Pompy i przepompownie do ścieków

Pompy są urządzeniami, które wytwarzają różnicę ciśnień pomiędzy stroną ssawną, czyli wlotem pompy, a tłoczną (wylotem z pompy), umożliwiając transportowanie ścieków. Sprężanie cieczy wykorzystuje siłę mechaniczną wytworzoną za pomocą membrany, tłoka lub wirnika. Najważniejszym parametrem pracy pompy jest wydajność (Q) mierzona poprzez objętość przepompowanej cieczy określonej w litrach na sekundę. Ważne jest również maksymalne ciśnienie oraz wysokość podnoszenia. Pracę pompy określa także moc (N) obliczana poprzez iloczyn wysokości podnoszenia i wydajności.

Rodzaje pomp zatapialnych

Oferowane na rynku pompy zatapialne odróżnia przede wszystkim konstrukcja zastosowanego wirnika, dlatego w pierwszej kolejności trzeba określić rodzaj ścieków oraz maksymalną wielkość części stałych, które będą zawarte w ściekach. W razie potrzeby wirnik powinien rozdrabniać części stałe, a dopiero potem skutecznie tłoczyć ścieki.

Takie konstrukcje pomp wykorzystują specjalne noże rozdrabniające. Pompy z rozdrabniaczami bardzo często montowane są w budynkach znajdujących się na terenach o dużym zróżnicowaniu topograficznym, gdzie ważne jest uzyskanie dużego ciśnienia wylotowego w celu pokonania oporu instalacji powstałego na skutek dużych wysokości.

Specjalny rozdrabniacz umieszczony na króćcu ssawnym umożliwia pompowanie ścieków bytowo-gospodarczych za pomocą instalacji z małymi średnicami.

Dużym uznaniem cieszą się pompy z wirnikiem o swobodnym przepływie eliminującym zapychanie pompy. Odpowiednio zaprojektowany kształt zapobiega oplataniu składnikami włóknistymi, zapewniając odporność na ścieranie.

Jeżeli instalacja tłoczna będzie miała krótkie przewody, ale o większych przekrojach, warto zastosować pompę z przepływem swobodnym. Transportowanie ścieków będzie również skuteczne przy dłuższych odcinkach węży tłocznych z małymi przekrojami.

Nieco rzadziej wykorzystywane są pompy z wirnikiem jednokanałowym, tłoczące ścieki oczyszczone mechanicznie, a także ścieki opadowe i wodę drenażową.

Z kolei wirniki kanałowe stosuje się w aplikacjach wymagających przetłaczania cieczy zawierających zanieczyszczenia większych rozmiarów, które nie mogą być rozdrobnione.

Inteligentne sterowanie

Na rynku oferowane są pompy, które parametry pracy automatycznie dostosowują do czynników środowiskowych i właściwości instalacji. W urządzeniach tego typu nie ma pływaków i innych ruchomych elementów, a czujniki są zintegrowane.

Praca pompy jest dostosowywana do bieżących warunków i poziomu wody w studzience poprzez samoadaptację. Rozrusznik silnika i wyłącznik mają konstrukcję zintegrowaną, dzięki czemu nie ma potrzeby używania zewnętrznych urządzeń sterujących.

Zewnętrzne interfejsy komunikacyjne przesyłają dane przewodem zasilającym, udostępniając podstawowe informacje o pracy pompy. Oprócz tego automatycznie przeprowadzana jest diagnostyka pompy, a więc użytkownik zyskuje informacje o nieprawidłowej pracy urządzenia. Chodzi głównie o wykrywanie wszelkich przeciążeń silnika, zaników napięcia zasilającego czy przekroczenia określonego poziomu ścieków. Sygnalizowane są również awarie czujnika poziomu i błędy w sygnale zwrotnym pompy.

Przydomowe przepompownie ścieków

Przepompownie ścieków sprawdzają się w miejscach, w których nie ma możliwości wykonania kanalizacji grawitacyjnej, np. w efekcie niekorzystnego ukształtowania terenu, rozproszonej zabudowy czy trudnej budowy geologicznej. Są to zarówno indywidualne posesje, jak i osiedla oraz gospodarstwa rolne.

Za podstawę w konstrukcji przepompowni można uznać obudowę, którą zazwyczaj stanowi szczelna komora z dnem, a także pokrywa i właz odpowiedni do terenu posadowienia.

Bardzo często stosowane są zbiorniki wykonane z polietylenu wysokiej gęstości (PEHD), o sztywności obwodowej od 4 kN/m², przy średnicy 600–3000 mm i wysokości do 7000 mm. Oprócz tego zbiorniki mogą być wykonane z żywic poliestrowych (TWS) w zakresie średnic 800–2400 mm i wysokości do 7000 mm, z żelbetu B45 o średnicy 1000–3000 mm i wysokości do 7000 mm lub z polimerobetonu o średnicy 1000–2000 mm i wysokości 1000–10 000 mm.

Na przepompownię oprócz zbiornika składa się również układ tłoczenia, najczęściej bazujący na jednej lub dwóch pompach zatapialnych, które są połączone z instalacją tłoczną poprzez kolana sprzęgające. Pompy zsuwa się na łańcuchu przez prowadnice rurowe ze stali nierdzewnej. Specjalnie zaprojektowany zaczep zapewnia samoczynne uszczelnienie połączenia pompy z kolanem sprzęgającym. Kolano stopowe i prowadnice niejednokrotnie montuje się w zbiorniku na stałe, natomiast pompa jest elementem ruchomym.

