Wzrost świadomości ekologicznej społeczeństwa, potrzeba dostosowania gospodarki ściekowej do standardów obowiązujących w UE oraz możliwość uzyskania zwrotu części poniesionych nakładów na budowę, rozbudowę i modernizację oczyszczalni ścieków, jak również sieci kanalizacyjnych, są katalizatorem intensywnych zmian infrastrukturalnych w tym zakresie.

Do transportu oraz podnoszenia ścieków na wyższe poziomy stosowane są najczęściej przepompownie, zarówno sieciowe (kanalizacja grawitacyjno-ciśnieniowa, ciśnieniowa), jak i indywidualne (przydomowe). Są to w pełni zautomatyzowane obiekty, niewymagające stałej obsługi, przeznaczone do pompowania ścieków sanitarnych, komunalnych, przemysłowych, wód drenażowych i odwodnieniowych.

Kiedy, gdzie i co zastosować?
Przepompownie znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie ukształtowanie terenu, duże odległości do miejsca zrzutu lub wysoki poziom wód gruntowych (infiltracja) uniemożliwiają zastosowanie systemów grawitacyjnych. Przepompownie znajdują również zastosowanie w przypadku, gdy indywidualne gospodarstwo domowe wyposażone jest w przydomową oczyszczalnię ścieków, a wyjście rury kanalizacyjnej położone jest na znacznej głębokości lub stosowany jest kopiec filtracyjny. Z sytuacją taką możemy mieć do czynienie, gdy budynek mieszkalny jest podpiwniczony, a na dolnej kondygnacji znajduje się np.: kuchnia lub łazienka. Wówczas niemożliwe staje się zastosowanie całkowicie grawitacyjnego spływu ścieków przy zachowaniu odpowiednich spadków rur między domem, osadnikiem gnilnym a drenażem rozsączającym czy złożem biologicznym. Niektóre rozwiązania konstrukcyjne przydomowych oczyszczalni (oczyszczalnie biologiczno-mechaniczne bądź ze złożem biologicznym z dolnym odpływem oczyszczonych ścieków) w pewnych warunkach mogą wymuszać konieczność stosowania przepompowni.

Przepompownie należy lokalizować za przepływowym osadnikiem gnilnym, w którym ścieki sanitarne podlegają wstępnemu mechanicznemu oczyszczeniu. W komorach osadnika zatrzymywane są zanieczyszczenia o gęstości większej od gęstości wody (sedymentacja) oraz mniejszej (flotacja). W wyniku wymienionych procesów najlżejsze i najcięższe frakcje zostają wydzielone ze strumienia ścieków dopływających do przepompowni. Takie rozwiązanie zapewnia większą niezawodności układu pompowego oraz obniża koszty eksploatacji (zastosowanie pomp bez rozdrabniacza).

Najczęściej oferowane są przepompownie w dwóch wariantach zabudowy: w budynku lub poza budynkiem. W pierwszym wariancie przepompownie możemy zamontować na podłodze lub w podłodze najniższego poziomu obiektu – w tym przypadku dostępne są rozwiązania zintegrowane z podłogową kratką ściekową przystosowane do zabudowy płytkami podłogowymi. Przepompownie tego typu wyposażone są w syfon przeciwzapachowy i przeznaczone do usuwania ścieków ze wszystkich przyborów sanitarnych.

Należy jednak pamiętać, że w przypadku budynków usługowych typu: jadalnie, restauracje, stołówki, gdzie przygotowywane są posiłki, na odpływie z kuchni należy zastosować separator tłuszczów, który zabezpieczy przed problemami z sygnalizacją poziomu ścieków (obrastanie pływaków tłuszczem).

Na rysunku 1 przedstawiono przykładowe rozwiązanie konstrukcyjne zewnętrznej przepompowni ścieków. Przepompownie tego typu mogą być stosowane zarówno w przypadku indywidualnych gospodarstw domowych, jaki i małych wspólnot sąsiedzkich.

1. Budowa przepompowni z tworzywa sztucznego firmy Wilo [10]

Określenie ilości ścieków bytowych
Ze względu na powszechność stosowania przydomowych przepompowni ścieków w indywidualnych gospodarstwach domowych, skupiono się głównie na określeniu ilości ścieków bytowych w przypadku kanalizacji sanitarnej. Ilość ścieków bytowych odprowadzaną z określonej jednostki (gospodarstwa domowego), obliczamy najczęściej ze wzorów [3]:

Średnia dobowa ilość ścieków

Q_dśr = q_j ∙ M [m³/d] (1)

gdzie:
M – liczba mieszkańców,
q_j – jednostkowy wskaźnik zużycia wody (dopływu ścieków), m³/M∙d, najczęściej q_j = 0,10-0,15 m³/M∙d

