IDEJNI PROJEKT IN VGRADNJA NOVEGA MERILNIKA PRETOKA ...

1 P. RODI - 135 - AKTUALNI PROJEKTI S PODRO JAUPRAVLJANJA Z VODAMI IN UREJENJE VODA MI I EV VODARSKI DAN 2006 Primo RODI * IDEJNI PROJEKT IN VGRADNJA NOVEGA MERILNIKA PRETOKA ODPADNE VODE NA IZTOKU IZ C N DOM ALE UVOD Centralna istilna naprava Dom ale (C N Dom ale) je z nazivno velikostjo 200000 PE druga najve ja istilna naprava v dr avi (za Ljubljano in pred Mariborom). Na istilni napravi se izvaja i enje odpadne vode iz ob in Kamnik, Dom ale, Trzin in Menge . Po kon anem procesu i enja se voda odvaja v Kamni ko Bistrico. V okviru monitoringa, ki ga dolo a Pravilnik o prvih meritvah in obratovalnem monitoringu odpadnih vod ter o pogojih za njegovo izvajanje ( RS, 35/96, 29/00, 106/01), se pred iztokom izvaja med drugim tudi stalna meritev PRETOKA .

2 Staro merilno korito vrste Khafagi-Venturi je bilo v letu 2006 zaradi dotrajanosti, deformacije in vpra ljive verodostojnosti meritev zamenjano s klasi nim koritom vrste Venturi. V tem prispevku so predstavljeni kriteriji, ki so narekovali izbiro NOVEGA MERILNIKA , IDEJNI na rt, VGRADNJA in kon na dolo itev preto ne ena be in merilne negotovosti meritev. Celotno ureditev merilnega mesta od idejnega na rta do vgradnje (razen izvedbe korita) je izvedel In titut za hidravli ne raziskave iz Ljubljane. STARI MERILNIK PRETOKA KHAFAGI-VENTURI Merilno mesto za merjenje PRETOKA se nahaja na koncu ravnega pravokotnega kanala irine m, vi ine m, dol ine 13 m in naklona , tik pred vertikalnim ja kom. Staro merilno korito vrste Khafagi-Venturi je imelo nominalni premer zo itve 52 cm.

3 Koljka korita je bila izdelana iz umetne mase, vgrajena v kanal in zalita z betonom (slika 1). Slika 1: Staro merilno korita vrste Khafagi-Venturi (pogled gorvodno). Lokacija opisanega merilnega mesta je zelo ugodna, saj raven in ustrezno dolg dovodni kanal enakomernega preseka zagotavlja enakomeren hitrostni profil pred koritom, ja ek za koritom pa zagotavlja modularnost vodnega toka, kar pomeni, da korito nikoli ne more biti potopljeno z dolvodne strani oz. je vedno zagotovljen kriti ni tok v zo itvi. Prehod iz mirnega v dero i tok preko kriti nega toka je namre pogoj, da se pretok lahko (posredno) meri samo z merjenjem enega parametra, globine vode pred koritom. Zaradi tega spadajo korita s kriti no globino in ravnim dnom (Venturi, Khafagi-Venturi, Palmer-Bowlus.)

4 Za zelo primerna prav za merjenje PRETOKA odpadne vode, saj po eni strani princip merjenja temelji na hidravli nem fenomenu, to nost merjenja je razmeroma velika * Primo RODI dipl. ing. gradb., In titut za hidravli ne raziskave, Hajdrihova 28, Ljubljana P. RODI - 136 - AKTUALNI PROJEKTI S PODRO JAUPRAVLJANJA Z VODAMI IN UREJENJE VODA MI I EV VODARSKI DAN 2006 (najmanj 5%, gl. ISO 8363), korita omogo ajo nemoten prehod usedlin, ustrezno vgrajena korita iz trdnega materiala pa so varna pred deformacijami in po kodbami. Korito vrste Khafagi-Venturi je izpeljanka klasi nega korita Venturi pravokotnega prereza. Zasnoval ga je Anwar Khafagi l. 1942. Korito spada med kratka korita oz. korita s kratko zo itvijo.

5 Za razli ne obsege meritev pretokov se uporabljajo korita razli nih velikosti, ki so si med seboj geometrijsko podobna. Razmerje med irino zo itve in irino dovodnega kanala je pri vseh koritih konstantno, be/B0 = Na sliki 2 je prikazan primer korita Khafagi-Venturi za kanal irine B0 = 30 cm in zo itev irine be = 12 cm. Slika 2: Primer korita vrste Khafagi-Venturi (B0 = 30cm) Pomembna razlika med klasi nim koritom Venturi in koritom Khafagi-Venturi je v tem, da je pri prvem zo itev konstantnega prereza in se kriti ni tok vedno pojavi v zo itvi, pri drugem pa se irina korita vzdol korita spreminja in je najmaj a le v enem prerezu, tako da pri dolo enem pretoku ni mo no vnaprej vedeti irine prereza, v katerem se pojavi kriti ni tok.

6 Za klasi na korita Venturi je tako mo no teoreti no dolo iti preto no ena bo (za prakti no uporabo je vpeljana uporaba koeficientov). Preto na ena ba za korita Khafagi-Venturi pa je dolo ena eksperimentalno, in sicer: 2/52 + = kjer je: Q .. pretok [l/s] irina korita v najo jem delu [cm] h .. globina vode v dovodnem kanalu [cm]. V primeru starega korita Khafagi-Venturi na C N Dom ale je bilo v zadnjem asu opa eno odstopanje plasti ne obloge, zaradi esar ga je upravljalec utrdil z dvema razporama. V tem asu je bilo korito ve krat premerjeno. Zadnja meritev je pokazala, da je najmanj a irina korita pri vrhu korita be enaka 52 cm, medtem ko je irina zo itve pri dnu korita enaka cm. Ugotovljeno je bilo tudi, da kljub temu, da kontura korita ustreza konturi korita tipa Khafagi-Venturi, razmerje irine zo itve be in irine dovodnega kanala B0 ni enako , temve zaradi o jega dovodnega kanala irina dovodnega kanala bi namre morala biti 130 cm, kar sicer ustreza tipskim koritom, ki so na voljo na tr i u.

