Ugrás a tartalomhoz

Kommunális gépek II.

Dr. Szabó József (2011)

Szent István Egyetem

9. fejezet - Csatornatisztítás, javítás

9. fejezet - Csatornatisztítás, javítás

Bevezető

Amint a 8. tanulási egységben is olvashatta, a csatornatisztítás a komplex fenntartási tevékenység alapvető eleme. A keletkező szenny- és csapadékvíz zavartalan elvezetése csatornatisztítás és kisebb javítási munkák folyamatos elvégzése nélkül elképzelhetetlen.

A csatornatisztítás célja az eliszapolódás, a szennyvízrothadás megakadályozása. Ez biztosíthatja a dugulásmentes, állandó vízszállítási képességet, a biogáz megjelenésének megakadályozását.

Az eliszapolódás megakadályozásához 0,6 m/s optimális vízsebesség és 3-5 cm úsztatási magasság szükséges.

A kisebb hibák javításával megelőzhetők a nagyobb hibák, jelentős költséget igénylő javítások megelőzése, a csatorna élettartamának növelése.

Reményeink szerint a tanulási egység végére érve rendszerezetten számot tud adni a csatornatisztítás eszközeiről, műveleteiről, technológiájáról. Ismertetni tudja a kisebb javításokhoz alkalmazható anyagokat, eljárásokat.

9.1. Csatornatisztítás

A csatornafenéken megállapodott iszap megmozgatásához nagyobb energia (sebesebb áramlás) szükséges, mint a mozgásban lévő anyag haladásának fenntartásához. A csatorna tiszta marad, ha a lejtése a kívánt vízsebességet, valamint az iszap úsztatásához szükséges vízmennyiség biztosítva van. A csatorna vonalvezetésének határt szabnak a terepviszonyok, a lejtés nem fokozható tetszés szerint. A nagy lejtésű csatornákban a gyorsan, nagy energiával mozgó szilárd részecskék erős koptató hatást fejtenek ki, ami a csatorna élettartamát rövidíti.

Az eliszapolódás elkerüléséhez szükséges vízsebességet öntisztító vízsebességnek nevezzük. Az iszapréteg vastagságának növekedésével a lerakódás sebessége, azaz az iszapréteg vastagodása rohamosan nő. Ezért van szükség a rendszeres tisztításra.

A vízsebességek alakulását érzékelteti a következő ábra kétféle keresztmetszetű csatorna esetében.

A csatornatisztítás az átmérő, a falazat minősége, a vonalvezetés függvényében különböző módszerekkel, technológiákkal végezhető:

  • kézi erővel, kézszerszámokkal;

  • kézi, vagy gépi csörlővel vontatott tisztítóelemekkel;

  • öblítéssel, duzzasztott szennyvízzel;

  • nagynyomású vízsugárral;

  • a felsoroltak kombinálásával.

Csatornatisztítás kézi erővel

A kézi erővel végzett kezdetleges csatornatisztítás teljesen nem küszöbölhető ki a mai korszerű technológiák alkalmazásakor sem. Régi, nagy belméretű (mászható gyűjtő, főgyűjtőcsatornák, tisztító- és víznyelő aknák), változó belméretű, görbe vonalvezetésű, omladékony burkolatú csatornáknál sokszor kényszerből még szükség van a kézi tisztításra.

Ilyenkor fokozottan figyelembe kell venni a munkavédelmi előírásokat (csatorna levegő vizsgálat, szellőztetés, biztonsági és egészségvédelmi felszerelés biztosítása).

Csörlős tisztítási eljárás alkalmazása már a legkisebb csatornaátmérőtől lehetséges. Lényege, hogy két tisztítóakna közötti csatornaszakaszon egy, vagy két (kézi- vagy gépi meghajtású) csörlő segítségével átvonszolják a tisztítószerszámot. A csörlős tisztítást ritkábban alkalmazzák, mint az öblítéses eljárást, bár bizonyos esetekben – például a gyökérbenövésekkel rongálódott csatornák esetében – ez az eljárás a hatékonyabb, kevésbé terheli a tisztítótelepet.

A csörlős technológiában alkalmazott tisztítószerszámok

  • iszap eltávolítók (iszaplazító, iszaptörő, kaparó),

  • gyökérvágók.

Az egyes szerszámok tisztítási munkája a kivitelük alapján felismerhető. Átmérőjük, méretük a tisztítandó csatorna méretének megfelelő. A legtöbb tisztítószerszámot egy irányba vonszolják a tisztítóhatás elérése érdekében. Ettől eltérően az úgynevezett öblítőcső működése, amely szakaszos, előre-hátra mozgással tisztít. Az öblítőcső nemcsak mechanikus, hanem bizonyos mértékig hidraulikus hatással tisztítja a csatornát. Szakaszos mozgatással érik el a tisztítóhatást. A tisztítás irányába vonszolják a csörlő segítségével egy szakaszon. Ilyenkor a szerszám mögött felgyülemlik a szennyvíz. Ekkor rövid ideig visszahúzzák a szerszámot, amikor megnyílik az átömlő csatorna és lemossa a fellazított iszapot. Ezt követően ismét a tisztítás irányába mozdítják szerszámot.

Önműködő mechanikai tisztítást végeznek a különböző kialakítású, az áramló víz által mozgatott dugók, „lövedékek”. A tisztítóaknában, vagy a csatorna megfelelő helyén a csatornába helyezett dugót végig tolja a csatornában az áramló víz, ezáltal fellazítja az iszapot és egyéb szennyeződéseket a csatorna faláról. Mivel nem szorosan illeszkedik a csatornában, a mellette áramló víz segíti a fellazított üledék eltávolítását.

Kisebb átmérőjű csatornák dugulása mechanikus eszközökkel is megszüntethető, illetve kisebb szakaszokon tisztítható. 0,5-1,5 kW-os elektromotorral hajtott forgó mozgást végző spirál végén elhelyezkedő szerszámok segítségével töri át a dugulást okozó anyagot, illetve szünteti meg a lerakódásokat.

A csatornaszakaszból eltávolított iszap (és a lövedék) a tisztítóaknán keresztül emelhető ki vagy kézi erővel, vagy szippantással.

Csatornatisztítás öblítéssel

Ma már előszeretettel alkalmazzák a hidraulikus eljárásokat a kisebb élőmunka szükséglete és az egyszerűbb technológiai kivitelezése miatt. A csatornatisztítás történhet:

  • mesterségesen duzzasztott szennyvízzel, vagy

  • nagynyomású tiszta vízzel.

A módszer alkalmazhatóságának több feltétele van:

  • ellenlejtés nélküli, helyesen megépített csatorna,

  • 2 méteren, vagy mélyebben lévő csatorna;

  • a leülepedett iszap nem túl kemény, vagy már fellazított;

  • a duzzasztott víz nem okoz árvizet az ingatlanokban;

  • a szennyvíztisztító, vagy befogadó a többlet mosóvízzel terhelhető.

Ez az eljárás elsősorban csak a lerakódott iszap eltávolítására alkalmas, a benőtt gyökerek eltávolítására nem.

Öblítés duzzasztott szennyvízzel

A visszaduzzasztott szennyvízzel történő csatornaöblítés bővizű csatornáknál akkor végezhető, ha a következő feltételek tisztázásra, vagy biztosításra kerültek:

  • min. 2 m3 víz szükséges a hatásos öblítéshez (a tisztítandó csatornaszakasz mögött a megadott vízmennyiség biztosítható – elöntés nélkül),

  • max. 100 m csatornahosszig hatásos,

  • csak laza vagy lazított iszap esetén hatékony,

  • a csatorna elzárás hirtelen nyitható,

  • a terepviszonyoktól és csatornajellemzőktől függően kb. 6 hetenként célszerű öblíteni.

A visszaduzzasztás úgy hozható létre, hogy a csatornaszakaszt megfelelő méretű és kialakítású záró elemmel elzárják.

Régebbi tisztítóaknáknál alkalmazott megoldást mutat a kép. A kúpos kialakítású fából, gumiból készült elzáró csappantyú zárása után az aknában 2 méter vízoszlop elérése után megnyitják az elzáró felületet, és a kb. 2 m3 víz hírtelen áramlása tisztítja a csatornát. Ez a módszer a tisztítótelepre többlet terhelést nem jelent.

A záróelemek hengeres vagy különböző alakú csatornákhoz készülnek. A csatornába behelyezett párnákat sűrített levegővel felfújva biztosítható a zárás.

Csatornatisztítás nagynyomású vízzel

A nagynyomású vízzel történő tisztítás a tisztító hatást a szállított folyadék áramlásával, valamint a megfelelően kialakított sugárcsövekből kiáramló víz mechanikai hatásával (reakció erő) éri el. A viszonylag egyszerűen kivitelezhető technológia elősegítette a csatornatisztítási módszer elterjedését és gyakori használatát. Csak ott alkalmazható, ahol a vízsugár a csatorna fal állagában, szerkezetében kárt nem okoz.

Előnye:

  • megfelelő kialakítás (méret) esetén bármely csőátmérőnél alkalmazható,

  • a mérgező anyagot tartalmazó, veszélyes összetételű levegőjű csatornákban emberi erő nélkül végezhető a tisztítás,

  • csatornajavítás előtt tiszta felületet eredményez,

  • a csatorna levegője is kicserélődik a mosás hatására

Hátránya:

  • tiszta vizet igényel (amely egyre nagyobb költséget és környezeti problémát jelent),

  • többlet terhelést jelent a szennyvíztisztító telep számára.

A nagynyomású víz kétféle úton biztosítható:

  • vezetékes vízhálózatból,

  • tartálykocsiból.

Csatornatisztítás vezetékes vízhálózatról

Vezetékes vízhálózatról történő tisztítás akkor végezhető, ha a csatorna tisztító nyílása, tisztítóakna a vízcsatlakozási hely közelében megtalálható. Általában kisebb átmérőjű csatornáknál alkalmazzák, mivel a kiépített vezetékhálózat nyomás és vízszállítási képessége korlátozott.

A tisztítási művelethez megfelelő hosszúságú tömőre és a rászerelt sugárcsőre van szükség.

Nagynyomású tartályos tisztítás

Az öblítéses eljárásnál hatékonyabb tisztítást tesz lehetővé a nagy nyomású vízzel történő munkavégzés. Ehhez megfelelő nyomású (50-1200 bar), és mennyiségű (10-300 liter/perc) vízre van szükség, amelyet általában dugattyús szivattyúval biztosítanak.

Az 1960-as évek elején kezdtek megjelenni a magyar gyakorlatban az osztrák gyártmányú magasnyomású (70 bar) csatornatisztító berendezések.

A hálózat tehermentesítése és a vízvételi hely korlátozott elérhetőségének kiküszöbölése érdekében a tisztításhoz szükséges vízmennyiséget speciális tartályos gépjárművel biztosítják. Ma a kisebb csatornatisztítási műveletek elvégzésére néhány száz liter mosóvizet szállító nagynyomású (160-200 bar, 85-130 liter/perc) járműveket alkalmaznak.

A tartályos nagynyomású csatornatisztítás elterjedésének kezdeti időszakában a járművek a mosóvíz szállítására és a magasnyomás előállítására voltak alkalmasak. Külön jármű és felépítménye szolgált a szennyvíziszap visszaszívására.

A ma használatos csatornatisztító járművek egyidejűleg alkalmasak mosásra és szippantásra.

A gépjármű fontosabb részei:

  • megfelelő teherbírású, fordulékonyságú tehergépkocsi alváz,

  • vezetőfülke és közlekedésbiztonsági szerelvények,

  • osztott (vagy legalább két különálló) tartály (5-25 m3),

  • nyomás előállító szivattyú (vagy külön erőforrással, vagy a gépjármű motorjáról biztosított meghajtással),

  • 50-100 m felcsévélt mosótömlő, hidraulikus tömlődob meghajtással,

  • 10-30 m tömlővel mosópisztoly,

  • vákuumszivattyú a szennyvíz és iszap visszaszívásához,

  • megfelelő hosszúságú (toldható) szívócső,

  • kéziszerszámok (lapát, seprű, csákány stb.), terelőbóják és korlátok.

Néhány tartályos csatornatisztító jármű (önjáró, illetve félpótkocsi) szemlélhető meg a következő képeken.

A legkorszerűbb környezetkímélő kombinált célgépek nemcsak egyszerre képesek szennyvízcsatornát mosni és szippantani, hanem a kiszivattyúzott szennyvíziszap helyben történő víztelenítésével és a víz visszaforgatásával hatékonyabban is dolgoznak. A két tartályrész között elhelyezkedő szűrő segítségével ipari tisztaságú víz áll rendelkezésre a folyamatos tisztításhoz. A tisztított vizet az iszapos víztől elválasztott tartályba továbbítják. A szennyezett vizet tartalmazó tartály alján leülepszik a nehéz rész (iszap). A tartály ürítése a hátfal felnyitásával és billentésével történik, a környezetvédelmi szabályoknak megfelelő helyen (szennyvíziszap kezelő telepen).

Több műszaki megoldás közül kettő követhető az ábrákon.

A nagynyomású folyadék tisztító hatását a tömlő végére szerelt különböző kialakítású mosó-fúvókákkal éri el. A fúvókák mechanikai kialakítása biztosítja a különböző keménységű, tömörségű lerakódásokba való behatolást, a lazító, tisztító hatás elérését.

A képen kúpos és háromélű kialakítású fúvóka látható.

A nagynyomású folyadék egyrészt szolgál a fúvóka előtti lerakódások lazítására, másrészt a fúvóka (és a tömlő) előre haladásának biztosítására (reakcióerő). Ez a hátrafelé irányuló vízsugár szolgál a fellazított lerakódások csatornából történő kimosására is. Működését az ábra mutatja.

A fúvóka 100 bar-on 10-200 liter/perc vízmennyiséget képes kijuttatni (különböző kialakítással és cserélhető fúvókamérettel).

Az iszaptörő fúvókák 250 bar nyomással is dolgoznak.

