Čerpací stanice na odpadní vody

Provoz vodovodních a kanalizačních sítí, 3. - 4. 11. 2009

Čerpací stanice na odpadní vody (s nepřímou separací pevných látek před oběžným kolem čerpadla)

Ing. Stanislav Malaník, Ph.D. Schmieding Armatury CZ, s.r.o.


Obsah • Úvod – historie vzniku • Čerpací stanice srovnání • Princip funkce se separací pevných látek • Čerpací stanice odpadních vod – výkonová řada • Příklady osazení v ČR a SR • Ochrana čerpadel proti hydraulickému rázu: > vznik > o/z ventily > zpětné klapky


Historie vzniku

1.

Historie vzniku způsobu čerpání odpadní vody pomocí systému separace pevných látek před oběžným kolem čerpadla úzce souvisí s problémy ucpávání čerpadel.

2.

První „separátor“ byl patentován 15. října 1956 od Ing. Wilhelma STRATE

3.

První čerpací stanice s uvnitř ležícím separátorem byla patentován 20. ledna 1958 od Ing. Wilhelma STRATE




ÚVOD Proč jiný systém čerpání odpadních vod než konvenční (ponorné kalové čerpadlo) ? - časté ucpávání čerpadel – nízká provozní spolehlivost - nízká životnost čerpadel a objektu čerpací stanice - zápach a vznik jedovatého plynu H2S - hygienické a estetické problémy při provádění údržby 20 pomocníků se pokoušelo dvěma pracovníkům zachránit - nutná životčastá – marně !údržba – čištění česlicových košů (shrabky) Smrt v šachtě - vyšší náklady a požadavky na údržbu (ele. enrgie)


• uzavřený systém

• ponorná čerpadla

&

• AWALIFT:

• osazení v suchu

životnost technologie 8 let

životnost technologie 30 let

životnost objektu 30 let

životnost objektu 50 let


Výtlačné Rozdělovací potrubí se 2 nebo více čerpadly Čerpací stanice Hladinové trychtýř měření

přítok uzavírací koule

čerpání

Zavzdušňovací a odvzdušňovací potrubí

Odstředivé čerpadlo

Sběrač nerozpuštěných látek (hadry, kosti, kameny, dřevo, plechovky, papír apod.)

plnění Sběrná nádrž (provozní)


• osazení v mokru & osazení v suchu

Osazení v mokru – ponorné čerpadlo

Osazení v suchu AWALIFT Doplňkové zařízení: > magneticko-indukční průtokoměr > AWAaerob – provzdušňovací systém > AWAflusch – proplachovací systém > atd.


Všechny představované produkty byly vyvinuty s důrazem na:

bezporuchový, spolehlivý a hospodárný provoz výtlačných řadů


Oblast použití Domy případně odvodnění prostranství

Komunální využití:

• rodinné domy

• sídliště • čtvrtě, vesnice, města a městské části až 37.000 EO / jedna ČS ány

• činžovní domy • obchodní domy ech • veřejné budovy š v : t á k i f ti

olov r t n o k a e ny u•šobjekty: o k z S Č ny typy

cer ČSN EN 12050 (školy a školky, radnice, nemocnice, hotely a restaurace atd.)

letiště, metra průmyslové objekty atp.

Rekonstrukce starých čerpacích stanic


Kompaktní čerpací stanice Malé čerpací stanice Qmax= 0,1….5,5 l/s (20 m3/h) / 20…750 EO

> Standardní rozměry > Lehká hliníková slitina ¬ tiché: Hluk a vibrace jsou absorbovány ¬ Vysoká protipožární ochrana


Čerpací stanice AWALIFT 80 U jednočerpadlová se systémem separace pevných látek – pro jeden rodinný dům


Variabilita konstrukce Čerpací stanice Qmax= 222 l/s (800 m3/h) – modulární systém • 12 typů čerpadel • 10 velikostí nádrží : í n řeše + zvláštní velikosti í n l á m i opt o r p ů vozu + zvláštní řešení l o u r d p o m m Systém dá požadavků • 4 velikosti separátorů

ví ¬ odpo árnost ní e š e ř d é o ¬ hosp lní hydraulick • 2 – 10 čerpadel pro čerpací á m i t ¬ op stanici • čerpadla v paralelním provozu • čerpadla spínaná v řadě


Příklady instalace

AWALIFT 9/5

AWALIFT package unit


rozdělovač výtlačná potrubí

separátor tuhých látek

POHLED DO AWALIFTU

oddělovací klapky

přívodní potrubí

kulová zpětná klapka



Novinka v roce 2008: ta: n e P IF T L A eru z e AW m uje ň l p o adě ř d í n rob ý v e v

