پمپهای فاضلاب

[رزیتا]

پمپهای فاضلاب

دید کلی

استفاده از پمپ (تلمبه) برای جابجا کردن فاضلاب به علت وجود مواد معلقی از قبیل شن ، ماسه ، چوب و غیره در آن به سادگی کاربرد پمپ در آبرسانی نیست. لذا باید کوشش نمود تا آنجا که ممکن است از طرح چنین تأسیساتی در شبکه جمع آوری فاضلاب شهرها خودداری نمود. تنها در حالتهایی که شیب شهر کم و امکان جریان فاضلاب در کانال با نیروی ثقل و با حداقل سرعت لازم موجود نباشد باید به طرح ایستگاههای پمپاژ مبادرت ورزید. البته لازم به یاد آوری است که استفاده از پمپ در تأسیسات تصفیه خانه فاضلاب غالبا اجتناب ناپذیر است.

ویژگیها

ویژگیهایی که پمپهای فاضلاب دارند و آنها را از پمپهای آبرسانی متمایز می‌کنند عبارتند از:

1. کمی حساسیت آنها در برابر مواد معلق موجود در فاضلاب.
2. کم بودن ارتفاع مانومتری (ارتفاع تلمبه زنی).
3. کمتر بودن بازده آنها.
4. کم بودن ارتفاع مکش در آنها که عملا صفر فرض می‌شود.
5. مقاومت بیشتر در برابر مواد خورنده در فاضلاب.
6. مقاومت بیشتر در برابر مالش.
   
   با توجه به ویژگیهای نامبرده و به ترتیب تکامل پمپهای فاضلاب مهمترین انواع آنها عبارتند از پمپهای فاضلاب با هوای فشرده ، پمپهای فاپلاب با جریان هوا ، پمپهای پیچوار و بالاخره انواع پمپهای دورانی ویژه فاضلاب.

پمپهای فاضلاب با هوای فشرده (تلمبه‌های هوائی)

پس از جمع شدن فاضلاب در منبع و پر شدن آن ، دریچه ورود فاضلاب بسته شده و با کمک کمپرسور هوای فشرده به منبع وارد و فاضلاب را به پائین فشار می‌دهد تا از دریچه خروجی و با کمک لوله زیر فشار به سطح مورد نظر بالا رفته و جریان یابد. به علت تماس نداشتن فاضلاب به پره‌های پمپ این پمپها و بالابرها حساسیت زیادی در برابر مواد معلق در فاضلاب ندارند، ولی بازده آنها بسیار کم است (حدود 3- تا 40 درصد) و لذا کاربرد آنها محدود و تنها برای انتقال فاضلابهای کم و بسیار آلوده می‌تواند اقتصادی باشد.


پمپهای فاضلاب با جریان هوا (پمپهای حبابی)

در صورتی که فاضلاب دارای مواد معلق کوچک و سنگین بسیاری بوده و در عمق زیادی باشد کاربرد اینگونه پمپها مناسب است. کار این پمپها با کمک جریان هوایی که بوسیل یک کمپرسور و لوله جداگانه به پائین‌ترین نقطه لوله بالا آورنده فاضلاب دمیده می‌شود انجام می‌گیرد. کمپرسور با فشار 3 تا 5 اتمسفر هوا به دهانه لوله انتقال فاضلاب می‌دمد. هوا از لوله و آب زیر فشار از لوله وارد و با فاضلاب آمیخته شده و موجب کاهش وزن مخصوص مخلوط گردیده و سبب می‌شود که فاضلاب و مواد معلق در آن به بالا هدایت گردند.

بازده این پمپها با در نظر گرفتن کار کمپرسور در حدود 30 تا 40 درصد و قدرت آبدهی آنها 0.5 تا 75 لیتر در ثانیه می‌باشد. برای آوردن هر لیتر فاضلاب به ارتفاع 10 متر 2 تا 3 لیتر هوا و برای بالا آوردن تا ارتفاع 60 متر مقدار 5 لیتر هوا لازم است. عمق دهانه لوله فاضلاب نسبت به سطح فاضلاب در انباره یعنی He باید 0.7 تا 1.5 برابر ارتفاع مانومتری پمپ باشد. این پمپها برای بالا آوردن ماسه از کف انباره‌های فاضلاب بسیار مناسبند.

پمپهای پیچوار

بالابرهای پیچوار یا پمپهای ارشمیدسی قدیمی‌ترین نوع پمپهائی هستند که در جهان بکار رفته‌اند. تاریخ کاربرد این پمپها را برای بالا آوردن آب از رودخانه نیل به دوران فرعونهای مصر مربوط می‌دانند. به سبب مزایایی که این پمپها دارند امروزه هنوز کاربرد آنها به ویژه در تصفیه خانه‌های فاضلاب مورد توجه می‌باشد. ساختمان پمپهای پیچوار ، محور این پمپها با افق زاویه‌ای برابر 23 تا 35 درجه می‌سازد (معمولا 30 درجه)، طول محور پمپها محدود و حداکثر 6 تا 8 متر می‌باشد و لذا این پمپها می‌توانند ارتفاع تلمبه زنی برابر 3 تا 4 متر را تأمین نمایند. نیم استوانه‌ای که محور پمپ و پره‌های آنرا در بر می‌گیرند از صفحه فولادی و یا بتنی می‌سازند.

مشخصات پمپهای پیچوار ، سرعت دورانی این پمپها 20 تا 50 دور در دقیقه است. موتورهای محرک آنها معمولا 1000 تا 1400 دور در دقیقه سرعت دارند. بازده پمپها نسبتا خوب و در حدود 60 تا 70 درصد می‌باشد. در منحنی مشخصه پمپهای پیچوار برخلاف پمپهای دورانی تغییرات دبی تأثیر چندانی در ارتفاع تلمبه زنی و بازده پمپ ندارد.


معایب پمپهای پیچوار

• جاگیری زیاد به ویژه وقتی نیاز به ارتفاع مانومتری بیش از 3 متر باشد که در این صورت باید دو تلمبه پشت سر هم و بصورت سری کار کنند.
• گرانی ساختمان تلمبه خانه‌های این پمپها.
• محدودیت ارتفاع تلمبه زنی.
• ممکن نبودن کاربرد این پمپها برای فرستادن فاضلاب در لوله‌های زیر فشار.

مزایای پمپهای پیچوار

• حساس نبودن در برابر مواد معلق در فاضلاب که در نتیجه نیازی به ساختن آشغالگیر پیش از آنها نیست.
• روباز بودن و سادگی تعمیر و دسترسی به پره‌های پمپ.
• هماهنگی دبی پمپ با دبی ورودی به تلمبه خانه. یعنی با بالا رفتن سطح فاضلاب در انباره مقدار دبی بالا رونده نیز افزایش می‌یابد.

پمپهای دورانی

اصول کار این پمپها بر استفاده از نیروی گریز از مرکز ناشی از دوران پره‌های متحرک پایه گذاری شده است. ذرات آب یا فاضلاب به کمک پره‌های نامبرده به سویپره‌ها و مجاریهای هدایت کننده و بوسیله آنها به سوی لوله خروجی پمپ فرستاده و فشرده می‌شوند. در شبکه جمع آوری فاضلاب امروزه بجز در موارد استثنائی در بیشتر ایستگاههای پمپاژ فاضلاب از پمپهای دورانی استفاده می‌شود. برتری این پمپها در ارزانی آنها ، کاربرد آسانتر و ایمنی بیشتر در کار می‌باشد. عیب این پمپها حساسیت آنها در برابر مواد معلق در فاضلاب است که با تغییراتی در شکل و تعداد پره‌ها می‌توان از این حساسیت کاست، ولی این کار معمولا همراه با پائین آمدن ارتفاع تلمبه زنی و بازده آنها می‌باشد.

انواع پمپهای دورانی

دسته بندی پمپهای دورانی را از دو نقطه نظر انجام می‌دهند. نخست از نقطه نظر شکل و تعداد پره‌ها دوم از نقطه نظر شکل کار گذاردن پمپ در تلمبه خانه. از نقطه نظر شکل و تعداد پره‌ها بسته به نوع فاضلاب و مقدار مواد معلق در آن پمپهای دورانی زیر بکار برده می‌شوند:


پمپهای شعاعی یک پره‌ای

در این پمپها (فاضلاب) در امتداد محور وارد پمپ شده و در امتداد شعاع بیرون می‌رود. برای کاهش حساسیت این پمپ در برابر مواد معلق و درشت فاضلاب پره‌های آنرا به یک عدد تقلیل داده اند. سرعت دورانی و دبی این پمپها کم و در حدود 15 تا 150 لیتر در ثانیه و ارتفاع مانومتری آنها نسبتا خوب و در حدود 5 تا 25 متر است. این پمپها را برای پمپاژ فاضلابهای بسیار آلوده که دارای مقدار زائد مواد معلق الیافی شکل می‌باشند (مانند فاضلاب کارخانجات نساجی) بکار می‌برند. بسته به ساختمان پمپ ، قطعات سخت و درشتی به بزرگی چندین سانتیمتر نیز می‌توانند از درون این پمپها بگذرند.


پمپهای شعاعی دو یا سه پره‌ای

افزایش تعداد پره‌ها در این پمپها سبب افزایش دبی آنها به حدود 50 تا 500 لیتر در ثانیه و افزایش حساسیت آنها در برابر مواد معلق می‌گردد. معمولا نوع دو پره‌ای این پمپها بیشتر ساخته می‌شود. ارتفاع مانومتری این پمپها در حدود 5 تا 50 متر است.


پمپهای با پروانه ای مارپیچی

این پمپها را با پره‌های باز و یا با پره‌های بسته برای پمپاژ فاضلابهایی که تصفیه مقدماتی ساده‌ای شده باشند (مثلا از شبکه آشغالگیر گذشته باشند) بکار می‌برند. این پمپها محوری هستند و فاضلاب در امتداد محور پمپ وارد و با زاویه‌ای کمتر از 90 درجه نسبت به محور بیرون می‌رود. تعداد پره‌ها معمولا سه عدد و حداکثر چهار عدد پیش بینی می‌شود، ارتفاع مانومتری در این پمپها پره‌ها معمولا سه عدد و حداکثر چهار عدد پیش بینی می‌شود. ارتفاع مانومتری در این پمپها 5 تا 3-0 متر و برای دبی‌هایی در حدود 500 تا 1500 لیتر در ثانیه بکار می‌روند.


پمپهای استوانه‌ای

این پمپها دارای پروانه‌هایی هستند که فاصلاب را در امتداد محور هدایت کرده و توسط زانویی که محور از دیواره آن می‌گذرد به بیرون فرستاده می‌شود، در محل گذر محور دوران پمپ از زانویی با کمک کاسه تند ویژه‌ای آب بندی کامل انجام می‌گیرد. این پمپها بسته به ساختمان و سرعت دوران ویژه آنها ممکن است نیمه محوری یا محوری باشند. کاربرد این پمپها برای فاضلابهای ناشی از بارندگی و یا فاضلابهای خانگی بسیار رقیق شده مناسب است. این پمپها دبی‌های زیاد و در حدود 1000 تا 3500 لیتر در ثانیه و ارتفاعهای مانومتری در حدود 8 تا 25 متر را می‌توانند تامین کنند. بازده این پمپها بسیار خوب و به حدود 80 تا 90 درصد می‌رسد.
پمپهای پروانه‌ای

این پمپها از انواع پمپهای محوری می‌باشند که در آنها فاضلاب در امتداد محور وارد پمپ شده و در امتداد محور از پروانه‌ها بیرون می‌رود. زاویه پره‌های این پمپها ممکن است ثابت نبوده و با فرمانی در حین دوران تغییر نماید. پمپهای پروانه‌ای را که پره آن قابل تنظیم است بنام پمپهای کاپلان می‌نامند. کاربرد پمپهای پروانه‌ای برای فاضلابهای ناشی از بارندگی و یا فاضلابهای خانگی بسیار رقیق شده و یا نسبتا تصفیه شده مناسب است. این پمپها می‌توانند دبی‌های بسیار زیاد در حدود 500 تا 5000 لیتر در ثانیه را به ارتفاع مانومتری کم و در حدود 2 تا 8 متر بفرستند. آب با کمک پره‌های و درون استوانه‌ای ، در امتداد محور حرکت می‌کند و سپس توسط زانوی تغییر جهت می‌یابد. هر دو نوع پمپهای بند اخیر در برابر مواد معلق و به ویژه مواد معلق الیافی شکل بسیار حساسند و لذات از این گونه پمپها تنها برای پمپاژ فاضلابهای سطحی استفاده می‌شود.