Przepompownia ścieków

Różnorodność zastosowań przepompowni ścieków jest bardzo duża, dlatego informacje związane z tą tematyką obejmują zagadnienia, począwszy od hydrauliki, przez problemy mechaniczne, elektryczne, aż po automatykę i programowanie.

W poniższym artykule postaram się przekazać podstawowe informacje dotyczące przedstawionego zagadnienia.

Najtańszym sposobem transportowania ścieków w sieci kanalizacyjnej, stwarzającym najmniej problemów eksploatacyjnych, jest grawitacyjny przepływ ścieków. Niestety sposób ten jest ograniczony z powodu ukształtowania terenu oraz konieczności dostarczenia ścieków na znaczne odległości do odbiornika. W takim przypadku musimy skorzystać z ciśnieniowego tłoczenia ścieków – taką możliwość daje nam między innymi zastosowanie przepompowni ścieków.

Przepompownia ścieków – budowa

Pod względem umiejscowienia w terenie pompownie można podzielić na:

  • przydomowe – pompownie o uproszczonej konstrukcji do ścieków sanitarnych, umożliwiające tłoczenie do najbliższej przepompowni sieciowej – z reguły jest to typowa pompownia z jedną pompą zatapialną, zamocowana na tzw. złączu hakowym, z podstawową armaturą odcinającą/zwrotną w zbiorniku tworzywowym lub betonowym z ograniczoną automatyką;
  • sieciowe – konstrukcja rozbudowana; pompownia z reguły wielopompowa; pompy mocowane są na tzw. sprzęgłach; do komory pompowej montuje się je poprzez zsunięcie pomp przy użyciu zastosowanych prowadnic rurowych lub linowych; orurowanie (PEHD lub stal nierdzewna); armatura odcinająca/zwrotna; często w wyposażeniu pompowni konieczne jest zastosowanie pomostu roboczego. Zbiornik o minimalnej średnicy 1200 mm, z reguły z 3 materiałów – tworzywo sztuczne, beton lub polimerobeton. Na powierzchni terenu – szafa sterownicza oraz – w celu ułatwienia wyjmowania pomp – np. żurawik.

Podział zależny od tłoczonego medium:

  • przepompownie sanitarne – tłoczące ścieki komunalno-bytowe;
  • przepompownie wód deszczowych;
  • przepompownie technologiczne (przemysłowe);

Podział przepompowni sieciowych ze względu na pracę pomp:

  • naprzemienna – w pompowni zabudowanych jest kilka pomp, pracuje 1 pompa, układ sterowania włącza kolejno pojedyncze pompy, aby czas pracy pomp był taki sam i pompy jednakowo się zużywały;
  • równoległa – pracuje kilka pomp jednocześnie;

Przepompownia ścieków – dobór

Do doboru pomp, oprócz medium oraz sposobu pracy, konieczna jest znajomość 2 parametrów: Q – wydajności pompy w m3/h lub w l/s oraz H – wysokości podnoszenia w m słupa wody.

Producenci pomp w swoich kartach katalogowych pokazują charakterystyki pracy każdej oferowanej pompy. Przedstawiona krzywa charakterystyki ukazuje związek pomiędzy wydajnością Q a różnicą ciśnienia lub wysokością podnoszenia H wytwarzaną przez pompę. Staramy się dobierać taką pompę na parametry ze środka charakterystyki.

Przepompownia ścieków zalana

Ogólny podział pomp typowych powszechnie stosowanych ze względu na konstrukcję wirnika:

  • pompy z rozdrabniaczem;
  • pompy z wirnikiem jedno lub wielokanałowym;
  • pompy z wirnikiem typu vortex;

Przepompownia ścieków – sterowanie

Aby nie dopuścić do zniszczenia pomp, a zarazem ograniczyć konieczność ludzkiego nadzoru nad pracą pompowni pomp, wprowadzono różne rodzaje sterowania. Najprostsze sterowanie przepompowni ścieków to układ pływakowy. Indywidualnie dla każdej pompowni przy określeniu przez producenta zastosowanych pomp (pompy zatopione, aby bezusterkowo pracować, muszą być chłodzone ściekiem/wodą w pompowni do wymaganego przez producenta poziomu) wyznacza się poziomy pracy (maksymalny i minimalny) oraz dodatkowo poziomy alarmowe awaryjne (maksymalny i suchobiegu).

Aktualnie bardzo często zamiast pływaków montuje się sondy hydrostatyczne lub ultradźwiękowe (sterowanie prawidłową pracą pompowni), jednak dla zabezpieczenia pomp pozostają 2 pływaki alarmowe awaryjne.

Przepompownia ścieków – szafa sterownicza

Podstawowe funkcje szaf sterowniczych:

  • automatyczne włączanie i wyłączanie pomp,
  • naprzemienna praca pomp w celu zapewnienia równomiernego ich zużycia,
  • ręczne załączanie i wyłącznie pomp w celach kontrolno-serwisowych,
  • automatyczne przełączanie na jedną z pomp w przypadku awarii drugiej pompy,
  • równoczesna praca dwóch pomp przy szczytowych napływach ścieków,
  • zabezpieczenie przeciwpożarowe i różnicowoprądowe,
  • zabezpieczenie przeciążeniowe pomp,
  • zabezpieczenie zwarciowe pomp,
  • zabezpieczenie przed suchobiegiem pomp,
  • zabezpieczenie pomp czujnikiem niewłaściwej kolejności faz i asymetrią faz zasilających,
  • sygnalizacja pracy pomp,
  • sygnalizacja awarii pomp,
  • pomiar czasu pracy pomp,
  • sygnalizacja optyczno-akustyczna stanów awaryjnych.

