A بالابر فاضلاب ایستگاه - که ایستگاه پمپ فاضلاب یا ایستگاه پمپ چاه مرطوب نیز نامیده می شود - یک است تاسیسات مهندسی شده که از پمپ ها برای انتقال فاضلاب از ارتفاع پایین تر به ارتفاع بالاتر استفاده می کند زمانی که نیروی جاذبه به تنهایی نمی تواند فاضلاب را به سیستم جمع آوری شهری یا تصفیه خانه تخلیه کند. به طور خلاصه: هر جا که یک ساختمان، محله یا توسعه در زیر لوله فاضلاب قرار دارد، یک ایستگاه بالابر فاضلاب مکانیزمی است که سرویس بهداشتی را ممکن می کند. بدون آن، حمامهای سطح پایین، زیرمجموعههای کم ارتفاع، و کل شهرداریها در زمینهای هموار نمیتوانستند به تصفیه متمرکز فاضلاب متصل شوند. این راهنما نحوه عملکرد ایستگاه های بالابر، نوع مناسب برنامه شما، نحوه نصب آنها و نحوه کارکرد قابل اطمینان آنها را پوشش می دهد.
اصل عملیات ساده است. فاضلاب توسط نیروی جاذبه از ساختمان یا منطقه جمع آوری به یک محفظه زیرزمینی مهر و موم شده به نام خوب خیس . با انباشته شدن فاضلاب، سوئیچ های شناور یا مبدل های فشار سطح مایع را کنترل می کنند. هنگامی که سطح به یک علامت از پیش تعیین شده با آب بالا می رسد - معمولا 60 تا 80 درصد ظرفیت چاه مرطوب - پانل کنترل یک یا چند پمپ شناور یا خشک گودال را فعال می کند. پمپ ها فاضلاب را از طریق یک لوله اصلی نیروی تحت فشار به یک فاضلاب گرانشی پایین دست، تصفیه خانه یا ایستگاه بالابر بعدی در یک سری تخلیه می کنند.
هنگامی که سطح چاه مرطوب به نقطه تنظیم کم آب می رسد، پمپ(ها) خاموش می شود و چرخه تکرار می شود. اکثر ایستگاه های شهری و تجاری اجرا می شوند 4 تا 8 سیکل پمپ در ساعت تحت شرایط جریان عادی هر ایستگاه شامل یک شناور زنگ هشدار است که بالاتر از سطح پمپ آب بالا تنظیم شده است - اگر پمپ از کار بیفتد و چاه مرطوب به بالا آمدن ادامه دهد، قبل از اینکه فاضلاب بتواند به ساختمانهای متصل برگشت یا به سطح سرریز شود، هشدار یک هشدار صوتی و از راه دور ایجاد میکند.
اجزای کلیدی در هر ایستگاه بالابر فاضلاب:
گسترده ترین پیکربندی نصب شده در آمریکای شمالی برای کاربردهای شهری و مسکونی. پمپ های شناور مستقیماً در داخل چاه مرطوب و غوطه ور در فاضلاب قرار می گیرند. موتورها به صورت هرمتیک آب بندی شده و توسط مایع اطراف خنک می شوند. اتاق پمپ خشک جداگانه مورد نیاز نیست ، هزینه ساخت و ساز و ردپا را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. پمپ ها برای نگهداری از طریق سیستم های ریل راهنما و زنجیر بالابر بدون نیاز به پرسنل برای ورود به فضای محدود بازیابی می شوند. ایستگاه های غوطه ور چاه مرطوب را تشکیل می دهند بیش از 70 درصد از تاسیسات جدید بالابر فاضلاب در ایالات متحده
از دو محفظه مجزا تشکیل شده است: یک چاه مرطوب که فاضلاب ورودی را دریافت می کند و یک گودال خشک مجاور که پمپ ها و لوله کشی را در یک محیط خشک و در دسترس قرار می دهد. پمپ ها واحدهای گریز از مرکز یا خود پرایم شونده انتهایی هستند که بر روی لنت های بتنی نصب می شوند و از طریق لوله کشی به چاه مرطوب متصل می شوند. برای ایستگاه های خشک چاله ترجیح داده می شود تاسیسات شهری با ظرفیت بالا (بالاتر از 500 GPM) که در آن فرکانس تعمیر و نگهداری پمپ هزینه اضافی ساخت و ساز یک اتاق پمپ را توجیه می کند. آنها به تکنسین ها اجازه می دهند پمپ ها، آب بندی ها و یاتاقان ها را بدون روش های ورود به فضای محدود سرویس کنند.