Osobny zespół stanowią urządzenia zasilające i sterujące, które zapewniają automatyczne kontrolowanie pracy pomp. Sterowanie najczęściej bazuje na układzie przekaźnikowym z możliwością alternatywnej pracy urządzeń. Pomiar poziomu ścieków wykorzystuje wyłączniki pływakowe.

Wybierać można pomiędzy sterowaniem ręcznym i automatycznym. Praca pompy jest sygnalizowana, a użytkownikowi udostępniane są informacje o występujących awariach. Niektóre urządzenia sterujące mierzą czas pracy systemu pompowego, co pozwala na zaplanowanie diagnostyki i konserwacji. Bardzo często mierzony jest pobór prądu w trybie ciągłym. Kontroli poddaje się napięcie zasilające rozdzielnię, natomiast silnik ma ochronę termiczną. Bezpotencjałowe wyjścia umożliwiają współpracę z urządzeniami zewnętrznymi. W układzie sterowania pompami powinny się znaleźć wyłączniki różnicowo-prądowe i zabezpieczenia przeciwprzepięciowe.

Przepompownie wewnątrzbudynkowe

Przepompownie wewnątrzbudynkowe bardzo często montowane są w miejscach znajdujących się poniżej poziomu kanalizacji, np. w piwnicach. Wykorzystują one automatyczną pracę pompy ze sterowaniem za pomocą sondy. Ważny jest przy tym zbiornik z tworzywa sztucznego oraz odpowiednie króćce przyłączeniowe dopływu i odpowietrzania. Przewód tłoczny ma klapę zwrotną. W momencie uzyskania określonego poziomu ścieków nastąpi załączenie pompy. Ścieki są tłoczone powyżej poziomu zalewania do kanału.

Niektóre przepompowanie mają nasadę teleskopową pozwalającą na płynne wyrównywanie poziomu i wysokości. Zestaw uszczelek zapewnia ochronę przed wnikającą wodą. Warto zwrócić uwagę na możliwość łatwego nawiercania bocznych otworów, co pozwala na przyłączenie dalszych dopływów w postaci pryszniców, pralek czy umywalek.

Przepompownie te wymagają odpowiedniej kultury użytkowania – pompy mogą rozdrabniać i tłoczyć jedynie fekalia, papier toaletowy i ścieki domowe. Na rynku oferowane są przepompownie zaprojektowane w systemie modułowym, z różnymi  pojemnościami zbiorników: 200, 300 i 450 l.

Zbiorniki zaprojektowano tak, żeby możliwe było ich łatwe transportowanie przez standardowe drzwi o szerokości 800 mm i łatwy montaż – wystarczy je posadowić na posadzce na macie izolującej akustycznie (przeciwwibracyjnej) w pomieszczeniach gospodarczych, np. piwnicach.

Pompy mogą mieć moc od 1,4 do 5,5 kW i wykonanie z wolnym przelotem.

Oferowane są też pompy do pracy ciągłej o mocy od 1,4 do 4,5 kW, gdy zajdzie potrzeba tłoczenia również wody opadowej do kanalizacji ogólnospławnej. Są to kompletne zestawy w wersji jedno- lub dwupompowej wraz z urządzeniem sterowniczym i zabezpieczeniem przeciwzalewowym, zasuwą odcinającą i armaturą z tworzywa sztucznego lub żeliwa.

Zakręcany otwór rewizyjny daje skuteczne zabezpieczenie przed wydostawaniem się nieprzyjemnych zapachów. Przepompownie takie mogą być wyposażone w czujnik alarmowy, a nawet wpięte do systemu zarządzania budynkiem i skomunikowane z użytkownikiem lub nadzorem poprzez aplikacje na urządzeniach mobilnych.

Wybór

Na etapie wyboru odpowiedniej pompy w pierwszej kolejności należy określić jej przeznaczenie oraz rodzaj cieczy, jaka będzie pompowana – ścieki szare czy czarne.

Warto skorzystać z charakterystyk pracy pompy udostępnianych przez producenta. Trzeba wziąć pod uwagę obliczeniowy punkt pracy i moc pompy, przy czym nie może ona przekraczać maksymalnej wydajności pompy, jaką można odczytać z wykresu. Ważna jest całkowita wydajność podnoszenia. Obliczając ten parametr, bierze się pod uwagę wielkość strat, jakie mogą wystąpić na przewodzie tłocznym, oraz wysokość topograficzną.

Warto zadbać o to, by punkt pracy mieścił się w przedziale, w którym sprawność jest największa. Przy obliczaniu wydajności analizowana jest całkowita ilość napływających ścieków i całkowita wysokość tłoczenia.

Trzeba pamiętać, że zapewnienie minimalnej prędkości przepływu (co najmniej 0,7 m/s) zapobiega powstawaniu osadów i zatykaniu przewodów. Optymalna wydajność pompy pracującej w przydomowej oczyszczalni ścieków to ok. 4–5 l/s.

Podsumowanie

W nowoczesnych pompach stawia się na rozwiązania zapewniające oszczędność energii elektrycznej i wysoką sprawność. Umożliwia to m.in. adaptacja pompy do zmieniających się warunków w instalacji poprzez sterowanie pracą urządzenia w oparciu o mikroprocesor.

Z kolei przepompownie zapewniają transportowanie ścieków w miejscach, gdzie nie ma możliwości bezpośredniego połączenia z siecią kanalizacyjną, np. w efekcie warunków geologicznych.

Literatura

Materiały informacyjne firm: Hydro-Vacuum, Kessel, KSB, LFP i Wilo.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!