Čerpací stanice na odpadní vody

Transkript

1 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.

2 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

3 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

4

5

6 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 H 2 S - hygienické a estetické problémy při provádění údržby 20 pomocníků se pokoušelo dvěma pracovníkům zachránit - nutná život častá marně! údržba čištění česlicových košů (shrabky) Smrt v šachtě - vyšší náklady a požadavky na údržbu (ele. enrgie)

7 ponorná čerpadla & AWALIFT: uzavřený systém osazení v suchu životnost technologie 8 let životnost objektu 30 let životnost technologie 30 let životnost objektu 50 let

8 Rozdělovací Hladinové Čerpací stanice trychtýř měření Výtlačné potrubí se 2 nebo více čerpadly Zavzdušňovací a odvzdušňovací potrubí přítok uzavírací koule Odstředivé čerpadlo čerpání Sběrač nerozpuštěných látek (hadry, kosti, kameny, dřevo, plechovky, papír apod.) Sběrná nádrž (provozní) plnění

9 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.

10 Všechny představované produkty byly vyvinuty s důrazem na: bezporuchový, spolehlivý a hospodárný provoz výtlačných řadů

11 Oblast použití Domy případně odvodnění prostranství rodinné domy činžovní domy obchodní domy veřejné budovy (školy a školky, radnice, ČSN EN nemocnice, hotely a restaurace atd.) Komunální využití: sídliště čtvrtě, vesnice, města a městské části až EO / jedna ČS objekty: letiště, metra průmyslové objekty atp. certifikát: všechny typy ČS zkoušeny a kontrolovány Rekonstrukce starých čerpacích stanic

12 Kompaktní čerpací stanice Malé čerpací stanice Q max = 0,1.5,5 l/s (20 m 3 /h) / EO > Standardní rozměry > Lehká hliníková slitina tiché: Hluk a vibrace jsou absorbovány Vysoká protipožární ochrana

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

14 Variabilita konstrukce Čerpací stanice Q max = 222 l/s (800 m 3 /h) modulární systém Systém modulů pro optimální řešení: odpovídá požadavkům provozu hospodárnost optimální hydraulické řešení 12 typů čerpadel 10 velikostí nádrží + zvláštní velikosti + zvláštní řešení 4 velikosti separátorů 2 10 čerpadel pro čerpací stanici čerpadla v paralelním provozu čerpadla spínaná v řadě

15 Příklady instalace AWALIFT 9/5 AWALIFT package unit

16 POHLED DO AWALIFTU rozdělovač oddělovací klapky výtlačná potrubí přívodní potrubí separátor tuhých látek kulová zpětná klapka

17

18 Novinka v roce 2008: AWALIFT Penta AWALIFT Penta: doplňuje mezeru ve výrobní řadě

19 > v v malé malé šachtě šachtě! Velký Velký výkon výkon > Provoz vodovodních

20 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 : t max O 2 hod. t max S L = Q 24 kde t max S L Q 24 SPV EO... 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]; Q 24 = SPV x EO / 1000 specifická potřeba vody na obyvatele (cca 120 l/os. x den)... počet ekvivalentních obyvatel.

21 Koncentrace H2S ve výtlaku:

22 Do čerpací stanice přitéká odpadní voda ještě čerstvá:

23 Po použití systému provzdušňování AWAaerob:

24

25

26 Dříve

27 Příklady osazení - rekonstrukce

28 Příklady osazení:

29 Rekonstrukce staré čerpací stanice Výměna po 35 letech provozu (vyměňovalo se: provozní nádrž, čerpadla, rozvaděč) AWALIFT 2/2 flach

30 Rekonstrukce mokré ČS Q č = 6.11 l/s H man = 50 m v. sl.

31 Ekonomické srovnání: Investiční náklady + provozní náklady celkové náklady AWALIFT ponorná čerpadla AWALIFT ponorná čerpadla AWALIFT ponorná čerpadla Investiční náklady Provozní náklady celkové náklady -čerpací stanice v sérii -objekt hrubého předčištění - dlouhodobý výhled na 50 let

32 Roční náklady na elektrickou energii C 365 = ( P ) C kwh kde ročnínáklady na ele. energii [Kč]; výkon čerpadla na hřídeli [kw]; cena za jednu kwh [ 4.50 Kč]; 2920 průměrná doba chodu čerpadla za rok [h]. C 365 P 2 C kwh Systém separace pevných látek AWALIFT Kalové čerpadlo s průchodností 80 mm Hydraulická účinnost se pohybuje 60 85% Vzorový příklad čerpání splaškových odp. vod. Q č =5.56 l/s pro obě varianty a H man =12.5 m v. sl. 1. Typ čerpadla je STM 65_ s otevřeným vícekanálovým oběžným kolem (3oKR) příkon motoru P 1 =1.5kW 2. výkon na hřídeli P 2 =1.5kW 3. C 365 =19 710,-Kč Hydraulická účinnost se pohybuje 30 50% 1. Typ čerpadla je kalové ponorné čerpadlo s otevřeným kanálovým kolem příkon motoru P 1 =2.2kW 2. výkon na hřídeli P 2 =1.89kW 3. C 365 =24 835,-Kč Roční úspora nákladů na ele. energii je Kč oproti použití kalového čerpadla! Výsledkem je úspora nákladů na ele. energii ve výši až 26 %

33 Náklady na údržbu ČS Systém separace pevných látek AWALIFT Kalové čerpadlo s průchodností 80 mm 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 ,-Kč za 1 rok provozu! 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 ,-Kč Výsledkem je úspora nákladů na provoz až o 200 %

34 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)

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

36 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.

37 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.

38 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.

39

40 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.

41

42 všechny armatury musí splňovat: ČSN EN odstavce 9.3: vhodné pro provoz s odpadními vodami a navrženy tak, aby se zabránilo usazování pevných látek. ČSN EN (756762) - Čerpací stanice odpadních vod na vnitřní kanalizaci - Konstrukční zásady a zkoušení - Část 4: Zpětná armatura pro odpadní vody s fekáliemi i bez fekálií

43 Zavzdušňovací a odvzdušňovací ventil Typ BEV-GF Technické data : pracovní tlak až 16 bar množství odvzdušnění a zavzdušnění 2000 m³/h výhody: 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

44 Zpětné klapky

45 Technické údaje: rozměry: mm, tlak: 10 bar rozměry: mm, tlak 6 bar vlastnosti: 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

46 Děkuji za pozornost!