A szennyvíz átemelő állomás - más néven szennyvízátemelő állomás vagy nedves kút átemelő állomás - a tervezett létesítmény, amely szivattyúkkal szállítja a szennyvizet alacsonyabb szintről magasabbra amikor a gravitáció önmagában nem tudja elvezetni a szennyvizet a települési gyűjtőrendszerbe vagy tisztítótelepre. Röviden: bárhol, ahol egy épület, környék vagy épület a csatornahálózat alatt található, a szennyvízátemelő állomás az a mechanizmus, amely lehetővé teszi a higiéniát. Enélkül az alsóbbrendű fürdőszobák, az alacsonyan fekvő körzetek és a sík terepen fekvő teljes települések nem tudnának csatlakozni a központosított szennyvízkezeléshez. Ez az útmutató leírja, hogyan működnek az emelőállomások, melyik típus illik az Ön alkalmazásához, hogyan telepítik őket, és hogyan tarthatják biztonságosan működésüket.
A működési elv egyértelmű. A szennyvíz gravitáció hatására az épületből vagy a gyűjtőterületről egy lezárt földalatti kamrába, az úgynevezett nedves jól . A szennyvíz felhalmozódása során úszókapcsolók vagy nyomásátalakítók figyelik a folyadékszintet. Amikor a szint elér egy előre beállított magas vízszintet – általában A nedves kút kapacitásának 60-80%-a — a központ egy vagy több búvár- vagy szárazaknás szivattyút aktivál. A szivattyúk a szennyvizet egy nyomás alatt álló fővezetéken keresztül vezetik a gravitációs csatornába, tisztítótelepre vagy a sorozat következő átemelő állomására.
Amikor a nedves kút szintje az alacsony vízszintre csökken, a szivattyú(k) leállnak, és a ciklus megismétlődik. A legtöbb önkormányzati és kereskedelmi állomás működik 4-8 szivattyúciklus óránként normál áramlási körülmények között. Minden állomás tartalmaz egy riasztó úszót, amely a magas víz szivattyúzási szintje fölé van beállítva – ha a szivattyú meghibásodik, és a nedves kút tovább emelkedik, a riasztó hangos és távoli riasztást indít el, mielőtt a szennyvíz visszafolyhatna a csatlakoztatott épületekbe vagy túlfolyhatna a felszínre.
Minden szennyvízátemelő állomás kulcselemei:
A legszélesebb körben telepített konfiguráció Észak-Amerikában önkormányzati és lakossági alkalmazásokhoz egyaránt. A búvárszivattyúk közvetlenül a nedves kútban helyezkednek el, a szennyvízbe merülve. A motorokat hermetikusan lezárják és a környező folyadék hűti. Nincs szükség külön száraz szivattyúházra jelentősen csökkenti az építési költségeket és a lábnyomot. A szivattyúkat vezetősín-rendszereken és emelőláncokon keresztül veszik fel karbantartás céljából anélkül, hogy a személyzetnek be kellene lépnie a zárt térbe. A nedves kút alámerülő állomások figyelembe veszik az új szennyvízátemelő állomások több mint 70%-a az USA-ban.
Két külön kamrából áll: egy vizes kútból, amely fogadja a bejövő szennyvizet, és egy szomszédos szárazgödörből, amely a szivattyúkat és a csöveket tartalmazza, száraz, hozzáférhető környezetben. A szivattyúk végszívású centrifugális vagy önfelszívó egységek, amelyeket beton alátétre szerelnek, és szívócsövön keresztül a nedves kúthoz csatlakoznak. Előnyben részesítik a szárazaknás állomásokat nagy kapacitású települési létesítmények (500 GPM felett) ahol a szivattyú karbantartási gyakorisága indokolja a bejárható szivattyúház építési többletköltségét. Lehetővé teszik a technikusok számára a szivattyúk, tömítések és csapágyak szervizelését zárt térbe való belépési eljárások nélkül.
Kompakt, egyépületes szennyvízátemelő rendszer, ahol egy nagy sebességű darálószivattyú – jellemzően 1–2 LE, 1750–3500 ford./perc sebességgel — a szilárd anyagokat finom iszapgá macerálja, mielőtt egy kis átmérőjű (1¼–2 hüvelyk) erővezetéken keresztül szivattyúzná. Alacsony nyomású csatornarendszerekben (LPS) használják, amelyek vidéki területeken vagy olyan fejlesztésekben szolgálnak ki, ahol a gravitációs csatorna gazdaságtalan. Általában egyetlen darálóállomás működik egy-négy lakóegység és csatlakozik egy megosztott alacsony nyomású gyűjtőrendszerhez.
