Pompy do ścieków

Małe pompy do ścieków sprawdzą się w sytuacji, kiedy nie jest możliwe grawitacyjne odprowadzenie wody zanieczyszczonej czy ścieków sanitarnych bezpośrednio do kanalizacji zbiorczej – okresowo, wówczas wymagane są przez prawo, lub stale, kiedy ścieki wytwarzane są poniżej przykanalika, np. zmieniane jest przeznaczenie pomieszczeń piwnicznych. Są oczywiście niezbędne na terenach, gdzie działa kanalizacja ciśnieniowa lub podciśnieniowa, np. na terenach o zabudowie rozproszonej (kiedy nieopłacalna jest budowa kanalizacji grawitacyjnej).

Jaka okoliczność, taka pompa

O doborze pompy decyduje kilka czynników, które muszą być rozważane łącznie:

• rodzaj pompowanego medium (np. ścieki zawierające fekalia, ścieki bez fekaliów) i dokładne zastosowanie – co wpływa np. na wybór rodzaju wirnika i jest kluczowe dla niezawodności pompy;
• ilość pompowanych ścieków i lokalizacja pompy w instalacji – wpływające na dobór pompy o odpowiedniej charakterystyce;
• oczekiwania użytkownika co do reżimu pracy i obsługi – co osiąga się dzięki zastosowaniu systemu automatyki i sterowania;
• energooszczędność – dla której istotne są rodzaj silnika, rozwiązania konstrukcyjne wirnika oraz automatyka i sterowanie.

Niezawodność kontra sprawność?

W konstrukcjach pomp do wody brudnej i ścieków spotyka się najczęściej pompy wyporowe i pompy wirowe. Na niezawodność pracy tych ostatnich wpływa głównie odporność wirnika na blokowanie cząstkami stałymi, głównie elementami włóknistymi. Wymaga to zachowania dużego swobodnego przelotu przez wirnik – np. w typowych do tych zastosowań pompach z wirnikiem typu vortex jest to 40–200 mm.

Większy przelot oznacza jednak pogorszenie charakterystyki i niższą sprawność, producenci poszukują więc kompromisu między dużym przelotem a korzystnym kształtem kanału międzyłopatkowego.

Specyficznym rozwiązaniem są pompy z wirnikami śrubowo-odśrodkowymi, z przelotami 75–120 mm i o większej sprawności niż np. pompy z wirnikiem typu vortex. Jest to rozwiązanie rzadko stosowane, bo podatne na zużycie eksploatacyjne – wirnik jest trudny do wyważenia, z czasem je „gubi”, a nawet przy niewielkim zużyciu charakterystyka pompy gwałtownie się pogarsza.

Rozwiązaniem kompromisowym jest zastosowanie łopatek o wklęsłej krawędzi wlotowej i odpowiednim ukształtowaniu przestrzennym. Przelot pozostaje wysoki, elementy włókniste zsuwają się po tak wyprofilowanej krawędzi i są porywane ze strumieniem pompowanej cieczy, przepływ zaś pozostaje równomierny, dzięki czemu sprawność wynosi ponad 80%. Rozwiązanie tego typu – dwułopatkowe wirniki zamknięte o podobnych przelotach jak dla wirników vortex – zastosowano m.in. w pompach typu FZC firmy Hydro-Vacuum.

Ciekawym rozwiązaniem dla mniejszych obiektów jest pompa z wirnikiem wielołopatkowym jednostronnie otwartym, ale wyposażona w urządzenie rozdrabniające elementy włókniste, np. FZX.

Pompy, szczególnie te większe, dodatkowo chroni się przed ciałami stałymi, wyposażając je w rozwiązania poprawiające własności samooczyszczające, np. układ hydrauliczny Adaptive N zastosowany w pompach Flygt N – wirnik ma zdolność unoszenia osiowego, co zmniejsza obciążenie wału, uszczelnień i łożysk.

Na niezawodność pompy wpływa też sposób chłodzenia silnika. Jednym z najbardziej polecanych rozwiązań jest autonomiczny układ chłodzenia, który nie ma kontaktu ze ściekami.

Czytaj też: Pompa do ścieków - sztuka kompromisu >>>

Przepompownie

Współcześnie producenci często dostarczają pełne, monoblokowe rozwiązania do przetłaczania ścieków – przepompownie. Pod tym określeniem ukrywa się kilka rozwiązań do różnych zastosowań.

