mennyi köztes átemelőre van szükség és ezek hol helyezkednek el. Az átemelők hatásfokának számítása úgy történik, mint az ivóvíz ellátó rendszernél: QFág H kW , ahol Pmax 102 QFág – az adott átemelő kapacitása l/s-ban H – szükséges nyomómagasság m-ben η – átemelő hatásfoka, ami jelen esetben 0,6
Az ivóvíz ellátó hálózathoz hasonlóan, itt is 3 üzemtípusra kell osztani az évet, és meghatározni, hogy ezekben az időszakokban mennyit üzemel az átemelő. Qszáe,max t max 24 [h], ahol QFáe Qáesz,max – az átemelendő napi maximális szennyvízmennyiség m3/d-ban. 3 3600 24 QáeF – az átemelő kapacitása m3/d-ba átváltva: QFáe l , ahol QFáe m s d 1000 t t átl max , ahol β a település vagy települések évszakos egyenlőtlenségi
tényezője/tényezőjének átlaga. t min t átl 0,08 Az üzemidők meghatározása után számítható a szükséges energia mennyisége, majd a költsége.
En 90 En max 185 En átl 90 En min ... Ft
kW
, ahol
En max Pmax t max
En átl Pmax t átl En min Pmax t min Vegyszerköltség Vegyszerköltség csak a 2. változatban lép fel. Ebben az állapotban a végátemelő energiaköltségével egyezik meg a vegyszerköltség. vég .áe vég .áe vég .áe ... Ft kW V 90 En max 185 En átl 90 En min Üzemeltetési költség változatonként: ÜK 1.vált. AM K TKÜ En ÜK 2.vált. AM K TKÜ En V Utolsó lépésként össze kell hasonlítani a két változat költségeit, és javasolni kell az olcsóbb megvalósítását: BK 1.vált DFACS (i, n) * ÜK 1.vált BK 2.vált DFACS (i, n) *ÜK 2.vált.
A képlet alkalmazásának mellőzésével a táblázatból megkeresendő a DFAC értéke:
A fajlagos költségek kiszámítása képet ad arról, hogy egy természetközeli szennyvíztisztító telep, vagy a regionális hálózat üzemeltetése az olcsóbb. A számítás a következőképpen történik: ÜK FÜ Qsz,év , ahol 1. változatban a figyelembe veendő üzemeltetési költség: ÜK AM Re g AM Re g 0,15 En 2. változatban a figyelembe veendő üzemeltetési költség: ÜK AM Re g AM Re g 0,15 En V Qsz,év – a regionális rendszer éves szennyvízmennyisége, m3/év Qsz,év 90 QszSZVT , max 185 Qsz, átl 90 Qsz, min , ahol Qsz,átl Qsz,min
QszSZVT , max
átlagos Qsz,átl 0,08
A következő táblázat a segédletben levezetett 2 regionális szennyvízelvezető rendszer beruházási és üzemeltetési költségeit tartalmazza millió Ft-ban. 10. táblázat – A regionális szennyvízelvezető hálózat két változatának költség összehasonlítása Költségek [M Ft] 1. változat 2. változat szennyvíztisztító 208,845 770,723 vezeték 303,883 692,013 átemelő 88,678 238,471 természet közeli 212,285 39,010 beruházási 813,690 1740,216 amortizáció
362,123
880,660
karbantartás term. közeli üzem átemelő energia vegyszer üzemeltetési össz költség
54,318 273,517 62,779 0,000 752,738
132,099 25,253 438,906 17,697 1476,918
1566,428
3217,134
A fajlagos költségek a következőképpen alakulnak: 1. változatban: 92,9 Ft/m3 2. változatban: 203,9 Ft/m3 Összehasonlítva a 100 Ft/m3-es természetközeli szennyvíztisztító telep üzemeltetési költségéhez, látszik, hogy az első változatban olcsóbb a regionális rendszer üzemeltetése, a másodikban viszont már nem. A táblázatokból látszik, hogy az 1. változat, tehát a 6 órás rendszer kiépítése kb. fele annyiba kerül, mint a 9 órás rendszeré, így ennek megvalósítására kell javaslatot tenni. Az előadáson elhangzott, hogy a regionális rendszer kiépítésére sokszor azért kerül sor, mert a 2000 lakosegyenértéknél kisebb települések csak így kaphatnak támogatást a szennyvízelvezető rendszerük kiépítéséhez és a szennyvíz tisztításához. Illetve az is elhangzott, amit a feladat alá is támaszt, hogy fajlagosan drágább üzemeltetni a rendszert, amivel sokszor nem számolnak a tervezéskor. Egy regionális rendszer méretét befolyásolhatja még, az, ha távolabbi településeken az egyedi szennyvízelhelyezés a terület érzékenysége miatt nem lehetséges, így a regionális rendszerre való csatlakozása, a nagyobb beruházási és ebből adódóan az üzemeltetési költség ellenére szükséges.
