Pompy zatapialne do ścieków

W nowoczesnych pompach zatapialnych stawia się na duże wysokości podnoszenia oraz znaczne wydajności. Ważny jest przy tym wysoki poziom sprawności urządzeń. Zastosowanie pomp bardzo często obejmuje instalacje odprowadzania ścieków z domków jednorodzinnych i gospodarstw rolnych.

Fot. 1. Termostat pokojowy z wyświetlaczem programowalny WLCT3. Fot. 2. Termostat pokojowy z przełącznikiemtrybu pracy WLTM3.Fot. 2. Termostat pokojowy z przełącznikiem trybu pracy WLTM3.

Pompy zatapialne znajdują zastosowanie przy transportowaniu ścieków komunalnych i przemysłowych. Ich budowa bazuje na monoblokowym zatapialnym agregacie o konstrukcji stacjonarnej lub przenośnej. W konstrukcji urządzeń przewidziano wirniki typu otwartego, jednokanałowe lub wielokanałowe. Pompy zatapialne najczęściej używane są w przepompowniach, studzienkach zbiorczych, a także w oczyszczalniach ścieków. Urządzenia tego typu bardzo dobrze sprawdzają się przy odwadnianiu budynków i gruntów. Ponadto pompy zatapialne uwzględnia się przy transportowaniu ścieków agresywnych, komunalnych i przemysłowych, które zawierają materiały długowłókniste. Szlamy wydzielające i nie wydzielające gaz, woda deszczowa, powodziowa i rzeczna to substancje, które bardzo często są transportowane za pomocą pomp zatapialnych.

Cechy konstrukcyjne

Konstrukcja pompy decyduje o jej przeznaczeniu. Urządzenia, w których uwzględniono wielołopatkowy wirnik jednostronnie otwarty są przeznaczone do pompowania wody, roztworów gnojowicy, fekaliów, a także cieczy zanieczyszczonych, gazujących i nie zawierających wytrąceń abrazyjnych o średnicy większej od 6 mm. Oprócz tego zastosowanie obejmuje transportowanie zanieczyszczeń włóknistych.
Pompy z wielołopatkowym wirnikiem zamkniętym są przeznaczone do pracy z wodą i cieczami czystymi lub lekko zanieczyszczonymi. Dostępne są także pompy wyposażone w wielołopatkowy wirnik jednostronnie otwarty o przepływie swobodnym, szczególnie sprawdzające się przy substancjach gazujących o średnicy do 30 mm. W pompach z wielołopatkowym wirnikiem jednostronnie otwartym przewidziano urządzenia rozdrabniające, które umożliwiają pompowanie cieczy zanieczyszczonych ciałami długowłóknistymi.
W pompach na szczególną uwagę zasługują wodoszczelne wloty kablowe niejednokrotnie wykonywane ze stali nierdzewnej z dodatkowym uszczelnieniem w postaci poliuretanu. Odpowiednio uszczelniony musi być również wał pompy. Zastosowanie znajduje przy tym podwójny, mechaniczny, kasetowy system uszczelnienia wału, co zapewnia dłuższy czas pracy pompy. Montaż uszczelnienia można wykonać bez konieczności używania narzędzi, co zapewnia specjalny system zacisków.
W przypadku pomp z rozdrabniaczem uwzględnia się stopy w dolnej części korpusu, zapewniające ochronę systemu rozdrabniającego. Instalacje wolnostojące przewidują nóżki w celu ułatwienia ssania. Odpowiednią konstrukcję mają również uchwyty do podnoszenia pompy niezależnie od sposobu jej instalacji i pozycji. Szereg rozwiązań uwzględnia się w konstrukcji wirnika zwłaszcza w odniesieniu do szybkiej i prostej regulacji szczeliny wirnika. Regulacja może być przeprowadzona bez konieczności demontowania urządzenia.
Specjalne uszczelki znajdujące się na kołnierzu odpływowym zapewniają szczelne połączenie pomiędzy pompą i złączem. W niektórych wersjach przewidziano systemy zaciskowe zapewniające nie tylko szybkie odłączenie silnika od obudowy ale również możliwość obracania silnika o 180° w stosunku do korpusu pompy. Z racji tego, że silnik może być obracany w obie strony można wybrać odpowiednie umiejscowienie przewodu zasilającego.
W niektórych modelach uwzględnia się montaż za pomocą systemu specjalnych złączy. W systemie tym podstawa jest zamocowana do dna studzienki a pompę opuszcza się do za pomocą dwóch układów prowadnic. Pompa automatycznie jest mocowana do zespołu podstawy w pozycji przechylonej w celu usunięcia powietrza, które mogło zgromadzić się w kadłubie tłocznym pompy. Inny sposób montażu przewiduje podstawę zamocowaną na poprzeczce ponad poziomem cieczy w studzience. Pompa opuszczana jest do wnętrza studzienki wraz z rurą tłoczną oraz częścią systemu złączy. W momencie przyłączenia do podstawy, pompa zamocowana będzie w pozycji przechylonej.

