ZASADY PROJEKTOWANIA PRZEWODÓW SSAWNYCH I TŁOCZNYCH W POMPOWNIACH ŚCIEKÓW
Elementy pompowni takie jak przewody ssawne i tłoczne najczęściej wykonane są ze stalowych rur, a niekiedy rur żeliwnych. Rury ze stali są chętniej wykorzystywane ze względu na możliwość wykorzystania połączeń spawanych i redukcji połączeń kołnierzowych, co przyczynia się do zwiększenia szczelności przewodów. Oprócz tego rury stalowe wykazują większą odporność na obciążenia dynamiczne, a sam montaż jest również prostszy, gdyż rury stalowe można w łatwy sposób przycinać i wydłużać, a nawet naginać jeżeli ich średnice są niewielkie. Natomiast przewody żeliwne są odporniejsze na korozję wywoływaną przez ścieki. Miejskie pompownie ścieków, których ścieki mają przeciętny skład chemiczny wykorzystują przewody stalowe asfaltowane. Pompownie ścieków przemysłowych, które mają do czynienia z kwasami powinny wykorzystywać przewody ssawne umieszczone w zbiornikach wyrównawczych ze stali nierdzewnej. Reszta odcinków takich przewodów i przewody tłoczne powinny być wykonane ze stali gumowanej.
Pompownie ścieków powinny mieć przewody rozlokowane w taki sposób, aby każda pompa posiadała odrębny przewód ssawny. Musi on być ułożony ze spadkiem zwróconym od pompy do zbiornika i powinien wynosić nie mniej niż 5%. Spadek ma na celu ochronić zbiornik przed wystąpieniem w nim zatorów powstałych w wyniku nagromadzenia się gazów wydzielanych ze ścieków. Jeżeli mamy do czynienia z pompami głębinowymi, to przewody ssawne muszą być zaopatrzone w zasuwę, która jest okresowo zamykana na czas naprawy bądź innej okoliczności. Króciec zaopatrzony w zawór jest projektowany dla zabezpieczenia pracy i obsługi pomp oraz hali pomp podczas gwałtownego wypływu ścieków z rozmontowywanej pompy. Taki króciec mocuje się od spodu przewodu ssawnego blisko pompy. Wykorzystanie króćca umożliwia we właściwym tempie na odwodnienie pompy poprzez odprowadzenie ścieków do kanału ściekowego zlokalizowanego w hali pomp. Doboru średnic przewodów ssawnych dokonuje się w taki sposób, aby prędkość przepływu ścieków wahała się od 0,7 m/s do 1,5 m/s.
Przewody tłoczne z kolei można spajać przy pomocy jednego wspólnego przewodu dla poszczególnych pomp, dwóch przewodów lub wielu przewodów. Dobrane połączenia powinny dać opcję odłączenia jakiekolwiek pompy nie powodując przy tym przerwy w pracy reszty pomp, jak również sposobność renowacji czy wymiany zasuwy powodując jak najmniejsze zakłócenia działania pompowni. Znacznie łatwiej jest spełnić pierwsze wymaganie niż drugie. Podczas zastosowania paru przewodów tłocznych schemat zespoleń przewodów na wypadek uszkodzenia nie może wykluczyć z działania więcej niż jednego z przewodów, a jednocześnie dać możliwość dopływu wody do reszty przewodów na wysokość odpowiadającą ich przepustowości.
Łączenie pomp ze zbiorczymi przewodami tłocznymi zlokalizowanymi nad poziomem pomp dokonywane jest poprzez przewody dochodzące do nich z boku. Natomiast łączenie bezpośrednio za pomocą przewodu pionowego od dołu jest nieprawidłowe, bo podczas odłączenia pompy, pionowe przewody są zasypywane większymi zanieczyszczeniami, które wypadają ze ścieków znajdujących się w czołowym przewodzie.
Przewody ssawne należy mocować do ścian bądź do stropów, z których składa się pompownia, bądź układać na podłodze w sposób nie powodujący przechodzenia obciążeń na pompy.
Średnica przewodów tłocznych powinna być dobierana w taki sposób, by prędkość przepływu ścieków w przewodach mieściła się w granicy od 1 do 2,5 m/s. Duża prędkość przepływu w takim przypadku umożliwia redukcję rozmiaru średnicy przewodów, rozmiaru armatury i rozmiarów pomieszczenia, przez co wpływa na obniżenie kosztów inwestycyjnych. Dlatego w pewnych przypadkach górna granica prędkości przepływu ścieków może wynosić aż 3 m/s. Niestety przyczynia się to do wzrostu oporów hydraulicznych w przewodach tłocznych i w niewielkim stopniu do wzrostu zużycia energii elektrycznej. W przypadku przewodów tłocznych zlokalizowanych na zewnątrz pompowni średnica przewodów jest dobierana poprzez przyjęcie tzw. ekonomicznych prędkości, które gwarantują optymalizację rozwiązań, biorąc pod uwagę wydatki związane z budową i eksploatacją. Te optymalne prędkości zwykle wahają się od 1 do 2 m/s (zależne są od natężenia przepływu ścieków oraz typu rur). Długie przewody tłoczne wymagają wykorzystania odpowiednich obliczeń techniczno-ekonomicznych dla dobrania optymalnej średnicy.
Płytkie pompownie posiadające przewody o mniejszych średnicach nie przekraczających 0,5 m mogą mieć te przewody ułożone w kanałach. Wymiary tych kanałów muszą zostać tak dobrane, aby umożliwiło to prosty montaż i likwidację przewodów. Wielkość głębokości kanału musi osiągnąć większą wartość od zewnętrznej średnicy przewodów o 0,4 do 0,6 m. Dno kanału winno być ustawione wraz ze spadkiem w kierunku studzienki odwadniającej. Kanały muszą mieć możliwość okresowego płukania w celu uniknięcia gnicia ścieków, jakie mogą się tam przedostać podczas naprawy sprzętu czy przeglądu pomp. Przewody o średnicach większych rozmiarów są prowadzone po podłodze, bądź nad nią. Pompownie głębokie także wykorzystują ten sposób ułożenia przewodów mających mniejsze średnice.
Opracowano na podstawie:
1. „Konstrukcje budowlane pompowni ścieków”, Zbigniew Pląskowski, Marek Roman, Arkady, Warszawa 1973.