Egy szeptikus tartály után a tisztított szennyvíz (folyadék szilárd anyagokkal kiülepedett) szivattyúzására szolgál egy magasabban lévő lefolyómezőbe, halomrendszerbe vagy aerob kezelőegységbe. Mivel a szilárd anyagokat nagyrészt a szeptikus tartály távolítja el, a szennyvízszivattyúk kisebb járókerék-hézagot és kisebb erőátmérőt használhatnak, mint a nyers szennyvízszivattyúk – csökkentve a szivattyú és a csőszerelés költségeit.
Gyárilag összeszerelt üvegszálas vagy polietilén nedves kút edények szivattyúkkal, vezérlőkkel és csővezetékekkel előre telepítve, komplett egységként szállítva a helyszínre, készen a beépítésre. Átfutási idők 4-12 hét szemben 12-24 hét Az egyedi tervezésű előregyártott betonállomások esetében a csomagolóállomások a kereskedelmi fejlesztések, az akár 500 otthont kiszolgáló felvonóállomások, valamint a meghibásodott állomások vészhelyzeti cseréje.
| Írja be | Tipikus áramlási tartomány | Szivattyú hozzáférés | Legjobb alkalmazás | Relatív tőkeköltség |
|---|---|---|---|---|
| Nedves kút / Merülő | 10-5000 GPM | Vezetősín visszavétele | Lakossági nagy önkormányzat | Alacsony – Közepes |
| Dry Pit | 500-50 000 GPM | Bejáratos száraz szoba | Nagy önkormányzati / ipari | Magas |
| Daráló szivattyú | 5-30 GPM | Teljes egység eltávolítása | Egyházi / LPS rendszerek | Alacsony |
| Szennyvíz szivattyú | 5-50 GPM | Teljes egység eltávolítása | Szeptikus a lefolyóba | Alacsony |
| Előregyártott csomag | 20–2000 GPM | Vezetősín visszavétele | Kereskedelmi / alosztály | Mérsékelt |
A szennyvízátemelő állomás az alábbi feltételek bármelyike esetén válik szükségessé:
Az állomásnak az óránkénti csúcsáramlást kell kezelnie – nem az átlagos napi áramlást. Lakossági rendszerek esetén a csúcsáramlást általában a következőképpen számítják ki Az átlagos napi áramlás 3-4-szerese . Egy 100 otthonból álló, háztartásonként átlagosan napi 250 gallont (GPD) termelő alegység 25 000 GPD-t termel, de az óránkénti csúcsforgalom elérheti 75 000–100 000 GPD (52–69 GPM) a reggeli és esti keresletcsúcs idején. A szivattyú átlagos térfogatáramhoz való alulméretezése a nedves kutak krónikus túlcsordulását eredményezi a csúcsok idején.
A TDH az a teljes nyomás, amelyet a szivattyúnak le kell győznie, hogy az áramlást a nyomópontra szállítsa. A következőket tartalmazza:
A helyesen kiválasztott szivattyú a tervezett áramlási sebességet a számított TDH mellett adja le. Ha a szivattyút a névlegesnél lényegesen alacsonyabb TDH-val üzemeltetik, akkor az a teljesítménygörbén jobbra fut, ami a motor túlterheléséhez, kavitációhoz és felgyorsult csapágykopáshoz vezet.
A nedves kút üzemi térfogatának (a ki- és bekapcsolási szint között) elegendő visszatartási időt kell biztosítania, hogy megakadályozza a szivattyú rövid ciklusát – a túl gyakori indítás károsítja a motor tekercsét. A legtöbb szivattyúgyártó előírja a legalább 10 perc a kezdések között 10 LE feletti motoroknál 15–20 percet részesítenek előnyben. A munkamennyiség kiszámítása a következőképpen történik: Szivattyúkapacitás (GPM) × Minimális ciklusidő (perc) ÷ 4 . 100 GPM szivattyú esetén 10 perces minimális ciklussal a minimális üzemi térfogat = 100 × 10 ÷ 4 = 250 gallon .
Az erő főcső átmérőjét úgy kell megválasztani, hogy a szennyvíz sebessége között maradjon 2 láb/s (legalább a szilárd anyagok lerakódásának megakadályozása érdekében) és 8-10 láb/s (maximum a csőerózió és a túlzott súrlódási veszteség megelőzése érdekében) . A szabványos tervezési cél az 3-5 láb másodpercenként tervezési folyamatnál.
A szennyvízátemelő állomás telepítése engedélyezett, tervezett építési projekt – nem barkácsvállalkozás a lakossági kidobószivattyú szintje felett. Egy tipikus előre gyártott merülőállomás telepítési sorrendje:
Egy előregyártott csomagolóállomás teljes építési ideje: 2-4 hét a helyszínen berendezés átadása után. Egyedi előregyártott beton kommunális állomások: 2-6 hónap a helyszín bonyolultságától függően.
