Komunalne przepompownie ścieków

SPIS TREŚCI:

Wprowadzenie 17

1. Technika przepływu ścieków w przewodach ciśnieniowych. Wybór optymalnej instalacji do transportu ścieków 21
 1.1. Technika przedmuchiwania przewodów ciśnieniowych - zakres zastosowania 23
 1.1.1. Informacje podstawowe 23
 1.1.2. Granice transportu w zamkniętym przewodzie poziomym 25
 1.1.3. Granice transportu w przewodzie wznoszącym 25
 1.2. Analiza wysokości ciśnienia w częściowo wypełnionych, zamkniętych, ciśnieniowych przewodach ściekowych bez zastosowania zaworów odpowietrzających 27  
 1.3. Zastosowanie sprężonego powietrza w ciśnieniowych przewodach ściekowych następstwa w instalacji z zaworami odpowietrzającymi 28

2. Transport ciał stałych w ciśnieniowych przewodach ściekowych 31
 2.1. Podstawy hydraulicznego transportu ciał stałych 33
 2.1.1. Ogólne informacje dotyczące symboli i pojęć 33
 2.1.2. Transport mieszaniny cieczy i cząstek stałych w przewodzie zamkniętym 34
 2.1.3. Obliczanie strat ciśnienia 37
 2.2. Zakres prędkości przepływu podczas transportu fazy stałej 39
 2.2.1. Wyjaśnienie pojęcia prędkości krytycznej - V kryt. 39
 2.2.2. Przykład wyznaczania V kryt. Za pomocą nomogramu 41
 2.3. Instalacje do przedmuchiwania i płukania przy użyciu sprężonego powietrza jako urządzenia wspomagające transport fazy stałej 41
 2.3.1. Projektowanie instalacji do przedmuchiwania rurociągów ciśnieniowych 41

3. Urządzenia hydrauliczne w ciśnieniowy przewodach ściekowych. Metody wyboru systemu transportu ścieków 43
 3.1. Wybór przewodu ciśnieniowego oraz obliczanie przepływu 45
 3.2. Urządzenia hydrauliczne w ciśnieniowych przewodach ściekowych - podstawowe wiadomości 48
 3.2.1. Czas zamknięcia organu odcinającego oraz czas bezwładnościowej pracy pomp 49
 3.2.2. Zestawienia metod tłumienia urządzeń hydraulicznych 49
 3.3. Analiza schematu przedstawionego na rysunku 14 51
 3.4. Analiza słupów cieczy wpływających na urządzenie hydrauliczne na podstawie profilu podłużnego przewodu ciśnieniowego 53
 3.5. Tłumienie urządzeń hydraulicznych - najważniejsze wskazówki do projektowania 54

4. Metody stosowane techniki tłoczenia ścieków 57
 4.1. Hydrauliczne tłoczenie ścieków 60
 4.1.1. Metody tłoczenia przy pomocy urządzeń przepływowych 61
 4.1.1.1. Pompy jednokanałowe 63
 4.1.1.2. Pompy wielokanałowe 64
 4.1.1.3. Pompy śrubowe - kanałowe 65
 4.1.1.4. Pompy o swobodnym przepływie 66
 4.1.2. Tłoczenie mediów za pomocą urządzeń wyporowych 67
 4.1.2.1. Mimośrodowe pompy ślimakowe (Pompy z mimośrodową ślimacznicą) 69
 4.1.2.2. Pompy z tłokami obrotowymi 69
 4.1.2.3. Pompa membranowo - tłokowa (przeponowo - tłokowa) 71
 4.1.2.4. Perystaltyczna pompa tłokowo - membranowa 72
 4.1.3. Bezpośrednie tłoczenie hydrauliczne 74
 4.1.4. Pośrednie tłoczenie hydrauliczne 76
 4.2. Pneumatyczne tłoczenie ścieków 78
 4.2.1. Pneumatyczne tłoczenie ciśnieniowe 78
 4.2.2. Pneumatyczny transport podciśnieniowy 80
 4.3. Kombinacje różnych systemów do tłoczenia ścieków 93
 4.3.1. Pneumatyczna instalacja ssąco - tłocząca 83
 4.3.2. Samozasysające przepływowe pompy ściekowe 85
 4.3.3. Kombinowane przepompowanie pneumatyczno - wyporowe 85
 4.3.4. Tłoczenie hydrauliczno - próżniowe z zastosowaniem injektora 87
 4.4. Instalacje tłoczne z separacją ciał stałych 87
 4.5. Transport ścieków metodą grawitacyjno - ciśnieniową 88

