Ipari szennyvíz szivattyú kiválasztása – közeg, járókerék, felépítés

A szennyvízátemelők üzemeltetésének egyik visszatérő problémája a szivattyúk dugulása. Ilyenkor a szivattyút ki kell emelni az aknából, majd meg kell tisztítani. Ez idő alatt a berendezés nem tudja ellátni a feladatát, a beavatkozás pedig többletmunkával és költséggel jár.

A szennyvíz összetétele felhasználási területenként eltér. A kommunális szennyvízbe gyakran kerülnek nedves törlőkendők és tisztasági betétek. Az élelmiszeripari szennyvíz rostokat és zsírt, a fémmegmunkálásból származó közeg forgácsot, a felületkezelő üzemek szennyvize pedig savas vagy lúgos oldatokat tartalmazhat.

A feladatra megfelelő szivattyú kiválasztásakor ezért nem elég a katalógusban megadott maximális emelési magasságot és szállítást figyelembe venni. A közeghez nem megfelelő kialakítású szivattyú gyakran eldugulhat, gyorsabban kophat, vagy idő előtt sérülhet a csúszógyűrűs tömítése.

Kínálatunkban az ipari szennyvíz szivattyúk többféle kivitelben érhetők el: vágókéses, vortex, csatornás, rozsdamentes és darálós változatok közül lehet választani. A vágókéses és vortex típusokat több mint 20 hazai, dugulásra hajlamos átemelőben is kipróbáltuk üzemi körülmények között.

Az ipari szennyvíz szivattyú olyan merülőmotoros centrifugálszivattyú, amely szilárd részecskéket, szálas szennyeződéseket, koptató anyagokat vagy vegyileg agresszív összetevőket tartalmazó közegek továbbítására szolgál. Jellemzően átemelőkből, aknákból és technológiai medencékből szállítja tovább a szennyvizet.

Az ipari és a háztartási szivattyúk közötti különbség nem pusztán a katalógusadatokban rejlik. Az ipari kivitel jellemzően robusztusabb felépítéssel, öntvény szivattyúházzal, kettős SiC csúszógyűrűs tömítéssel, beépített hővédelemmel és cserélhető kopóalkatrészekkel rendelkezik. Ezek a szerkezeti megoldások a nagyobb igénybevételű üzemeltetést szolgálják.

Ipari szennyvíz szivattyú kiválasztása a közeg alapján

Szálas szennyeződés: vágókéses vagy vortex hidraulika

A szennyvízátemelők dugulásának gyakori okai a szálas anyagok, köztük a nedves törlőkendők és a különböző higiéniás termékek (tisztasági betétek stb.). Ezek az anyagok elasztikus tulajdonságúak, ezért nem feltétlenül szakadnak szét a szivattyúban: gyakran dugulást okoznak, de könnyen feltekeredhetnek a forgó alkatrészekre is.

Szálas szennyeződések esetén kétféle hidraulikai kialakítást javaslunk.

•          Vágókéses szivattyú: a járókerékbe jutás előtt felvágja a szálas anyagokat. A Tsurumi C sorozat egycsatornás járókerekének lapátjára szinterezett volfrám-karbid vágóél kerül, amely a hornyolt szívótárcsával együtt végzi a vágást. A BN (korábban CZ) sorozat más megoldást alkalmaz: szív alakú szívótárcsával és félig nyitott, csavarorsós járókerékkel vágja át a szennyeződéseket. A működés részleteit a BN (CZ) sorozatról szóló cikkünk mutatja be.

•          Vortex, azaz örvénykamrás szivattyú: a hátratolt járókerék örvényáramlást hoz létre a szivattyúházban. A szennyeződések ezzel az áramlással haladnak át a szivattyún, miközben csak kis mértékben érintkeznek a járókerékkel. A kétpólusú U sorozat nagyobb emelési magasságra, a négypólusú UZ sorozat pedig nagyobb szállításra kínál megoldást. Az UZ sorozatnál a szabad átömlési méret típustól függően 50–100 mm. A vortex kialakítás egyik jellemzője, hogy hatásfoka általában elmarad a csatornás járókerekű szivattyúkétól.

A szálas szennyeződések okozta problémákat egy kemping átemelőjének példáján korábbi cikkünkben is bemutattuk.

Darabos, de kevés szálas anyagot tartalmazó közeg: csatornás járókerék

Ha a szennyvíz kevés szálas szennyeződést tartalmaz, a csatornás járókerék jó választás lehet. Ilyen közeggel találkozhatunk például számos ipari szennyvíz- és csapadékvíz-elvezetési feladatnál.

A B sorozat egycsatornás, a BZ sorozat zárt csatornás járókerékkel készül. Ezek a kialakítások általában kedvezőbb hidraulikai hatásfokot kínálnak a vortex megoldásoknál, így azonos szállítás mellett kisebb energiafelhasználást tehetnek lehetővé. A BZ járókerekén akár egy 76 mm-nél nagyobb szilárd anyag is áthaladhat.

Ha a szennyvíz jelentős mennyiségű szálas anyagot tartalmaz, a csatornás kialakítás helyett más hidraulikát érdemes választani. A szálak a járókerék lapátjainál elakadhatnak, ami duguláshoz vezethet. Mintaprojektjeinkben ezért a visszatérő dugulásokkal érintett átemelőkbe vágókéses vagy vortex szivattyúkat építettünk be.

Koptató közeg: alacsonyabb fordulatszám

A homok, az iszap és a fémforgács koptathatja a járókereket és a szivattyúházat. A kopás mértékét többek között a járókerék kerületi sebessége is befolyásolja, amely a fordulatszámtól és a járókerék átmérőjétől függ.

Az 50 Hz-es, négypólusú motor fordulatszáma körülbelül 1450 fordulat/perc, vagyis nagyjából fele a kétpólusú motorénak. Azonos járókerék-átmérő mellett ez kisebb kerületi sebességet jelenthet, ami koptató közegben mérsékelheti az alkatrészek igénybevételét. A Tsurumi UZ, BZ és BN (CZ) sorozat tagjai négypólusú motorral készülnek.

Vegyi terhelés: rozsdamentes acélöntvény

Savas, lúgos vagy kloridokat tartalmazó közegek szivattyúzásakor különösen fontos a korrózióálló anyagok kiválasztása. A Tsurumi SFQ sorozat minden, a közeggel érintkező alkatrésze 316-os rozsdamentes acélöntvényből készül.

Az 5,5 kW-os és nagyobb típusokon nyomásmentesítő nyílás védi a tengelytömítést, így a szivattyúzási nyomás nem közvetlenül a csúszógyűrűket terheli. Ajánlatkéréskor érdemes megadni a közeg pH-értékét és hőmérsékletét is, mivel ezek fontos szempontok a megfelelő kivitel kiválasztásakor.

Nagy emelési magasság, kis szállítás: darálós szivattyú

Ha a szennyvizet kis átmérőjű nyomóvezetéken, nagy távolságra vagy nyomás alatti csatornába kell továbbítani, darálós szivattyú lehet a megfelelő megoldás.

A Tsurumi GY darálós szennyvízszivattyúk forgó kése és álló vágógyűrűje apró darabokra őrli a szilárd szennyeződéseket. Így a továbbításhoz kisebb keresztmetszetű nyomóvezeték is elegendő lehet. Ezek a szivattyúk ugyanakkor viszonylag kis mennyiségű szennyvíz továbbítására alkalmasak, ezért nagy szállítási igény esetén más kialakítást célszerű választani.

Több mint 20 hazai víziközmű-átemelőben próbáltunk ki Tsurumi szivattyúkat. Minden esetben olyan átemelőt választottunk, ahol a dugulás visszatérő problémát jelentett. A berendezéseket 3–6 hónapos próbaidőszakra építettük be, majd az üzemeltető döntött a további használatról és a vásárlásról.

A C és BN (CZ) vágókéses, valamint az U és UZ vortex szivattyúk az üzemeltetők visszajelzései szerint jelentősen csökkentették a dugulások számát. Ezzel a tisztítás miatt szükségessé váló gyakori kiszállások is elmaradtak. A mintaprojektek során a beépített szivattyúk minden esetben megvásárlásra és véglegesen beépítésre kerültek.

Tömítés, kenés, motorvédelem

A szivattyú élettartamát nemcsak a hidraulika kialakítása, hanem a tömítés módja, a kenés és a motorvédelem is befolyásolja. A Tsurumi szivattyúknál a következő műszaki megoldások érdemelnek figyelmet:

•          Kettős csúszógyűrűs tömítés: a szilícium-karbidból (SiC) készült tömítőfelületek olajkamrában futnak és a megelőző védelemnek köszönhetően gyakran nincsenek kontaktban a koptató hatású közeggel.

•          Olajemelő: a tömítőfelületek kenését és hűtését akkor is segíti, ha az olajszint a normál érték egyharmadára csökken, csak vízszintesen telepítik a szivattyút.

•          Szivárgást gátló kábelbevezetés (anti-wicking): a kábelköpeny sérülése esetén is megakadályozza, hogy a víz a kábelerek mentén, kapilláris hatás révén a motortérbe jusson.

•          Beépített hővédelem: 7,5 kW-os teljesítményig CTP (Circle Thermal Protector), 11 kW-tól pedig MTP (Miniature Thermal Protector) védi a tekercselést a túlmelegedéstől.

•          Öntvény hidraulika: a szivattyúház és a járókerék robusztus szürkeöntvényből készül.

Telepítés és vezérlés

Állandó telepítéshez a talpas könyökkel és vezetőcsövekkel szerelt kivitel a célszerű választás. A szivattyú a vezetőcsövek mentén kiemelhető az aknából, így a karbantartáshoz nem kell leüríteni az aknát vagy megbontani a nyomóvezetéket. Visszaengedéskor a szivattyú saját tömege biztosítja a tömített illeszkedést a talpas könyökhöz.

Ideiglenes telepítéshez vagy mobil feladatokhoz a szabadon álló kivitel is megfelelő lehet.

Meglévő átemelő korszerűsítésekor a szerelvényeket sem feltétlenül kell lecserélni. Megfelelő közdarab segítségével a Tsurumi szivattyú más gyártó talpas könyökére is felszerelhető. A lehetőségekről a meglévő rendszerekbe való telepítésről szóló cikkünkben írtunk.

A háromfázisú szivattyúkhoz külső vezérlőszekrény szükséges. Ebben állítható be a motor névleges áramfelvételéhez igazodó motorvédelem, és ide csatlakoznak a szintkapcsolók is. A 11 és 15 kW-os modelleknél az MTP hővédelem kivezetését szintén a vezérlőszekrénybe kell bekötni.

A szintérzékelés lehetőségeit az úszókapcsolóról és az elektródáról szóló cikkünk mutatja be, az indítási módokról pedig külön összefoglalót készítettünk.

Milyen adatok kellenek az ajánlathoz?

A megfelelő szivattyú kiválasztásához és a pontos ajánlat elkészítéséhez az alábbi adatokra van szükség:

•          A szállítandó közeg jellemzői: szennyvíz típusa (kommunális vagy ipari), szálas szennyeződések, legnagyobb szemcseméret, szárazanyag-tartalom, pH-érték és hőmérséklet.

•          A szükséges szállítás: liter/percben vagy m³/h-ban megadva.

•          Az emelési magasság és a nyomóvezeték adatai: geodetikus emelési magasság, csőhossz, csőátmérő és csőanyag.

•          A rendszer kialakítása: szabad kifolyású vagy nyomás alatti rendszerbe kell-e továbbítani a közeget.

•          Az átemelő adatai: az akna méretei és a meglévő talpas könyök típusa.

•          A tápellátás: 400 V-os hálózatról vagy áramfejlesztőről üzemel-e a szivattyú.

•          A korábbi szivattyú adatai és a tapasztalt hibák: típus, dugulás, kopás, tömítéshiba vagy más visszatérő probléma.

A csőhálózat és a kábelkeresztmetszet előzetes méretezéséhez a Tervezőknek oldal kalkulátorai is használhatók.