7 Opisane nepravilnosti so najbr posledica nepravilne vgradnje (pritisk zalitega betona za steno korita je verjetno pretrgal stik stene korita z dnom korita in v spodnjem delu deformiral korito) ter neupo tevanja oz. neznanja delovanja tovrstnega MERILNIKA PRETOKA . Pri vgradnji je bilo korito na gorvodnem delu verjetno odrezano in prilagojeno irini dovodnega kanala. Zaradi opisanih sprememb in nepravilnosti je bil dejanski pretok za 3% (pri manj ih pretokih) do 5% (pri ve jih pretokih) manj i od PRETOKA , dolo enega po osnovni ena bi za korito. Za asno je bila preto na ena ba in merilna negotovost meritve sicer temu prilagojena. Trajnej a re itev bi lahko bila sanacija obstoje ega korita (utrditev sten korita), pri emer pa bi bila edina spejemljiva metoda za dolo itev nove preto ne ena be eksperimentalna metoda z vzporednim merjenjem PRETOKA .

8 Ta mo nost je bila v konkretnem primeru prakti no neizvedljiva med drugim tudi zato, ker bi bilo na istilni napravi zelo te ko e e ne nemogo e zagotoviti stalni pretok, kar je pogoj za tovrstno meritev. P. RODI - 137 - AKTUALNI PROJEKTI S PODRO JAUPRAVLJANJA Z VODAMI IN UREJENJE VODA MI I EV VODARSKI DAN 2006 IDEJNI PROJEKT NOVEGA MERILNIKA PRETOKA Upravljalec istilne naprave se je odlo il, da se merilno mesto trajno sanira, pri emer ni izklju eval ene izmed alternativnih mo nosti izvajanja meritev (ultrazvo ni merilnik PRETOKA ). Pri izbiri ustrezne re itve je bilo potrebno upo tevati naslednje naro nikove zahteve: minimalni in maksimalni pretok je 80 l/s oz. 450 l/s, maksimalna zajezba gorvodno je 60 cm, dovodni kanal in iztok v vertikalni ja ek naj po mo nosti ostaneta nespremenjena, za eljen je minimalni gradbeni poseg ter hitra ( najve v 8 urah) ureditev NOVEGA MERILNIKA PRETOKA V tabeli 1 so predstavljene razli ne variante ureditev NOVEGA MERILNIKA PRETOKA ter ocena primernosti glede na izbrane kriterije, pri emer so v oceni upo tevani tudi robni pogoji za konkretno merilno mesto.

9 Varianta primernost za izvajanje stalnih meritev PRETOKA odpadne vode primernost glede na eljeni obseg meritev merilna negotovostmeritev primernost glede ob utlji-vosti na po kodbe primernost glede na zahtevnost izdelave MERILNIKA po meri primernost glede na enostav-nost vgradnje primernost glede na hitrost vgradnje primernost glede sprotne kontrole meritev ultrazvo ni merilnik PRETOKA primerno (potrebno ob asno i enje usedlin) zelo primerno <10% (ISO TS/15769) primerno - zelo primerno zelo primerno manj primerno (ni mo no kontrolirati hitrosti vodnega toka) standardno korito Khafagi-Venturi (B0=130cm) zelo primerno zelo primerno <2% (Endress- Hauser) zelo primerno - manj primerno (prilagoditev dovodnega kanala) manj primerno (ureditev dovodnega kanala) zelo primerno korito Khafagi-Venturi po meri zelo primerno manj primerno (Qmax= 401 l/s) <5% (ISO 8363) zelo primerno manj primerno (natan na izvedba krivin) primerno primerno zelo primerno pravokotno korito Venturi po meri zelo primerno zelo primerno <5% (ISO 8363) zelo primerno primerno primerno primerno zelo primerno trapezno korito Venturi po meri zelo primerno zelo primerno <5% (ISO 8363) zelo primerno manj primerno primerno primerno zelo primerno preliv (trikotni, trapezni, pravokotni) manj primerno (potrebno redno i enje usedlin) zelo primerno <1% (ISO 8363) primerno (mo na po kodba no a) zelo primerno zelo primerno primerno zelo primerno Tabela 1.

10 Kriteriji in ovrednotenje primernosti razli nih variant NOVEGA MERILNIKA PRETOKA na iztoku iz C N Dom ale. Glede na ocene v zgornji tabeli in v dogovoru z naro nikom je bila kot najprimernej a mo nost izbrana varianta NOVEGA pravokotnega korita vrste Venturi, prilagojenega obstoje im robnim pogojom. Te vrste merilnik je e sam po sebi zelo primeren za merjenje odpadnih voda, hkrati pa je razmeroma enostaven za izdelavo in vgradnjo. Zaradi dolvodnih robnih pogojev oz. iztekanja v vertikalni ja ek dolga raz iritev korita ni bila potrebna, tako da dol ina NOVEGA korita ne presega dol ine starega korita. P. RODI - 138 - AKTUALNI PROJEKTI S PODRO JAUPRAVLJANJA Z VODAMI IN UREJENJE VODA MI I EV VODARSKI DAN 2006 IDEJNI PROJEKT NOVEGA MERILNIKA PRETOKA je bil izdelan na podlagi standarda ISO 4359, Liquid flow measurement in open channels rectangular, trapezoidal and U-shaped flumes.