یک سیستم بالابر فاضلاب جمع و جور و تک دارایی که در آن یک پمپ آسیاب پر سرعت - معمولا 1-2 اسب بخار، کارکرد در 1750-3500 RPM - مواد جامد را قبل از پمپاژ از طریق نیروی اصلی با قطر کوچک (1¼ تا 2 اینچ) به دوغاب ریز تبدیل می کند. در سیستمهای فاضلاب کم فشار (LPS) که به خانههای فردی در مناطق روستایی یا توسعههایی که زمین باعث میشود فاضلاب گرانشی غیراقتصادی باشد، استفاده میشود. یک ایستگاه آسیاب تک به طور معمول خدمت می کند یک تا چهار واحد مسکونی و به یک سیستم جمع آوری فشار کم مشترک متصل می شود.
در پایین دست یک مخزن سپتیک برای پمپاژ پساب زلال شده (مایع با مواد جامد ته نشین شده) به زهکشی، سیستم تپه یا واحد تصفیه هوازی در ارتفاع بالاتر استفاده می شود. از آنجایی که مواد جامد تا حد زیادی توسط مخزن سپتیک حذف میشوند، پمپهای پساب میتوانند از فاصله پروانههای کوچکتر و قطرهای اصلی نیروی کوچکتر نسبت به پمپهای فاضلاب خام استفاده کنند که هم هزینه پمپ و هم هزینه نصب لوله را کاهش میدهد.
مخازن چاه مرطوب فایبرگلاس یا پلی اتیلن مونتاژ شده در کارخانه با پمپ ها، کنترل ها و لوله کشی از پیش نصب شده، به عنوان یک واحد کامل آماده برای نصب در محل تحویل داده می شود. زمان سرب از 4-12 هفته در مقابل 12-24 هفته برای ایستگاههای بتنی پیشساخته با طراحی سفارشی، ایستگاههای پکیج را به انتخاب ارجح برای توسعههای تجاری، ایستگاههای بالابر فرعی که تا 500 خانه خدمات میدهند، و جایگزینی اضطراری ایستگاههای موجود از کار افتاده تبدیل میکنند.
| تایپ کنید | محدوده جریان معمولی | دسترسی به پمپ | بهترین برنامه | هزینه سرمایه نسبی |
|---|---|---|---|---|
| چاه مرطوب / شناور | 10-5000 GPM | راهنمای بازیابی ریل | مسکونی تا شهرداری بزرگ | کم – متوسط |
| گودال خشک | 500-50000 GPM | اتاق خشک پیاده روی | شهری / صنعتی بزرگ | بالا |
| پمپ آسیاب | 5-30 GPM | حذف کامل واحد | سیستم های تک خانه / LPS | کم |
| پمپ پساب | 5-50 GPM | حذف کامل واحد | سپتیک به زهکش | کم |
| پکیج پیش ساخته | 20-2000 GPM | راهنمای بازیابی ریل | تجاری / زیرمجموعه | متوسط |
یک ایستگاه بالابر فاضلاب در هر یک از شرایط زیر ضروری است:
ایستگاه باید اوج جریان ساعتی را مدیریت کند - نه متوسط جریان روزانه. برای سیستم های مسکونی، پیک جریان معمولاً به صورت محاسبه می شود 3-4 برابر متوسط جریان روزانه . یک بخش فرعی از 100 خانه که به طور متوسط 250 گالن در روز (GPD) در هر خانوار تولید می کند، به طور متوسط 25000 GPD تولید می کند، اما اوج جریان ساعتی ممکن است به اوج برسد. 75000–100000 GPD (52–69 GPM) در اوج تقاضا در صبح و عصر کم کردن اندازه پمپ به میزان دبی متوسط منجر به سرریز مزمن چاه مرطوب در طول پیک می شود.
