PL230781B1 - System przepompowywania ścieków - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest system (układ i aparatura) do przepompowywania sanitarnych ścieków miejskich i przemysłowych w sposób bezpieczny i efektywny w miejscach wrażliwych dla ludzi i miejscowego środowiska naturalnego.

Systemy przepompowywania ścieków są często spotykane w miejskich, przemysłowych, rekreacyjnych i komercyjnych kanalizacjach sanitarnych. Systemy przepompowywania są albo typu studni czerpalnej (mokrej) albo typu studni czerpalnej (mokrej) i studni suchej. Studnia czerpalna (mokra) i studnia sucha mogą tworzyć jedną strukturę rozdzieloną ścianą lub stanowić oddzielne struktury ulokowane blisko siebie. W systemie typu studni czerpalnej (mokrej) ścieki wpływają do studni i są wypompowywane głównie przez głębinowe pompy ściekowe zatapialne umieszczone w studni czerpalnej (mokrej). Czasami samozasysające pompy ściekowe niezatapialne umieszczone są na górze lub obok studni czerpalnej (mokrej) lub blisko poziomu gruntu. W systemie składającym się ze studni czerpalnej (mokrej) i studni suchej ścieki wpływają do studni czerpalnej (mokrej), pompy ściekowe usytuowane są w studni suchej, a ich przewody ssące sięgają do studni czerpalnej (mokrej). Są to pompy przeznaczone do pracy w środowisku suchym. Zazwyczaj w systemie przepompowywania stosowane są minimum dwie pompy ściekowe, ale ilość stosowanych pomp określana jest przez wydajność systemu przepompowywania i wymagania niezawodności i może zmieniać się od jednej do kilku pomp w systemie przepompowywania. Studnia czerpalna (mokra) może być umieszczona pod ziemią i może posiadać lub nie posiadać nadbudówki umieszczone nad ziemią.

Typowe problemy spotykane w systemach przepompowywania ścieków to:

- zbieranie się ciał stałych na dnie studni czerpalnych (mokrych) i wytwarzanie palnych, toksycznych i powodujących korozję gazów, co wywołuje dolegliwości, jest niebezpieczne, powoduje korozję elementów systemu przepompowywania, powoduje konieczność czyszczenia dna i ścian studni czerpalnych (mokrych),

- brak możliwości czyszczenia głównych przewodów ściekowych, co powoduje zmniejszenie wydajności systemu,

- brak możliwości zatrzymywania dużych ciał stałych na wejściu ścieków do studni czerpalnych (mokrych), co powoduje zatykanie i uszkodzenia pomp ściekowych,

- brak odpowiedniej aparatury do monitorowania wpływających ścieków, ich przepływu i ciśnienia pompowania oraz do odpowiedniego określenia przebiegu przepompowywania, głównie wydajności pompowania, częstotliwości włączania i wyłączania pomp, zużycia energii i określenia bilansu zebranych ścieków i wody zużywanej na obszarze obsługiwanym przez system przepompowywania ścieków.

Rozwiązanie, według wynalazku, posiada wyposażenie eliminujące problemy związane z systemami przepompowywania ścieków i może być stosowane tak w małych jak i w dużych przepompowniach typu studni czerpalnej (mokrej).

Wynalazek eliminuje zagrożenia związane z wydzielaniem niebezpiecznych gazów, bezpieczeństwem, zdrowiem, korozją, a także zagrożenia dotyczące działania i eksploatacji. Przedłuża również żywotność, wydajność przepompowywania i niezawodność systemu.

System przepompowywania ścieków, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest to układ i aparatura do przepompowywania ścieków miejskich i przemysłowych przy użyciu przepompowni typu studni czerpalnej (mokrej) i może być stosowany zarówno w małych jak i w dużych przepompowniach ścieków, w instalacjach podziemnych i nadziemnych, betonowych, stalowych lub z tworzyw sztucznych, przy czym instalacje podziemne mogą mieć lub nie mieć nadbudówki powyżej poziomu gruntu.

System przepompowywania ścieków, według wynalazku, wyposażony w studnię czerpalną (mokrą), pokrywę górną, płytę denną, podstawę dna, pośrednią platformę roboczą, grawitacyjną rurę wlotową kanału ściekowego, ciśnieniową rurę kanału ściekowego, pompy ściekowe posiadające pionowe rury odprowadzające i zbiorczą rurę odprowadzającą, system napowietrzający, wejście do oczyszczarki zamykane szczelnym korkiem/zaworem oraz połączenie rurowe umożliwiające wejście szczotki czyszczącej do rurociągu odprowadzającego, kosz zbierający duże ciała stałe zamocowany na szynach prowadzących, aparaturę i sterowniki w postaci wskaźników poziomu wody i panelu kontrolnego sterowania charakteryzuje się tym, że studnia czerpalna (mokra) posiada rurę wentylacyjną wydechową - wylotową i rurę wentylacyjną doprowadzającą świeże powietrze, dmuchawę/nagrzewnicę powietrza, drabinę wejściową lub schody oraz wskaźnik poziomu wody zamontowany przy dnie studni czerpalnej (mokrej).

Pompy ściekowe posiadają przesuwne łączniki - kryzy, szyny prowadzące, płyty prowadzące.

PL 230 781 Β1

System napowietrzający do napowietrzania ścieków w studni czerpalnej (mokrej) i usuwania osadów dennych tej studni czerpalnej (mokrej) składa się z wlotowej rury ściekowej, zasysacza - mieszalnika powietrza, rury odprowadzającej ścieki i powietrze, rur rozprowadzających ścieki i powietrze oraz rury wlotowej powietrza.

Kosz zbierający duże ciała stałe posiada wskaźnik ciśnienia, automatyczny zawór odcinający i automatyczny zawór odcinający.

