PL223286B1 - Tłocznia ścieków - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest tłocznia ścieków z pośrednią separacja części stałych wyposażona w co najmniej jedną pompę wirową, zwłaszcza do ścieków zawierających ścieki surowe komunalne o bardzo zróżnicowanej wielkości i rodzaju zawartych w nich częściach stałych.

Ponadto, może ona być stosowana do innych instalacji pompowych, a jej rozwiązania można również wykorzystywać przy modernizacji już istniejących zbiornikowych przepompowni ścieków.

Znane są i powszechnie stosowane klasyczne zbiornikowe przepompownie ścieków z zastosowaniem zatapialnych pomp ściekowych mocowanych automatycznie na stopach sprzęgających zan urzonych w przepompowywanych przez te pompy ściekach. W tak skonstruowanych przepompowniach ścieków część retencyjna ścieków znajduje się w tym samym zbiorniku co pompy typu zatapialnego, a obsługa ma bezpośredni kontakt ze ściekami, przy każdorazowym wejściu do takiego zbiornika, co utrudnia eksploatację przepompowni. Zbiornik ten nazywany jest zbiornikiem mokrym lub komorą mokrą.

Coraz mniejsze ilości zużywanej wody na jednego mieszkańca w gospodarstwach domowych powoduje coraz większe problemy z odorami oraz problemy związane z coraz większą koncentracją części stałych w ściekach, przez co jeszcze bardziej potęgują się problemy transportu ścieków. Aby minimalizować powyższe problemy ucieka się zwykle do kosztownych metod napowietrzania ścieków w rurociągu tłocznym ścieków i/lub stosowania specjalnych środków chemicznych dozowanych bezpośrednio lub pośrednio do pompowanych ścieków.

Dość dobrym rozwiązaniem jest stosowanie urządzeń pompowych ścieków instalowanych na dnie zbiornika suchego. Do nich należą zarówno urządzenia pompowe ścieków z zastosowaniem pomp wirowych, jak również z zastosowaniem sprężarek powietrza. W stosunku do zbiornikowych przepompowni ścieków zapewniają one praktycznie hermetyzację obiektu i obsługę eksploatacyjną w dużo bardziej higienicznych warunkach. W tak skonstruowanych urządzeniach pompowych ścieków część retencyjna ścieków znajduje się w odrębnym, szczelnym i wentylowanym zbiorniku retencyjnym ustawionym najczęściej na dnie zbiornika suchego lub przylegającym do zbiornika suchego tak, że obsługa nie ma bezpośredniego kontaktu ze ściekami, przy każdorazowym wejściu do takiego zbiorn ika. Taki zbiornik nazywany jest również komorą suchą. W przypadku, gdy zbiornik suchy znajduje się na terenach zalewowych i istnieje możliwość jego zalania stosuje się wtedy pompy wirowe hermetyczne z chłodzeniem silnika przez pompowane medium lub pompy wirowe typu zatapialnego przystosowane również do pracy na sucho w otaczającym ich powietrzu. Do odpompowywania wylanych ścieków ze zbiornika retencyjnego, podczas wymiany pompy, czy podczas inspekcji armatury, służą pompy ręczne lub przenośne pompy zatapialne.

Szczególną odmianą takich przepompowni są tak zwane tłocznie ścieków, czyli przepompownie ścieków umieszczone w zbiorniku suchym, z zastosowaniem co najmniej jednej pompy wirowej z pośrednią separacją zanieczyszczeń stałych. Pośrednia separacja części stałych zawartych w ściekach zwiększa niezawodność pomp i umożliwia zastosowanie pomp z wirnikami o mniejszym prześwicie dla części stałych i o wyższych sprawnościach, a zwłaszcza o większych wysokościach podnoszenia ścieków surowych. Przepompownie te znane są z opisów patentowych EP 0 846 810 B1, PL 208 525 B1 i PL 195 925 B1. Zasada działania tłoczni ścieków wyposażonej w dwie pompy polega na tym, że dopływające do separatora części stałe zawarte w ściekach surowych zostają wstępnie podczyszczone na zespole separującym i jako podczyszczone dostają się do zbiornika retencyjnego ścieków podczyszczonych. Po osiągnięciu określonego poziomu ścieków w zbiorniku retencyjnym włącza się pompa i wypompowuje podczyszczone ścieki ze zbiornika retencyjnego, aż do jego prawie całkowitego opróżnienia, wypłukując jednocześnie odseparowane wcześniej części stałe z separatora. W momencie włączenia się pompy zamyka się, na napływie ścieków surowych, zawór zwrotny napływowy, a otwiera się zawór po stronie tłocznej i pompowane przez pompę podczyszczone ścieki pompowane są na zewnątrz np. do rurociągu. W tym samym czasie drugi zawór zwrotny napływowy jest otwarty i podczyszczone w zespole separującym ścieki wpływają do zbiornika retencyjnego. Cykle te powtarzają się naprzemiennie.

Zasadniczą niedogodnością tych rozwiązań jest zbyt mała pojemność robocza separatorów, zwłaszcza w obrębie części sedymentujących stałych. Nagły dopływ ścieków o dużej zawartości części stałych, zwłaszcza sedymentujących może dość szybko zablokować zespół separujący separatora i spowodować awarię w pracy tłoczni ścieków. Również zbyt krótka droga przemieszczania się cząstek stałych w separatorze utrudnia bezawaryjną pracę tłoczni. Znane na rynku konstrukcje tłoczni

PL 223 286 B1 ścieków nie uwzględniały obecnej zmiany koncentracji części stałych w ściekach. Nie przygotowanie konstrukcji urządzeń na obecną zmianę wyżej opisanej sytuacji i ekonomicznie nie uzasadnione środki zaradcze w istniejących konstrukcjach tłoczni ścieków polegające na prostym powiększeniu tej pojemności doprowadziły do badań nad nową konstrukcją tłoczni ścieków, która dodatkowo powinna mieć uzasadnienie ekonomiczne oraz ergonomiczne.

Zaistniała więc potrzeba skonstruowania takiego urządzenia pompowego, które spełniałoby oczekiwania operatorów gospodarki wodno-ściekowej i wymagania restrykcyjnych przepisów, odnośnie zapewnienia ochrony środowiska w strefie zamieszkania i przebywania ludzi w pobliżu obiektów kanalizacyjnych oraz zapewnienia możliwie higienicznych warunków jego obsługi ze szczególnym uwzględnieniem ich niezawodności działania i ergonomiczności obsługi.

Tłocznia ścieków według wynalazku wyposażona jest w co najmniej jedną pompę wirową, do której doprowadzony jest dopływ ścieków surowych przewodem rurowym dopływowym, połączony z zaworem zwrotnym napływowym i od którego odprowadzony jest odpływ ścieków przewodem rurowym tłocznym, posiadająca zbiornik retencyjny ścieków podczyszczonych połączony z pompą wirową za pomocą przewodu ssącego oraz wyposażona w separator zanieczyszczeń stałych, połączony, z jednej strony, z wylotem tłocznym pompy wirowej, a z drugiej strony z przewodem rurowym tłocznym, przy czym separator zanieczyszczeń stałych posiada połączenie hydrauliczne z zaworem zwrotnym napływowym i znajduje się przynajmniej częściowo wewnątrz obrysu zewnętrznego zbiornika retencyjnego ścieków podczyszczonych, który posiada dno, ścianę boczną oraz przykrycie wierzchnie, odznacza się według wynalazku tym, że separator zanieczyszczeń stałych jest wykonany zasadniczo w postaci rury o kształcie litery „U”, a oba końce separatora zanieczyszczeń stałych leżą po tej samej stronie ściany bocznej zbiornika retencyjnego ścieków podczyszczonych.