Maksymalna dobowa ilość ścieków

Q_dmax = Q_dśr ∙ N_dmax [m³/d] (2)

gdzie:
N_dmax – współczynnik maksymalnego dobowego odpływu ścieków (nierównomierności rozbioru dobowego), przyjmowany w gospodarstwach domowych jako: Ndmax = 1,3- 1,5 [3], Ndmax = 1,2-1,5 [2]

Minimalna dobowa ilość ścieków

Q_dmin = Q_dśr ∙ N_dmin [m³/d] (3)

gdzie:
N_dmin – współczynnik minimalnego dobowego odpływu ścieków, N_dmax = 0,6-0,7 [3]

Maksymalna godzinowa ilość ścieków

Q_hmax = Q_dśr/24 ∙ N_dmax ∙ N_hmax [m³/d] (4)

gdzie:
N_hmax – współczynnik maksymalnego godzinowego odpływu ścieków (nierównomierności rozbioru godzinowego), w zależności od standardu wyposażenia mieszkań wynoszący : N_hmax = 1,8-2,0 [3], N_hmax = 1,5-3,0 [2].

Jednostkowe zużycie wody qi w indywidualnych gospodarstwach domowych – we wzorze (1), traktowane jako jednostkowa ilość powstających ścieków, zależy od wielu czynników do których należą m.in.: standard wyposażenia mieszkań w przybory sanitarne, sposób przygotowywania ciepłej wody, sposób rozliczania (wodomierz, ryczałt), wiek i status majątkowy mieszkańców, a także kultura zużywania przez nich wody związana z utrzymaniem higieny osobistej [1]. W przypadku braku wodomierza głównego należy je przyjmować zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002 r. w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody [7]. Wartości te wynoszą od 30 dm3/M∙d (mieszkania bez kanalizacji, pobór wody ze zdroju ulicznego) do 160 dm3/M∙d (mieszkania o najwyższym standardzie wyposażenia). W przypadku wyposażenia przyłącza wodociągowego w wodomierz, w dobie coraz wyższych opłat za pobraną wodę i odprowadzane ścieki, obserwuje się od kilku lat stałą tendencję do oszczędzania ilości zużywanej wody. Definiowana dotychczas jednostkowa ilości ścieków dla budynków jednorodzinnych [8] na poziomie 160-200 dm3/M∙d, wydaje się być znacznie zawyżona, w związku z czym należy przyjmować ją jako qi = 120-150 dm3/M∙d, a nawet niższą, równą 100 dm3/M∙d (podawana przez niektóre miejskie spółki wodociągowokanalizacyjne).

Przepływ chwilowy (sekundowy) ścieków bytowo-gospodarczych możemy też bardzo dokładnie określić na podstawie istniejących, czy też projektowanych przyborów sanitarnych w budynku, na podstawie norm branżowych:

PN-92/B-01707 [4]

q_hmax = K √ΣAWs [dm³/s] (5)

gdzie:
q_hmax – obliczeniowy odpływ sekundowy, dm³/s
K – odpływ charakterystyczny, zależny od przeznaczenia budynku, dm3/s
AWs – równoważnik odpływu, zależny od rodzaju przyboru sanitarnego

PN-EN 752-4:2001 [5]

Q_hmax = k_DU √ΣDU [dm³/s] (6)

gdzie:
Q_hmax – obliczeniowe natężenie przepływu ścieków, dm3/s,
k_DU – współczynnik częstości (jednoczesności),
DU – jednostka odpływu, charakterystyczna wartość natężenia odpływu z urządzenia sanitarnego.

Zgodnie z normą PN-EN 752-4:2001 w projektach systemów kanalizacyjnych obsługujących budynki indywidualne lub małe grupy budynków, gdzie odpływy z urządzeń są relatywnie wysokie o charakterze nieciągłym lub nieregularnym, do obliczeń należy stosować maksymalne natężenia przepływu uzyskane na podstawie liczby i typu urządzeń.

Precyzyjne określenie ilości dopływających do przepompowni ścieków sanitarnych jest bardzo ważne ze względów czysto eksploatacyjnych oraz ekonomicznych. Zaprojektowanie za dużego zbiornika przepompowni może doprowadzić do zbyt długiego czasu przetrzymania ścieków, co wiąże się z ich zagniwaniem, a co za tym idzie uciążliwością w postaci nieprzyjemnych zapachów. Z kolei zaprojektowanie zbyt małego zbiornika, może spowodować wzrost kosztów eksploatacyjnych – częstsze włączanie pompy, a co za tym idzie mniejsza żywotność oraz większe koszty poboru prądu.

Numer 0708/2012 - MAŁE PRZEPOMPOWNIE ŚCIEKÓW