Pompy do wody brudnej i ścieków – czym się kierować przy ich doborze

W pompach do brudnej wody i ścieków istotną rolę odgrywa wodoszczelny wlot kablowy. Stąd też szczelność uzyskuje się poprzez wloty kablowe wykonane ze stali nierdzewnej, które dodatkowo uszczelnione są poliuretanem. Odpowiednio uszczelniony jest również wał pompy.

Do uszczelnienia wału bardzo często wykorzystywany jest podwójny, mechaniczny, kasetowy system uszczelnienia wału. Takie rozwiązanie zapewnia długi czas pracy pompy. Montaż może być przeprowadzony bez konieczności używania narzędzi, co uzyskane jest dzięki systemom zacisków. Odpowiednio projektuje się także uchwyty, pozwalające na wygodny sposób podnoszenia pompy niezależnie od sposobu jej instalacji i pozycji. Odpowiednie rozwiązania uwzględnia się także w konstrukcji wirnika. Zapewniają one szybką i prostą regulację szczeliny wirnika. Regulacja może być przeprowadzona bez konieczności demontowania urządzenia. Specjalne uszczelki, które są uwzględnione na kołnierzu odpływowym zapewniają szczelne połączenie pomiędzy pompą i autozłączem.

W niektórych modelach przewidziano systemy zaciskowe, które zapewniają nie tylko szybkie odłączenie silnika od obudowy ale również możliwość obracania silnika o 180° w stosunku do korpusu pompy. Silnik może być obracany w obie strony, dzięki czemu jest możliwy wybór umiejscowienia przewodu zasilającego. W niektórych modelach uwzględnia się także montaż za pomocą systemu autozłączy. W systemie tym podstawa zamocowana jest do dna studzienki a pompę opuszcza się do wnętrza studzienki za pomocą dwóch układów prowadnic. Pompa automatycznie zamocowywana jest 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 autozłącza. W momencie przyłączenia do podstawy, pompa zamocowana będzie w pozycji przechylonej.

Jak dobierać pompę

Dobierając pompę należy wziąć pod uwagę zarówno kryteria konstrukcyjne jak i materiałowe. W pierwszej kolejności warto uwzględnić typ hydrauliki i silnika oraz rodzaj uszczelnienia mechanicznego. W miejscach, w których jest możliwe zapchanie pompy warto uwzględnić urządzenia z wirnikami o konstrukcji otwartej typu Vortex. Ich cechą jest duży przelot, wadą natomiast niska sprawność. Jeżeli 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, mają najczęściej wirniki śmigłowe.

Nie bez znaczenia pozostaje również materiał, z którego wykonane są korpusy i wirniki pomp. Jest nim najczęściej żeliwo szare lub żeliwo sferoidalne. W razie potrzeby należy uwzględnić pompy zabezpieczone przed substancjami agresywnymi. Ochronę w tym zakresie zapewniają powłoki ceramiczne i żeliwo utwardzone. Jeżeli środowisko pracy pompy jest szczególnie agresywne to można zastosować pompy wykonane ze stali nierdzewnej. Dobierając pompy jakie znajdują zastosowanie przy transportowaniu ścieków bytowo-gospodarczych lub deszczowych trzeba pamiętać przede wszystkim o tym, że prędkość ścieków w rurociągu tłocznym nie może być mniejsza od 0,7 m/s. Jednak prędkość od 0,8 m/s jest gwarancją transportu praktycznie wszystkich zanieczyszczeń jakie są spotykane w ściekach na stromych odcinkach wznoszących.

Z kolei od strony ssawnej pompy umieszczonej w zbiorniku musi być zapewniona odpowiednia wysokość zwierciadła ścieków na potrzeby chłodzenia silnika. Chodzi tutaj o pompy bez płaszcza chłodzącego. Nie mniej ważne są przy tym zabezpieczenia pompy przed kawitacją. Minimalne ciśnienie na dopływie do pompy jest podawane przez producenta jako wartość NPSH. Wartość ta zależy przede wszystkim od prędkości obrotowej pompy, geometrii wirnika, wysokości zwierciadła ścieków w zbiorniku, temperatury ścieków oraz ciśnienia atmosferycznego. Kluczową rolę odgrywa strumień przepływu.

Powinien on być większy od strumienia napływających ścieków aby pompa przy maksymalnych dopływach nie pracowała w trybie ciągłym. Nadwyżka wydajności nad dopływem do przepompowni musi wynosić od 10 do 20%. Zgodnie z definicją wydajność przepompowni to wydajność jednej lub kilku pomp, które pracują jednocześnie. Hydraulika układu pompowego powinna być dostosowana do zakładanej ilości przetłaczanych ścieków. W przypadku wielkości przepływu nie przekraczającej 4,0 l/s zalecane są pompy z rozdrabniaczem ze stromymi charakterystykami i podnoszeniu do 60 m (0,6 MPa). Z kolei powyżej 4,0 l/s lepsze będą pompy ze swobodnym przelotem ale nie mniejszym niż dla kuli o średnicy 80 mm. Warto zadbać o to aby w miarę możliwości pompa pracowała w optymalnym punkcie pracy. Przełoży się to na jej trwałość i optymalne wykorzystanie mocy.

