5. Kanalizacja podciśnieniowa

System kanalizacji podciśnieniowej (próżniowej, vaccum) opisany w normie PN-EN [1091] przewidziany jest do transportowania ścieków bytowo-gospodarczych pochodzących z instalacji wewnętrznej w budynkach, doprowadzanych najczęściej grawitacyjnie do komory zbiorczej. W momencie, gdy objętość ścieków dopływających do komory zbiorczej osiągnie przewidywany poziom, otwiera się normalnie zamknięty zawór opróżniający i na zasadzie różnic ciśnienia w rurociągu podciśnieniowym a atmosferą panującą w komorze zbiornika, następuje napływ ścieków do rurociągu. Zawór zamyka się automatycznie po opróżnieniu komory. Powietrze o określonej ilości jest wpuszczane równocześnie ze ściekami lub zaraz po ich przepływie. Projektant powinien ustalić proporcje ilości powietrza do ilości ścieków w celu ich napowietrzenia. Ścieki przepływają przewodem aż do miejsca, gdzie w wyniku sił tarcia i grawitacji połączą się z pozostałymi ściekami znajdującymi się w dolnej części profilu rurociągu. Cechą charakterystyczną systemów podciśnieniowych jest gwarancja, że szczytowy dopływ do przewodów zmniejsza się bardzo szybko, a ścieki z przewodu podciśnieniowego dopływają do zbiornika podciśnieniowego lub do studzienki ściekowej znajdującej się w stacji próżniowej. Podciśnienie utrzymywane jest przez wytwornice podciśnienia na założonym poziomie. Następnie ścieki mogą być wypompowywane ze stacji podciśnieniowej za pomocą pomp tłocznych.

Stacja podciśnieniowa jest podobna do typowej przepompowni ścieków z dodaniem wytwornicy podciśnienia i zamkniętego zbiornika podciśnieniowego lub studzienki ściekowej. Ścieżki z przewodów podciśnieniowych dopływają do zbiornika podciśnieniowego lub studzienki ściekowej. Ścieżki z przewodów podciśnieniowych dopływają do zbiornika podciśnieniowego, w którym jest utrzymywane podciśnienie (jeżeli pracują pompy podciśnieniowe) lub do studzienki ściekowej, jeżeli podciśnienie jest wytwarzane przez pompę eżektorową. Poziom ścieków w zbiorniku jest monitorowany za pośrednictwem wskaźnika poziomu, który uruchamia pompę tłoczną lub zawory na dopływie. Jeżeli poziom ścieków w zbiorniku osiągnie odpowiedni poziom, wtedy czujnik górnego poziomu zatrzymuje się i odcina pompę próżniową w celu uniemożliwienia dopływu ścieków do pompy. Podciśnienie w zbiorniku próżniowym jest regulowane w zakresie roboczym przez przekaźnik podciśnienia.

Komory zbiorcze lub studzienki zbiorcze powinny zapewniać pojemność magazynową w ilości co najmniej 25% dopływu dobowego na wypadek wystąpienia awarii zasilania energetycznego uwzględniając ilość ścieków gromadzonych w systemie grawitacyjnym. Jeżeli jest to konieczne powinny być zainstalowane klapki zwrotne, ażeby nie występowała możliwość, poprzez przepełnienie komór lub studzienek zbiorczych, zalewania niżej położonych obiektów.

Rurociągi podciśnieniowe powinny mieć minimalną średnicę wewnętrzną DN/ID 80 mm (d_n=90 mm). Minimalne średnice rurociągów podłączeniowych (bocznych) powinny wynosić DN/ID 50mm (dn=63 mm). Przewody boczne powinny być dołączone w górnej części głównego przewodu podciśnieniowego. W celu możliwości naprawy lub usunięcia zatorów, długości pomiędzy zamknięciami przewodu podciśnieniowego nie powinno być większe niż 450m, a dla rurociągów podłączeniowych nie większe od 200 m. Powierzchnia przelotu przy otwarciu zaworu nie powinna być mniejsza od średnicy wewnętrznej rury, ażeby było możliwe wprowadzenie "niepływających kul". Zawory powinny zapewnić podtrzymanie różnicy ciśnienia (poniżej atmosferycznego) nie mniej niż 80 kPa (-0,8 bara).
Rurociągi podciśnieniowe powinny być tak projektowane, ażeby mogły przenieść naciski pochodzące od przykrycia gruntem, od ruchu ulicznego oraz cyklicznych obciążeń powstających od działania podciśnienia. Minimalna grubość ścianki powinna być równoważna do rur ciśnieniowych przeznaczonych do pracy przy (nadciśnieniu) 0,6 MPa (6 bar).

Spadki przewodów w celu zapewnienia samooczyszczania powinny wynosić 1:500. Zalecane jest projektowanie wielu małych wzniesień, zamiast jednego dużego. Wzniesienia nie powinny być większe niż 1,5 m. Minimalne odległości pomiędzy wzniesieniami powinny nie być mniejsze od 6 m. Zmiany profilu ułożenia przewodu powinny być wszędzie tam, gdzie jest to niezbędne, aby nie dopuścić do niepotrzebnego zagłębienia przewodu. Wymagane minimalne częściowe podciśnienie powinno wynosić 20-25 kPA. Czas do ponownego wytworzenia podciśnienia nie powinien być dłuższy od 30 min.

Urządzenia opróżniające takie, jak pompy podciśnieniowe, zawory, serowniki powinny sprawnie pracować nad określoną liczbę cykli (z obsługa okresową zalecaną przez producenta) nie mniejsza niż 250 000 cykli lub ilość cykli koniecznych do odprowadzenia 3000 m³ ścieków.

W czasie badań odbiorczych należy przeprowadzić badania odporności "na zatkanie" poprzez wrzucanie pojedyncze do studzienki zbiorczej następujących materiałów (w przypadkowej kolejności):
- 2 szt. chusteczek bawełnianych
- 2 szt. toreb foliowych o wymiarach 300x270 i 200x150mm
- 2 szt. metalowych kul o średnicy 25 mm
- 2 szt. prezerwatyw
- 1 szt. ręcznik papierowy (40g)
- 1 szt. pieluszek dziecięcych z wodoodporną przegrodą (45g).

System kanalizacji podciśnieniowej powinien być szczególnie zalecany w przypadku występowania jednej lub więcej następujących okoliczności:
- niewystarczający spadek terenu tzn. gdy teren jest zbyt płaski lub należy skanalizować niżej położone jednostki osadnicze;
- mała gęstość zabudowy;
- wysoki poziom wody gruntowej, grunt niestabilny lub trudne do wykonania odpowiedniej głębokości wykopy;
- przeszkody na trasie przewodów np. cieki wodne, infrastruktura podziemna;
- strefy ochrony zbiorników wodnych;
- okresowe występowanie ścieków np. na terenach rekreacyjnych;
- konieczność zminimalizowania wpływu robót budowlanych na środowisko.