Atık Su Pompaları Farklı Türlerdeki Atık Suları Nasıl İşler?

Atık Su Türlerinin Anlaşılması ve Atık Su Pompa Performansına Etkisi

Evsel, Endüstriyel ve Belediye Atık Su Özellikleri

Evsel atık sular genellikle organik madde (%1–3 oranında katı madde), sabunlar ve yağlar içerirken, endüstriyel atık sular kimyasallar, ağır metaller veya petrol ürünleri içerebilir (%15'e kadar katı madde). Belediye sistemleri her iki akımı birleştirerek 400–800 mg/L süspansiyon katı maddeye ulaşır (EPA 2023). Temel farklar aşağıda özetlenmiştir:

Aşındırıcı, Yoğun ve Yüksek Katı İçeriğine Sahip Atık Suların Getirdiği Zorluklar

2024 yılında Water Environment Federation verilerine göre, yiyecek atıklarını içeren kalın sıvılar, santrifüj pompaların verimini yaklaşık %15 ila %30 oranında düşürebilir. Bu da operatörlerin daha fazla tork sağlayan motorlar kurmak zorunda bırakır. Atık suyun pH seviyesi 4'ün altında ya da 10'un üzerinde olduğunda, bu durum normal pompa parçalarını zamanla parçalayan korozyon süreçlerini hızlandırır. Özellikle şehir sistemlerine baktığımızda, ıslak mendiller ve eski bezlerin 2023 yılında Mechanical Engineering Journal'da bildirildiği gibi tüm pompa tıkanıklıklarının yaklaşık üçte ikisinden sorumlu tutulmaktadır. Bu da bu tür ortamlarda çalışan pompaların katı maddelerle başa çıkmak için daha dayanıklı yapılarla tasarlanması gerektiğinin açık bir göstergesidir.

Atık Suyun Bileşimi, Pompa Tasarımı ve İşletimini Nasıl Etkiler

Pompa için doğru pervane tipi ve malzeme seçiminde partiküllerin boyutu ve hangi kimyasalların bulunduğu çok önemlidir. Belediye sistemleri genellikle çapı yaklaşık üç inçye kadar olan katı maddeleri taşıyabildiği için vortex (girdap) tipi peryanlar tercih edilir. Konut tesisatlarında ise genelde yarım inç ile yaklaşık iki inç arası boyutlardaki daha küçük atıklar için öğütücü pompalar kullanılır. İçinde agresif kimyasallar bulunan sert endüstriyel atıkla uğraşırken mühendisler günümüzde nikel alüminyum bronz alaşımlarını tercih etmektedirler. Geçen yıl Water Research Journal tarafından yayınlanan son araştırmalara göre bu malzemeler, dökme demire göre yaklaşık beş kat daha fazla korozyona dayanıklıdır. Sonuç olarak ise bakım ekipleri, bu alaşıma geçtikten sonra çoğu tesisin sadece beş yıl içinde onarım masraflarında yaklaşık yüzde kırk oranında kesinti bildirmektedir.

Atık Su Pompalarının Ana Tipleri ve Spesifik Uygulama Alanları

Belediye ve Konut Atıksu Sistemleri için Dalgıç Pompalar

Dalgıç atık su pompaları, tamamen atık suya batırılmış olarak çalışır ve bu özelliğiyle şehir atık su tesislerinde ve ev bodrum katlarında karşılaşılan derin sump işleri için idealdir. Bu pompalar, korozyona karşı korumalı motorlarla birlikte gelir ve dakikada yaklaşık 15.000 galon akış hızını sürebilir. Onları gerçekten ayıran özellik ise içlerindeki özel vortex (girdap) kanatçık tasarımıdır; bu tasarım, yaklaşık 3 inç çapındaki katı maddelerin engellenmeden geçmesine olanak tanır. Bu özellik sayesinde, atık akışlarında sıkça bulunan çeşitli enkaz ve çamur gibi katı maddelerle bile sorunsuz bir şekilde çalışmaya devam ederler.