5. Instalacje do napowietrzania ścieków i płukania przewodów tłocznych 91
 5.1. Instalacje do napowietrzania ścieków w przewodach tłocznych 93
 5.1.1. Analiza zastosowania 94
 5.1.2. Wady i zalety urządzeń do napowietrzania tłoczonych ścieków 97
 5.2. Rodzaje konstrukcji 101
 5.2.1. Instalacje stacjonarne z bezpośrednim napowietrzaniem ścieków 102
 5.2.2. Instalacje stacjonarne z pośrednim napowietrzaniem ścieków 104
 5.3. Pneumatyczne instalacje do płukania przewodów tłocznych 107
 5.3.1. Problemy wynikające z właściwości medium 108
 5.3.2. Możliwości zastosowania pneumatycznych instalacji do płukania przewodów tłocznych 109
 5.3.3. Stacjonarne instalacje pneumatyczne do płukania przewodów tłocznych metodą bezpośredniego przedmuchiwania 112
 5.3.4. Stacjonarne instalacje do płukania przewodów tłocznych metodą pośredniego przedmuchiwania 115
 5.4. Urządzenia kombinowane i konstrukcje specjalne 117
 5.4.1. Usuwanie problemów związanych z uderzenie hydraulicznym, właściwościami biologicznymi ścieków, parametrami hydraulicznymi przepływu oraz efektywnością ekonomiczną 117
 5.4.2. Usuwanie problemów wynikających z biologicznych właściwości ścieków i hydraulicznych parametrów przepływu 121
 5.4.3. Przenośne instalacje do napowietrzanie ścieków oraz płukania przewodów tłocznych 123
 5.5. Wskazówki dotyczące doboru materiałów 124
 5.5.1. Sprężarki 124
 5.5.1.1. Sprężarki tłokowe 125
 5.5.1.2. Sprężarki śrubowe 125
 5.5.2. Buforowy zbiornik sprężonego powietrza 126
 5.5.3. Rurociągi 127
 5.5.4. Armatura 128
 5.6. Dodatkowe wskazówki 129

6. Rozwiązania technologiczne komunalnych przepompowni ścieków 131
 6.1. Pompownie wyposażone w pompy zatapialne 134
 6.1.1. Pompownie ścieków z pompami przepływowymi bez separacji ciał stałych 135
 6.1.2. Pompownie z pompami przepływowymi do tłoczenia ścieków z zastosowaniem pośredniej separacji ciał stałych 140
 6.2. Pompownie z pompami ustawionymi na sucho 143
 6.2.1. Pompownie z pompami przepływowymi bez separacji ciał stałych 143
 6.2.2. Pompownie z pompami przepływowymi z zastosowaniem pośredniej separacji ciał stałych 147
 6.2.2.1. System tłoczenia z pośrednią separacją ciał stałych w separatorze wewnętrznym 148
 6.2.2.2. System tłoczenia z pośrednią separacją ciał stałych w separatorze wewnętrznym 151
 6.2.2.3. Zblokowania pompownia z systemem do pośredniej separacji ciał stałych 155
 6.2.2.4. System pośredniej separacji ciał stałych w komorze sit 159
 6.2.3. Pompownie z pompami wyporowymi do tłoczenia ścieków z zastosowaniem pośredniej separacji ciał stałych 163
 6.3. Pneumatyczne tłoczenie ścieków 163
 6.3.1. Nadciśnieniowe tłoczenie pneumatyczne 164
 6.3.1.1. Opis technologii 166
 6.3.1.2. Budowa instalacji 167
 6.3.1.2.1. Zbiornik roboczy 167
 6.3.1.2.2. Rurociągi ściekowe, powietrza roboczego oraz powietrza sterującego 171
 6.3.1.2.3. Armatura 173
 6.3.1.2.4. Sprężarki powietrza roboczego 175
 6.3.1.2.5. Pneumatyczny układ sterowniczy 178
 6.3.1.2.6. Metody tłumienia hałasu 180
 6.3.1.2.7. Instalacje zasilająco - sterujące 185
 6.3.1.2.8. Wentylacja 187
 6.3.1.3. Budowle pneumatycznych ciśnieniowych pompowni ścieków 189
 6.3.2. Pneumatyczne tłoczenie ścieków - kombinowane instalacje próżniowo - tłoczące (ssąco - tłoczące) 193
 6.3.2.1. Opis technologii 196
 6.3.2.2. Budowa instalacji 197
 6.3.2.2.1. Zbiornik roboczy 198
 6.3.2.2.2. Rurociągi ściekowe, powietrza roboczego oraz powietrza sterującego 199
 6.3.2.2.3. Armatura 200
 6.3.2.2.4. Sprężarki powietrza roboczego dla instalacji ssąco - tłoczącej 202
 6.3.2.2.5. Pneumatyczny układ sterowniczy 203
 6.3.2.2.6. Metody tłumienia hałasu 204
 6.3.2.2.7. Instalacje zasilająco - sterujące 206
 6.3.2.2.8. Wentylacja 206
 6.3.2.3. Budowle pneumatycznych ssąco - tłoczących pompowni ścieków 209
 6.4. Pneumatyczne instalacje próżniowe 211
 6.4.1. Opis technologii 213
 6.4.2. Konstrukcja instalacji 215
 6.4.3. Zastosowanie i projektowanie 216
 6.4.4. Powiązanie z innymi metodami tłoczenia ścieków 216
 6.5. Specjalne rozwiązania pompowni ścieków 217
 6.5.1. Kombinacja instalacji pneumatycznej z układem pomp wyporowych 218
 6.5.2. Kombinacja instalacji do podnoszenia ścieków z zastosowaniem pomp zatapialnych, układu pomp wyporowych oraz instalacji do płukania przewodu tłocznego 220
 6.5.3. Kombinacja instalacji do podnoszenia ścieków z zastosowaniem pomp zatapialnych i instalacji pneumatycznej 223
 6.5.4. Kombinacja pomp wirowych ustawionych na sucho z instalacją do płukania przewodu tłocznego 226
 6.5.5. Kombinacja przewodu grawitacyjno - ciśnieniowego z instalacją płuczącą oraz systemem regulacji natężenia odpływu ścieków 229
 6.6. Zakończenie 323

7. Technika sterowania, regulacji i automatyzacji 233
 7.1. Części składowe elektrotechnicznego wyposażenia pompowni 235
 7.1.1. Układ zasilający 236
 7.1.2. Układ mocy 236
 7.1.3. Układ sterowniczy 237
 7.2. Konwencjonalne układy sterownicze 237
 7.3. Mikroprocesorowe układy sterownicze (SPS) 238
 7.3.1. Kompaktowe układy sterownicze z programowaną pamięcią 239
 7.3.2. modułowy układ sterowniczy z programowaną pamięcią 240
 7.4. Program dla układu sterowniczego z programowaną pamięcią 243
 7.5. Specjalne rodzaje układów sterowniczych z programowaną pamięcią 244
 7.6. Sterowanie za pomocą położenia lustra cieczy 244
 7.6.1. Układy sterujące za pomocą położenia lustra cieczy przy użyciu przełączników pływakowych 245
 7.6.2. Pomiary pojemnościowe 247
 7.6.3. Pneumatyczne układy sterujące za pomocą położenia lustra cieczy 248
 7.6.3.1. Otwarte układy pneumatyczne sterujące za pomocą położenia lustra cieczy 248
 7.6.3.2. Zamknięte układy pneumatyczne sterujące za pomocą położenia lustra cieczy 250
 7.6.4. Ultradźwiękowe układy sterujące za pomocą położenia lustra cieczy 250
 7.6.5. Konduktometryczne układy sterujące za pomocą położenia lustra cieczy 252
 7.6.6. Hydrostatyczne układy sterujące za pomocą położenia lustra cieczy 252
 7.7. Pomiary przepływu 254
 7.7.1. Pomiary przepływu cieczy wykorzystujące zjawisko indukcji magnetycznej 254
 7.7.2. Pomiar strumienia metodą zliczania cyklów 258
 7.7.3. Regulacja strumienia przepływu 259
 7.8. Pomiary wartości granicznych ciśnienia 260
 7.9. Elementy służące do obsługi i wizualizacji układów sterowniczych 261
 7.10. Sygnalizowanie, zdalne sterowanie i zarządzanie 262
 7.10.1. Sygnalizacja lokalna 262
 7.10.2. Sygnalizacja wspomagana telefonem 262
 7.10.3. Systemy zdalnego nadzorowania i sterowania 263
 7.10.3.1. Systemy zdalnego sterowania 263
 7.10.3.2. Systemy zdalnego nadzorowania 264

8. Rurociągi i armatura 265
 8.1. Jakości materiału / obróbka powierzchniowa 267
 8.1.1. Odporność na korozję 267
 8.1.1.1. Elementy ze stali szlachetnej 268
 8.1.1.2. Elementy aluminiowe 268
 8.1.1.3. Elementy z tworzyw sztucznych 268
 8.1.1.4. Elementy żeliwne 269
 8.1.1.5. Elementy ze stali węglowej 269
 8.1.1.5.1. Elementy ze stali nieocynkowanej nie mające styczności ze ściekami 269
 8.1.1.5.2. Elementy ze stali nieocynkowanej zanurzone w ściekach 270
 8.1.1.5.3. Elementy ze stali ocynkowanej ogniowo nie mające styczności ze ściekami 270
 8.1.1.5.4. Elementy ze stali ocynkowanej ogniowo zanurzone w ściekach 270
 8.1.2. Odporność na siły kohezji 271
 8.2. Armatura 271
 8.2.1. Zasuwy 271
 8.2.2. Zawory 274
 8.2.3. Klapy odcinające 274
 8.2.4. Kurki 274
 8.2.5. Armatura regulacyjna 274
 8.2.6. Armatura zwrotna 275
 8.2.6.1. Klapy zwrotne 275
 8.2.6.2. Kulowe zawory zwrotne 277
 8.3. Napędy do poruszania armatury odcinającej oraz urządzenia pomocnicze 279
 8.3.1. Pneumatyczne napędy tłokowe 279
 8.3.2. Napędy elektromechaniczne 279
 8.4. Zawory na - i odpowietrzające 279
 8.5. Zawory bezpieczeństwa 282
 8.6. Armatura do tłumienia uderzeń hydraulicznych 282

9. Budowle pompowni ścieków 283
 9.1. Zadania i podstawowe wymagania stawiane budowli pompowni 285
 9.2. Wskazówki dotyczące wymiarowania pompowni 286
 9.3. Zastosowanie materiałów 286
 9.3.1. Warunki układania betonu 288
 9.3.2. Szalunki 288
 9.3.3. Dylatacje 289
 9.3.4. Zdjęcie szalunków oraz pielęgnacja betonu 289
 9.3.5. Betonowe elementy prefabrykowane 290
 9.4. Metody napraw betonu 291
 9.5. Odwadnianie wykopu 292
 9.6. Posadowienie 292
 9.7. Wykopy budowlane 292
 9.8. Udokumentowanie stateczności konstrukcji budowlanej 295
 9.9. Stosowanie powłok i elementów ochronnych w budowlach betonowych 296
 9.10. Naziemne części konstrukcji pompowni 297
 9.11. Wskazówki ogólne 298
 9.11.1. Fundamenty maszyn i urządzeń 298
 9.11.2. Otwory oraz urządzenia montażowe 299
 9.11.3. Przejścia i schody 299
 9.11.4. Dojazd do pompowni 300
 9.12. Budowle z tworzyw sztucznych 300
 9.13. Budowle z polimerobetonu 300
 9.14. Ochrona przed nieupoważnionym wstępem na teren pompowni 301

10. Ekonomiczna efektywność pompowni ścieków 303
 10.1. Okres eksploatacji pompowni ścieków oraz jej głównych elementów składowych 305
 10.2. Wartości porównawcze 306
 10.2.1. Koszty inwestycyjne 307
 10.2.2. Koszty eksploatacyjne 307
 10.3. Uwagi dotyczące oszacowania kosztów eksploatacyjnych 308
 10.4. Podsumowanie 308

11. Etapy projektowania pompowni ścieków 309
 11.1. Analiza założeń projektowych 311
 11.2. Wybór optymalnej metody tłoczenia ścieków 313
 11.3. Ocena lokalizacji 316
 11.4. Wybór wymaganych systemów uzupełniających 316
 11.4.1. Urządzenia i instalacje do tłoczenia ścieków 316
 11.4.2. Przewód tłoczny 316
 11.4.3. Urządzenia i instalacje dodatkowe 317
 11.5. Urządzenia i instalacje sterujące 317
 11.6. Warunki budowy 318
 11.7. Praktyczne wskazówki uzupełniające 319
 11.7.1. Co można zrobić, jeżeli ilość tłoczonych ścieków osiągnie optymalną wartość dopiero w przyszłości ? 320
 11.7.2. Co można zrobić, jeżeli transportowane medium zawiera dużo sedymentujących ciał stałych ? 320
 11.7.3. Co można zrobić, jeżeli w wyniku długiego czasu zatrzymania ścieków w komorze zbiorczej tworzy się kożuch ? 321
 11.7.4. Co można zrobić, jeżeli w ściekach znajdujących się w przewodzie tłocznym powstaje niebezpieczeństwo wytworzenia się siarkowodoru (H2S) ? 322
 11.7.5. Co można zrobić, jeżeli w istniejącej pompowni ścieków wystąpią problemy eksploatacyjne wywołane zbyt małym dopływem ścieków ? 324
 11.8. Efektywność ekonomiczna 336
 11.9. Systemy pompowni sieciowych 337
 11.10. Metody obliczania i wymiarowania 339
 11.11. Podsumowanie 342

12. Zasady prawne obowiązujące w Niemieckiej Republice Federalnej 343
 12.1. Podstawy prawne 345
 12.2. Zbiór reguł 347
 12.2.1. Zbiór reguł ATV - DVWK 347
 12.2.2. Zbiór reguł DIN 348
 12.2.3. Zbiór reguł CEN 348
 12.2.4. Inne zbiory reguł 349
 12.3. Wybór uzupełniających reguł i przepisów 349
 12.4. Praktyczne zastosowanie 351
 12.5. Wskazówki dotyczące higieny pracy 352

13. Instalacje tłoczne w rejonie zabudowy mieszkaniowej 353
 13.1. Uwagi wstępne 355
 13.2. Ustalanie lokalizacji 355
 13.3. Możliwości techniczne 356
 13.3.1. Redukcja hałasu 356
 13.3.2. Redukcja uciążliwych zapachów 357
 13.4. Zastosowanie techniki budowlanej do redukcji hałasów i nieprzyjemnych zapachów 359
 13.4.1. Redukcja hałasu 359
 13.4.2. Redukcja uciążliwych zapachów 359
 13.5. Architektura zewnętrzna pompowni 360
 13.6. Środki bezpieczeństwa 360
 13.7. Podsumowanie 361

Definicje 363

Bibliografia 373