AWALIFT Penta


ýkon v ý k l > Ve

>

tě ! h c a š é v mal


Systém provzdušňování výtlačných řadů - AWAaerob • • •

• •

Proč ? nesnesitelný zápach z předávací šachty výtlaku – anaerobní fáze odpadní voda přitékající na ČOV z výtlaku je v anaerobní fázi a ztěžuje její čištění Prevence : tmax O 2 hod. kde tmax S L Q24 SPV EO

t max

S×L = Q24

... zdržení odp. vody ve výtlačném potrubí [h]; … plocha potrubí, S=π x r2 v [m3]; ... délka výtlaku v [m]; ... průměrný přítok splaškových odp. vod [m3/h]; Q24 = SPV x EO / 1000 … specifická potřeba vody na obyvatele (cca 120 l/os. x den) ... počet ekvivalentních obyvatel.


Koncentrace H2S ve výtlaku:


Do čerpací stanice přitéká odpadní voda ještě čerstvá:


Po použití systému provzdušňování AWAaerob:




Dříve


Příklady osazení rekonstrukce


Příklady osazení:


Rekonstrukce staré čerpací stanice

Výměna po 35 letech provozu (vyměňovalo se: provozní nádrž, čerpadla, rozvaděč)

AWALIFT 2/2 flach


Rekonstrukce mokré ČS

Qč = 6.11 l/s – Hman = 50 m v. sl.


Ekonomické srovnání:

Investiční náklady + provozní náklady celkové náklady

-čerpací stanice v sérii

1600

-objekt hrubého předčištění

200 0

Investiční náklady

AWALIFT

400

ponorná čerpadla

600

AWALIFT

800

ponorná čerpadla

1000

Provozní náklady

AWALIFT

1200

ponorná čerpadla

1400

celkové náklady

- dlouhodobý výhled na 50 let

Provoz vodovodních a kanalizačních sítí, 3. - 4. 11. 2009 Roční náklady na elektrickou energii

C 365 = 2920 × (P2 × C kWh )

Systém separace pevných látek AWALIFT

Hydraulická účinnost se pohybuje 60 – 85% Vzorový příklad čerpání splaškových odp. vod. Qč=5.56 l/s pro obě varianty a Hman=12.5 m v. sl. 1. Typ čerpadla je STM 65_80-74-150 s otevřeným vícekanálovým oběžným kolem (3oKR) – příkon motoru P1=1.5kW 2. výkon na hřídeli P2=1.5kW 3. C365=19 710,-Kč

kde C365 P2 CkWh 2920

… roční náklady na ele. energii [Kč]; … výkon čerpadla na hřídeli [kW]; … cena za jednu kWh [≈ 4.50 Kč]; … průměrná doba chodu čerpadla za rok [h]. Kalové čerpadlo s průchodností 80 mm

Hydraulická účinnost se pohybuje 30 – 50% 1. Typ čerpadla je kalové ponorné čerpadlo s otevřeným kanálovým kolem příkon motoru P1=2.2kW 2. výkon na hřídeli P2=1.89kW 3. C365=24 835,-Kč

Roční úspora nákladů na ele. energii je 5 125 Kč oproti použití kalového čerpadla! Výsledkem je úspora nákladů na ele. energii ve výši až 26 %

Provoz vodovodních a kanalizačních sítí, 3. - 4. 11. 2009 Náklady na údržbu ČS Systém separace pevných látek AWALIFT

Na jednotné stokové síti není potřeba instalace česlicového koše, pevné látky v odpadní vodě jsou přečerpány do výtlaku! 1. provádění údržby 2 x ročně, kterou provádí dva pracovníci 2 hodiny a 1 sací vůz. cena cca 9 500,-Kč/rok

Celkové náklady na údržbu 9 500,-Kč Úspora 202 500,-Kč za 1 rok provozu!

Kalové čerpadlo s průchodností 80 mm

Je potřeba osazení česlicového koše! Jinak hrozí velmi časté ucpávání čerpadel. 1. Vývoz česlicového koše 1 x týdně cca 2 000,-Kč/týden 2. Doprava a skládkování shrabků cca 1 000,-Kč/týden 3. Čištění a vytahování čerpadel cca 1 000,-Kč/týden 4. zbavení čerpací jímky usazenin a nečistot cca 4 000,-Kč/rok 5. při provádění těchto prací jsou pracovníci vystaveni ztíženým hygienickým podmínkám a do okolí se šíří nesnesitelný zápach ze shrabků a splašků. Celkové náklady na údržbu 212 000,-Kč

Výsledkem je úspora nákladů na provoz až o 200 %


• velká úspora nákladů na provoz a energii nepatrné nebezpečí ucpání čerpadla (k čerpadlu se nedostanou ucpávající látky) (systém se sběračem nerozpuštěných látek: čerpadlo nečerpá pevné látky) > velký rozsah použití, spolehlivost > redukce personálních nákladů a nákladů na údržbu • vysoký stupeň účinnosti (hydraulická účinnost η až 85%) • nízké náklady na provoz > nízké náklady na ele. energii > nízké náklady na údržbu • dopravní výška až 130 m (tzn. méně čerpacích stanic > investiční náklady) • dlouhé doba životnosti > čerpací stanice (v průměru 30 let) > šachta/objekt (osazení v suchu 50 let, osazení v mokru 35 let)


…další výhody • hygienické pracovní podmínky ( osazení v suchu, uzavřená nádrž) • modulový systém (požadavky na místo a výroba na míru)


Ochrana proti hydraulickému rázu Kdy vzniká hydraulický ráz ? • vypnutí čerpadel; • rychlé uzavření a otevření uzavírací armatury; • porucha regulačního zařízení; • vyprazdňování úseku potrubí – podtlak (vakuum); • rychlé plnění potrubí při uvedení do provozu; • prasknutí potrubí.


Opatření pro kompenzaci tlakových rázů • Osazení zavzdušňovacích a odvzdušňovacích ventilů na každém výškovém bodě (i v lokálním nebo v čerpací stanici) • Osazení (kvalitních) zpětných klapek za čerpadlem •Toto opatření je účinné i při výpadku elektrického proudu. • Osazení FU - čerpadlo zmenšuje svoje otáčky se současným snižováním Q a H, čili dodává stále menší a menší množství vody do výtlaku.


Z výsledků výzkumu, které proběhly v Utah Water Research Laboratory in Logan (1991) vybírám: • nejhůře tlumí hydraulický ráz zpětná klapka kulová (Ball Check); • lépe zpětná klapka s nakloněným sedlem o určitý úhel, kdy dojde k zkrácení zavírací dráhy a zavření je nehlučné; • nejlépe zpětná klapka s přídavnou pružinou (disc accelerator), která umožní rychlé a tiché zavření při poklesu průtoku.



• Zavzdušňovací a odvzdušňovací ventily je nutné osazovat všude tam, kde: • výškové body – lomy trasy výtlaku; • klesání výtlačného řadu – podchod pod řekou (vznik bublin) nebo naopak překonání na mostní konstrukci (vždy při poklesu větve); • zmenšování nebo zvětšování světlosti výtlačného řadu; • v čerpací stanici pokud se zde vyskytne výškový bod; • pokud je výtlak zcela zaplněn odp. vodou použije se 1-st. z/o ventil s jemným odvzdušněním pokud má výtlak klesající úsek a je nutné zavzdušňovat použije se 2-st. z/o ventil.



• •

všechny armatury musí splňovat: ČSN EN 752-6 odstavce 9.3: vhodné pro provoz s odpadními vodami a navrženy tak, aby se zabránilo usazování pevných látek.

•

ČSN EN 12050-4 (756762) - Čerpací stanice odpadních vod na vnitřní kanalizaci Konstrukční zásady a zkoušení - Část 4: Zpětná armatura pro odpadní vody s fekáliemi i bez fekálií


Zavzdušňovací a odvzdušňovací ventil Typ BEV-GF

Technické data :

výhody:

¬ pracovní tlak až 16 bar ¬ množství odvzdušnění ¬a zavzdušnění 2000 m³/h

¬ navrženo pro odpadní vodu ¬ rychlé odvzdušnění a zavzdušnění výškových bodů ¬ ochrana proti podtlaku u dlouhých výtlaků ¬ redukce tlakových rázů a kolísání tlaku v potrubí ¬ jednoduchá manipulace a údržba ¬ jemné odvzdušňování za provozu čerpadel


Zpětné klapky


Technické údaje:

vlastnosti:

¬rozměry: 100 – 350 mm, tlak: 10 bar

¬ použití v extrémních tlakových podmínkách (tlakové rázy a rázy vlivem zavíráním klapek ¬ nastavení pružin k redukci rázů vlivem uzavření klapky ¬Obtokový ventil k redukci nebezpečných zpětných tlakových rázů

¬rozměry: 400 – 1000 mm, tlak 6 bar


Děkuji za pozornost!

Čerpací stanice na odpadní vody

Recommend Documents