Nowoczesne systemy kanalizacji ciśnieniowej firmy Jung Pumpen

Transkrypt

1 Nowoczesne systemy kanalizacji ciśnieniowej firmy Jung Pumpen Kalisz, Systemy kanalizacji ciśnieniowej są alternatywą dla tradycyjnej kanalizacji grawitacyjnej i znajdują zastosowanie w przypadku rozłożystych terenów mieszkalnych o niekorzystnej topografii lub ukształtowaniu. W systemach tych ścieki są za pomocą pomp i rurociągów tłocznych transportowane do kanału grawitacyjnego lub bezpośrednio do oczyszczalni ścieków. Przykładowy system kanalizacji ciśnieniowej jest pokazany na rysunku nr.1. Składa się on z przydomowych przepompowni ścieków, przepompowni strefowych i sieciowych. Ścieki są pompowane za pomocą zabudowanych pomp poprzez układ rurociągów tłocznych do studni rozprężnej lub bezpośrednio na oczyszczalnie. Z uwagi na to, że ścieki w rurociągu maja ograniczony kontaktu z powietrzem, zawarty w nich tlen jest bardzo szybko zużywany w wyniku procesów mikrobiologicznych i chemicznych. Im dłużej ścieki przebywają w rurociągu tym szybciej zachodzą te procesy. Powodują one powstawanie w ścieku bakterii beztlenowych oraz wydzielanie się siarkowodoru. W działającej prawidłowo sieci kanalizacji ciśnieniowej procesy te nie powinny zachodzić. Rys. 1 System kanalizacji ciśnieniowej. System kanalizacji ciśnieniowej to po pierwsze zgodny ze sztuką inżynierską i normami przygotowany projekt a następnie na tej podstawie dobór optymalnych a równocześnie

2 nowoczesnych, o wysokiej sprawności i niezawodności urządzeń. Bardzo ważnym zadaniem w projektowaniu systemu kanalizacji ciśnieniowej jest możliwie najszybsze przetransportowanie ścieku do oczyszczalni. Oznacza to, że należy minimalizować retencje w zbiornikach przepompowni, dobierać rurociągi tłoczne tak, by spełnić wymagania norm w zakresie prędkości przepływu ścieku oraz jego czasu przebywania. Przy właściwym podejściu do procesu projektowania nie będzie w procesie eksploatacji problemów z powstawaniem nieprzyjemnych zapachów oraz degradacji urządzeń w wyniku działania siarkowodoru. Projektowanie, a nieprzyjemne zapachy i degradacja urządzeń. Projektowanie kanalizacji ciśnieniowej można podzielić na dwa etapy: założenia do projektu oraz proces właściwego projektowania. W trakcie uzgadniania założeń bardzo ważną rolę odgrywają stosowne wydziały w urzędach miasta czy gminach lub powołane przez nie przedsiębiorstwa wodociągowe, które posiadają odpowiednie dane. Są to przede wszystkim dane dotyczące średniego zużycia wody przez mieszkańców na danym obszarze, liczby mieszkańców, planów w zakresie dodatkowych przyłączy w przyszłości oraz ewentualnej sezonowości przebywania osób na danym obszarze. Sezonowość dotyczy przede wszystkim obszarów turystycznych. Rezultaty prac na tym etapie mają zasadniczy wpływ na jakość projektu na bazie którego wykonana kanalizacja będzie działała prawidłowo lub nie. Dla rurociągu DN50 o długości 100 metrów, w przypadku podłączenia 10 mieszkańców i założeniu że każdy mieszkaniec zużywa 150 l/dobę, czas przebywania ścieków w rurociągu wynosi 3,3 godziny. W przypadku gdy mieszkańcy zaczną oszczędzać wodę i jej zużycie spadnie do 100 l/dobę, powstały ściek będzie przebywał w rurociągu 4,9 godziny. Rys. 2 System wentylacji przepompowni. Układ wentylacji przepompowni kominek nawiewny i wywiewny.

3 W systemach kanalizacji ciśnieniowej nieprzyjemne zapachy oraz substancje degradujące zabudowane elementy i urządzenia powstają w przepompowniach, rurociągach tłocznych oraz studniach rozprężnych. Prawidłowo zaprojektowana przepompownia powinna się charakteryzować małą retencją, posiadać system wentylacji nawiewno-wywiewnej poprzez który ciągle będzie dostarczane do przepompowni świeże powietrze (rys.2). Część denna zbiornika powinna być w formie stożka ściętego (posiadać odpowiednie skosy) co przyczynia się do zmniejszenia objętości resztkowej ścieków w zbiorniku, zwiększenia prędkości liniowej ścieków w czasie pompowania i zwiększenia koncentracji substancji stałych na mniejszej powierzchni. W skrajnych przypadkach, kiedy czasy przebywania ścieku w zbiorniku przepompowni przekracza osiem godzin, należy zastosować albo pompy z systemem płukania i napowietrzania ścieków z tgz. rurką płuczącą (rys. 3) lub stacje do napowietrzania ścieków (rys.4). Rys. 3 Pompa z rurką płuczącą. Rys. 4. Stacja do napowietrzania ścieków. Na dnie zbiornika przepompowni znajduje się wąż z dyszami, przez który do ścieków podawane jest świeże powietrze za pomocą kompresora zabudowanego w stacji. Proces ten zapobiega powstawaniu bakterii beztlenowych lub zmniejsza ich ilość. W zakresie przepompowni przydomowych, zabudowanych bezpośrednio przy budynkach mieszkalnych, których ilość w jednym systemie tłocznym może wynosić i kilkaset, bardzo ważna jest jej konstrukcja zapobiegająca zagniwaniu

4 ścieków, powstawaniu siarkowodoru i minimalizacje jego oddziaływania na wyposażenie przepompowni. Częste wypompowywanie ścieków i krótkie czasy przebywania ścieków w przepompowni stanowiły wyzwanie dla projektantów firmy JUNG PUMPEN. Powstała przepompownia przydomowa PKS B-800(rys. 5) o objętości całkowitej 640 litrów i resztkowej 30 litrów po wypompowaniu ścieków jest spełnieniem wymienionych założeń i stanowi niedościgniony wzór na dzień dzisiejszy dla konkurencji. Rys. 5 Przepompownia PKS B-800. Wykonany z PEHD metodą rotingu zbiornik posiadający gładkie powierzchnie wewnętrzne oraz zabudowane po cięciwie przyłącze dopływu ścieków redukują w znacznym stopniu proces zagniwania ścieków i odkładania substancji stałych. W przepompowniach tych po raz pierwszy zastąpiono wszelkie możliwe elementy które były dotychczas wykonane z metalu, elementami z wysokiej jakości tworzyw kompozytowych. Kompletne elementy takie jak trawersa, elementy sprzęgające i zawór zwrotny zostały wykonane z kompozytów. Z jednej strony prowadzi to do obniżenia wagi przepompowni a z drugiej eliminuje proces korozji tych elementów. Nowa idea zaworu zwrotnego, którego korpus jest równocześnie elementem sprzęgającym z układem tłocznym przepompowni stanowi nowatorskie rozwiązanie pozwalające na łatwe i niezawodne zabudowanie pompy w tym układzie. Zabudowana dodatkowo prowadnica ułatwia wykonanie tycz czynności. Poprzez to rozwiązanie prace konserwacyjne i remontowe przy tych elementach są wykonywane na zewnątrz przepompowni. Przepompownia PKS B jest przystosowana do zabudowy w terenie na którym odbywa się ruch pieszych jak również tam gdzie mamy do czynienia z przejazdem samochodów osobowych np. w przypadku zabudowy przepompowni na dojeździe do garażu (rys. 6).

5 Rys. 6 Przykład zabudowy przepompowni na wjeździe do garażu Oferta pomp dla przepompowni przydomowych została rozszerzona o nową pompę UFK 20/2M z rozdrabniaczem i wirnikiem z kompozytów. Dzięki temu nowatorskiemu rozwiązaniu parametry hydrauliczne w porównaniu do dotychczas stosowanej pompy pozostały na tym samym poziomie a moc zmniejszyła się o 20% co wprost przekłada się na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej. Przeznaczone do przepompowni sieciowych i strefowych pompy posiadają możliwość zabudowy rurki płuczącej (rys. 7). Rys. 7 Miejsce zabudowy rurki płuczącej.

6 W trakcie pracy pompy ok. 5% wydajności pompy jest ponownie przepompowywane poprzez rurkę typu bajpas do przepompowni w formie strumienia uderzającego z dużą prędkością w lustro ścieków, powodując jego napowietrzanie i rozbicie kożucha ściekowego. Brak kożucha w przepompowni w znaczny sposób poprawia kontakt ścieku z powietrzem atmosferycznym i przyczynia się do wolniejszego przebiegu procesu powstawania bakterii beztlenowych. Kolejnym, ważnym elementem kanalizacji ciśnieniowej są rurociągi tłoczne a właściwie odpowiedni dobór ich średnic. Dobrane średnice muszą być zgodne z normą PN-EN Średnica rurociągu powinna być tak dobrana by prędkość tłoczonego ścieku wynosiła minimum 0,7 m/s a czas przebywania ścieku w rurociągu był poniżej 8 godzin. Ze względu na ciągle zmniejszające się zużycie wody przez gospodarstwa domowe które jest dużo mniejsze od zakładanego wcześniej do prac projektowych zużycia wody w ilości 150 litrów na mieszkańca i dobę, ścieki przebywają w rurociągu tłocznym zdecydowanie dłuższy czas niż 8 godzin. By poradzić sobie z tym problemem firma Jung Pumpen zaprojektowała, wykonała i z powodzeniem wdrożyła w eksploatacje stacje DRS do płukania (napowietrzania ścieków ) rurociągów tłocznych sprężonym powietrzem (rys. 8). Rys. 8 Stacja DRS do przedmuchiwania rurociągów tłocznych. Zastosowanie tej stacji umożliwia skrócenie czasu przebywania ścieku w rurociągu w zależności od potrzeb oraz wprowadza do niego tlenu. Ponadto za sprawą dużych prędkości płukania nie dochodzi w rurociągach tłocznych do odkładania substancji stałych. Optymalny czas płukania jest wyliczany za pomocą specjalnego programu komputerowego. Na bazie tych obliczeń tak dobiera się średnice rurociągów tłocznych i urządzenia, że na każdym odcinku rurociągu tłocznego osiągana jest od pompy lub za pomocą stacji DRS minimalna prędkość przepływu wynosząca 0,7 m/s. Nowa generacja stacji DRS została wyposażona w inteligentny system sterowania który uruchamia pracę stacji w zależność od zadanego, żądanego przez eksploatatora czasu przebywania ścieku w rurociągu (rys.9).

7 Rys. 9 Inteligentny system sterowania stacją DRS. Inaczej mówiąc możemy tak ustawić pracę stacji, że bez względu na zmiany napływu ścieku do przepompowni będzie się ona załączała tylko wówczas gdy zadany przez eksploatatora maksymalny czas przebywania ścieku w rurociągu np. cztery godziny zostanie osiągnięty. To rozwiązanie zabezpiecza nas przed negatywnymi skutkami dobowej zmiany napływu ścieków do rurociągu jak również przed zmianami sezonowymi. Podsumowanie. Tak jak przed ponad trzydziestoma laty przepompownie firmy JUNG PUMPEN a następnie systemy kanalizacji ciśnieniowej oparte o te przepompownie stały się przyczynkiem do jej rozwoju, tak i teraz udoskonalone i nowe produkty przyczyniają się do rozwoju nowoczesnych systemów kanalizacji ciśnieniowej. Parametry ścieków dostarczone na oczyszczalnie przez nowoczesne systemy kanalizacji ciśnieniowej spełniają w coraz większym stopniu oczekiwania zakładów komunalnych. Mała objętość resztkowa ścieków w przepompowniach, zabudowane rurociągi o małych średnicach począwszy od DN32 oraz stacje do płukania rurociągów sprężonym powietrzem na odcinkach tłocznych gdzie nie są możliwe do osiągnięcia czasy przebywania ścieku w rurociągu poniżej 8 godzin, sprawiają że te oczekiwania są spełnione. Ścieki dostarczone na oczyszczalnie posiadają wymagane parametry, urządzenia będące w eksploatacji nie ulegają szybkiemu procesowi degradacji a mieszkańcy gdzie te systemy zostały wykonane i są w eksploatacji nie mają negatywnych doznań w wyniku odczuwania nieprzyjemnych zapachów. mgr inż. Arkadiusz Wolnik