När avloppsvattensystem blir igensatta

Avloppsvattensystem på gränsen till igensättning

Alla vet att saker och ting kan sluta illa när ett avloppssystem blir igensatt. I värsta fall kan avloppsvatten inte rinna ut ordentligt och det bruna slammet trycks tillbaka in i anslutningspunkterna eller tränga upp ur golvöppningar som faktiskt är avsedda som avlopp. Faktum är att kommunala reningsverk för avloppsvatten och andra operatörer av avloppsvattensystem allt oftare rapporterar överhängande igensättning. Men vad är anledningen till detta, och ännu viktigare, hur kan detta problem lösas?

Vårt avloppsvatten är inte det bästa eftersom det faktiskt börjar bli ett problem att spara vatten.

Stäng av kranen medan du borstar tänderna eller ta en dusch i stället för ett bad, och så vidare. I åratal fick vi lära oss (och med rätta) att vara så sparsamma och ekonomiska som möjligt med vårt dyrbara vatten. Och det har varit framgångsrikt, eftersom den dagliga vattenförbrukningen har sjunkit från nästan 150 liter per person till – i vissa fall – under 120 liter per person och dag de senaste 30 åren. Detta är en minskning med 20 procent! Även om det inte råder något tvivel om att detta är bra för miljön är det svårt för avloppsvattensystem eftersom denna dramatiska minskning av vattenflödet innebär att vårt avloppsvatten blir allt ”tjockare”.

Till detta skall nämnas det faktum att andelen fasta ämnen i vattnet har ökat. Förr var det mestadels toalettpapper som hamnade i avloppsvatten. Idag flyter det även omkring våtservetter, rengöringsdukar, textilfragment, blöjor och hygienartiklar. Även skor, plastflaskor, metall- och plastflis från industriell produktion samt andra typer av avfall hittar in i avloppsvattnet i större utsträckning.

Det säger sig självt att allt detta avfall aldrig får kastas ner i en toalett eller avlopp, utan borde i stället i hamna bland hushållssopor eller i kommersiella soptunnor. Till skillnad från toalettpapper bryts dessa ämnen inte ner så lätt. Fibrer riskerar att buntas ihop och fastna i pumphjul eller i filtren på reningsverken för avloppsvatten. Konsekvenserna kan bli allvarliga – från betydande effektivitetsförluster till igensättning som leder till oplanerade driftstopp, omfattande rengöringsarbete och potentiellt dyrt reparationsarbete. Detta är precis vad operatörerna inte har råd med: Ett fel äventyrar inte bara den ekonomiska effektiviteten utan även driftsäkerheten. Detta kräver absolut tillförlitliga pumpar och ventiler för avloppsvatten som är pålitliga, energieffektiva och genererar låga driftkostnader. Och höga driftkostnader påverkar naturligtvis priserna för slutkonsumenten.

Vilket är det bästa receptet mot igensättning? Håll alltid ett öga på det övergripande systemet.

En avloppsvattenanläggning är ofta ett mycket komplext system där varje komponent har sin egna speciella roll att spela. Därför finns det ingen patentlösning på att effektivt förhindra igensättning och fel. Nyckeln till att framgångsrikt driva ett sådant system är snarare att betrakta alla systemrelevanta komponenter eftersom alla dessa områden bygger på varandra och är beroende av varandra. De måste därför alltid beaktas i sin helhet om du vill hitta den optimala lösningen. Dessa inkluderar:

• Det avloppsvatten som ska transporteras
• Inlopps- och utloppsförhållanden
• Valet och utformningen av pumpen
• Pumpens driftsätt
• Andra faktorer som påverkar

1. Det avloppsvatten som ska transporteras

Det första att ta i beaktning för att välja rätt pump är sammansättningen samt volymen av det avloppsvatten som ska transporteras. Är avloppsvattnet från hushåll, kommersiellt eller industriellt? Vad är dess sammansättning? Vad är dess viskositet? Vad är fasta partiklar, sand- och gasinnehåll? Vilken vattenvolym flyttas och hur mycket kan volymen variera beroende på tid på dygnet och väder? Alla dessa variabler har en direkt inverkan på hur systemet dimensioneras, vilken pumphjulstyp som väljs, vilket material som används och naturligtvis pumpens/pumparnas driftläge.

2. Inlopps- och utloppsförhållandena

Huvudfokus här ligger på hur in- och utloppsledningarna är utformade – dvs. dimensionering, inbyggda komponenter, möjligt luftintag och virvelbildning, böjar, fästelement, expansionsfogar, backventiler, inloppsfilter, singelfällor, pumpsumpens utformning, benching, nedsänkning, växling av noder osv. Alla dessa punkter kan ha en direkt (negativ) inverkan på avloppsvattnets flödesbeteende. För att säkerställa ett så effektivt flöde som möjligt bör man vara noga med att se till att alla linjer är utformade för optimala flödesegenskaper. Med andra ord: 

Reduktioner och förlängningar får inte överskrida ett definierat nominellt mått.

Rörledningarna bör också vara utformade för att optimera flödet (t.ex. inga skarpa böjar där turbulens kan uppstå). Flödeshastigheten för ytterligare transport av fasta ämnen samt luftfickor bör också alltid beaktas.

3. Val och utformning av pumpen

Kärnan i ett effektivt avloppsvattensystem ligger i att välja pumpen korrekt. Pumpar för avloppsvatten och ventiler från KSB är specialutformade för vätskan som hanteras och tillämpningen. Högkvalitativa komponenter garanterar felfri drift hela tiden – även under förhållanden som är lika tuffa som de som finns i industriella avloppsvattentillämpningar. 

När pumptypen och storleken har definierats är nästa steg att välja pumphjulet. KSB erbjuder lämpliga pumphjulstyper för alla krav. Nyckeln till att göra rätt val är sammansättningen av avloppsvatten. Vilken typ är inblandad? Gråvatten? Svart vatten? Dessutom, vad är gasens, sandens och torrpartiklarnas innehåll? Ur teknisk synvinkel är storleken på den fria passagen och effektiviteten nyckelfaktorer när man väljer ett pumphjul. Vilka pumphjulstyper är det som faktiskt är tillgängliga, och vilka fördelar och nackdelar har de?

Man bör också vara uppmärksam på att avgöra om särskilda utlopp som sjukhus eller äldreboenden finns i avrinningsområdet.

Olika pumphjulstyper och deras respektive egenskaper

Pumphjulet är den faktiska pumpenheten för avloppsvatten och därmed pumpens ”hjärta”. Dess konstruktion bidrar därför i hög grad till hydraulsystemets operativa framgång.

Fritt flöde eller friströmshjul (F-pumphjul)

Fördelar:

• Mycket bra för hantering av vätskor med hög andel fasta beståndsdelar
• Stort fritt passage
• Även lämplig för fibrer och trasor
• Lämplig för höga gashalter
• Slitagetålig
• Låg vibrationsexitation

Nackdelar:

• Relativt dålig effektivitet
• Ansamling av fibrer och textilier ökar den effektinsats som krävs

Flerkanaligt pumphjul (K-pumphjul)

Fördelar:

• Mycket bra effektivitet
• Låg igensättningsrisk tack vare stora fria passager
• Acceptabelt slitagebeteende 

Nackdelar:

• Härdning av avlagringar möjlig uppströms och nedströms av pumphjulet

Diagonalt enkanalpumphjul (D-pumphjul)

Fördelar:

• Bra effektivitet
• Stora fria passager
• Lämpliga för högt gasinnehåll
• Hög förekomst av fibrer och trasor leder inte omedelbart till igensättning

Nackdelar:

• Komplex balansering
• Slitage på skovel
• Påväxt av fasta partiklar ökar den effekt som krävs

Det nyutvecklade diagonala enkanalspumphjulet D-max

Pumphjulet D-max är en nyutveckling som kombinerar det konventionella D-pumphjulets fördelar med K-pumphjulets effektivitet. Den uppnår en effektivitet på 84 % och kan användas när ett K-pumphjul har problem med långfibrigt material.

Förutom specialanpassade pumphjul och energieffektiva motorer erbjuder KSB ett brett utbud av installationstyper samt ett stort urval av material för avloppsvattenpumpar. Den bästa lösningen är därför tillgänglig för varje avloppsvattentillämpning – för optimal effektivitet och driftsäkerhet. Läs mer om de olika pumphjulstyperna.

4. Pumpens driftläge

En annan mycket viktig faktor för ett effektivt avloppsvattensystem är pumparnas driftlägen. Framför allt måste åtgärder vidtas för att säkerställa en tillräckligt högt flöde så att avlagringar kan undvikas. Standby-pumparna i redundanta system bör också startas regelbundet för att undvika längre perioder utan drift och ojämn fördelning av avlagringar i pumpsumpen.

Fastställa det optimala driftintervallet

Om uppfordringshöjden H (i meter) väljs i proportion till det erforderliga avloppsvattenflödet Q (i m3/h), är den optimala driftpunkten i skärningspunkten mellan systemkurvan och den pumpkurvan. Denna punkt måste beräknas noggrant för att definiera det bästa driftintervallet där pumpen arbetar på den mest effektiva nivån. Driftgränserna anges av Qmin och Qmax.

Checklista: De 10 viktigaste punkterna för avloppsvattensystem

1. Håll alltid ett öga på hela systemet.
2. Kontrollera sammansättningen av avloppsvatten. Vilka är utloppen?
3. Vilket flöde bör uppnås för att undvika att avlagringar bildas?
4. Uppströms i pumpen: Kontrollera inloppsförhållandena, särskilt sugledningens utformning.
5. Välj rätt pump i rätt dimension med ett lämpligt pumphjul tillverkat av lämpligt material.
6. Nedströms i pumpen: Kontrollera utloppsledningen för optimala flödesförhållanden.
7. Beräkna den optimala driftpunkten.
8. Definiera det mest effektiva driftläget (Styrning via frekvensomformare? Mjukstartare? Drifttimmar? Osv.)
9. Inkludera en strömreserv.
10. Vid behov: Blanda innehållet i pumpsumpen, se till att backspolning sker i kritiska områden av pumpsumpen.