Korzystnie tłocznia może posiadać zespół dwóch pomp wirowych i dwóch przyporządkowanych nim separatorów zanieczyszczeń stałych, rozlokowanych tak, że połączenia hydrauliczne pomp wirowych z separatorem zanieczyszczeń stałych są bardziej oddalone od siebie niż połączenia hydrauliczne przewodów rurowych tłocznych z separatorem zanieczyszczeń stałych.

Korzystnie tłocznia posiada króciec napływowy separatora zanieczyszczeń stałych, który jest podłączony do rury separatora zanieczyszczeń stałych w środkowej jego części.

Korzystnie zbiornik retencyjny ścieków podczyszczonych ma kształt wycinka walca, a jego ściana boczna posiada zasadniczo pionową płaską ściankę, przy czym z boku płaskiej ścianki zbiornika retencyjnego ścieków podczyszczonych znajdują się oba końce separatora zanieczyszczeń stałych oraz wlot króćca napływowego, rozlokowane w ten sposób, że wlot króćca napływowego znajduje się pomiędzy obiema końcami separatora zanieczyszczeń stałych.

Korzystnie jest, gdy w tłoczni wlot króćca napływowego jest położony wyżej niż oba końce separatora części stałych.

Korzystnie jest, gdy w tłoczni od strony wylotu pompy wirowej, zainstalowany jest zespół separujący separatora zanieczyszczeń stałych.

Korzystnie jest, gdy w tłoczni, pomiędzy przewodem rurowym dopływowym, a zaworem zwrotnym napływowym umieszczony jest rozdzielacz wlotowy wykonany w postaci litery „Y”, zaopatrzony w przelew awaryjny podłączony do zbiornika retencyjnego ścieków podczyszczonych oraz w co najmniej jedną rurę napływową, łączącą przewód rurowy dopływowy z zaworem zwrotnym napływowym.

Korzystnie jest, gdy w tłoczni rozdzielacz wlotowy w kształcie litery „Y” posiada króciec rewizyjny z pokrywą rewizyjną, usytuowany w osi symetrii przewodu rurowego dopływowego.

Korzystnie jest, gdy w tłoczni przelew awaryjny jest wykonany w postaci rury przelewowej zakończonej otwartymi ku górze wybraniami, które przykryte są od góry pokrywą przelewową przykręconą do przykrycia wierzchniego zbiornika retencyjnego ścieków podczyszczonych.

W rozwiązaniu według wynalazku pogodzono dwie sprzeczność: jak najmniejszej kubatury urządzenia z jednoczesnym wydłużeniem drogi przepływu ścieków surowych w separatorze, od momentu ich wpłynięcia, aż do dostania się na zespół separujący z jednoczesną poprawą ergonomiczności jego obsługi.

Przedmiot wynalazku jest dokładniej pokazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat tłoczni ścieków w widoku z boku, fig. 2 przedstawia rzut z góry tłoczni ścieków z fig. 1 z częściowym przekrojem, a fig. 3 przedstawia schematycznie tłocznię ścieków wbudow aną w zbiornik suchy w rzucie z góry, fig. 4 przedstawia rzut tłoczni ścieków w przekroju A-A z fig. 3, natomiast fig. 5 przedstawia rzut tłoczni ścieków w przekroju B-B z fig. 3, a fig. 6 przedstawia rzut fragmentu tłoczni ścieków w przekroju C-C z fig. 3.