Pompy do osadów i szlamu

Interesujące rozwiązanie stanowią pompy o konstrukcji eliminującej zatykanie. Urządzenia tego typu szczególnie sprawdzają się przy pompowaniu płynów, w których występują duże cząstki stałe. W pompach tych bardzo często są stosowane wirniki typu Vortex. Ze względu na wysoki poziom odporności na korozję i ścieranie zastosowanie bardzo często obejmuje przemysł morski oraz procesy produkcyjne obejmujące przygotowanie żywności (np. przesiewanie i klasyfikacja składników). Oprócz tego pompy nie zatykające stosuje się w przemyśle betoniarskim i w oczyszczalniach ścieków. Na rynku nie brakuje urządzeń, które są całkowicie wykonane ze stali nierdzewnej.
Moc silników w typowych pompach mieści się w zakresie od 4,5 kW – 7,5 kW przy wydajności od 95 l/min do ponad 1300 l/min przy wysokości tłoczenia od 3 m do 29 m. W niektórych urządzeniach uwzględnia się cynkowe anody, które mają za zadanie zapewnienie ochrony przed zasoloną cieczą. Dostępne są także wersje wykonane z aluminium i żeliwa lub ze stali szlachetnej. Istotną rolę odgrywają automatyczne wyłączniki termiczne z późniejszym załączeniem dla zabezpieczenia silników. Konstrukcja niektórych pomp uwzględnia wymienialne płytki ścieralne pokryte kauczukiem nitrylowym, co optymalizuje sprawność pompy.

Pływaki do pomp

Szereg nowatorskich rozwiązań uwzględnia się także w pływakach przeznaczonych do sterowania pracą pomp. Niektóre urządzenia tego typu mają pozłacane styki zapewniające ochronę przed zaśniedzeniem. Ponadto w pływakach uwzględnia się systemy zapewniające zmniejszenie zakresu przełączania. Ważna jest całkowita izolacja uzyskana dzięki wewnętrznej komorze wykonanej w sposób bezszwowy poprzez całkowite otoczenie izolującą warstwą polipropylenu.
Korpusy pływaków najczęściej wykonane są z polipropylenu, co zapewnia wysoki poziom odporności mechanicznej i chemicznej. W nowoczesnych pływakach ważne są neoprenowe przewody przyłączeniowe. Niektóre pływaki mogą sterować pracą silnika w sposób bezpośredni.

Jak dobierać pompę?

Dobierając pompę należy wziąć pod uwagę zarówno kryteria konstrukcyjne jak i materiałowe. W pierwszej kolejności trzeba przeanalizować typ instalacji hydraulicznej i silnika oraz rodzaj uszczelnienia mechanicznego. Jeżeli może dojść do zatkania pompy to warto uwzględnić urządzenia z wirnikami o konstrukcji otwartej typu Vortex. Ich cechą jest duży przelot, natomiast wada to niska sprawność. W przypadku gdy tłoczone ścieki są już oczyszczone z elementów stałych o dużych rozmiarach można uwzględnić wysokosprawne, zamknięte wirniki kanałowe. W miejscach, gdzie występują osady o dużej gęstości i lepkości, zastosowanie znajdują pompy z wirnikami śrubowymi. Pompy, które montowane są w rurociągu o dużych przekrojach z reguły mają wirniki śmigłowe.
Ważny jest materiał wykonania korpusu i wirnika pompy. Najczęściej wykorzystuje się żeliwo szare lub żeliwo sferoidalne. W razie potrzeby należy zastosować pompy zabezpieczone przed substancjami agresywnymi. Ochronę w tym zakresie zapewniają powłoki ceramiczne i żeliwo utwardzone. Jeżeli środowisko pracy pompy jest szczególnie agresywne można zastosować pompy wykonane ze stali nierdzewnej

Przepompownie ścieków

Przepompownie najczęściej znajdują zastosowanie w miejscach, gdzie wykonanie grawitacyjnej kanalizacji jest znacznie utrudnione. Przede wszystkim chodzi o obszary z niekorzystnym ukształtowaniem terenu i budową geologiczną lub z rozproszoną zabudową. W takich miejscach konieczne jest zastosowanie kanalizacji ciśnieniowej. Przepompownie ścieków uwzględnia się zatem w miejscach, które są oddalone od kolektorów kanalizacyjnych – indywidualne posesje, gospodarstwa rolne, osiedla jednorodzinne, zakłady przemysłowe. Oprócz tego systemów takich używa się przy przepompowywaniu ścieków bytowogospodarczych, wód drenażowych i opadowych, a także ścieków przemysłowych do kolektorów zbiorczych lub wprost do oczyszczalni ścieków. W systemach kanalizacyjnych przepompownie występują jako systemy pośrednie, strefowe i centralne.
Zalet wynikających ze stosowania przepompowni jest wiele. Przede wszystkim zwraca się uwagę na wysoką sprawność układu tłocznego oraz na poprawę bilansu tlenowego ścieków. Podkreśla się małe przekroje przewodów tłocznych oraz niskie koszty budowy instalacji.

Eksploatacja pomp

Przyczyną niewłaściwej pracy silnika mogą być ciała obce uniemożliwiające poprawne funkcjonowanie wyłączników pływakowych, awarie zasilania, wahania i spadki napięcia, a także brak fazy oraz uszkodzenia instalacji elektrycznej. Oprócz tego należy mieć na uwadze zadziałanie zabezpieczeń, uszkodzony wyłącznik pływakowy, a także zapchanie przez ciało obce. Może dojść również do spalenia silnika czy uszkodzenia łożyska silnika.
Wyłączanie pompy pod krótkim czasie w efekcie zadziałania zabezpieczenia termicznego może być skutkiem zbyt długiej pracy pompy na sucho lub nadmiernej temperatury pompowanego medium. Jeżeli pompa pracuje ze zbyt małą wydajnością to warto sprawdzić czy urządzenie nie ma nieprawidłowego kierunku obrotów. Oprócz tego brak odpowiedniej wydajności niejednokrotnie wynika ze znacznego spadku ciśnienia, zbyt dużej wysokości podnoszenia, a także nadmiernych strat w instalacji rurowych, pracy przy niskim poziomie wody. Trzeba również sprawdzić czy pompa nie została zatkana przez wlot pompy. Zbyt duży hałas i drgania pompy mogą być skutkiem zatkania urządzenia.

Podsumowanie

Należy pamiętać, że obliczając wydajność tłoczenia pompy należy wziąć pod uwagę wymagania normy PN EN 12056-4 oraz przeanalizować całkowitą ilość napływających ścieków i całkowitą wydajność tłoczenia. Pompa o zbyt małej wydajności może spowodować niewydolność instalacji. Z kolei pompa z nadmierną wydajnością będzie pracowała przy dużych stratach energii. Dla wyeliminowania powstawania osadów i zatykania przewodów należy zapewnić minimalny przepływ o prędkości nie mniejszej od 0,7 m/s.