Pompy samozasysające

Pompy samozasysające nie muszą być zanurzone w tłoczonej cieczy. Tym sposobem zyskuje się przede wszystkim łatwą konserwację. Podkreśla się także tańsze koszty eksploatacji w porównaniu z pompami zatapialnymi. Samozassanie może być przeprowadzone przy całkowicie otwartym układzie rurociągów bez zaworów zwrotnych po stronie ssącej. Efekt ten uzyskuje się również w sytuacji kiedy korpus pompy jest tylko częściowo wypełniony cieczą a przewód ssący całkowicie pusty.

W niektórych modelach przewidziano dodatkowe elementy statyczne, które odpowiedzialne są za rozdrabnianie ciał stałych w efekcie obrotowego ruchu wirnika. Takie rozwiązanie zapewnia swobodny przepływ przez pompę drewna, puszek, butelek, folii, itp. Ważne jest, że zmiana miejsca pracy pompy może być przeprowadzana bez konieczności demontażu instalacji. Układ przewodu, zarówno ssącego jak i tłocznego, jest całkowicie otwarty. Od strony ssania w pompie przewidziano otwór rewizyjny, który jest zamknięty demontowalną pokrywą. Zapewnia to natychmiastowy dostęp wirnika, chociażby w celu jego odblokowania.

Pompy można łączyć w układ szeregowy i równoległy. Warto podkreślić, że pompy samozasysające dobrze sprawdzają się w ciężkich warunkach pracy, zarówno przy ściekach komunalnych jak i przemysłowych. Są one niezastąpione przy pompowaniu silnie zanieczyszczonych wód powierzchniowych i nawodnionych osadów, które również mogą zawierać cząstki stałe.

Pompy zatapialne

Pompy zatapialne znajdują zastosowanie przy transportowaniu ścieków komunalnych i przemysłowych. Ich budowa bazuje na monoblokowym zatapialnym agregacie, który nabyć można jako stacjonarny lub przenośny. W konstrukcji urządzeń przewidziano wirniki typu otwartego, jednokanałowe lub wielokanałowe. Jeżeli pompa będzie pracowała z mediami agresywnymi chemicznie lub takimi które się ścierają czy też pracują w strefach wybuchowych, należy uwzględnić urządzenia o odpowiedniej konstrukcji i materiale wykonania. Pompy zatapialne najczęściej są używane w przepompowniach, studzienkach zbiorczych, a także w oczyszczalniach ścieków. Bardzo dobrze sprawdzają się one przy odwadnianiu budynków i gruntów.

Pompy do osadów i szlamu

Na rynku dostępne są także nie zatykające się pompy zatapialne. Są one dobrym rozwiązaniem w przypadku konieczności pompowania płynów, w których występują duże cząstki stałe. Pompy tego typu, najczęściej z wirnikiem typu Vortex, są odporne na korozję i ścieranie. Stąd też bardzo często używa się ich w przemyśle morskim, a także w procesach związanych z przygotowaniem żywności (przesiewanie i klasyfikacja składników). Oprócz tego pompy nie zatykające znajdują zastosowanie w przemyśle betoniarskim i w oczyszczalniach ścieków. Nabyć można również wersje, które są całkowicie wykonane ze stali nierdzewnej.

Moc silników w typowych pompach kształtuje się w zakresie od 4,5 do 7,5 kW przy wydajności od 95 do 1325 l/min. Urządzenie uzyskuje wysokość tłoczenia od 3 do 29 m. W niektórych modelach 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 włączeniem dla zabezpieczenia silników. Konstrukcja niektórych pomp uwzględnia wymienialne płytki ścieralne, które są pokryte kauczukiem nitrylowym. Takie rozwiązanie ma na celu optymalizowanie sprawności pompy.

Podsumowanie

Przy doborze pompy można wykorzystać specjalistyczne programy komputerowe. Niektóre z nich pomagają przy wyborze nie tylko pompy ale i systemu oczyszczania ścieków. Aplikacje są przejrzyste i proste w obsłudze. Zapewniają one oszczędność czasu bowiem w procesie doboru nie ma potrzeby przeglądania katalogów i analizowania parametrów technicznych. Wybór odbywa się w co najwyżej czterech krokach. Programy są w stanie również kopiować wybrane dane i rysunki oraz wstawiać je do projektowanego systemu instalacji. Większość programów zawiera również rysunki w pliku CAD. O szczegółowej konstrukcji pompy decyduje przede wszystkim jej przeznaczenie. Np. pompy z wielołopatkowym wirnikiem jednostronnie otwartym znajdą zastosowanie przy pompowaniu wodnym, roztworów gnojowicy, fekalii oraz cieczy zanieczyszczonych, gazujących i nie zawierających wytrąceń abrazyjnych o średnicy większej niż 6 mm. Pompy tego typu znajdują również zastosowanie przy transportowaniu zanieczyszczeń włóknistych. Stąd też na etapie wyboru odpowiedniego rozwiązania warto skorzystać z pomocy firm, które specjalizują się w sprzedaży urządzeń tego typu.

Damian Żabicki