Podstawowym kryterium wyboru pompy powinna być jej wysoka jakość, niezawodność, efektywność energetyczna i – w pewnych przypadkach − odporność na kawitację.
W oczyszczalniach ścieków pompowane są rozmaite media: ścieki surowe, osady ściekowe, ścieki oczyszczone, pulpy piaskowe, szlamy, wody technologiczne i inne. Są to zarówno ciecze newtonowskie, jak i nienewtonowskie o bardzo różnych własnościach fizykochemicznych [1]. Do ich transportu stosowane są pompy wielu różnych typów, wykonane z różnorodnych materiałów. Ich dobór komplikuje fakt, że istnieje wiele rozwiązań oczyszczalni, zależnych od ilości i rodzaju dopływających ścieków oraz technologii ich oczyszczania. Uproszczony schemat typowej oczyszczalni pokazano na rys. 1.
Rys. 1. Schemat technologiczny oczyszczalni ścieków komunalnych na podstawie materiałów wytwórni KSB: A – pompownia, B – piaskownik, C – osadnik wstępny, D – komory denitryfikacji, E – osadnik wtórny, F – osadnik pokoagulacyjny, G – filtr piaskowy, H – zagęszczacz, J – komora fermentacyjna, K – zbiornik osadu, L – biogaz do wykorzystania energetycznego; 1 – pompa ścieków surowych, 2 – pompa pulpy piaskowej,
3 – pompa odprowadzająca tłuszcze, 4 – pompa recyrkulacji osadów, 5 – pompa osadu surowego, 6 – pompa osadu nadmiernego, 7 – pompa osadu chemicznego, 8 – pompa dozująca, 9 – pompa płucząca, 10 – pompa ścieków oczyszczonych, 11 – pompa osadu zagęszczonego, 12 – pompa cyrkulacji osadu, 13 – pompa osadu do przeróbki [2]
Zobacz:
Oczyszczalna Ścieków „Hajdów” zasilana słońcem
Oczyszczalnia ścieków w Bochni po przebudowie
Przydomowe oczyszczalnie ścieków – przepisy
Pompy do oczyszczalni ścieków. Pompy do ścieków surowych
Ścieki z przepompowni przed oczyszczalnią dopływają do komory rozprężnej w oczyszczalni i dalej do urządzeń mechanicznego oczyszczania ścieków. Pompy ścieków surowych kierują je do urządzeń oczyszczania biologicznego. Umieszczone są zwykle za kratami i piaskownikami. Ich celem jest podniesienie wstępnie podczyszczonych ścieków do poziomu, który zapewni im grawitacyjny przepływ do następnych instalacji oczyszczalni. Są to najczęściej pompy zatapialne „mokre”, takie jak w przepompowniach ścieków (rys. 2a).
Bywają też stosowane pompy samozasysające (rys. 2b) i śrubowe przenośniki cieczy (śruby Archimedesa, rys. 2c), jeśli wymagana jest geometryczna wysokość podnoszenia nie większa niż 8−10 m. Wydajności tych pomp i przenośników wynikają bezpośrednio z przepustowości oczyszczalni; wszystkie są szczegółowo omówione w monografii [1].
Pompy do oczyszczalni ścieków. Rys. 2. Przykłady pomp do ścieków surowych: a) pompa odśrodkowa zatapialna „mokra”, b) pompa samozasysająca, c) czerpadło śrubowe (śruba Archimedesa)
Dobierając pompę do ścieków surowych, należy przede wszystkim dokonać wyboru:
- parametrów znamionowych, wydajności Qznam i wysokości podnoszenia Hznam;
- typu pompy (rys. 2);
- rozwiązania konstrukcyjnego pompy oraz materiałów na jej elementy;
- konkretnej pompy od konkretnego wytwórcy/dostawcy.
Liczba i wydajności znamionowe pomp zależą od ilości Qs dopływających ścieków i jej zakresu zmienności, ustalanego na podstawie wieloletnich danych statystycznych, oraz prawdopodobnego wzrostu Qs w przyszłości; zwykle zainstalowane są 2−4 pompy. Zależnie od zakresu zmienności Qsmin…Qsmax pracuje jedna lub dwie pompy, tak aby w zbiorniku poziom ścieków utrzymywał się w przyjętym przedziale zmin…zmax i aby pompy pracowały w dopuszczalnym zakresie wydajności Qmin…Qmax [3], [4], który określa wytwórca pompy. Celowe jest, aby przy dużej zmienności strumienia Qs (dzień–noc, opady nawalne, roztopy) jedna z pomp miała mniejszą wydajność Qznam, np. 2/3 wydajności pozostałych pomp. Zdaniem autora wystarczą trzy pompy zamiast czterech [1], nawet w dużych obiektach. Nie należy przewymiarować pompy do oczyszczalni ścieków, wybierając ze zbyt dużym zapasem jej wydajność i zwłaszcza wysokość podnoszenia, na ogół przeszacowując opory przepływu w elementach układu za pompą [3], [4]. Skutki to straty energii (dławienie przepływu) i możliwa praca w kawitacji.
Przy dużym zakresie zmin…zmax i możliwości okresowej pracy w kawitacji należy wybierać pompy, których elementy przepływowe – zwłaszcza wirniki – wykonane są z materiałów odpornych na erozję kawitacyjną (żeliwo wysokochromowe, staliwo chromowe – LH14, staliwa specjalne Duplex, Noridur i podobne). Nie powinno się raczej stosować wówczas żeliwa szarego lub nawet sferoidalnego [1].
W dalszej części artykułu:
Rodzaje osadów ściekowych
Pompy do osadów ściekowych
Pompy do ścieków oczyszczonych
prof. dr hab. inż. Waldemar Jędral
emer. prof. zw. w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej
Literatura
1. W. Jędral, Instalacje pompowe w przepompowniach i oczyszczalniach ścieków, PWN, Warszawa 2021.
2. P. Świtalski, Technika pompowa, CEDOS, Wrocław 2009.
3. W. Jędral, Pompy wirowe, wyd. 2 zmienione, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2014.
4. W. Jędral, Efektywne energetycznie układy pompowe, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2018.
5. Handbook of Sludge Pumping, Xylem Watersolutions AB (Flygt), Sundbyberg 2012.
6. M. Stępniewski, Pompy, WNT, Warszawa 1985.
7. Materiały reklamowe wytwórni pomp, m.in.: Gorman-Rupp, Hidrostal, Hydro-Vacuum, KSB, Xylem/Flygt, Tofama Toruń i innych.
Sprawdź:
Instalacja suszenia osadów ściekowych w Rąbczynie2
Odzysk energii z osadów ściekowych – piroliza, zgazowanie
Odzysk energii z osadów ściekowych – fermentacja metanowa
Renowacja oczyszczalni ścieków