Damian Żabicki

Michał Wolnik, LFPMichał Wolnik, LFP

Zdaniem EKSPERTA
Nowoczesne pompy i ich eksploatacja

Jakie nowatorskie rozwiązania stosuje się w oferowanych na rynku pompach do ścieków?
ścieków jest ich niezawodność. Uzyskuje się ją poprzez zastosowanie: 1.odpowiedniego rodzaju wirnika np: typu vortex (patrz fot. 1 pompa typu IF1 300/80T), jednokanałowego lub wielokanałowego – adekwatnego do rodzaju pompowanych ścieków 2. specjalnej konstrukcji części hydraulicznej zabezpieczającej wirnik przed blokowaniem się. Stosowane są w pompach także rozwiązania w postaci specjalnych tarcz rozcierających i systemów rozdrabniających w wykonaniu chromowo-niklowym (X102 CrMO17KU) osiągających do 69 000 obr/min-1 (patrz fot. 2 pompa typu DM 100). Pewność działania uzyskujemy również poprzez zastosowanie w pompach odpowiednich zabezpieczeń. Jednym z ich jest ochrona silnika pompy przed przegrzaniem za pomocą zabezpieczenia termicznego znajdującego się w uzwojeniu silnika. Dodatkowo można zastosować czujnik wilgoci (umieszczony w komorze olejowej), dający sygnał o uszkodzeniu uszczelnienia i przedostawaniu się cieczy do silnika. Specjalna konstrukcja dławików przewodu zasilającego zabezpiecza silnik przed wnikaniem wody do jego wnętrza. Dzięki zastosowaniu płaszcza chłodzącego, który odbiera ciepło wytwarzane przez silnik istnieje możliwość zamontowania niektórych typów pomp w tzw. komorach suchych lub odpompowaniu cieczy poniżej wysokości martwej pompy. Innym nowatorskim rozwiązaniem jest zastosowanie w korpusie pompy zaworu mieszającego, który automatycznie otwiera się po uruchomieniu pompy a wypływająca z niego ciecz wytwarza wir w obrębie dna zbiornika zapobiegając sedymentacji ścieków. W zależności od rodzaju tłoczonej cieczy można zastosować także różne materiały konstrukcyjne. Powszechnie elementy pomp wykonane są z żeliwa. W przypadku gdy ciecz jest agresywna chemicznie istnieje możliwość wytworzenia pompy ze stali kwasoodpornej lub brązu.

Jak wybrać odpowiednią pompę?
Wybór zastosowanej pompy zależy przede wszystkim od rodzaju przetłaczanych ścieków, co wiąże się z dobraniem odpowiedniego rodzaju wirnika, który ma największy wpływ na sprawność pompy i jest warunkiem jej energooszczędnej pracy. Następnie powinno się określić wymagane parametry pracy pompy: wysokość podnoszenia i wydajność, uwzględniając przy tym opory posiadanej (projektowanej) instalacji. Dla ustalonego punktu pracy należy z katalogu dobrać pompę o jak najwyższej sprawności. Należy również zwrócić uwagę na producenta pompy: jaką ma renomę, czy posiada punkty serwisowe oraz czy zapewnia części zamienne.

Jak właściwie eksploatować pompę?
Prawidłową eksploatację pompy użytkownik zapewni poprzez zastosowanie się do wytycznych zawartych w instrukcji obsługi producenta . Aby pompa mogła służyć przez długi czas należy zwrócić uwagę na następujące aspekty pracy pompy:

  • czy napięcie zasilania odpowiada wartościom podanym na tabliczce znamionowej,
  • czy hałas i wibracje nie odbiegają od normy,
  • czy pompa oraz pływak (jeśli takowy posiada) nie są oblepione przez osad i części stałe znajdujące się w cieczy,
  • w przypadku pomp wyposażonych w silniki trójfazowe należy zbadać asymetrię faz, oraz czy wskazania są zgodne z wartościami podanymi na tabliczce znamionowej silnika,
  • olej w komorze olejowej powinien być wymieniany raz w roku.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here