Studnia czerpalna (mokra) i płyta denna połączone są nachyloną płytą, formując wnękę wewnątrz tej studni czerpalnej (mokrej), wzdłuż całego obwodu tej studni czerpalnej (mokrej). Ponadto, studnia czerpalna (mokra) i płyta denna są połączone w płaszczyźnie poziomej na zewnątrz wnęki na całej długości obwodu tej studni czerpalnej (mokrej). Płyta denna wystaje poza studnię czerpalną (mokrą) krawędzią - kołnierzem wzdłuż całego obwodu tej studni czerpalnej (mokrej), przy czym płyta denna jest połączona z podstawą dna za pomocą łączników, a ponadto, za pomocą wodoszczelnej i wodoodpornej substancji.

Wewnętrzna powierzchnia wnęki nachylona jest względem płyty dennej najlepiej pod kątem 45°, a względem studni czerpalnej (mokrej) pod kątem od 30° do 45° i ta wnęka jest wypełniona wodą.

Podstawa dna wystaje poza płytę denną, a rura wentylacyjna wydechowa - wylotowa i rura wentylacyjna doprowadzająca świeże powietrze zamontowane są na pokrywie górnej lub na ścianie bocznej studni czerpalnej (mokrej). Ponadto pokrywa górna oraz pośrednia platforma robocza posiadają otwory, zaś pompy ściekowe połączone są z pionowymi rurami odprowadzającymi za pośrednictwem łączników - kryz przesuwnych, pompy ściekowe opierają się bezpośrednio na płycie dennej. Pompy ściekowe posiadają szyny prowadzące i płyty prowadzące. Zasysacz - mieszalnik powietrza jest to zwężka zasysająca typu Venturi połączona ze spiralnym mieszalnikiem statycznym i jest zamontowany ponad pośrednią platformą roboczą w pozycji pionowej tak, że przepływ ścieków i powietrza skierowany jest w dół, a zasysacz - mieszalnik powietrza zasysa powietrze z rury wlotowej powietrza.

Zawór wejściowy oczyszczarki połączony jest ze zbiorczą rurą odprowadzającą za pośrednictwem prostej rury łączącej, albo na górze zbiorczej rury odprowadzającej, ponadto zawór wejściowy oczyszczarki ma zalecaną tę samą średnicę co wspomniana zbiorcza rura odprowadzająca.

System przepompowywania ścieków ma wyjmowany kosz zbierający duże ciała stałe, zamontowany wewnątrz studni czerpalnej (mokrej) na szynach prowadzących przy wejściu rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego do studni czerpalnej (mokrej). Kosz zbierający duże ciała stałe wykonany jest z drutu, prętów lub blachy perforowanej, zalecająco z otworami o średnicy 32 mm lub kwadratowymi, a w przekroju poprzecznym wspomniany kosz zbierający duże ciała stałe ma zalecająco kształt okrągły, prostokątny lub kwadratowy, przy czym ten przekrój poprzeczny jest zalecająco co najmniej równy przekrojowi poprzecznemu rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego, ponadto kosz zbierający duże dała stałe rozciąga się w kierunku pionowym zalecająco co najmniej 100 mm powyżej i 300 mm poniżej rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego.

Panel kontrolny jest połączony przewodami elektrycznymi z pompami, wskaźnikiem poziomu ciśnienia, wskaźnikiem poziomu wody zamontowanym przy dnie studni czerpalnej (mokrej), automatycznym zaworem odcinającym zamontowanym na zbiorczej rurze odprowadzającej i automatycznym zaworem odcinającym zamontowanym na wlotowej rurze ściekowej i połączony jest przewodem elektrycznym lub systemem bezprzewodowym ze zdalną centralą operacyjną.

Wskaźnik poziomu wody służy do monitorowania poziomów ścieków w studni czerpalnej (mokrej), uruchamiania i wyłączania pomp ściekowych, sygnalizowania stanu alarmowego poziomu wody, monitorowania ilości wpływających ścieków i prędkości przepływu, wskaźnik wysokości ciśnienia służy do monitorowania ciśnienia pompowania w pompach ściekowych, prędkości i ilości przepływu i sygnalizowania stanu alarmowego ciśnienia pompowania, panel kontrolny, który odbiera sygnały elektryczne od wskaźnika poziomu ścieków i od wskaźnika ciśnienia ścieków, służy do ciągłego monitorowania poziomu ścieków w studni czerpalnej (mokrej) i ciśnienia pompowania w pompach ściekowych, a parametry te są automatycznie i w sposób ciągły przesyłane do zdalnej stacji sterowania, gdzie są wykorzystywane przez panel kontrolny do automatycznego włączania/wyłączania pomp ściekowych, włączania/wyłączania systemu napowietrzania, sygnalizowania niskich i wysokich stanów alarmowych poziomu ścieków w studni czerpalnej (mokrej), niskich i wysokich stanów ciśnienia w pompach ściekowych oraz informuje o awarii systemu przepompowania ścieków.

PL 230 781 Β1

Przedmiot wynalazku pokazano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy systemu przepompowywania ścieków typu studni czerpalnej (mokrej), zainstalowanego pod ziemią i nieposiadającego nadbudówki na poziomie gruntu, a fig. 2 przedstawia przekrój poziomy - płaszczyzna poniżej poziomu gruntu systemu przepompowywania ścieków pokazanego na fig. 1.

Przykład zalecanego rozwiązania uwidoczniony na rysunkach fig. 1 i fig. 2 składa się ze studni czerpalnej (mokrej) 1 z pokrywą górną 2, płyty dennej 3, rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego 4, rury wylotowej tłocznego - ciśnieniowego kanału ściekowego 5 i podstawy dna 8. Płyta denna 3 wystaje poza studnię czerpalną (mokrą) 1 krawędzią - kołnierzem 6 wokół studni czerpalnej (mokrej) 1, mocując tę studnię czerpalną (mokrą) 1 do podstawy dna 8 za pomocą łączników 9. Płyta denna 3 jest jednocześnie połączona z podstawą dna 8 za pomocą wodoszczelnej i wodoodpornej substancji, aby wyeliminować wszelkie puste przestrzenie między płytą denną 3 a podstawą dna 8, co ma na celu zapobieżenie przeniknięciu wód gruntowych między płytę denną 3 a podstawę dna 8, a także uniknięcie bezpośredniego nacisku wód gruntowych na płytę denną 3. Podstawa dna 8 ma zapobiegać niestabilności studni czerpalnej (mokrej) 1 (wyporu) na skutek ciśnienia wód gruntowych na płytą denną 3.

Studnia czerpalna (mokra) 1, pokrywa górna 2 i płyta denna 3 mogą być wykonane z dowolnego materiału odpornego na korozję i wytrzymującego ciśnienie gleby i wód gruntowych, takiego jak metal, tworzywa sztuczne, beton, cegła, drewno. W przypadku, gdy studnia czerpalna (mokra) 1 wykonana jest z betonu, najlepiej z betonu zbrojonego, podstawa dna 8 może stanowić całość ze studnią czerpalną (mokrą) 1, bez płyty dennej 3 i łączników 9.

Pokrywa górna 2 umożliwia wprowadzenie do studni czerpalnej (mokrej) 1 pomp ściekowych 20, które są zatapialne, kosza zbierającego duże ciała stałe 38, umieszczonego na szynach prowadzących 39 i drabiny wejściowej lub schodów 50 oraz podtrzymuje rurę wentylacyjną wydechową - wylotową 10 i rurę wentylacyjną doprowadzającą świeże powietrze 11. Umożliwia też wprowadzenie rury wentylacyjnej wydechowej - wylotowej 10 i rury wentylacyjnej doprowadzającej świeże powietrze 11, a także dmuchawy/nagrzewnicy powietrza 12, która jest zalecana w klimacie zimnym jako nagrzewnica powietrza, a w klimacie ciepłym i umiarkowanym jako dmuchawa chłodnego powietrza, dla skuteczniejszej wentylacji studni czerpalnej (mokrej) 1 i dla zapewnienia dużego przepływu powietrza w sposób ciągły lub przerywany.

Studnia czerpalna (mokra) 1 i płyta denna 3 połączone są nachyloną płytą, skutkiem czego powstaje wnęka 7, której wewnętrzna powierzchnia nachylona jest względem płyty dennej 3, najlepiej pod kątem 45°, a względem studni czerpalnej (mokrej) 1 pod kątem od 30° do 45°.

Studnia czerpalna (mokra) 1 i płyta denna 3 są też połączone w płaszczyźnie poziomej na zewnątrz wnęki 7. Wnęka 7 rozciąga się na całej długości połączenia studni czerpalnej (mokrej) 1 z płytą denną 3 i może być wypełniona powietrzem, wodą lub innym materiałem o dużej przewodności cieplnej i odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej.

Wnęka 7 przeciwdziała zbieraniu i kumulowaniu się osadów bezpośrednio na połączeniu studni czerpalnej (mokrej) 1 i płyty dennej 3. Studnia czerpalna (mokra) 1 zawiera pompy, przewody rurowe, przyrządy i sterowniki, a mianowicie: pompy ściekowe 20 z pionowymi rurami odprowadzającymi 24, zbiorczą rurę odprowadzającą 27, przesuwne łączniki - kryzy 21, szyny prowadzące 22 i płyty prowadzące 23, do wyjmowania i opuszczania ich do wnętrza studni czerpalnej (mokrej) 1, a także do bezpośredniego i precyzyjnego połączenia z przesuwnymi łącznikami - kryzami 21, zawór wejściowy oczyszczarki 28 połączony ze zbiorczą rurą odprowadzającą 27, system napowietrzający składający się z zasysacza - mieszalnika powietrza 19, wlotowej rury ściekowej 29, rury odprowadzającej ścieki i powietrze 35, rur rozprowadzających ścieki i powietrze 36 i rury wlotowej powietrza 16, kosz zbierający duże ciała stałe 38, usytuowany na szynach prowadzących 39, wewnątrz studni czerpalnej (mokrej) 1 przy wejściu rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego 4 do studni czerpalnej (mokrej) 1, wskaźnik ciśnienia 30 zamontowany na zbiorczej rurze odprowadzającej 27, wskaźnik poziomu wody 43 zamontowany przy dnie studni czerpalnej (mokrej) 1, panel kontrolny 40 połączony przewodami elektrycznymi 41 z pompami ściekowymi 20, wskaźnikiem ciśnienia 30, wskaźnikiem poziomu wody 43, automatycznym zaworem odcinającym 31 zamontowanym na zbiorczej rurze odprowadzającej 27 i automatycznym zaworem odcinającym 34 zamontowanym na wlotowej rurze ściekowej 29, i połączony ze zdalną centralą operacyjną przewodem elektrycznym 42 lub za pomocą systemu bezprzewodowego, pośrednia platforma robocza (płyta) 49, która jest zalecana w studniach czerpalnych (mokrych) głębszych niż około 3,2 metra, drabina wejściowa lub schody 50, odpowiednio w małych i dużych studniach czerpalnych (mokrych).

PL 230 781 Β1

Połączenie elektryczne wymienionych elementów służy do przesyłania parametrów pracy od systemu przepompowywania do zdalnej centrali sterującej, a wspomniane parametry obejmują poziomy ścieków w studni czerpalnej (mokrej) 1, stan włącz/wyłącz pomp ściekowych 20, wysokość ciśnienia wypompowywania ścieków w pompach ściekowych 20, stan włącz/wyłącz systemu napowietrzającego, pozycję zamknięte/otwarte automatycznego zaworu odcinającego 31 i automatycznego zaworu odcinającego 34, stany alarmowe obejmujące wysokie i niskie poziomy ścieków w studni czerpalnej (mokrej) 1, wysokie i niskie ciśnienia ścieków odprowadzanych przez pompy ściekowe 20, stany przeciążenia tych pomp ściekowych 20 i niezadziałanie wspomnianych pomp ściekowych 20.

Pompy ściekowe 20 połączone są z pionowymi rurami odprowadzającymi 24 za pomocą przesuwnych łączników - kryz 21, co pozwala na wymianę pomp ściekowych 20 przez podniesienie ich z pokrywy górnej 2 bez konieczności ręcznego odłączania ich od pionowych rur odprowadzających 24.

Wymiana pomp ściekowych 20 jest ułatwiona dzięki szynom prowadzącym 22 i płytom prowadzącym 23, które ułatwiają podnoszenie pomp ściekowych 20 z pozycji dolnej, jak również opuszczenie ich do właściwej pozycji w studni czerpalnej (mokrej) 1 i precyzyjne ustawienie w przesuwnych łącznikach - kryzach 21.

Pompy ściekowe 20 opierają się bezpośrednio na płycie dennej 3, aby uniknąć jakiegokolwiek bezpośredniego obciążenia przesuwnych łączników - kryz 21, pionowych rur odprowadzających 24 i zbiorczej rury odprowadzającej 27, i aby uniknąć zakleszczenia, nieszczelności lub uszkodzenia przesuwnych łączników - kryz 21 na skutek bezpośredniego nacisku pomp ściekowych 20 na przesuwne łączniki - kryzy 21.

Zawór wejściowy oczyszczarki 28, najlepiej mający tę samą średnicę co zbiorcza rura odprowadzająca 27, jest zamontowany na końcu zbiorczej rury odprowadzającej 27 za pośrednictwem prostej rury łączącej, albo na górze zbiorczej rury odprowadzającej 27, przy czym zaleca się zamontowanie kształtki rurowej „y”, gdzie odgałęzienie „y” kształtki rurowej zwrócone jest w kierunku przepływu ścieków w zbiorczej rurze odprowadzającej 27. Zawór wejściowy oczyszczarki 28 pozwala na wprowadzenie plastikowej szczotki do zbiorczej rury odprowadzającej 27 w celu wyszorowania rury wylotowej tłocznego - ciśnieniowego kanału ściekowego 5 i usunięcia wszelkich osadów z tej rury, co zapewnia utrzymanie założonej wydajności przepompowywania ścieków przez system. Szczotka przesuwana jest wzdłuż zbiorczej rury odprowadzającej 27 i rury wylotowej tłocznego - ciśnieniowego kanału ściekowego 5 przez ścieki pompowane przez pompy ściekowe 20.

Wlotowa rura ściekowa 29 systemu napowietrzającego posiada ręczny zawór odcinający 33 i automatyczny zawór odcinający 34.

Rury rozprowadzające ścieki i powietrze 36 systemu napowietrzającego, odchodzące pionowo od rury odprowadzającej ścieki i powietrze 35 do ściany wnęki 7, są zakończone ukośnymi wylotami 37 zwróconymi w tę samą stronę, w kierunku zgodnym lub niezgodnym z ruchem wskazówek zegara i umieszczonymi na dnie studni czerpalnej (mokrej) 1. Ma to na celu usunięcie wszelkich osadów zebranych na ścianie wnęki 7 i płycie dennej 3 oraz napowietrzenie ścieków w studni czerpalnej (mokrej) 1 bez potrzeby wprowadzania powietrza dostarczanego ze ściekami do pomp ściekowych 20.

Usuwanie osadów i napowietrzanie ścieków zapobiega kumulowaniu się i beztlenowemu rozkładowi organicznych substancji stałych mogących powodować wytwarzanie się w studni czerpalnej (mokrej) 1 niebezpiecznych, trujących i powodujących korozję gazów.

System napowietrzający służy do napowietrzania ścieków w studni czerpalnej (mokrej) 1 i rozmywania ciał stałych, które mogą się gromadzić na dnie studni czerpalnej (mokrej) 1, zalecająco przy przerywanym sposobie napowietrzania systemem jedna do pięciu minut na każde jedna do trzy godziny, ma na celu zapobieżenie powstawaniu ciał stałych trujących, palnych, cuchnących i powodujących korozję gazów, które mogą zbierać się wewnątrz studni czerpalnej (mokrej) 1 oraz zapobieżenie gromadzeniu się gazów, które mogą dostawać się do tej studni czerpalnej (mokrej) 1 z kolektora ścieków.

Zasysacz - mieszalnik powietrza 19 jest to zwężka zasysająca typu Venturi połączona ze spiralnym mieszalnikiem statycznym. Obie te części mają konstrukcję niezatykającą się. Urządzenie ma możliwość zasysania dużej ilości powietrza i dokładnie miesza powietrze za ściekami, które wchodzą do zasysacza - mieszalnika powietrza 19. Zasysacz - mieszalnik powietrza 19 zasysa powietrze przez rurę wlotową powietrza 16. Zasysacz - mieszalnik powietrza 19 jest zamontowany w studni czerpalnej (mokrej) 1 w pozycji pionowej ponad pośrednią platformą roboczą (płytą) 49, co ułatwia dostęp do niego w celu konserwacji.

PL 230 781 Β1

Spiralna rura powietrzna 15 usytuowana jest we wnęce 7 i działa jak wymiennik ciepła między powietrzem zawartym w spiralnej rurze powietrznej 15 i powietrzem lub wodą we wnęce 7. Takie rozwiązanie zalecane jest w zimnych klimatach w celu podniesienia temperatury powietrza zasysanego przez zasysacz - mieszalnik powietrza 19 bez konieczności podgrzewania powietrza elektrycznie lub przy użyciu innych urządzeń.

Rura wlotowa powietrza 16 posiada, w pobliżu zasysacza - mieszalnika powietrza 19, zawór zwrotny 17 i ręczny zawór odcinający 18. Zasysacz - mieszalnik powietrza 19 otrzymuje ścieki z kolektora zbiorczej rury odpływowej 27, pomp ściekowych 20 poprzez wlotową rurę ściekową 29, następnie zasysacz - mieszalnik 19 odprowadza mieszaninę ścieków i powietrza do rury odprowadzającej ścieki i powietrze 35, a rura odprowadzająca ścieki i powietrze 35 odprowadza mieszaninę ścieków i powietrza do rur rozprowadzających ścieki i powietrze 36, przy czym rury rozprowadzające ścieki i powietrze 36 zakończone są ukośnymi wylotami 37 usytuowanymi na wnęce 7 i zwróconymi w tym samym kierunku, zgodnym lub niezgodnym z ruchem wskazówek zegara, wzdłuż wnęki 7 w celu oczyszczenia jej ze wszelkich osadów, które mogą zbierać się na wnęce 7 i na płycie dennej 3, jednocześnie napowietrzając ścieki znajdujące się w studni czerpalnej 1, bez możliwości wprowadzania powietrza do pomp ściekowych 20.

Działanie systemu napowietrzającego jest kontrolowane przez programowalny sterownik logiczny (PLC) i programowane w zależności od miejscowych warunków. Zaleca się pracę przerywaną w systemie jedna do pięciu minut „włączone” (czynne) i jedna do trzech godzin „wyłączone” (nieczynne). Długość okresów „włączone” i „wyłączone” zależy od wydajności systemu przepompowywany lokalizacji i charakterystyki ścieków takich jak smród, objętość zawiesiny ciał stałych, wyznaczona dzienna, tygodniowa lub sezonowa szybkość przepływu ścieków. Gdy system napowietrzający jest włączony automatyczne zawory odcinające są ustawione tak, że automatyczny zawór odcinający 31 jest zamknięty, a automatyczny zawór odcinający 34 jest otwarty i jedna z pomp ściekowych 20 pracuje. Ścieki pompowane są do zbiorczej rury odprowadzającej 27, wlotowej rury ściekowej 29 i zasysacza - mieszalnika powietrza 19. Przepływ ścieków przez zasysacz - mieszalnik powietrza 19 wytwarza próżnię, co powoduje zasysanie powietrza z rury wlotowej powietrza 16. Zassane powietrze i ścieki mieszają się wstępnie w zasysaczu - mieszalniku powietrza 19, a następnie w spiralnym mieszalniku.

Mieszanina ścieków i powietrza wpływa do rury odprowadzającej ścieki i powietrze 35, a następnie do rur rozprowadzających ścieki i powietrze 36 i ukośnych wylotów 37, które odprowadzają mieszaninę ścieków i powietrza na ścianę wnęki 7 i do ścieków znajdujących się w dolnej części studni czerpalnej (mokrej) 1.

System napowietrzający może być włączony w każdej chwili, gdy pompy ściekowe są wyłączone na niskim poziomie ścieków 45 i zanim pompy ściekowe zostaną włączone na wysokim poziomie ścieków 46 w studni czerpalnej (mokrej) 1.

Zazwyczaj system napowietrzający włącza się i wyłącza automatycznie, ale możliwe jest także operowanie ręcznie w celu sprawdzenia lub kontroli. System napowietrzający może także efektywnie pracować kiedy pompy ściekowe 20 są włączone przy wysokim poziomie ścieków 46 lub wyższym poziomie ścieków 47 i gdy ciśnienie wypompowywania w pompach ściekowych 20 wynosi 15 psi (1 Bar) lub więcej. W takich przypadkach automatyczne zawory odcinające 31 i 34 są otwarte w czasie pracy systemu napowietrzającego, przy czym automatyczny zawór odcinający 34 zamyka się po zakończeniu napowietrzania, natomiast automatyczny zawór odcinający 31 pozostaje otwarty lub może być usunięty jeżeli ciśnienie wypompowywania pomp ściekowych 20 wynosi stale 15 psi (1 Bar) lub więcej.

System napowietrzający służy do napowietrzania ścieków w studni czerpalnej (mokrej) 1 i rozmywania ciał stałych, które mogą się gromadzić na dnie studni czerpalnej (mokrej) 1, zalecająco przy przerywanym sposobie napowietrzania systemem jedna do pięciu minut na każde jedna do trzy godziny, ma na celu zapobieżenie powstawaniu ciał stałych trujących, palnych, cuchnących i powodujących korozję gazów, które mogą zbierać się wewnątrz studni czerpalnej (mokrej) 1 oraz zapobieżenie gromadzeniu się gazów, które mogą dostawać się do studni czerpalnej (mokrej) 1 z kolektora ścieków.

Zawór wejściowy oczyszczarki 28 pozwala na wprowadzenie szczotki do zbiorczej rury odprowadzającej 27 w celu oczyszczenia tej zbiorczej rury odprowadzającej 27 i rury wylotowej tłocznego ciśnieniowego kanału ściekowego 5, a szczotka przesuwana jest wzdłuż zbiorczej rury odprowadzającej 27 i rury wylotowej tłocznego - ciśnieniowego kanału ściekowego 5 przez ścieki pompowane przez pompy ściekowe 20.

PL 230 781 Β1

W systemie przepompowywania ścieków przy stałym ciśnieniu wylotowym między 10 psi a 15 psi (0,67 do 1 Bar) można wyeliminować zawór automatyczny, ale druga pompa ściekowa 20 powinna być włączona, gdy system napowietrzający jest włączony.

Praca pomp ściekowych 20 jest automatycznie regulowana przez programowalny sterownik logiczny (PLC) usytuowany w panelu kontrolnym 40 i przez wskaźnik poziomu wody 43, który pokazuje alarmująco niski poziom ścieków 44, niski poziom ścieków 45, wysoki poziom ścieków 46, wyższy poziom ścieków 47 i alarmująco wysoki poziom ścieków 48 w studni czerpalnej (mokrej) 1.

Pompy ściekowe 20 pracują często pojedynczo, włączane są przy niskim poziomie ścieków 45, a praca pomp ściekowych 20 jest przełączana automatycznie i druga pompa ściekowa 20 zostanie włączona przy wyższym poziomie ścieków 47, a obie pompy zostaną wyłączone przy niskim poziomie ścieków 45.

Wskaźnik poziomu wody 43 zapewnia programowalnemu sterownikowi elektronicznemu (PLC), umieszczonemu w panelu kontrolnym 40, ciągłe zasilanie na poziomie 4-20 mA albo inne zasilanie. Elektroniczne dane wyjściowe służą do ciągłego wyświetlania niskiego poziomu ścieków 45, wysokiego poziomu ścieków 46, wyższego poziomu ścieków 47 oraz wykrywania poziomów pracy pomp ściekowych 20, wykrywania alarmująco wysokiego poziomu ścieków 48, wykrywania alarmująco niskiego poziomu ścieków 44 i określania szybkości i ilości wpływania ścieków, gdy pompy ściekowe 20 nie pracują.

Określenia szybkości wpływania i ilości ścieków są przydatne do opracowania wzorca przepływu ścieków przez dzień, tydzień lub inny okres, które to parametry mogą być przydatne przy projektowaniu zbiornika ścieków i opracowywaniu podobnych systemów przepompowywania. Alarmująco wysoki poziom ścieków 48 jest wynikiem nieodpowiedniej wydajności systemu przepompowywania, co może być spowodowane zużyciem pomp ściekowych 20, zmniejszeniem wydajności przepływu rury wylotowej tłocznego - ciśnieniowego kanału ściekowego 5, wysokimi szybkościami dopływu ścieków lub awarią jednej z pomp ściekowych 20. Alarmująco niski poziom ścieków 44 jest wynikiem niewłaściwej pracy systemu regulacji włączone/wyłączone dla pomp ściekowych 20 i niewyłączeniem się pomp ściekowych 20 przy niskim poziomie ścieków 45. Wskaźnik ciśnienia 30 zapewnia ciągłe zasilanie na poziomie 4-20 mA albo inne zasilanie elektroniczne programowalnego sterownika logicznego (PLC), umieszczonego na panelu kontrolnym 40.

Elektroniczne dane wyjściowe służą do ciągłego wyświetlania wartości ciśnienia wypompowywania dla pomp ściekowych 20 i stanu ustawienia „włączone”/ „wyłączone” oraz określania szybkości przepływu i ilości ścieków przy zastosowaniu algorytmu i krzywych wydajności pomp ściekowych 20 (prędkość przepływu względem krzywej spadku ciśnienia).

Informacje dotyczące ciśnienia wypompowywania w pompach ściekowych 20 są przydatne do analizowania pracy pomp ściekowych 20, na którą może mieć wpływ zużycie pomp lub zmniejszenie wydajności przepływu rury wylotowej tłocznego - ciśnieniowego kanału ściekowego 5, co może być spowodowane przez osady, naloty lub zgniecenie się rury wylotowej tłocznego - ciśnieniowego kanału ściekowego 5.

Zużycie pomp ściekowych 20 można sprawdzić obserwując ciśnienie wypompowywania w „warunkach odcięcia”, zamykając automatyczny zawór odcinający 31 lub ręcznie zamykając zawór 32, gdy pompa ściekowa 20 jest włączona, a system napowietrzający jest wyłączony.

Pionowe rury odprowadzające 24 pomp ściekowych 20 mają zawory zwrotne 25 i ręczne zawory odcinające 26. Zawory zwrotne 25 są typu niezatykającego się, a zawory odcinające 26 są albo zaworami zasuwowymi, zaworami nożowymi, zaworami kurkowymi albo zaworami kulowymi. Zawory zwrotne 25 i ręczne zawory odcinające 26 są najczęściej montowane powyżej pośredniej platformy roboczej (płyty) 49 w celu ułatwienia obsługi i konserwacji.

Rura wentylacyjna doprowadzająca świeże powietrze 11 doprowadza świeże powietrze do studni czerpalnej (mokrej) 1 i do zasysacza - mieszalnika powietrza 19 systemu napowietrzającego. Rura wentylacyjna doprowadzająca świeże powietrze 11 sięga do niższej części studni czerpalnej (mokrej) 1, najlepiej poniżej pośredniej platformy roboczej (płyty) 49.

Dolny koniec rury wentylacyjnej doprowadzającej świeże powietrze 11 ma boczny wylot z zaworem zwrotnym 13, który wpuszcza świeże powietrze do studni czerpalnej (mokrej) 1 i dolny wylot połączony z rurą powietrzną 14, która dostarcza świeże powietrze do zasysacza - mieszalnika powietrza 19 przez spiralną rurę powietrzną 15 i rurę wlotową powietrza 16.

Jeżeli rura wentylacyjna doprowadzająca świeże powietrze 11 posiada dmuchawę/nagrzewnicę powietrza 12 i jeżeli dmuchawa/nagrzewnica powietrza 12 pracuje w sposób przerywany, zaleca się by pracowała wtedy, gdy pracuje system napowietrzający, co zwiększa skuteczność usuwania powietrza

PL 230 781 Β1 i gazów ze studni czerpalnej (mokrej) 1. Gdy system napowietrzania jest włączony, zawór zwrotny 13 nie pozwala na wejście powietrza z niższych poziomów studni czerpalnej 1 do rury powietrznej 14 i zasysacza - mieszalnika powietrza 19. Skutkiem tego tylko świeże powietrze z atmosfery jest używane do napowietrzania ścieków.

Kosz zbierający duże ciała stałe 38 przeznaczony jest do zatrzymywania dużych ciał stałych, w szczególności o średnicy większej niż 32 mm lub o wymiarach mniejszych, w celu uchronienia przed zatykaniem pomp ściekowych 20 i pionowych rur od prowadzających 24, zbiorczej rury odprowadzającej 27, rury wylotowej tłocznego - ciśnieniowego kanału ściekowego 5, wlotowej rury ściekowej 29, zasysacza - mieszalnika powietrza 19, rury odprowadzającej ścieki i powietrze 35, rur rozprowadzających ścieki i powietrze 36 i ukośnych wylotów 37.

Kosz zbierający duże ciała stałe 38 jest wykonany z nierdzewnego materiału, takiego jak drut lub arkusz perforowany ze stali nierdzewnej, aluminium, brązu lub tworzywa sztucznego, najlepiej z otworami o średnicy 32 mm lub kwadratowymi.

W przekroju poziomym kosz zbierający duże ciała stałe 38 ma kształt okrągły, kwadratowy, prostokątny lub inny, najlepiej, gdy ten przekrój jest równy lub większy niż przekrój rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego 4, i jeżeli kosz jest co najmniej dwa razy dłuższy niż średnica rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego 4 i rozciąga się co najmniej 100 mm powyżej i 300 mm poniżej grawitacyjnej ściekowej rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego 4.

Kosz zbierający duże ciała stałe 38 zamontowany jest wewnątrz studni czerpalnej (mokrej) 1, przy wejściu rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego 4 do studni czerpalnej (mokrej) 1 na szynach prowadzących 39, co umożliwia wyjęcie kosza zbierającego duże ciała stałe 38 do góry ze studni czerpalnej (mokrej) 1 przez pokrywę górną 2, w celu usunięcia i zbadania ciał stałych pozostałych w koszu zbierającym duże ciała stałe 38. Pokrywa górna 2 i platforma pośrednia 49 posiadają otwory z pokrywami na zawiasach, umożliwiające wysuwanie rur 10, 11, 16, 24, 27 i 36, kosza zbierającego duże ciała stałe 38, pomp ściekowych 20 i drabiny wejściowej lub schodów 50.

Rura wentylacyjna wydechowa - wylotowa 10, służąca do odprowadzania powietrza i gazów ze studni czerpalnej (mokrej) 1 wchodzi do studni czerpalnej (mokrej) 1 poniżej pokrywy górnej 2 na nie więcej niż 150 mm. Rura wentylacyjna doprowadzająca świeże powietrze 11 służy do wprowadzania świeżego powietrza do studni czerpalnej (mokrej) 1 i do zasysacza - mieszalnika powietrza 19.

Rura wentylacyjna wydechowa - wylotowa 10 i rura wentylacyjna doprowadzająca świeże powietrze 11 mogą być wprowadzone do studni czerpalnej (mokrej) 1 przez pokrywę górną 2 lub z boku, przez górną część studni czerpalnej (mokrej) 1.

Panel kontrolny 40 jest połączony przewodami elektrycznymi 41 z pompami 20, wskaźnikiem ciśnienia 30, wskaźnikiem poziomu wody 43 zamontowanym przy dnie studni czerpalnej (mokrej) 1, automatycznym zaworem odcinającym 31 zamontowanym na zbiorczej rurze odprowadzającej 27 i automatycznym zaworem odcinającym 34 zamontowanym na wlotowej rurze ściekowej 29 i połączony przewodem elektrycznym 42 lub systemem bezprzewodowym ze zdalną centralą operacyjną.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. System przepompowywania ścieków wyposażony w studnię czerpalną (mokrą) pokrywę górną, płytę denną podstawę dna, pośrednią platformę roboczą grawitacyjną rurę wlotową kanału ściekowego, ciśnieniową rurę kanału ściekowego, pompy ściekowe posiadające pionowe rury odprowadzające i zbiorczą rurę odprowadzającą, system napowietrzający, wejście dla oczyszczarki zamykane szczelnym korkiem/zaworem oraz połączenie rurowe umożliwiające wejście szczotki czyszczącej do rurociągu odprowadzającego, kosz zbierający duże ciała stałe zamocowany na szynach prowadzących, aparaturę i sterowniki w postaci wskaźników poziomu wody i panelu kontrolnego sterowania, znamienny tym, że studnia czerpalna (mokra) (1) posiada rurę wentylacyjną wydechową - wylotową (10) i rurę wentylacyjną doprowadzającą świeże powietrze (11), dmuchawę/nagrzewnicę powietrza (12), drabinę wejściową lub schody (50) oraz wskaźnik poziomu wody (43) zamontowany przy dnie studni czerpalnej (mokrej) (1); pompy ściekowe (20) posiadają przesuwne łączniki - kryzy (21), szyny prowadzące (22), płyty prowadzące (23); system napowietrzający składa się z wlotowej rury ściekowej (29), zasysacza - mieszalnika powietrza (19), rury odprowadzającej ścieki i powietrze (35), rur rozprowadzających ścieki i powietrze (36) oraz rury wlotowej powietrza (16); kosz zbierający duże

   PL 230 781 Β1 ciała stałe (38) posiada wskaźnik ciśnienia (30), automatyczny zawór odcinający (31), automatyczny zawór odcinający (34).
2. 2. System przepompowywania ścieków według zastrz. 1, znamienny tym, że studnia czerpalna (mokra) (1) i płyta denna (3) połączone są nachyloną płytą, formując wnękę (7) wewnątrz studni czerpalnej (mokrej) (1), wzdłuż całego obwodu tej studni czerpalnej (mokrej) (1), a studnia czerpalna (mokra) (1) i płyta denna (3) są ponadto połączone w płaszczyźnie poziomej na zewnątrz wnęki (7) na całej długości obwodu studni czerpalnej (mokrej) (1).
3. 3. System przepompowywania ścieków według zastrz. 2, znamienny tym, że płyta denna (3) wystaje poza studnię czerpalną (mokrą) (1) krawędzią - kołnierzem (6) wzdłuż całego obwodu studni czerpalnej (mokrej) (1), przy czym płyta denna (3) jest połączona z podstawą dna (8) za pomocą łączników (9), a ponadto, za pomocą wodoszczelnej i wodoodpornej substancji.
4. 4. System przepompowywania ścieków według zastrz. 2, znamienny tym, że wnęka (7), której wewnętrzna powierzchnia nachylona jest względem płyty dennej (3) najlepiej pod kątem 45°, a względem studni czerpalnej (mokrej) (1) pod kątem od 30° do 45° i że wnęka (7) jest wypełniona wodą.
5. 5. System przepompowywania ścieków według zastrz. 3, znamienny tym, że podstawa dna (8) wystaje poza płytę denną (3).
6. 6. System przepompowywania ścieków według zastrz. 1, znamienny tym, że rura wentylacyjna wydechowa - wylotowa (10) i rura wentylacyjna doprowadzająca świeże powietrze (11) zamontowane są na pokrywie górnej (2) lub na ścianie bocznej studni czerpalnej (mokrej) (1).
7. 7. System przepompowywania ścieków według zastrz. 1, znamienny tym, że pokrywa górna (2) oraz pośrednia platforma robocza (49) posiadają otwory.
8. 8. System przepompowywania ścieków według zastrz. 1, znamienny tym, że pompy ściekowe (20) połączone są z pionowymi rurami odprowadzającymi (24) za pośrednictwem łączników - kryz przesuwnych (21), i że pompy ściekowe (20) opierają się bezpośrednio na płycie dennej (3).
9. 9. System przepompowywania ścieków według zastrz. 1, znamienny tym, że pompy ściekowe (20) posiadają szyny prowadzące (22) i płyty prowadzące (23).
10. 10. System przepompowywania ścieków według zastrz. 6, znamienny tym, że zasysacz - mieszalnik powietrza (19) jest to zwężka zasysająca typu Venturi połączona ze spiralnym mieszalnikiem statycznym i jest zamontowany ponad pośrednią platformą roboczą (49) w pozycji pionowej tak, że przepływ ścieków i powietrza skierowany jest w dół, a zasysacz - mieszalnik powietrza (19) zasysa powietrze z rury wlotowej powietrza (16).
11. 11. System przepompowywania ścieków według zastrz. 1, znamienny tym, że zawór wejściowy oczyszczarki (28) połączony jest ze zbiorczą rurą odprowadzającą (27) za pośrednictwem prostej rury łączącej, albo na górze zbiorczej rury odprowadzającej (27), ponadto zawór wejściowy oczyszczarki (28) ma zalecaną tę samą średnicę co wspomniana zbiorcza rura odprowadzająca (27).
12. 12. System przepompowywania ścieków według zastrz. 1, znamienny tym, że kosz zbierający duże ciała stałe (38), zamontowany jest wewnątrz studni czerpalnej (mokrej) (1), przy wejściu rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego (4) do studni czerpalnej (mokrej) (1), przy czym kosz zbierający duże ciała stałe (38) zamontowany jest na szynach prowadzących (39).
13. 13. System przepompowywania ścieków, według zastrz. 12, znamienny tym, że kosz zbierający duże ciała stałe (38) wykonany jest z drutu, prętów lub blachy perforowanej, zalecająco z otworami o średnicy 32 mm lub kwadratowymi, a w przekroju poprzecznym wspomniany kosz zbierający duże ciała stałe (38) ma zalecająco kształt okrągły, prostokątny lub kwadratowy, przy czym ten przekrój poprzeczny jest zalecająco co najmniej równy przekrojowi poprzecznemu rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego (4), ponadto kosz zbierający duże ciała stałe (38) rozciąga się w kierunku pionowym zalecająco co najmniej 100 mm powyżej i 300 mm poniżej rury wlotowej grawitacyjnego kanału ściekowego (4).
14. 14. System przepompowywania ścieków według zastrz. 1, znamienny tym, że panel kontrolny (40) jest połączony przewodami elektrycznymi (41) z pompami ściekowymi (20), wskaźnikiem ciśnienia (30), wskaźnikiem poziomu wody (43) zamontowanym przy dnie studni czerpalnej (mokrej) (1), automatycznym zaworem odcinającym (31) zamontowanym na zbiorczej rurze odprowadzającej (27) i automatycznym zaworem odcinającym (34) zamontowanym na wlotowej rurze ściekowej (29) i połączony przewodem elektrycznym (42) lub systemem bezprzewodowym ze zdalną centralą operacyjną.