Modernizacja przepompowni w oczyszczalni ścieków
Raczej nie zdarza się, by w schemacie oczyszczalni nie było przepompowni, chyba że jest to oczyszczalnia bardzo mała i korzystnie usytuowana wysokościowo w stosunku do odbiornika. Zwykle oczyszczalnie lokalizowane są na trudnych terenach w pradolinach rzecznych na rzędnych niewiele odbiegających od rzędnych odbiornika, co skłania projektantów do wynoszenia zasadniczych obiektów w celu uzyskania poprawnego profilu technologicznego.
Powyższe nie byłoby możliwe bez zastosowania przepompowni ścieków.
Na oczyszczalniach występują przepompownie główne podające wszystkie ścieki surowe na początek układu oraz przepompownie obiektowe obsługujące obiekty technologiczne, z których spływ grawitacyjny do głównego ciągu jest niemożliwy np.:
- punkt zlewny ścieków dowożonych,
- place składowe osadów odwodnionych,
- drogi wewnętrzne itp.
Na szczególną troskę na etapie projektowania i realizacji zasługuje oczywiście przepompownia główna, która musi działać w najbardziej krytycznych warunkach. Awaria czy też modernizacja przepompowni oznacza postój oczyszczalni i zanieczyszczenie odbiornika na skutek przelewu ścieków.
Wymagane cechy przepompowni głównej
1. Niezawodność
Przy małych i średnich wydajnościach przepompowni (do 50 l/s) można łatwo dobrać pompy z wirnikiem vortex lub śrubowym o dużej odporności na zatykanie i długich przebiegach. Natomiast, oczekiwane duże wydajności są dostępne raczej dla pomp kanałowych najmniej odpornych na awarie. W przypadku dużej oczyszczalni ścieków 100% zapas wydajności tzn. formuła 1+1 jest mało bezpieczna, ponieważ dwie pompy pracujące w cyklu naprzemiennym posiadają zbliżony przebieg co oznacza, że wkrótce po awarii pierwszej pompy może wystąpić awaria następnej. Aby przedłużyć żywotność pomp należy na oczyszczalniach instalować co najmniej 3 jednakowe pompy pracujące w cyklu naprzemiennym. Taka rezerwa daje dopiero wystarczająco dużo czasu na dokonanie bezpiecznej wymiany wadliwej pompy.
Zawsze pompownia główna na oczyszczalni powinna być poprzedzona piaskownikiem i kratą mechaniczną lub rozdrabniarką. Jeżeli mamy zainstalowane pompy kanałowe to sprawność urządzeń podczyszczających ścieki ma decydujące znaczenie dla ich niezawodnej pracy. Wielkość swobodnego przelotu wirników pomp kanałowych nie ma wpływu na niezawodność ponieważ, powodem ich blokady jest najczęściej „utyk” zanieczyszczeń w szczelinie czołowej.
2. Możliwość regulacji wydajności
Z uwagi na zmienność dopływu ilości ścieków do oczyszczalni, pompy główne powinny posiadać regulację wydajności poprzez zmianę prędkości obrotowej, co pozwala na lepsze dostosowanie do aktualnych potrzeb technologicznych. Stosowanie zróżnicowanych wielkościowo pomp obniża niezawodność obiektu z uwagi na brak lub małą wymienność pomp.
Pożądaną cechą agregatów pompowych na oczyszczalni jest możliwość wymiany samych silników lub zmiana parametrów pomp przez zastosowanie przekładni pasowych.
3. Łatwy dostęp do pomp
Brak możliwości bieżącego dostępu do pomp jest na oczyszczalni poważnym problemem eksploatacyjnym, ponieważ uniemożliwia wczesne wykrycie niepokojących objawów wadliwej pracy pompy. Uciążliwość związana z wyciąganiem pomp zatapialnych ze zbiornika sprawia, że pompy pracują aż do wystąpienia blokady przez zabezpieczenie termiczne lub przeciwwilgociowe. Ocena przyczyny awarii pompy zatapialnej jest możliwa zwykle po jej wyciągnięciu ze zbiornika.
Korzyści wynikające z zastosowania przepompowni suchej
Na wymienione postulaty pozytywną odpowiedź dają przepompownie z suchą lokalizacją pomp diametralnie zmieniając kulturę eksploatacji przepompowni na oczyszczalni ścieków. Poza walorami czysto technicznymi ulegają likwidacji zagrożenia bakteriologiczne i gazowe. Pracownicy izolowani są całkowicie od niebezpiecznej strefy otwartego zwierciadła ścieków.
Dygresja związana z tematem.
Otóż uczestniczyliśmy wraz ze sporą liczbą doświadczonych inżynierów w prezentacji obiektów oczyszczalni ścieków przeznaczonej przez gminę do remontu. Jednym z tych obiektów była mokra podziemna głęboka przepompownia ścieków o średnicy 6,0 m ze stropem pośrednim dla rurociągów i armatury. Na strop pośredni prowadziły wygodne stalowe schody, z wejściem poprzedzonym tabliczką „uwaga – zejście możliwe wyłącznie w trakcie działania wentylacji”. Nie zważając na niebezpieczeństwo część oprowadzanych gości błyskawicznie znalazła się na pomoście w pozycjach dogodnych do obserwacji i robienia zdjęć. Każda z tych osób w innych okolicznościach mogłaby poprowadzić wykład nt. BHP na oczyszczalni ścieków. Wiemy teraz na pewno, że zawody między rozsądkiem a ciekawością zawsze wygra ciekawość. I to jest najlepsza ilustracja przewagi przepompowni suchej nad mokrą. Przepompownia sucha nie daje pretekstów do postępowania niewłaściwego, bo wiedza i stosowanie jej w praktyce to są jednak dwie różne sprawy.
Przepompownie suche z pompami samozasysającymi
Ciekawym przykładem przepompowni suchej wykonanej na oczyszczalni w ramach jej modernizacji jest przepompownia trzypompowa z pompami samozasysającymi w Białogardzie. W zamieszczonej aplikacji użyto pomp kanałowych o mocy wyjściowej P = 30,0 kW i następujących cechach konstrukcyjnych.
- zdolność pracy na sucho przez czas nieograniczony bez zagrożenia uszkodzeniem,
- przystosowanie do pompowania ścieków komunalnych i przemysłowych oraz osadów o uwodnieniu od 96% z zawartością części stałych,
- wirnik pompy typu otwartego o swobodnym przelocie części stałych sferycznych o średnicy do 76 mm,
- możliwość pracy na żądanie w każdych warunkach i rozpoczęcia procesu pompowania z pustym rurociągiem ssawnym i wysokością ssania 6 m H2O (max 6,7 m),
- możliwość korekty sprawności pompy pomimo zużycia materiałowego wirnika i płyty uszczelniającej (regulacja szczeliny) bez potrzeby demontażu pompy i rurociągów ze stanowiska pracy.
Zastosowano pompę wyposażoną w układy pomiaru ciśnienia na tłoczeniu oraz podciśnienia na ssaniu w formie manometrów glicerynowych. Zastosowano rurociągi ssawne otwarte bez zaworu zwrotnego na końcu rurociągu ssawnego. Po stronie tłocznej pompy zamontowano samoczynne odpowietrzniki membranowo – sprężynowe z przewodem wyrzutowym. Korzystną cechą przyjętej pompy jest otwór rewizyjny, zamykany łatwo demontowaną pokrywą, która umożliwia szybki dostęp do wirnika w celu jego odblokowania lub oczyszczenia bez konieczności demontowania rurociągów ssawnego i tłocznego. Pompa napędzana jest przez silnik trójfazowy wieloklatkowy poprzez sprzęgło. Przed przepompownią zamontowana jest krata mechaniczna średnia o prześwicie 20 mm.
Przykładowa modernizacja przepompowni
Zamieszczony przekrój pionowy to przykładowa modernizacja przepompowni. Schemat przedstawia ideę zastosowanego rozwiązania w ramach przebudowy istniejącego uciążliwego obiektu. Komora po lewej stronie rysunku jest elementem starej przepompowni mokrej wykorzystanym dalej do celów retencyjnych. Komora po prawej stronie została wybudowana do zamontowania pomp suchych.
Realizacja – pompa samozasysająca na stanowisku
Realizacja – widok ogólny na nową halę pomp z trzema pompami o mocy 30 kW
Wnioski z zastosowania pomp samozasysających:
- Doskonałe rozwiązanie, kiedy konieczna do przeprowadzenia jest modernizacja przepompowni i utrzymanie niezakłóconego przepływu ścieków przez oczyszczalnię.
- Znakomite warunki bieżącej obsługi i serwisowania pomp z możliwością szybkiego usuwania ewentualnych utyków przez klapy rewizyjne.
- System miękkiego startu i hamowania pomp realizowany przez przetwornice częstotliwości wystarczająco minimalizuje efekty akustyczne od uderzeń hydraulicznych i pracy zaworu zwrotnego.
- Formuła zastosowania trzech pomp samozasysających daje pewność utrzymania ciągłości tłoczenia w najbardziej ekstremalnych wypadkach eksploatacyjnych.
- Konieczne jest dobre zabezpieczenie pomp przed zanieczyszczeniami po stronie ssawnej z uwagi na cechy wirnika kanałowego. Wskazane jest stosowanie kraty gęstej lub rozdrabniarki.