Są to tzw. funkcje podstawowe, które w zależności od oczekiwań eksploatatora można znacznie poszerzyć – od np. grzałki, gniazda do podłączenia agregatu prądotwórczego (w przypadku awarii zasilania energetycznego), paneli dotykowych itp.

Przepompownia ścieków – monitoring

Coraz bardziej popularna i użyteczna w eksploatacji jest zdalna komunikacja dyspozytora z siecią działających na rozproszonych w terenie obiektów. Taka opcja wymaga rozbudowy szafy sterującej o moduł transmisji danych. Transmisja odbywa się przy wykorzystaniu albo fal radiowych albo wykorzystanie sieci telefonii komórkowej.

Przepompownia ścieków sucha

Wizualizacja

Początkowo zdalny monitoring pracy przepompowni ścieków kończył się na etapie otrzymywania przez dyspozytora smsowych informacji o awariach w pompowniach. Aktualnie, przy wykorzystaniu coraz bardziej nowoczesnej techniki, dyspozytor otrzymuje na ekranie monitora wizualizację bieżącej pracy każdej pompowni w czasie rzeczywistym.

Dodatkowo w ramach przydzielonych uprawnień jest w stanie na bieżąco zmieniać parametry pracy pompowni. Dzięki monitoringowi i wizualizacji znacznie wcześniej można zapobiegać poważnym uszkodzeniom pomp, np. gdy dyspozytor zauważy symptomy nieprawidłowej pracy, może daną pompę wyłączyć. Nie trzeba czekać aż na konieczność zadziałania zabezpieczeń.

Kolejnym atutem ułatwienia eksploatacji jest dopuszczenie możliwości tzw. rewersyjnej pracy pompy. Eksploatatorzy zauważyli, że często nieprawidłowa praca pompy wiąże się z nawinięciem elementów włóknistych na wirnik pompy. W takich przypadkach wysyłano serwisantów, którzy na miejscu wyciągali pompy i odwijali zanieczyszczenia z wirnika. Okazywało się, że w niektórych sytuacjach nie trzeba wyciągać pomp, wystarczy wymuszenie z pozycji szafy sterowniczej kilkunastosekundowej pracy wirnika pompy w odwrotnym kierunku. Teraz również dostępna jest ta możliwość z dyspozytorni, bez konieczności wyjazdu w teren.

Projektowanie przepompowni ścieków – dobór pomp

Jak Państwo widzicie, bardzo dużo informacji należy zebrać, by prawidłowo zaprojektować niezawodną przepompownię ścieków. Odniosę się teraz do najczęstszych problemów pojawiających się na etapie projektowania, które negatywnie wpływają na eksploatację przepompowni.

* Prawidłowe oszacowanie parametrów Q i H.

a) H – wysokość podnoszenia – oprócz wysokości geometrycznej – różnica poziomów w odbiorniku i pompowni + straty na długości zależne od materiału rurociągu tłocznego, przebiegu rurociągu (straty na zmianach kierunku) + straty na armaturze występującej pomiędzy pompą a odbiornikiem;

b) Q – wydajność – prawidłowe oszacowanie wszystkich dopływów do przepompowni; w przypadku ścieków sanitarnych dużym problemem jest prawidłowe określenie rzeczywistego zużycia wody i odprowadzanych ścieków – znacznie spadło zużycie wody nawet poniżej 100 dm3/(osobę * dobę). Niektórzy eksploatatorzy mówią o 80-85 dm3/(osobę * dobę). Kolejnym poważnym problemem są pompownie na terenach dopiero zabudowywanych, kiedy początkowy dopływ ścieków jest minimalny w stosunku do zakładanego w przyszłości.

Nieprawidłowe oszacowanie dopływu ścieków do pompowni niesie za sobą poważne skutki eksploatacyjne:

  • nieprawidłową pracę pomp – każdy producent określa dla swoich pomp prawidłową ilość załączeń pompy na godzinę; pompy stojące bez okresowej pracy w pompowni mogą ulegać awarii;
  • zagniwanie ścieków w pompowni i w rurociągach – ścieki zalegające zbyt długo wydzielają H2S i oprócz nieprzyjemnego zapachu wydobywającego się z pompowni, studzienek kanalizacyjnych i rozprężnych – bardzo często dochodzi do korozji korpusów pompowni i betonowych studzienek.

* Ustalenie tłoczonego medium

W zależności od tłoczonego medium dobieramy odpowiednie pompy:

  • ścieki technologiczne – głównie obostrzenia materiałowe – odpowiednie materiały uszczelnień, materiały korpusów i wirników pomp;
  • wody deszczowe – zawierają duże ilości piasków i pyłów, mają znaczne właściwości ścierne. W takim przypadku nie należy dobierać pomp z rozdrabniaczem.

* Obiekt a zastosowanie konkretnego rodzaju pompy.

Poziom kultury korzystania z kanalizacji w naszym kraju stale się podnosi, ale mając na uwadze przepompownie ścieków dedykowane określonym obiektom, należy się spodziewać dodatkowych „niespodzianek” w napływających do pompowni ściekach – np. ze szkół, gdzie nie sugeruje się zastosowania pomp z rozdrabniaczem (!).

Rafał Wódkowski

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij