Kanalizacja grawitacyjna to nie zawsze najlepsze rozwiązanie. Zarządzanie ściekami

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdfpdf

Agregaty podnoszące, np. Multilift, są znacznie bardziej elastycznym rozwiązaniem problemów zarządzania ściekami przy rozbudowie lub zmianie przeznaczenia budynków oraz dla budynków nowych. Łatwy w instalacji i konserwacji agregat zapewni dziesięciolecia bezproblemowej eksploatacji – włącznie z ochroną przed cofką. Z technicznego punktu widzenia przedstawię zalety agregatów podnoszących, pokażę, jak można łączyć systemy ciśnieniowe z grawitacyjnymi systemami kanalizacyjnymi w budynkach użyteczności publicznej, a także dam kilka wskazówek dotyczących wymiarowania.

Najlepiej na przykładzie… * Zadanie: Odprowadzanie ścieków z jednego lub kilku poziomów piwnicznych do grawitacyjnego kolektora ściekowego.

* Rozwiązanie tradycyjne: Instalacja głębokiej studzienki pompowej poza budynkiem lub układanie niedostępnych grawitacyjnych rur kanalizacyjnych pod betonową płytą piwnicy. Prowadzenie rur pod budynkiem i wokół niego wymaga dużego zakresu robót ziemnych.

* Nowe rozwiązanie: Agregat podnoszący (np. wspomniany Multilift), umieszczony w budynku, odbiera wszystkie ścieki generowane poniżej poziomu terenu i zabezpiecza budynek przed cofką. Rura tłocząca powinna być poprowadzona ponad maksymalny poziom cofki, który zazwyczaj odpowiada poziomowi terenu. Dzięki temu (gwarantującemu 100% bezpieczeństwa) rozwiązaniu, w razie powodzi, ewakuacja budynku nie będzie konieczna, ponieważ agregat będzie nieprzerwanie pompował ścieki do zalanego kolektora ściekowego. Ścieki generowane powyżej poziomu terenu (maksymalnego poziomu cofki) są odprowadzane grawitacyjnie bezpośrednio do kolektora ściekowego.

Agregaty podnoszące do ścieków zapewniają znaczące korzyści przy zastosowaniach w różnych typach budynków (zarówno nowych, jak i modernizowanych), ponieważ łatwość ich instalacji ułatwia redukcję kosztów. Przykładem może być przekształcenie sklepu w restaurację z urządzeniami sanitarnymi w piwnicy. Tu agregat podnoszący będzie odbierał ścieki ze wszystkich nowych urządzeń sanitarnych zainstalowanych poniżej poziomu terenu i pompował je do istniejącej grawitacyjnej rury kanalizacyjnej w stropie piwnicy. Pozwoli to oszczędzić koszty przebijania betonowego stropu piwnicy lub wykonywania wykopu dla studzienki poza budynkiem.

Agregaty podnoszące do ścieków Wielkości zbiorników i charakterystyki pomp w agregatach podnoszących, jak Multilift, można dobierać odpowiednio do każdego budynku. Agregaty są przeznaczone do instalacji w budynkach i są dostarczane w stanie gotowym do eksploatacji z przyłączonym sterownikiem, co znacząco ułatwia instalację. Wystarczy ustawić agregat, przyłączyć rurę dopływową i rurę tłoczną, zamontować sterownik na ścianie i instalacja jest gotowa.

Agregat podnoszący działa całkowicie automatycznie i włącza się, kiedy ścieki osiągają określony poziom w zbiorniku. W przypadku jednostek z dwoma pompami – zalecanych do wszystkich budynków użyteczności publicznej – sterownik zapewnia naprzemienną pracę pomp i niezawodne odprowadzanie ścieków nawet wtedy, kiedy jedna z pomp wymaga obsługi serwisowej.

Wspomniane agregaty podnoszące do ścieków i wszystkie ich przyłącza są mocne i wodoszczelne, co zapobiega wyciekom. Solidne zbiorniki są odlewane w całości z polietylenu odpornego na działanie ścieków, a rura odpowietrzająca jest przyłączona do układu kanalizacyjnego w budynku, aby całkowicie wyeliminować nieprzyjemne zapachy. Po zainstalowaniu agregaty podnoszące zapewniają dziesięciolecia bezproblemowej eksploatacji. Ze zbiornikami o pojemnościach od 44 do 1350 l i mocach od 1,5 do 2 x 10 kW dostępne na rynku typoszeregi tych urządzeń zapewniają odwadnianie każdego budynku, od małych domów jednorodzinnych do dużych obiektów użyteczności publicznej.

Wymiarowanie Przy wymiarowaniu agregatu podnoszącego określa się natężenie przepływu ścieków, wielkość rury tłocznej i punkt pracy. Poniżej przedstawimy obliczenia krok po kroku. Najpierw należy ustalić ilość ścieków, które będzie odprowadzał agregat. Międzynarodowa norma EN 12056-2 zawiera tabelę i wzór, które pomagają ustalić objętość ścieków generowanych przez zainstalowane w budynku urządzenia sanitarne. Obciążenie ściekami nie jest stałe i zmienia się w ciągu dnia. Należy pamiętać, że system odprowadzania ścieków musi być w stanie radzić sobie z obciążeniami szczytowymi. Tabela z normy EN 12056-2 uwzględnia obciążenia szczytowe. Oblicz sumę objętości ze wszystkich jednostek generujących ścieki (DU) wg tabeli 1. Podstaw tę sumę do wzoru:

Qww = K * (SD*U)1/2,

gdzie: Qww – natężenie przepływu ścieków (l/s),
K – współczynnik częstotliwości (zależy od przeznaczenia budynku),
SD*U – suma odpływów jednostkowych.

Współczynnik częstotliwości K można ustalić na podstawie tabeli 2. Współczynnik częstości K i objętość ścieków służą do określenia natężenia przepływu ścieków Qww, dopływających do agregatu i wymagających wypompowania. Drugi krok to wymiarowanie rury tłocznej. Tu potrzebna jest znajomość długości, wysokości i wymiarów rury tłocznej (rys. 1). Należy uwzględnić tylko te odcinki rury tłocznej, przez które ścieki nie będą płynąć grawitacyjnie. Zwrócić trzeba także uwagę na stratę tarcia, która maleje o 2/3 przy każdym zwiększeniu średnicy rury, co oznacza, że przejście do większej rury to oszczędność pieniędzy. Pamiętaj – dla zachowania efektu samooczyszczania się rury tłocznej ścieki muszą płynąć z prędkością co najmniej 0,7 m/s. Trzeci krok to ustalenie punktu pracy. Obliczeniowe natężenie przepływu ścieków Qww, wymiary rury tłocznej, długość i wysokość geodezyjna wyznaczają tzw. charakterystykę rury (krzywa 1 na wykresie). Programy komputerowe, jak np. WebCAPS, automatycznie obliczają charakterystykę rury w oparciu o powyższe parametry i wskazują najlepszą pompę dla danego zadania, którą charakteryzuje krzywa 2 na wykresie. Punkt pracy znajduje się w miejscu przecięcia się charakterystyki pompy (2) z charakterystyką rury (1). Pamiętaj, że wydajność agregatu w tym punkcie zawsze musi być równa lub wyższa od obliczeniowego natężenia przepływu ścieków Qww.

Obliczanie objętości zbiornika Objętość zbiornika agregatu podnoszącego jest ograniczona, a silniki na zewnątrz zbiornika są zaprojektowane na pracę przerywaną, ponieważ nie są zanurzone w chłodzącym medium – to także należy uwzględnić. Efektywna objętość zbiornika między poziomami załączania i wyłączania (Ve) oraz czas pracy pompy w trybie przerywanym wpływają na wielkość pompy. Jeżeli czas pracy pompy w trybie S3 50% wynosi 1 min, to znaczy, że pompa jest zaprojektowana na 60 załączeń/wyłączeń na godzinę i 30 s pracy, po których następuje 30 s przerwy. Analogicznie czas pracy pompy 1 min w trybie S3 30% oznacza 60 załączeń/wyłączeń na godzinę i 18 s pracy, po których następują 42 s przerwy. Uwaga: Rzeczywiste wartości robocze są zazwyczaj niższe od teoretycznych wartości obliczeniowych.

W zakumulowanym czasie pracy w ciągu godziny pompa musi być w stanie wypompować godzinową objętość ścieków generowanych przez system. Prawidłowe obliczenie objętości zbiornika jest konieczne, aby uniknąć przewymiarowania lub zatrzymywania agregatu przez wyłącznik termiczny wskutek nadmiernej częstotliwości załączeń/wyłączeń pompy. Minimalną wymaganą objętość zbiornika Ve można obliczyć następująco:

Veff = [Qww * (Qp – Qww)]/(Qp * Z).

W tym wzorze Qp oznacza wydajność pompy w punkcie pracy (m3/h), a Z (1/h) liczbę załączeń pompy na godzinę. Objętość zbiornika powinna odpowiadać natężeniu przepływu ścieków i charakterystyce pompy. Unikając przewymiarowanych zbiorników, można maksymalnie skrócić czas przebywania ścieków w zbiornikach i przez to ograniczyć ich gnicie.

Dwa to nie dwa razy więcej Wydajność agregatu dwupompowego nie równa się sumie wydajności pomp – każda z pomp musi być w stanie odpompowywać szczytowy napływ ścieków, aby gwarantować 100% bezpieczeństwo w razie awarii drugiej pompy. Przy wymiarowaniu równoległą pracę pomp należy uwzględniać tylko dla sytuacji ekstremalnych, takich jak szczytowe obciążenia. Praca równoległa nie podwaja (!) wydajności agregatu, ponieważ wyższy przepływ znacząco zwiększa stratę tarcia w rurze tłocznej.

Kompaktowość Kompaktowe agregaty podnoszące oferują sprawność, która pozwala obniżyć koszty inwestycji w porównaniu z tradycyjną kanalizacją grawitacyjną. Nawet najmniejszy agregat może wykonywać wielkie zadania. Najmniejszy agregat podnoszący do obiektów użyteczności publicznej (np. dwupompowy Multilift MD z efektywną objętością 92 l i zapotrzebowaniem powierzchni tylko 0,6 m2) może pompować do 5000 l ścieków na godzinę, kiedy tylko jedna z obu pomp jest zwymiarowana na pełne obciążenie. To zapewnia pełne bezpieczeństwo na wypadek wyłączenia jednej pompy. Mały agregat podnoszący może wypompowywać do 11 000 l/h przy szczytowych obciążeniach, co odpowiada objętości 72 wanien na godzinę, kiedy dwie pompy pracują naprzemiennie.

Marek Pojman na podstawie artykuły Ralfa Schomackera

Ilustracje z archiwum firmy Grundfos.

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