A folyamatos kommunális üzemben lévő búvárvíz-szivattyúk tipikus mechanikus tömítési élettartama kb 5-8 év és a total pump life of 10-15 év mielőtt a járókerék kopása az elfogadható küszöbértékek alá csökkenti a hatékonyságot. A proaktív tömítés 5 éves időközönkénti cseréje – ahelyett, hogy meghibásodásig futna – kiküszöböli a motor katasztrofális elárasztásának kockázatát és a nem tervezett nedves szivattyúcsere vészhelyzeti mozgósítási költségeit, amely általában fut. 3-5-szöröse a költségnek tervezett cseréről.
A szennyvízátemelő állomás szivattyú meghibásodásának egyetlen leggyakoribb oka a települési rendszerekben. A nedves törlőkendők - még az "öblíthető" feliratúak sem - nem esnek szét a csatornában, és sűrű kötélszerű masszákat képeznek, ún. rongyos amelyek körültekerik a szivattyú járókerekeit és a leállító motorokat. A megoldások közé tartozik a félig nyitott vagy örvénykerekes járókerekes szivattyúk rongyosodásnak ellenálló meghatározása, finom szűrők felszerelése a nedves kút bemenetére, valamint közoktatási kampányok. Nyitott járókerekűről dugulásálló örvény- vagy csatornás járókerekes szivattyúkra átváltó rendszerek jelentenek 60–80%-os csökkenés a karbantartási igényekben .
Amikor a mechanikus tengelytömítés meghibásodik, a szennyvíz bejut a motor üregébe, tekercselési rövidzárlatot és teljes motorhibát okozva – jellemzően a tömítés megsértését követő órákon belül. A modern búvárszivattyúk közé tartozik a tömítéshiba-érzékelő szonda az olajjal töltött tömítőkamrában; ennek a szondajelnek a figyelése lehetővé teszi a kezelők számára, hogy a szivattyút a motor elárasztása előtt visszaszereljék és újra lezárják. A tömítés meghibásodási riasztásainak figyelmen kívül hagyása a szivattyú teljes elvesztésének elsődleges oka, és nem javítást igényel.
A tartalék áramellátás nélküli átemelő állomás, amely hálózatkimaradást tapasztal, túlfolyik a nedves kútján a beáramlási sebesség és a nedves kút térfogata hányadosa által meghatározott időkereten belül. Egy 100 GPM beáramlásra méretezett állomás 500 gallon vésztárolóval a szivattyúzási szint felett 5 perc túlcsordulás elleni védelem szivattyú meghibásodása után. A készenléti generátorok, a hordozható generátor gyorscsatlakozó aljzatai vagy az akkumulátoros szivattyúrendszerek nem kötelezőek egyetlen kis számú ingatlannál többet kiszolgáló állomáson sem.
Amikor egy szivattyú leáll, a szennyvízoszlop az erőátviteli fővezetékben hirtelen lelassul, nyomáslökést – vízkalapácsot – létrehozva, amely megrepedhet a csőcsatlakozásokon, károsíthatja a visszacsapó szelepeket, és lerövidítheti a szivattyú élettartamát. A megelőző intézkedések közé tartozik lassan záródó visszacsapó szelepek, túlfeszültség-csökkentők és levegőkioldó/vákuum-megszakító szelepek erő fő csúcspontjainál. Az 500 lábnál hosszabb, jelentős statikus emelőmagassággal rendelkező hálózatoknál a tervezési fázisban vízkalapács elemzést kell végezni.
A tőke- és működési költségek nagymértékben változnak az állomás méretétől, a helyszín körülményeitől és a specifikációs szinttől függően:
| Állomás típusa | Tipikus tőkeköltség (telepített) | Éves O&M költség | Tervezési élet |
|---|---|---|---|
| Lakossági darálószivattyú | 3000–8000 dollár | 150-400 dollár | 10-15 év |
| Kis csomagállomás (20-100 GPM) | 30 000–80 000 USD | 3000–8000 dollár | 20-25 év |
| Közepes önkormányzati (100–1000 GPM) | 150 000–600 000 USD | 15 000–50 000 USD | 25-40 év |
| Nagy önkormányzat (1000 GPM) | 600 000–5 000 000 USD | 50 000–300 000 USD | 30-50 év |
Az életciklus-költségek legnagyobb hajtóereje nem maga az állomás, hanem az erő fő . Közepes és nagy állomások esetében jellemzően az erőművi főépítés – cső, árok, feltöltés, útfelújítás – A projekt összköltségének 40-60%-a . Kisebb erőfokozatú főátmérő kiválasztása megtakarítja a cső kezdeti költségeit, de növeli a súrlódási veszteségeket, ami nagyobb szivattyút és nagyobb energiafogyasztást tesz szükségessé az állomás 25–40 éves élettartama alatt. A csőátmérő opciókat összehasonlító életciklus-költségelemzés a hidraulikus tervezés szabványos része minden 1000 lábnál nagyobb erővezeték esetén.
A szennyvízátemelő állomásokat szövetségi, állami és helyi szinten szabályozzák. A legfontosabb megfelelési követelményeket az üzemeltetőknek meg kell érteniük: