Zastosowanie armatury w przepompowniach ścieków

Inżynieria
Bezwykopowa
INFRASTRUKTURA WODNA I ŚCIEKOWA
Zastosowanie armatury
w przepompowniach ścieków
dr inż. Marek Brzozowski
AVK ARMADAN sp. z o.o.
do nadmiernego ich przegłębienia – wówczas stoŚcieki rozumiane są często jako wody wodociągowe lub opadowe, zanieczyszczone wskutek Bez względu na rodzaj ście- sujemy pompownie pośrednie;
działalności człowieka poprzez substancje stałe, ków, od samego początku, tj. – gdy kanalizowany obszar charakteryzuje się
dużą deniwelacją terenu. W wyniku tego twopłynne lub gazowe, a także drobnoustroje. Do
od momentu ich wytworzone są odrębne układy sieci grawitacyjnej,
ścieków klasyfikowane są również wody, wykorzenia, niezbędny jest ich
której centralnym punktem jest oczyszczalnia
rzystywane w ciepłownictwie i przemyśle. Biorąc
ścieków lub pompownia strefowa;
pod uwagę powyższe cechy, ścieki możemy po- transport poprzez systemy
kanalizacyjne oraz wprowa– gdy wysokie usytuowanie oczyszczalni ścieków,
dzielić na:
zapewniające ich grawitacyjny przepływ przy
– bytowo-gospodarcze – wytwarzane przez godzenie na oczyszczalnie,
wszystkich stanach wody w odbiorniku, wymuspodarstwa domowe lub obiekty użyteczności a następnie odprowadzenie
sza przepompowanie ścieków przed oczyszczalpublicznej (szkoły, zakłady pracy itp.), w wynido środowiska naturalnego.
nią na pożądaną wysokość – pompownia cenku zaspokajania przez człowieka potrzeb higieCały ten proces wymatralna;
nicznych;
ga posiadania sprawnej
– ścieki przemysłowe – wytwarzane w czasie
procesów produkcyjnych różnych gałęzi przeDobór armatury do pompowni
infrastruktury podziemnej
mysłowych, przez co charakteryzują się najwiękPrzy projektowaniu przepompowni (a ostatnii nadziemnej
szą różnorodnością składu i stężenia;
mi czasy również tłoczni) zawsze należy kierować
– ścieki opadowe – powstające w wyniku odsię ilością przepompowywanych ścieków, a także
działywania naturalnych procesów spowodowanych opadami
opisanymi powyżej uwarunkowaniami, z jakimi mamy do czyatmosferycznymi, kierowane spływem powierzchniowym do
nienia. O sprawności pompowni decyduje głównie dobór trzech
sieci kanalizacji deszczowej.
elementów: pomp, armatury oraz sterowania. Mają one również
istotny wpływ na koszty końcowe, poczynając od wykonania,
Skuteczność oraz niezawodność całego systemu kanalizacyjkosztu eksploatacji po bieżącą obsługę. Mając na uwadze znacznego zaczyna się na etapie projektowania, właściwego doboru
ny wzrost inwestycji realizowanych z wykorzystaniem środków
technologii, wykonawstwa, aż po ostateczny rozruch. W dobie
unijnych, w szczególności w sektorze gospodarki ściekowej,
napływu różnych technologii, niezbędne wydaje się dokonainwestorzy coraz większą uwagę zaczęli przykładać do niezanie właściwego doboru, uwzględniającego specyfikę mediów.
wodności systemów. Niestety nie zawsze w końcowej fazie udaDlatego na barkach inwestorów spoczywa odpowiedzialność
wało się uzyskiwać optymalne rozwiązania, ze względu na nie
kreowania nowoczesnych rozwiązań, dających gwarancję nienajlepiej przygotowane projekty, pozorne oszczędności związazawodności oraz właściwego funkcjonowania całych systemów
ne z zamianami urządzeń, poszukiwanie tańszych rozwiązań,
zmniejszających ryzyko powstania awarii, a w konsekwencji
brak wykwalifikowanej kadry (dotyczy głównie małych ośrodkatastrof ekologicznych. Niezbędnym elementem większości
ków), niedoskonałość ustawy o zamówieniach publicznych itp.
systemów kanalizacyjnych odprowadzających ścieki bytowoPodstawowe błędy rodziły się jednak na etapie projektowania.
-gospodarcze są przepompownie kanalizacyjne, które mają zaPomimo zalewu informacji dotyczących dostępnych technologii,
stosowanie w następujących przypadkach:
nie zawsze idą one w parze z podstawową wiedzą dotyczącą
– gdy zachowanie wymaganych spadków kanałów prowadzi
przeliczania przepływów, wysokości tłoczenia, zachowania się
urządzeń w określonych warunkach oraz charakterystyki ich pracy, analizy warunków gruntowych, topograficznych, jakości ścieków itp.
Od samego początku funkcjonowania firmy AVK
na polskim rynku, główny nacisk położono na wiedzę oraz kształcenie, aby lepiej rozumieć zasadę Kupując dobre urządzenia podarujesz sobie odrobinę
luksusu – gwarancję niezawodnej pracy. Hasło jest
tym bardziej „na czasie”, gdy na rynku przybywa in-
Fot. 1.
Fot. 2.
Fot. 3.
60
kwiecień - czerwiec
2 / 2015 [58]
Pompownia pośrednia i główna w Ostrołęce
Pompownia główna i strefowa w Żyrardowie
Pompownie strefowe i przydomowe w Terespolu
i Łosicach
INFRASTRUKTURA WODNA I ŚCIEKOWA
Inżynieria
Bezwykopowa
frastruktury wodno-kanalizacyjnej (nadziemnej i podziemnej),
kiedy odbiorcy chcą niezawodnych systemów, a inwestorzy
chcą ograniczać koszty eksploatacji. Woda i ścieki dość często
stają się wtedy kartą przetargową w lokalnych samorządach.
Oferowane przez firmę AVK urządzenia przechodzą dogłębne
badania, poparte bogatą wiedzą teoretyczną i praktyczną pozyskiwaną od docelowych odbiorców tak, by spełniały najwyższe
wymogi. Do takich urządzeń możemy zaliczyć:
1. Zasuwy nożowe (mogą być wykonane w różnych wariantach):
– zasuwa z trzpieniem stałym,
– zasuwa z trzpieniem wznoszącym,
– zasuwa z dźwignią – do szybkiego zamykania,
– zasuwa z V-portem – do regulacji przepływu,
– zasuwa z wymiennym deflektorem – obniża tarcie,
– zasuwy z przeznaczeniem do sterowania, itp.
typu NBR, z przeznaczeniem do ścieków. Zasuwy tego typu polecane są do kanalizacji ciśnieniowej i podciśnieniowej.
Zasuwa z V-portem daje możliwość regulacji przepływu ścieków i spełnia rolę urządzenia odcinającego przepływ. Z kolei
zastosowanie deflektora powoduje wydłużenie żywotności zasuwy poprzez zwiększenie odporności na tarcie powodowane
płynącym medium. Rozwiązanie to ma szczególne znaczenie
w przypadku częstej pracy zasuwy. Zasuwy nożowe powinne
być stosowane w przypadkach:
– zawartości w medium powyżej 10% suchej masy,
– zawartości w medium substancji włóknistych,
– przy obecności dużych zanieczyszczeń,
– na rurociągach tłocznych wymuszających wysokie ciśnienia
(nawet do 100 barów),
– kiedy warunki pracy uniemożliwiają stosowanie zasuw klinowych.
Dość często w przypadku przepompowni da się zauważyć
rozwiązania zastępcze w postaci przepustnic czy zasuw klinowych. Należy jednak pamiętać, iż nie gwarantują one pełnej
szczelność z racji jakości ścieków oraz zawartości w nich substancji stałych, nawet po ich wstępnym oczyszczeniu na kratach
mechanicznych. W konsekwencji prowadzi to do blokowania
się urządzeń, powodując tym samym awarie. Dodatkowym niebezpieczeństwem proponowanych rozwiązań są standardowe
materiały, z których są wykonane – dotyczy to głównie uszczelnień i jakości stali, które narażone są na szkodliwe działanie
ścieków, często zawierających szkodliwe substancje (np. tłuszcze). Powodują one szybką destrukcję urządzeń (np. puchnięcie
uszczelnień). Zważywszy na tę potrzebę, firma AVK wprowadziła na rynek zasuwy klinowe z uszczelnieniami specjalistycznymi
Konstrukcja klina, przy jednoczesnym zachowaniu pełnego przelotu zasuwy, umożliwia jej zamknięcie nawet przy
dość dużych zanieczyszczeniach stałych, dzięki czemu nie
wymagają one serwisowania.
Ponadto są odporne na działanie tłuszczy czy związków
biogennych znajdujących się w ściekach komunalnych. Należy jednak pamiętać, że przy zawartości substancji stałych
w ściekach powyżej 10%, zasuwy klinowe winne być zastąpione nożowymi. Te z kolei zawsze powinny być montowane
w sposób dostępny, ułatwiający serwisowanie. Proponowane
dość często zasuwy nożowe do zabudowy w ziemi z reguły nie zdają egzaminu, gdyż konstrukcje płytowe wymagają
serwisu, natomiast konstrukcje monoblokowe, w przypadku
zapychania się, wymagają demontażu, a to w znaczny sposób zwiększa koszty eksploatacji. Ostatnim produktem, dość
powszechnie stosowanym w przepompowniach ścieków, są
zawory zwrotne kulowe i klapowe, których zastosowanie
Podstawowe cech zasuw nożowych:
• prosta konstrukcja dwupłytowa,
• dwukierunkowy przepływ,
• pełen przelot zasuwy,
• konstrukcja bezgniazdowa,
• trzpień stały lub wznoszący,
• różnorodność zastosowań ze względu
na: ciśnienie, temperaturę, medium
(nie dotyczy wody pitnej),
• wszystkie rodzaje napędu,
• zbrojona uszczelka obwodowa,
• opcja: skrobaki noża,
deflektor przepływu,
V – port.
Rys. 3. Konstrukcja klina z gumy NBR
Rys. 4. Przekrój zaworu kulowego
Rys. 5. Rodzaje kuli
Rys. 1. Konstrukcja zasuwy nożowej
• Korpus – żeliwo GGG – opatentowany przez AVK
profil korpusu zaworu
• Profil zaworu:
• zapewnia efektywne odprowadzanie wody i
powietrza przy otwarciu,
• pomaga w umiejscowieniu kuli w gnieździe przy
zamykaniu zaworu.
Fot. 4.
Rys. 2.
•
•
•
•
•
Kula - rdzeń
Aluminium – DN32-100
Żeliwo szare – DN125-400
Kula – powłoka
Poliuretan – dla aluminiowego rdzenia,
• Guma NBR – dla żeliwnego rdzenia,
• Waga kuli – dostosowana do właściwości pławnych kuli w zależności od
średnicy.
Zasuwa
z V-portem
Zasuwa z deflektorem przepływu
kwiecień - czerwiec
2 / 2015 [58]
61
Inżynieria
Bezwykopowa
Fot. 5.
INFRASTRUKTURA WODNA I ŚCIEKOWA
Przepompownie główne w Poznaniu i Warszawie
• praca przy mniejszych ciśnieniach lepsza niż
w przypadku zaworów konkurencyjnych,
• opatentowany profil zaworu,
• budowa kuli uniemożliwia porwanie jej przez
medium,
• długa żywotność pracy,
• zastosowanie materiałów wysokiej jakości,
• obustronne epoksydowanie korpusu,
• gwarancja optymalnego uszczelnienia podczas zamknięcia,
• spełnianie normy pracy przy wysokim ciśnieniu – PN-EN 12050-4,
• spełnianie normy pracy przy niskim ciśnieniu
LGA (Landesgewerbeanstalt in Bayern);
• niska waga ułatwiająca montaż;
• łatwy dostęp podczas konserwacji.
Rys. 6. Konstrukcja zaworu kulowego Typ 53
Rys. 7.
Zawór zwrotny klapowy
zależy w dużej mierze od zakładanych efektów, charakteru
pracy oraz ceny.
Cechy konstrukcyjne dobrego zaworu obejmują następujące parametry:
– samooczyszczanie,
– minimalizacja uszkodzeń na częściach ruchomych zaworu,
– pełen przepływ medium przez zawór,
– brak możliwości osadzania się zanieczyszczeń (kula w rotacji),
– możliwość montażu zaworu w pionie i poziomie,
– cicha praca bieżąca,
– minimalizacja strat ciśnienia,
– szybkie zamykanie – minimalizacja zjawiska uderzenia hydraulicznego,
– możliwość łatwej konserwacji zaworu,
– żeliwo sferoidalne jako standard (odporne na drgania).
Zawory kulowe powinny być montowane w wielu przypadkach z zastosowaniem kompensatorów gumowych, co
gwarantuje dłuższą eksploatację, gdyż podczas zamykania się
zaworów w momencie, gdy kula opada, powstaje duże uderzenie (szczególnie w przypadku dużej średnicy).
Tylko wykonanie instalacji ze stali kwasoodpornej wysokiej
jakości lub zastosowanie zaworów kulowych wykonanych
z żeliwa sferoidalnego gwarantuje neutralizację drgań podczas pracy zaworów w przypadkach braku instalacji kompensatorów. Zalety rozwiązań proponowanych przez AVK można
znaleźć poniżej:
– możliwość zamknięcia zaworu w przypadku podejścia pod
klapę niewielkich zanieczyszczeń;
62
kwiecień - czerwiec
– całkowicie nawulkanizowana klapa zapewnia maksymalną
odporność na zjawisko korozji i pozwala na cichsze zamykanie;
– pełen przelot przez zawór;
– łatwa konserwacja;
– możliwość wspomagania pracy zaworu poprzez zastosowanie sprężyny lub obciążnika;
– niska waga pozwalająca na łatwy transport;
– zwarta konstrukcja (min. przestrzeń do zabudowy).
Podstawowym warunkami montażu tego typu zaworów są:
– maksymalna wielkość cząstek stałych 20–50 mm;
– nie zaleca się stosowania klap zwrotnych przy przepływie
mediów silnie abrazyjnych;
– maksymalna prędkość przepływu wody dla armatury
PN10 = 3 m/s;
– w przypadku mediów tworzących warstwę sedymentacyjną,
zawór zwrotny nie powinien być stosowany w układzie rurociągów poziomych;
– niedozwolona jest zabudowa klapy w strumieniu burzliwym;
– nie wolno montować zaworów bezpośrednio przed redukcjami, kolanami, łukami, trójnikami i armaturą odcinającą
lub regulacyjną;
– za zaworem należy zachować prosty odcinek o długości
min. 2–5  DN, zależnie od prędkości przepływu medium;
– nie wolno montować zaworów za redukcjami, kolanami,
łukami, trójnikami i armaturą odcinającą w odległości mniejszej niż 3–5  DN, w zależności od prędkości przepływu
medium.
Pełna oferta AVK zawiera jeszcze szereg innych rozwiązań,
które mogą zostać wykorzystane na potrzeby przepompowni
ścieków, takie jak: zawory klapowe specjalnego przeznaczenia, zawory wieloklapowe, klapy zwrotne, zawory zwrotne
hydrauliczne, zawory odpowietrzająco-napowietrzające. Ich
zastosowanie uzależnione jest od przeznaczenia, warunków
montażu, medium średnicy rurociągów, itp. Daje to pełen obraz szerokości oferty, a jednocześnie jej kompletności.
Podsumowanie
Warto nadmienić, iż w przypadku przepompowni w Warszawie, Poznaniu, Żyrardowie czy Ostrołęce, na każdym
etapie ich modernizacji ważną rolę odegrała armatura AVK,
montowana na całych obiektach. Dzięki współpracy z firmami dostarczającymi pompy, takimi jak Wilo czy Grudfos,
coraz częściej możemy spotykać naszą armaturę na przepompowniach i tłoczniach. Potwierdzają to zrealizowane projekty
w Łosicach, Terespolu, Jabłonnie czy Serokomli itp., gdzie
montowano duże ilości małych przepompowni. Nie bez
znaczenia była tu rola inwestorów oraz współpraca z nimi.
Narzucając wysoki reżim techniczny postawili naszej firmie
wyzwanie, a jednocześnie udzielili dużego kredytu zaufania.
Zaowocowało to bieżącymi konsultacjami w trakcie wykonawstwa, co pozwoliło na wyeliminowanie błędów projektowych.
Mamy nadzieję, iż zaproponowane przez nas rozwiązania
sprawdzą się zarówno pod względem jakości wykonania, jak
i niezawodności działania. Tym samym coraz częściej sprawdza się dewiza, iż na obiektach typu przepompownie coraz
częściej gości armatura o „jakości, której zaufał świat”.

2 / 2015 [58]