PL 223 286 B1

Tłocznia ścieków z pośrednią separacją części stałych pokazana na fig. 1-6 wyposażona jest w co najmniej jedną pompę wirową 1, do której doprowadzony jest dopływ ścieków surowych przewodem rurowym dopływowym 2, którym dopływają surowe ścieki, połączony z zaworem zwrotnym n apływowym 3 i od której odprowadzony jest odpływ ścieków przewodem rurowym tłocznym 4. Tłocznia posiada zbiornik retencyjny 5 ścieków podczyszczonych połączony z pompą wirową 1 za pomocą przewodu ssącego 6 oraz wyposażona jest w separator 7 zanieczyszczeń stałych połączony, z jednej strony, z wylotem tłocznym 8 pompy wirowej 1, a z drugiej strony z przewodem rurowym tłocznym 4. Separator 7 zanieczyszczeń stałych posiada połączenie hydrauliczne z zaworem zwrotnym napływowym 3 i znajduje się przynajmniej częściowo wewnątrz obrysu zewnętrznego zbiornika retencyjnego 5 ścieków podczyszczonych, który posiada dno 9, ścianę boczną 10 oraz przykrycie wierzchnie 11. Separator 7 zanieczyszczeń stałych jest wykonany zasadniczo w postaci rury 12 o kształcie litery „U”, a oba końce separatora 7 zanieczyszczeń stałych leżą po tej samej stronie ściany bocznej 10 zbiornika retencyjnego 5 ścieków podczyszczonych. Dzięki umieszczeniu rury 12 separatora 7 wewnątrz zbiornika retencyjnego 5 ścieków podczyszczonych uzyskano wydłużenie rury 12 separatora 7 przy jednoczesnym zmniejszeniu wymiarów samej tłoczni ścieków. Jednocześnie zoptymalizowano miejsce do jej obsługi i ergonomiczność obsługi. Wydłużenie rury 12 powoduje bardziej równomierne rozłożenie zanieczyszczeń stałych sedymentujących na większej długości i tym samym zapewnia się większą ochronę zespołu separującego 14 przed zablokowaniem się, czy awarią, a samo zakrzywienie rury 12 powoduje dodatkową ochronę zespołu separującego 14 przed jego zablokowaniem częściami stałymi, zwłaszcza podczas dużego natężenia napływu ścieków surowych. Tłocznia posiada zespół dwóch pomp wirowych 1 i dwóch przyporządkowanych im separatorów 7 zanieczyszczeń stałych, rozlokowanych tak, że połączenia hydrauliczne pomp wirowych 1 z separatorem 7 zanieczyszczeń stałych są bardziej oddalone od siebie niż połączenia hydrauliczne przewodów rurowych tłocznych 4 z separatorem 7 zanieczyszczeń stałych. Tłocznia posiada również króciec napływowy 13 separatora 7 zanieczyszczeń stałych, który jest podłączony do rury 12 separatora 7 zanieczyszczeń stałych w środkowej jego części. Zbiornik retencyjny 5 ścieków podczyszczonych ma kształt wycinka walca, a jego ściana boczna 10 posiada zasadniczo pionową płaską ściankę 10.1, przy czym z boku płaskiej ścianki 10.1 zbiornika retencyjnego 5 ścieków podczyszczonych znajdują się oba końce separatora 7 zanieczyszczeń stałych oraz wlot króćca napływowego 13, rozlokowane w ten sposób, że wlot króćca napływowego 13 znajduje się pomiędzy obiema końcami separatora 7 zanieczyszczeń stałych. Takie rozlok owanie pomp wirowych 1, zaworów zwrotnych napływowych 3 i przewodów rurowych tłocznych 4, jak uwidoczniono na fig. 2 i 3, powoduje lepsze wykorzystanie przestrzeni do obsługi w zbiorniku suchym tłoczni ścieków, a więc i ergonomiczną obsługę. Wlot króćca napływowego 13 jest położony wyżej niż oba końce separatora 7 części stałych, co ułatwia lepsze spływanie zanieczyszczeń stałych sedymentujących do rury 12 separatora 7, a od strony wylotu pompy wirowej 1, zainstalowany jest zespół separujący 14 separatora 7 zanieczyszczeń stałych. Takie usytuowanie zespołu separującego 14 ułatwia jego obsługę wraz z pompa wirową 1. Pomiędzy przewodem rurowym dopływowym 2, a zaworem zwrotnym napływowym 3 umieszczony jest rozdzielacz wlotowy 15 wykonany w postaci litery „Y”, zaopatrzony w przelew awaryjny 16 podłączony do zbiornika retencyjnego 5 ścieków podczyszczonych oraz w co najmniej jedną rurę napływową 17, łączącą przewód rurowy dopływowy 2 z zaworem zwrotnym napływowym 3. Przelew awaryjny 16 służy do chwilowego, awaryjnego separowania części stałych ze ścieków surowych, w przypadku nadmiernego ich dopływu i/lub w przypadku zablokowania się częściami stałymi zespołów separujących 14 separatora 7. Rozdzielacz wlotowy 15 w kształcie litery „Y” posiada króciec rewizyjny 18 z pokrywą rewizyjną 18.1, usytuowany w osi symetrii przewodu rurowego dopływowego 2 i służy do celów inspekcji rozdzielacza wlotowego 15 oraz przewodu rur owego dopływowego 2. Takie rozwiązanie powoduje, że wszelkie wielkogabarytowe części stałe utkną w króćcu rewizyjnym 18 i nie dostaną się do rury napływowej 17. Przelew awaryjny 16 jest wykonany w postaci rury przelewowej 19 zakończonej otwartymi ku górze wybraniami 20, które przykryte są od góry pokrywą przelewową 19.1 przykręconą do przykrycia wierzchniego 11 zbiornika retencyjnego 5 ścieków podczyszczonych. Takie rozwiązanie przelewu awaryjnego 16 jest proste w wykonaniu i łatwe w obsłudze, jeżeli chodzi o okresowe usuwanie odseparowanych na nim części stałych. Na przew odzie rurowym tłocznym 4 korzystne jest zastosowanie zaworu zwrotnego kolanowego z zespoloną z nim zasuwą nożową, co uwidoczniono na fig. 1, 3, 4. Celem umożliwienia okresowego przeglądu wnętrza zbiornika retencyjnego 5 i ewentualnej wymiany separatora 7, można zastosować odkręcane włazy, jak to pokazano linią przerywaną na fig. 1.

PL 223 286 B1

Zasadnicze działanie tłoczni według wynalazku nie odbiega od działania tłoczni znanych ze stanu techniki. Surowe ścieki dopływają przewodem rurowym dopływowym 2 i poprzez rozdzielacz wlotowy 15 dostają się do rury napływowej 17, a następnie poprzez zawór zwrotny napływowy 3 do separatora 7, gdzie rurą 12 dostają się następnie na zespół separujący 14. Odseparowane wstępnie ścieki z grubszych części stałych w separatorze 7 dostają się poprzez wylot tłoczny 8 pompy wirowej 1 i przewód ssący 6 do zbiornika retencyjnego 5 ścieków oczyszczonych. Po wypełnieniu ściekami oczyszczonymi zbiornika retencyjnego 5 do określonego poziomu, włącza się pompa wirowa 1 i w ypompowuje podczyszczone ścieki ze zbiornika retencyjnego 5, wypłukując jednocześnie odseparowane wcześniej części stałe z separatora 7, aż do jego prawie całkowitego opróżnienia. W momencie włączenia się pompy wirowej 1 zamyka się, na napływie ścieków surowych, zawór zwrotny napływowy 3, a otwiera się zawór zwrotny po stronie tłocznej i pompowane przez pompę wirową 1 podczyszczone ścieki przedostają się przewodem rurowym tłocznym 4 na zewnątrz np. do rurociągu. W tym samym czasie drugi zawór zwrotny napływowy 3 jest otwarty i podczyszczone w zespole separującym 14 ścieki wpływają do zbiornika retencyjnego 5. Cykle te powtarzają się naprzemiennie.

Na rysunku nie pokazano szczegółowych rozwiązań znanych ze stanu techniki, jak na przykład urządzeń sterujących o różnych właściwościach i zasadach działania.

Powyższe przykłady wykonania nie wyczerpują wszystkich możliwości wykonania i zastosowania urządzenia według wynalazku objętych zastrzeżeniami patentowymi od 1 do 9.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Tłocznia ścieków z pośrednią separacją części stałych wyposażona w co najmniej jedną pompę wirową, do której doprowadzony jest dopływ ścieków surowych przewodem rurowym dopływowym połączony z zaworem zwrotnym napływowym i od której odprowadzony jest odpływ ścieków przewodem rurowym tłocznym, posiadająca zbiornik retencyjny ścieków podczyszczonych połączony z pompą wirową za pomocą przewodu ssącego oraz wyposażona w separator zanieczyszczeń stałych połączony, z jednej strony, z wylotem tłocznym pompy wirowej, a z drugiej strony z przewodem rurowym tłocznym, przy czym separator zanieczyszczeń stałych posiada połączenie hydrauliczne z zaw orem zwrotnym napływowym i znajduje się przynajmniej częściowo wewnątrz obrysu zewnętrznego zbiornika retencyjnego ścieków podczyszczonych, który posiada dno, ścianę boczną oraz przykrycie wierzchnie, znamienna tym, że separator (7) zanieczyszczeń stałych jest wykonany zasadniczo w postaci rury (12) o kształcie litery „U”, a oba końce separatora (7) zanieczyszczeń stałych leżą po tej samej stronie ściany bocznej (10) zbiornika retencyjnego (5) ścieków podczyszczonych.
2. 2. Tłocznia według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada zespół dwóch pomp wirowych (1) i dwóch przyporządkowanych im separatorów (7) zanieczyszczeń stałych, rozlokowanych tak, że połączenia hydrauliczne pomp wirowych (1) z separatorem (7) zanieczyszczeń stałych są bardziej oddalone od siebie niż połączenia hydrauliczne przewodów rurowych tłocznych (4) z separatorem (7) zanieczyszczeń stałych.
3. 3. Tłocznia według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada króciec napływowy (13) separatora (7) zanieczyszczeń stałych, który jest podłączony do rury (12) separatora (7) zanieczyszczeń stałych w środkowej jego części.
4. 4. Tłocznia według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienna tym, że zbiornik retencyjny (5) ścieków podczyszczonych ma kształt wycinka walca, a jego ściana boczna (10) posiada zasadniczo pionową płaską ściankę (10.1), przy czym z boku płaskiej ścianki (10.1) zbiornika retencyjnego (5) ścieków podczyszczonych znajdują się oba końce separatora (7) zanieczyszczeń stałych oraz wlot króćca napływowego (13), rozlokowane w ten sposób, że wlot króćca napływowego (13) znajduje się pomiędzy obiema końcami separatora (7) zanieczyszczeń stałych.
5. 5. Tłocznia według zastrz. 3, znamienna tym, że wlot króćca napływowego (13) jest położony wyżej, niż oba końce separatora (7) części stałych.
6. 6. Tłocznia według zastrz. 1, znamienna tym, że od strony wylotu pompy wirowej (1), zainstalowany jest zespół separujący (14) separatora (7) zanieczyszczeń stałych.
7. 7. Tłocznia według zastrz. 4, znamienna tym, że pomiędzy przewodem rurowym dopływowym (2), a zaworem zwrotnym napływowym (3) umieszczony jest rozdzielacz wlotowy (15) wykonany w postaci litery „Y”, zaopatrzony w przelew awaryjny (16) podłączony do zbiornika retencyjnego (5) ścieków

   PL 223 286 B1 podczyszczonych oraz w co najmniej jedną rurę napływową (17), łączącą przewód rurowy dopływowy (2) z zaworem zwrotnym napływowym (3).
8. 8. Tłocznia według zastrz. 7, znamienna tym, że rozdzielacz wlotowy (15) w kształcie litery „Y” posiada króciec rewizyjny (18) z pokrywą rewizyjną (18.1), usytuowany w osi symetrii przewodu rur owego dopływowego (2).
9. 9. Tłocznia według zastrz. 7, znamienna tym, że przelew awaryjny (16) jest wykonany w postaci rury przelewowej (19) zakończonej otwartymi ku górze wybraniami (20), które przykryte są od góry pokrywą przelewową (19.1) przykręconą do przykrycia wierzchniego (11) zbiornika retencyjnego (5) ścieków podczyszczonych.