TDH کل فشاری است که پمپ باید بر آن غلبه کند تا جریان را به نقطه تخلیه برساند. شامل:
یک پمپ به درستی انتخاب شده، نرخ جریان طراحی را در TDH محاسبه شده ارائه می دهد. کارکردن پمپ با TDH به میزان قابل توجهی پایینتر از حد مجاز باعث میشود که پمپ در منحنی عملکرد خود به سمت راست حرکت کند - که منجر به اضافه بار موتور، کاویتاسیون و سایش تسریع یاتاقان میشود.
حجم کار چاه مرطوب (بین سطوح پمپ خاموش و پمپ روشن) باید زمان نگهداری کافی را برای جلوگیری از چرخه کوتاه پمپ فراهم کند - راهاندازی زیاد به سیمپیچهای موتور آسیب میزند. اکثر تولیدکنندگان پمپ الف را مشخص می کنند حداقل 10 دقیقه بین شروع ، با 15 تا 20 دقیقه برای موتورهای بالاتر از 10 اسب بخار ترجیح داده می شود. حجم کار به صورت زیر محاسبه می شود: ظرفیت پمپ (GPM) × حداقل زمان چرخه (دقیقه) ÷ 4 . برای یک پمپ 100 GPM با حداقل سیکل 10 دقیقه، حداقل حجم کار = 100 × 10 ÷ 4 = 250 گالن .
قطر لوله اصلی نیرو باید برای حفظ سرعت فاضلاب بین آنها انتخاب شود 2 فوت در ثانیه (حداقل برای جلوگیری از ته نشین شدن مواد جامد) و 8-10 فوت در ثانیه (حداکثر، برای جلوگیری از فرسایش لوله و از دست دادن اصطکاک بیش از حد) . هدف طراحی استاندارد است 3-5 فوت در ثانیه در جریان طراحی
نصب ایستگاه بالابر فاضلاب یک پروژه ساختمانی مجاز و مهندسی شده است - نه یک تعهد DIY بالاتر از سطح پمپ اجکتور مسکونی. ترتیب نصب برای یک ایستگاه شناور پیش ساخته معمولی:
کل زمان ساخت ایستگاه پکیج پیش ساخته: 2-4 هفته در محل پس از تحویل تجهیزات ایستگاه های شهری بتنی پیش ساخته سفارشی: 2-6 ماه بسته به پیچیدگی سایت
پمپ های فاضلاب شناور در خدمات شهری پیوسته دارای عمر مفید آب بندی مکانیکی معمولی هستند 5-8 سال و a total pump life of 10-15 سال قبل از سایش پروانه، راندمان را به زیر آستانه های قابل قبول کاهش می دهد. جایگزینی پیشگیرانه سیل در فواصل 5 ساله - به جای کار کردن تا خرابی - خطر سیل شدن موتور فاجعه بار و هزینه بسیج اضطراری ناشی از تعویض ناخواسته پمپ مرطوب را که معمولاً کار می کند حذف می کند. 3-5 برابر هزینه یک جایگزین برنامه ریزی شده
تنها شایع ترین علت خرابی پمپ ایستگاه بالابر فاضلاب در سیستم های شهری. دستمال مرطوب - حتی آنهایی که برچسب "قابل شستشو" دارند - در فاضلاب متلاشی نمی شوند و توده های طناب مانند متراکمی را تشکیل می دهند. ژنده پوش که دور پروانه های پمپ و موتورهای استال می پیچند. راه حل ها شامل مشخص کردن پمپ های پروانه نیمه باز یا گردابی مقاوم در برابر پاره شدن، نصب صفحه های ظریف در ورودی چاه مرطوب و کمپین های آموزش عمومی است. گزارش سیستمهایی که از پروانه باز به پمپهای پروانهای ورتکس یا کانالی مقاوم در برابر گرفتگی تغییر میکنند. کاهش 60 تا 80 درصدی هزینه های تعمیر و نگهداری .
هنگامی که مهر و موم مکانیکی شفت از کار می افتد، فاضلاب وارد حفره موتور می شود و باعث اتصال کوتاه سیم پیچ و خرابی کامل موتور می شود - معمولاً ظرف چند ساعت پس از شکستن آب بند. پمپ های شناور مدرن شامل الف پروب تشخیص خرابی مهر و موم در محفظه مهر و موم پر از روغن؛ نظارت بر این سیگنال کاوشگر به اپراتورها اجازه می دهد تا یک پمپ را قبل از طغیان موتور بازیابی و آب بندی کنند. نادیده گرفتن آلارم خرابی آب بند، علت اصلی از دست دادن پمپ است که به جای تعمیر، نیاز به تعویض دارد.
یک ایستگاه آسانسور بدون برق پشتیبان که دچار قطعی شبکه می شود، چاه مرطوب خود را در یک بازه زمانی تعیین شده توسط نرخ ورودی تقسیم بر حجم چاه مرطوب سرریز می کند. یک ایستگاه به اندازه 100 GPM ورودی با 500 گالن ذخیره اضطراری بالاتر از سطح پمپ روشن است. 5 دقیقه حفاظت از سرریز پس از خرابی پمپ ژنراتورهای آماده به کار، پریزهای اتصال سریع ژنراتور قابل حمل، یا سیستمهای پمپ پشتیبان باتری برای هیچ ایستگاهی که بیش از تعداد کمی از ویژگیها را سرویس میدهد اختیاری نیستند.
هنگامی که یک پمپ متوقف می شود، ستون فاضلاب در نیروی اصلی به طور ناگهانی کاهش می یابد و یک موج فشار ایجاد می کند - چکش آب - که می تواند اتصالات لوله را ترک کند، به شیرهای بازرسی آسیب برساند و عمر پمپ را کوتاه کند. اقدامات پیشگیرانه شامل دریچههای بازرسی آهسته، مهارکنندههای ولتاژ، و دریچههای بازشدن هوا/خلاء در نقاط مرتفع اصلی نیرو شبکه نیرو بیش از 500 فوت با سر استاتیک قابل توجه باید شامل تجزیه و تحلیل چکش آب در مرحله طراحی باشد.
هزینه های سرمایه و عملیات بر اساس اندازه ایستگاه، شرایط سایت و سطح مشخصات بسیار متفاوت است:
| نوع ایستگاه | هزینه سرمایه معمولی (نصب شده) | هزینه O&M سالانه | زندگی طراحی |
|---|---|---|---|
| پمپ آسیاب مسکونی | 3000 تا 8000 دلار | 150 تا 400 دلار | 10-15 سال |
| ایستگاه بسته کوچک (20-100 GPM) | 30000 تا 80000 دلار | 3000 تا 8000 دلار | 20-25 سال |
| شهری متوسط (100-1000 GPM) | 150000 تا 600000 دلار | 15000 تا 50000 دلار | 25-40 سال |
| شهرداری بزرگ (1000 GPM) | 600,000 تا 5,000,000 دلار | 50000 تا 300000 دلار | 30-50 سال |
بزرگترین محرک هزینه چرخه حیات، خود ایستگاه نیست، بلکه خود ایستگاه است نیروی اصلی . برای ایستگاه های متوسط و بزرگ، نیروی ساخت و ساز اصلی - لوله، ترانشه، پس انداز، بازسازی جاده - معمولا نشان دهنده 40 تا 60 درصد کل هزینه پروژه . انتخاب قطر اصلی نیروی کوچکتر باعث صرفه جویی در هزینه لوله در جلو می شود، اما تلفات اصطکاک را افزایش می دهد و به پمپ بزرگتر و مصرف انرژی بالاتر در طول عمر کاری 25 تا 40 سال ایستگاه نیاز دارد. تجزیه و تحلیل هزینه چرخه عمر با مقایسه گزینه های قطر لوله یک بخش استاندارد طراحی هیدرولیک برای هر نیروی اصلی بیش از 1000 فوت است.
ایستگاه های بالابر فاضلاب در سطح فدرال، ایالتی و محلی تنظیم می شوند. اپراتورهای الزامات اصلی انطباق باید درک کنند: