ایستگاه پمپاژ فاضلاب، دستگاهی است که می‌تواند بدون نیاز به دخالت مستقیم انسان، برای انتقال آب یا فاضلاب از یک مکان به مکان دیگر استفاده شود. این دستگاه‌ها میتوانند آب کانال ها را تأمین کنند، آب را در سیستم های تصفیه به گردش درآورند و حتی میتوانند آب را از زمین کم ارتفاع تخلیه کنند.
یکی از قسمت های مهم در طراحی ایستگاههای پمپاژ، انتخاب پمپ با مشخصات فنی کامل می‌باشد. دردسترس بودن مشخصات فنی هر پمپ به ما امکان انجام محاسبات دقیق هیدرولیکی و ضربه قوچ را می دهد. مراحل ساخت ایستگاه پمپاژ از طراحی شروع می‌شوند که یک پمپ یا یک مجموعه پمپ از پس شرایط اوج جریان عادی برآیند. طراحی ایستگاه پمپاژ آب و فاضلاب (تلمبه خانه) در واحدهای صنعتی عمومی به محل هایی اطلاق می‌شود که جهت غلبه بر اختلاف ارتفاع و افت فشار آب و یا فاضلاب در خطوط انتقال احداث می‌شود.
ایستگاه پمپاژ فاضلاب چیست؟
ایستگاه پمپاژ در حقیقت مجموعه ای از یک دستگاه مخزن نگهداری فاضلاب و یک یا چند دستگاه پمپ فاضلاب می‌باشد که میتوانند از طریق یک دستگاه PLC نسبت به تخلیه فاضلاب ذخیره شده در منبع اقدام نمایند. ایستگاه پمپاژ در حقیقت بمنظور تخلیه فاضلاب به اگوی شهری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ایستگاه پمپاژ در واقع دبی و فشار مورد نیازی که در طراحی خطوط انتقال محاسبه و برآورد شده است را تامین می‌کند. برای این منظور تعدادی پمپ در ایستگاه پمپاژ استفده و بهره برداری می‌شود که بخشی از این پمپها در حالت آماده به کار می‌باشند و تعدادی در حالت کار قرار دارند.
انتخاب تعداد پمپها در ایستگاه پمپاژ آب یا فاضلاب با توجه به الگوی مصرف در طول شبانه روز تعیین می‌شود. همچنین شرایط اضطراری از قبیل خراب شدن تجهیزات و پمپها برای در نظر گرفتن نوع ایستگاه پمپاژ لحاظ می‌شود.
علاوه بر انتخاب تعداد پمپها، در یک ایستگاه پمپاژ، مخزن ذخیره نیز باید در نظر گرفته شود. این مخزن می‌توان از جنس پلی اتیلن، فلزی و یا بتنی باشد. به هر صورت آب یا فاضلاب ورودی به ایستگاه پمپاژ در این مخزن ذخیره می‌شود و در هنگام روشن شدن پمپها به داخل خطوط انتقال هدایت می‌شود.
یکی از تاسیسات مهم و ضروری در ایستگاه پمپاژ آب یا فاضلاب شیرآلات مورد استفاده می‌باشند. مهم ترین وظایف شیرآلات ایستگاه پمپاژ عبارتند از:
- کنترل میزان دبی و فشار خطوط انتقال.
- جلوگیری از برگشت آب و کنترل ضربه قوچ.
- تخلیه هوای محبوس داخل خطوط انتقال آب یا فاضلاب.
- باز و بسته نمودن جریان در هنگام خرابی و تعمیرات پمپ.
- جلوگیری از ورود شن و ماسه به داخل پمپ با کمک شیر صافی.
مکانیزم عملکرد ایستگاه پمپاژ فاضلاب
ایستگاه پمپاژ باید فشار کافی را برای غلبه بر نیروی جاذبه بر روی فاضلاب یا فاضلاب ایجاد کند. با رسیدن این سطح فشار، فشار کافی برای حرکت مایع با سرعت جریان مورد نیاز وجود خواهد داشت. این یک معادله ساده ریاضی است و پمپها به گونه ای طراحی شده اند که میتوانند به راحتی تنظیم شوند.
برای ورود داده‌های مورد استفاده از یک کنترل کننده الکترونیکی که مستقیماً به خود ایستگاه پمپاژ متصل است یا از یک مکان از راه دور کار می‌کند، استفاده می‌شود. این معادله با در نظر گرفتن کلیه لوله‌ها (ابعاد آنها)، اتصالات اضافی، تغییر در ارتفاع و سایر قسمت هایی که ممکن است بر فشار سیستم آب تأثیر بگذارد، محاسبه می‌شود.
مهم است که ابعاد ورودی لوله را بررسی کنید، هرگونه تغییر جهت در لوله کشی (خمش های 45 و 90 درجه)، انواع مختلف شیرآلات و همچنین ابعاد خروجی در امتداد سیستم، همه باید در هنگام محاسبه فشار در نظر گرفته شوند. برای غلبه بر فشار سیستم و حرکت دادن آب مورد نیاز است. در این محاسبه، همچنین مهم است که به خصوصیات مختلف مایعی که قرار است پمپ شود، توجه کنید.
بنابراین، برای آب، بررسی فاکتور زبری و همچنین اصطکاک مایع روی لوله‌ها بسیار مهم است. مایعاتی مانند فاضلاب اصطکاک بسیار کمی دارند، با این وجود فاضلاب و مواد شیمیایی ممکن است چسبناک باشند و به همین دلیل برای انتقال آنها از طریق لوله کشی به فشار بیشتری احتیاج دارند.
اجزای ایستگاه پمپاژ
اجزای اصلی ایستگاه پمپاژ شامل موارد زیر است:
دهانه آبگیر لیفت استیشن
بطور معمول، دهانه آبگیر، یکی از اجزای مهم ساختمان ایستگاه است که در ایستگاههای پمپاژ رودخانه ای بصورت ساختمان جداگانه متناسب با توپوگرافی ساحل رودخانه پیشبینی می‌شود. برای جلوگیری از ورود آشغال به پمپها، در دهانه آبگیر، آشغالگیر پیشبینی می‌شود.
حوضچه مکش
حوضچه مکش یکی از مهم ترین قسمت های ساختمان ایستگاه پمپاژ است که اگر طراحی و ابعاد آن مناسب نباشد، ممکن است شرایط جریان ورودی در بهره برداری از پمپها، اثر نامطلوبی را به دنبال داشته باشد. در جانمایی اجزای حوضچه مکش، گزینه‌های مختلفی می‌تواند مد نظر قرار گیرد، که بهترین نتیجه را هنگامی می‌توان بدست آورد که دهانه ورودی حوضچه مکش به قدری بزرگ باشد که جریان، بدون هیچ مانعی به طرف پمپها جریان یافته و عمود بر جهت جریان ورودی قرار گیرد.
اگر دهانه حوضچه‌های مکش زاویه دار یا موازی جهت جریان ورودی قرار گیرد، غیر یکنواخت شدن سرعت در دهانه ورودی و در نتیجه افت زیاد ظاهر می‌شود. وضعیت قرار گرفتن لوله‌های مکش پمپها، باید طوری باشد که هر پمپ بطور مستقل عمل کرده و آب ورودی به هر پمپ، قبل از رسیدن به لوله مکش آن از مقابل لوله مکش پمپ دیگر عبور نکند.
در طراحی ایستگاه پمپاژ محاسبه ابعاد حوضچه مکش، ظرفیت حوضچه، طراحی حوضچه پمپاژ زهکشی و پیشبینی تیرک آب بند و آشغال گیر حائز اهمیت است.
پمپ لجن کش مخصوص انتقال فاضلاب
مهم ترین بخش یک سیستم پمپاژ، طراحی و انتخاب پمپ مورد نیاز است که عوامل و اطلاعات گوناگونی برای انتخاب آن اهمیت دارد. پمپهایی جهت آبیاری تحت فشار به کار گرفته می‌شود که استاندارد باشد. اصطلاح پمپ استاندارد به پمپی اتاق می‌شود که مطابق یک استاندارد مشخص ساخته شده باشد.
استاندارد شدن پمپ بدین منظور می‌باشد که پمپهای سازندگان مختلف را که دارای ابعاد و اندازه‌های یکسان هستند بتوان بجای یکدیگر به کاربرد و لوازم یدکی کمتری برای یک مجموعه پمپ در انبار نگه داشت و صرفه جویی در وقت و قیمت ناشی از استاندارد بودن طرح لوله کشی‌های مکش و رانش پمپ و کاهش لوازم مربوط به دست آورد.
در انتخاب پمپ باید نوع پمپ، کارخانه سازنده، مدل پمپ، قطر تراش پروانه، تعداد طبقات پمپ و تعداد پمپ تعیین شود. پمپ مناسب، بسته به دبی و فشار مورد نیاز و شرایط پمپاژ انتخاب می‌شود. در این طرح نوع از پمپهای شناور با نصب افقی استفاده می‌شود که در فصل پنجم به تفصیل در مورد آنها شرح داده خواهد شد. در انتخاب پمپ باید مناسب بودن پمپ با توجه به کیفیت آب مورد توجه باشد. پمپهای گریز از مرکز فشار قوی معمولاً در مقابل ذرات ماسه‌ای حساس‌تر هستند و بنابراین بایستی تمهیدات لازم جهت کاهش و به حداقل رساندن ورود ذرات ماسه‌ای به داخل این پمپها بعمل آید.
روش‌های مختلفی برای طبقه بندی پمپها وجود دارد. متداولترین روش طبقه‌بندی پمپها بر مبنای نحوه انتقال انرژی از پمپ به سیال می‌باشد. که بر این اساس به دو دسته پمپهای دینامیکی و جابجایی تقسیم می‌شوند. پمپهای دینامیکی بطور گسترده در صنعت آب مورد استفاده قرار می‌گیرند و مهمترین آنها پمپهای چرخشی یا توربو پمپها می‌باشند.
انواع پمپ ایستگاه پمپاژ
انتخاب پمپ برای ساخت ایستگاه پمپاژ فاضلاب، بطور کلی بر اساس دبی و فشار مورد نیاز پمپاژ صورت می‌گیرد. بدین صورت که دبی طراحی بروی منحنی مشخصه پمپ که از طرف کارخانجات سازنده ارائه می‌شود، انتقال یافته و با توجه به بار دینامیکی کل مورد نیاز، پمپ مورد نظر انتخاب می‌گردد.
فشار مورد نیاز به دو جزء تقسیم می‌شود که عبارتند از: فشار استاتیک و فشار دینامیک.
فشار استاتیک سیستم، مستقل از مقدار دبی بوده و عبارت است از اختلاف سطح استاتیکی آب و نقطه‌ای که آب از لوله خارج می‌شود. اما فشار دینامیک تابع مقدار دبی بوده و عبارت است از افت سطح آب، افت ناشی از اصطحکاک در لوله‌ها و اتصالات، بار سرعت و فشار در محل خروج آب.
به طور معمول به فشار مورد نیاز (محاسباتی) سیستم، 10 تا 20 درصد افزوده می‌شود تا موارد ذیل در طراحی ایستگاه پمپاژ فاضلاب منظور شده باشند:
- استهلاک لوله.
- استهلاک پمپ.
- ضریب اطمینان طراحی.
- عدم تطابق منحنی مشخصه واقعی پمپ با منحنی ارائه شده در کاتالوگ.
در انتخاب پمپها رعایت موارد زیر مناسب است:
- دبی انتخابی دارای حداکثر راندمان باشد.
- حتی‌الامکان از پمپهایی که تراش پروانه نیاز دارند کمتر استفاده شود.
- فشار تولیدی پمپ در دبی طراحی باید برابر فشار مورد نیاز و یا کمی بیشتر باشد.
- در انتخاب پمپ باید راندمان کارکرد پمپ مورد توجه باشد و سعی شود راندمان نزدیک به راندمان حداکثر پمپ باشد.
پمپ و الکتروموتور از حساس‌ترین قسمت‌های سیستم پمپاژ فاضلاب هستند که خرابی و مسائل پیشبینی نشده ممکن است سبب از کار افتادن آنها شود. در صورت وقوع این مسئله خصوصاً در ماه‌های پیک مصرف ممکن است سبب آسیب دیدن محصولات شود.
همچنین چناچه ساعات کار پمپها زیاد در نظر گرفته شده باشد، وجود پمپ رزرو می‌تواند در کار نوبتی پمپها، سبب کاهش استهلاک و ایجاد فرصت سرویس کردن لیفت استیشن فاضلاب شود. در این خصوص استفاده از پمپ رزرو مفید بوده و توصیه می‌شود. جهت شناخت پمپهای چرخشی، آنها را به سه نوع به شرح زیر تقسیم بندی می‌کنند:
پمپهای با جریان محوری (ایجاد دبی بالا و فشار کمتر)
پمپهایی با جریان محوری با پروانه یک طبقه نوع ملخی با نصب عمودی مستغرق می‌باشند که توسط بسیاری از کارخانجات خارجی و داخلی تولید می‌شوند. این تلمبه‌ها قادر به تأمین آبدهی حدود یک متر مکعب در ثانیه و بالاتر می‌باشند ولی فشار تولیدی بالا نمی‌باشند.
پمپهای با جریان مختلط (ایجاد فشار و دبی متوسط)
تلمبه‌هایی با جریان مختلط مستغرق می‌باشند. این نوع پمپها معمولا دبی زیاد را با هد کم و یا دبی کم را با هد زیاد منتقل می‌کنند. پمپهای مستغرق چون در داخل مایع قرار می‌گیرند، نیاز به حداقل فضا و زیربنای ساختمان دارند و هزینه ساختمان آنها به پمپهای سانتریفوژ شعاعی کمتر است. در پمپهای شناور به لحاظ تماس دائمی با آب از ولتاژ پایین (حداکثر 600 ولت) استفاده می‌شود که در نتیجه برای موتورهای با توان بالا جریان راه اندازی بالا بوده و برای شبکه تا حدودی مشکل ایجاد خواهد کرد.
پمپهای با جریان شعاعی (ایجاد فشار بالا و دبی کمتر)
تلمبه‌های سانتریفیوژ با جریان شعاعی با نصب حالت خشک افقی و یا عمودی توسط بسیاری از کارخانه‌های معتبر خارجی و داخلی تولید می‌شود. این تلمبه‌ها قادر به تأمین آبدهی حدود یک متر مکعب در ثانیه و ارتفاع پمپاژ بالاتر از 11 بار می‌باشند.
کاربردهای ایستگاه پمپاژ فاضلاب
از آنجایی که ایستگاه پمپاژ جزء صنایع عمومی طبقه بندی می‌شود، بنابراین کاربردهای متعددی دارد که به برخی از آنها اشاره می گردد:
- استفاده در شبکه توزیع و خطوط انتقال آب شهری و روستای قرار گرفتن درون سپتیک تانک فاضلاب
- انتقال آب از دریا، رودخانه یا دریاچه‌ها به منظور مصارف صنعتی و کشاورزی.
- استفاده در انتقال فاضلاب جمع آوری شده به تصفیه خانه فاضلاب شهری یا صنعتی.
- تامین آب مورد نیاز صنایع و معادن در مناطق دوردست که امکان دسترسی به شبکه آب وجود ندارد.
بهره برداری از ایستگاه پمپاژ آب و فاضلاب
ایستگاه پمپاژ در یک شبکه توزیع و خطوط انتقال به عنوان تامین کننده اصلی آب و فاضلاب نقش مهمی دارد. از این رو یک بهره برداری اصولی به ویژه در مواردی که از ایستگاه پمپاژ به منظور آبرسانی به مناطق مسکونی و یا مجتمع های صنعتی استفاده می‌شود ضروری است.
اولین مسئله در بهره برداری ایستگاه پمپاژ تنظیم فشار و دبی کارکرد پمپ می‌باشد. باید به این نکته توجه کرد که پمپ در محدوده مشخصی از فشار و دبی خود راندمان بالایی دارد و تداوم کارکرد بر روی سایر شرایط فشار و دبی سبب مستهلک شدن پمپ می گردد.
برای رفع این مشکل از یک شیر کنترلی با عملکرد اتوماتیک به منظور تنظیم فشار و دبی پمپ استفاده می‌شود. هنگامی که پمپ روشن می‌شود و فشار در خطوط انتقال پایین می‌باشد پمپ با حداکثر دبی و حداقل فشار کار می نماید در این شرایط شیر کنترلی به صورت اتوماتیک نیمه بسته می ماند تا به پمپ آسیب نرسد. پس از مدتی که خطوط انتقال تحت فشار قرار گرفت شیر کنترلی به حالت باز در می‌آید.
مسئله دیگری که اهمیت بسیاری دارد کنترل و بهره برداری ایستگاه پمپاژ کنترل سطح مخازن و ارتباط آنها با پمپ می‌باشد. این مسئله از آنجایی اهمیت دارد که مانع از خالی کار کردن پمپ شود. خالی بودن پمپ آسیب جدی به مکانیکال سیل پمپ زده و حتی سبب نشت آب به داخل موتور و سوختگی موتور شود. استفاده از فلوتر و سطح سنج ها به منظور کنترل ایستگاه پمپاژ از این جهت مهم و حیاتی است.
گریس کاری دوره ای بلبرینگ ها، کنترل کوپلینگ پمپ، کنترل دمای الکتروموتور، کنترل شیرآلات و ابزار دقیق ها از دیگر نکات مهم در بهره برداری ایستگاه پمپاژ می‌باشد. طراحی سیستمهای کنترلی اتوماتیک و مانیتورینگ ایستگاه پمپاژ در هلدینگ صنایع برتر ایران با کمک ابزار دقیق ها و مدارهای فرمان صورت می‌گیرد.
انواع ﻛﻨﺘﺮل ﻓﺸﺎر در اﻳﺴﺘﮕﺎه ﭘﻤﭙﺎژ
- ﻛﻨﺘﺮل ﻓﺸﺎر ﻣﻮﺟﻮد در ﻟﻮﻟﻪ ﻣﻜﺶ ﺟﻬﺖ ﻛﻨﺘﺮل ﺧﻼءزاﻳﻲ.
- کنترل کم ترین و بیشترین فشار کاری مجاز پمپهای و موتور محرکه.
- ﺗﻨﻈﻴﻢ ﻓﺸﺎر ﺧﺮوﺟﻲ اﻳﺴﺘﮕﺎه ﭘﻤﭙﺎژ ﺟﻬﺖ اﻧﻄﺒﺎق ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﺎ ﻓﺸﺎر ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز ﺳﻴﺴﺘﻢ آﺑﻴﺎری.
- ﻛﻨﺘﺮل ﻓﺸﺎر در اﻳﺴﺘﮕﺎه ﭘﻤﭙﺎژ در ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ اﺣﺘﻤﺎل ﺑﺮوز ﭘﺪﻳﺪه ﺿﺮﺑﻪ ﻗﻮچ وﺟﻮد داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ.
- کنترل فشار در ایستگاه پمپاژ به منظور جلوگیری از آسیب های احتمالی به پمپ، موتور، خطوط لوله و شیرآلات ایستگاه پمپاز و شبکه ضروری می‌باشد.
نقش پمپاژ فاضلاب در کاهش خطرات
از پمپهای آب می‌توان برای کاهش بسیاری از خطرات در مناطق مسکونی، صنعتی و تجاری استفاده کرد. در سیستم های فاضلاب بدون پمپاژ کافی، آب راکد جمع می‌شود و می‌تواند مسئول حمل باکتری ها و بیماری ها باشد.
همچنین در شرایط خاصی، گازهای سمی (متان و سولفید هیدروژن) میتوانند درون لوله‌ها جمع شوند که در صورت استنشاق، خطر عمده ای برای جمعیت به وجود می آورد. وجود یک سیستم پمپاژ فاضلاب، به ما این اطمینان را میدهد که فاضلاب خام در یک جریان ثابت حرکت می‌کند، بنابراین به دلیل راکد نماندن فاضلاب احتمال ایجاد گاز وجود ندارد.
عدم برخورداری از سیستم پمپاژ فاضلاب، در مناطق پر جمعیت نیز می‌تواند منجر به بالا آمدن آب از سیستم های زیر زمینی و کف سطح زمین ساختمان شود.
ایستگاههای پمپاژ آب برای انتقال آب در امتداد کانال ها، انتقال آبهای زیر زمینی، برای نیروگاه‌های هیدرولیکی و همچنین ارائه خدمات آبرسانی و فاضلاب عمومی استفاده می‌شود.
آیا پمپهای فاضلاب به منبع تغذیه نیاز دارند؟
تمام پمپهای فاضلاب به نوعی نیرو نیاز دارند. اولین نیرو ها با استفاده از زغال سنگ مستقیم یا از طریق بخار ایجاد شده در اثر سوختن زغال سنگ تأمین می شد. حتی امروزه، پمپهای آب تمایل به مصرف برق دارند، بنابراین برای کارکرد آنها به یک منبع تغذیه قابل اعتماد نیاز است. شاید لازم باشد با شورای محلی خود تماس بگیرید و حتی ممکن است مجوز استفاده از پمپ آب را بگیرید زیرا ممکن است لازم باشد منبع تغذیه جداگانه خود را مانند یک دیزل ژنراتور داشته باشند.
ایستگاههای پمپاژ آب صنعتی معمولاً به شبکه برق متصل می‌شوند اما ممکن است راه حل های تغذیه ای خاص خود را نیز داشته باشند تا در مواقع اضطراری بتوانند به کار خود ادامه دهند. برخی از ایستگاههای پمپاژ آب از طریق گاز طبیعی تأمین می‌شوند که از یک سایت نزدیک استخراج می‌شود. اگرچه تأمین نیروگاه ایستگاه پمپاژ با انرژی خورشیدی یا توربین های بادی غیرعادی است، اما ظرفیت باتری که روز به روز در حال افزایش است.
هزینه اجرای ایستگاه پمپاژ فاضلاب
اطلاعات مورد نیاز جهت برآورد هزینه و قیمت خریداری سیستم پمپاژ فاضلاب عبارتند از:
- طبیعت سیال مورد جابجایی؛ سیال اسیدی تر و گران روی بیشتر قطعا قیمت اجرای ایستگاه پمپاژ فاضلاب را بالاتر می برد.
- طبیعت کار و یا کاربرد پمپ.
- نوع پمپ مورد نیاز و یا نوع پمپ مرجع.
- ضوابطی که باید توسط سازنده تعیین گردد.
- تعداد پمپ مورد نیاز دائمی و یا منقطع بودن کار آن.
- آرایش و استقرار پمپ شامل ثابت، قابل حمل، افقی و یا عمودی نیز بر قیمت ایستگاه پمپاژ تاثیرگذارند.
- ارتفاع مکش مثبت خالص یا NPSH و خاصیت هواگیری خود بخود در صورت نیاز.
- شرایط محل نصب، فضای موجود، داخلی یا خارجی، ارتفاع محل از سطح دریا (اگر از 150 متر بیشتر باشد)، درجه حرارت نیز بر قیمت ایستگاه پمپاژ فاضلاب تاثیر دارند.
همچنین ایستگاه پمپاژ جهت مکش لجن و فاضلابهای لجنی از ته سپتیک تانک یا مخزن فاضلاب کاربرد دارد. یکی از خدمات ارایه شده تخصصی هلدینگ صنایع برتر اجرای ایستگاههای پمپاژ بهمراه اجرای تابلوکنترل‌های ایستگاه و کنترلرهای الکتروپمپ‌ها می‌باشد.
در انتها لیست برخی از ایستگاههای پمپاژ اجرا شده با کنترل PLC هلدینگ صنایع برتر را آورده ایم.
- ایستگاه پمپاژ و تابلو کنترل‌های شرکت آب و فاضلاب – کیش
- ایستگاه پمپاژ و سپتیک تانک جهاد خانه‌سازی
- ایستگاه پمپ و سپتیک تانک بهمراه پمپ لوارا شرکت کیسون جنوب
- پمپ فاضلاب و پمپ آب لوارا با ظرفیت 20 متر مکعب در ساعت شرکت مسکن سازان
یکی از مهمترین کاربردهای ایستگاه پمپاژ فاضلاب قبل از پکیج تصفیه فاضلاب و سپتیک تانک پلی اتیلن بمنظور انتقال فاضلاب از متعادل‌ساز به ورودی سیستم تصفیه می‌باشد.
0 دیگاه