Zgodnie z warunkami technicznymi [1] przepompownie są rozwiązaniem (jednym z dwóch możliwych) obowiązkowym w sytuacjach, gdy okresowo nie jest możliwy odpływ grawitacyjny:

§ 124. Instalacja kanalizacyjna grawitacyjna w pomieszczeniach budynku, z których krótkotrwale nie jest możliwy grawitacyjny spływ ścieków, może być wykonana pod warunkiem zainstalowania zabezpieczenia przed przepływem zwrotnym ścieków z sieci kanalizacyjnej przez zastosowanie przepompowni ścieków, zgodnie z wymaganiami Polskiej Normy dotyczącej projektowania przepompowni ścieków w kanalizacji grawitacyjnej wewnątrz budynków (…).

Przepompownie te muszą być zgodne z normą PN-EN 12056-4:2002 Systemy kanalizacji grawitacyjnej wewnątrz budynku. Część 4: Przepompownie ścieków. Projektowanie układu i obliczenia w zakresie pkt 4–6 (ponieważ norma przywołana jest w załączniku do wspomnianego rozporządzenia).

Do podnoszenia małych ilości ścieków z pomieszczeń nieprzemarzających, umieszczonych poniżej przykanalika kanalizacji grawitacyjnej, stosuje się przepompownie ze zbiornikiem (najczęściej z tworzywa) o pojemności od 50 do kilkuset litrów. Po jego napełnieniu pompa automatycznie podnosi ścieki do poziomu, z którego mogą odpłynąć grawitacyjnie. Przepompownia wyposażona jest m.in. w lewar, zasuwę odcinającą i otwór rewizyjny.

Do zabudowy zewnętrznej przeznaczone są przepompownie przydomowe, złożone z komory retencyjnej, pompy, układu hydraulicznego i układu sterowania.

Współczesne zbiorniki wykonuje się z polimerobetonu i tworzyw sztucznych, np. laminatów. Są wyprofilowane tak, żeby nie były wypierane przez wodę gruntową, a na dnie nie zagniwały osady.

Wielkość zbiornika, dobrana do liczby osób i funkcji budynku, pozwala na odbiór ścieków także w przypadku awarii pompy – przez 24–48 h. Do takich przepompowni należą m.in. Aqualift F i Aqualift S LW 1000 z pompami o dużej mocy z oferty firmy Kessel. Budowa modułowa pozwala dopasować rozwiązanie do warunków i możliwości zabudowy – zapewnia to moduł studzienki z tworzywa sztucznego (1000 mm) ze stopniami złazowymi i dostępem serwisowym z zewnątrz.

W przepompowniach zbiorczych, stosowanych m.in. dla większych obiektów, skaluje się rozwiązania podobne do przepompowni zewnętrznych, uzupełniając je, jak np. w przypadku Wilo-EMUport Core, o rozwiązania zwiększające niezawodność (system separacji części stałych), trwałość (zbiorniki z PE lub PUR) czy energooszczędność (zastosowanie silników w klasie IE3).

Sterowanie

Rozwój pomp ścieków to także coraz nowsze (wbudowane lub gotowe do podłączenia) systemy sterowania, umożliwiające m.in. zdalną kontrolę pracy czy autodiagnostykę i łatwą naprawę. W przypadku większych układów systemy są złożone – np. dla pracy ciągłej przepompownia wyposażona jest w dwie pompy o takiej samej wydajności, sterowane tak, by włączały się naprzemiennie i były równomiernie obciążone pracą.

Sterowanie w kanalizacji ciśnieniowej wpływa na pracę całego systemu – następuje np. rozpoznawanie stanu wzajemnego dławienia się pomp czy ochrona przed jednoczesnym włączeniem wszystkich pomp po dłuższym zaniku napięcia.

Koszty

Podobnie jak przy wszystkich urządzeniach elektrycznych, nabywcy poszukują kompromisu między kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi. W przypadku pomp trzeba też zwrócić uwagę na rodzaj i koszt części zamiennych wymaganych w trakcie eksploatacji.

Zdarza się, że sama pompa jest tania, ale usługi serwisowe i części zamienne są kosztowne, a często też – trudne do zastąpienia przez innego dostawcę. Koronnym przykładem są uszczelnienia specjalne – jeśli są dostępne wyłącznie u producenta pompy, mogą być kilka razy droższe niż powszechnie dostępne uszczelnienia standardowe.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity DzU 2015, poz. 1422, z późn. zm.).
2. Materiały firm: Białogon, DAB, Flygt, Grundfos, Hydro-Vacuum, Inwap, Kessel, Pentair Water, Wavin, Wilo.

Czytaj też: Pompy i przepompownie do ścieków >>>