Ezen kialakításokkal ∅16-400 mm átmérőjű csatornák tisztítása végezhető el.

Lazább lerakódások, kevésbé tömődött csatornák falainak rendszeres tisztításához használhatók a csak hátrafelé lövelő „mosógránátok”.

Hidraulikai paraméterei hasonlóak az előbb említettekhez.

Nagyobb átmérőjű csatornákban való alkalmazáshoz a fúvókákra szerelhető különböző nagyságú iszaptörő szárnyakkal érhető el a megfelelő tisztító hatás. Ezzel a megoldással 180-300 mm-re növeli a fúvóka átmérőjét.

A statikus fúvókák mellett kialakultak a forgó mozgású fúvókák, amelyek az előrehaladás mellett forgó mozgást biztosító palásttal vannak ellátva, melynek segítségével folyamatos körkörös tisztítást valósítanak meg. 250 bar nyomással már igen jó tisztítóhatást fejt ki. Működését iszaptörés és gyökérirtás közben a video animációk mutatják.

http://www.ehle-hd.com/_data/KRD.mpg

http://www.ehle-hd.com/_data/HRR.mpg

Nagy átmérőjű (300-2000 mm) csatornák tisztítására forgókerekes tisztítókocsikat alakítottak ki. A sugárirányú fúvókák biztosítják a csőfal tisztítását, a vázon elhelyezett (a képen kinagyított) fúvókákon kiáramló vízsugár az előrehaladást.

Kevésbé iszapos csatornafalak tisztítására kialakított mosókocsi látható a képen.

A tömörödött, keményebb lerakódásokat csak vízsugár segítségével már nem lehet eltávolítani. Ilyenkor kerülnek bevetésre a különféle kiképzésű marófejek. A szennyeződés fellazítását keményfém, vagy gyémánt betétes maróelemek végzik. A fellazított szennyeződés csatornából történő eltávolítását a magasnyomású mosóvíz biztosítja.

A marófejek többnyire 75-600 mm átmérőjűek. Némelyek a forgó mozgás mellett 600-3000 / perc frekvenciával ütéseket mérnek a lerakódott szennyeződére. Az ütőerő elérheti a 8 tonnát is.

A csatorna elágazásokba történő behatolást könnyíti meg a tisztító hatást kifejtő fúvóka elé helyezett kisebb méretű és csak hátrafelé lövellő előzék fúvóka. Működése a képen megfigyelhető.

Nagy átmérőjű csatornákban (járható méretű) a csatornabúvár mosópisztoly segítségével tisztítja a csatornában leülepedett iszapot és a csatornafalat. A mosópisztoly sugáralakja a kezelő által szabályozható, leggyakrabban 100 bar nyomással dolgozik.

A nagynyomású vízzel történő tisztítás történhet a csatorna lejtési irányában, vagy ellenkező irányban. A lejtési irányba történő tisztítás akkor végezhető, ha a csatorna kevésbé iszapos, kevésbé tömődött. Ilyenkor a csatornába vezetett víz képes a kevésbé leülepedett szennyeződést magával ragadni még a mosó fúvóka érkezése előtt.

Ebben az esetben a csatornaiszap kerülhet a tisztítótelepre, vagy a következő tisztítóaknán keresztül tartálykocsiba felszívásra. Ez a technológia két járművet igényel, egy mosóvizet szállító és nyomáselőállító tömlős járművet, illetve egy vákuumos felszívó tartálykocsit.

Amennyiben a lejtéssel ellentétes irányba történik a tisztítás, akkor a csatornaiszap a tisztítófúvóka bevettetési helyén jelenik meg, ahol a felszívás megtörténhet. Ilyenkor egyetlen kombinált jármű elegendő a tisztítási művelethez. A korszerű kombinált járművek még azzal az előnnyel is járnak, hogy kevesebb tiszta vizet kell magukkal vinniük, mert a visszaszívott iszapos vizet megszűrve újra fel tudja használni.

A csatornahálózati mosatásokból, a dugulások elhárítása során, valamint a tervszerű karbantartás alkalmával csatornatisztító célgépekkel távolított, összegyűjtött és beszállított csatornaiszapot a nagyfokú darabos szennyezettsége miatt nem lehet közvetlenül ráengedni a szennyvíztisztító telep tisztítási vonalára.

A durva, darabos szennyeződések, valamint a kisebb méretű, de a víznél lényegesen nagyobb sűrűségű szilárd részecskék elkülönített gyűjtésének célja a telepi csatornahálózat, a szivattyúk, valamint a biológiai szennyvíztisztítási technológia és az iszapkezelés berendezéseinek védelme. Cél továbbá a különböző típusú anyagok, így pl. a leválasztott homok, rácsszemét, stb. szerves anyag tartalmának csökkentése és víztelenítése.