Düşük Basınçlı Ortamlarda Katı Maddeleri Parçalayan Öğütücülü Pompalar

Kıyıcı pompalar, lifli atıkları ve katı maddeleri ince bir çamur karışımına dönüştüren dönen kesme bıçakları ile çalışır. Bu da atıkların birçok mahallede yaygın olan küçük çaplı, düşük basınçlı kanalizasyon borularından geçmesini mümkün kılar. Bu cihazlar, sınırlı alanın söz konusu olduğu evsel kanalizasyon sistemlerinde oldukça standart bir çözümdür. Dakikada yaklaşık 120 galon atık işleyebilirler ve üzerinde çalıştıkları şartlar göz önünde bulundurulduğunda bu performans yeterince iyi sayılır. Ayrıca çoğu model, çapı 2 inç kadar büyük olan katı maddeleri de işleyebilir. Burada elde edilen gerçek fayda, evler arasında ve ana arıtma tesislerine kadar uzanan daha uzun kanalizasyon hatlarında tıkanıkların oluşmasını engellemektir.

Santrifüj ve Pozitif Deplasmanlı Pompalar: Akış İhtiyaçlarına Teknoloji Uyumu

Dakikada 1.500 galondan fazla su gereksinimi olan belediye işleri için santrifüj pompalar, yapıları basit olduğu için ve içinde az miktarda katı madde bulunan malzemelerle çalışırken iyi performans gösterdikleri için tercih edilir. Su bazlı maddeleri oldukça verimli bir şekilde işleyebilirler ve sıkışma yapmazlar. Tam tersine, kimyasal çamur gibi üretim tesislerinden çıkan çok yoğun maddeler ya da gıda işleme işlemlerinin geriye kalan atık maddeleri ile çalışırken pozitif deplasman pompalar bu işler için çok daha uygundur. Bu pompalar, akan maddelere karşı direnç gösteren viskoz maddelerle çalışırken bile sabit bir çıkış sağlar. Birçok endüstriyel tesis, boru hatları ve ekipmanlar boyunca zorlu maddelerin pompalanması için genellikle 200 psi'ye kadar çıkabilen basınç aralıklarını destekleyebildikleri için bu pompalara ihtiyaç duyar.

Septik Sistemlerde Arıtılmış Atık Suyun İşlenmesi için Eflüent Pompalar

Atık su pompaları temelde arıtılmış atık suyu septik tanklardan çıkararak drenaj alanlarına iletir. Bu pompalar, büyük parçaları dışarıda tutarken berrak sıvınının oldukça iyi bir şekilde geçmesine izin veren özel dar kanallı pervanelerle çalışır. Çoğu model aslında 1,5 beygir gücünden daha düşük güçte çalışır. Onları ayırt eden en önemli özellik, polimerden yapılan gövde yapılarıdır. Bu malzeme, septik sistemlerin anaerobik ortamlarında bulunan ekipmanları etkileyen hidrojen sülfid korozyonuna karşı oldukça dayanıklıdır. Tasarım, zamanla enerji tasarrufu sağlamaya odaklanırken, aynı zamanda düzenli metal parçaları aşındıracak çeşitli kimyasallara karşı da dirençlidir.

Katı maddeleri işleyebilme ve tıkanmayı önleme konusunda kanalizasyon pompalarının sahip olduğu tasarım özellikleri

Modern kanalizasyon pompalarında kanat çark tasarımı ve katı madde işleme kapasitesi

Bugünkü atık su pompaları, çapı üç inç kadar olan katı atıkları işleyebilecek özel pervane tasarımlarıyla donatılmıştır. Vorteks tipi, pompa odasının içinde bir mini su girdabı oluşturarak büyük parçaların bıçaklara takılmadan geçmesine olanak tanır. Bu tasarım, eski tip kapalı pervanelere kıyasla aşınma ve yıpranmayı yaklaşık yüzde otuz ila kırk oranında azaltır. Güvenilir pompalama çözümlerine ihtiyaç duyan evler için yarı açık pervaneler, tıkanmaları önleme ve suyu verimli şekilde hareket ettirme arasında iyi bir denge sunar. Bu modeller, standart ev tipi kurulumlarda genellikle dakikada iki yüz ila beş yüz galon arası debileri yönetebilir ve işlem sırasında güvenli bir şekilde geçebilecek katıların boyutu konusunda önemli olan ASTM kurallarına uyar.

Öğütücü (Grinder) ile Parçalayıcı (Macerator) Sistemler: İşlevsellik ve Bakım Arasındaki Karşılaştırmalar

Kesici pompalar, katı maddeleri 1/4 inç boyutuna kadar küçültebilmek için sertleştirilmiş çelik bıçaklar kullanır ve düşük basınçlı konut ve ticari sistemlerde uzun mesafeli pompaj için uygundur. Tungsten karbür kesiciler kullanarak organik maddeleri sıvılaştıran ezici (macerator) pompalar, basınçlı belediye hatlarında etkilidir ancak %15–20 daha fazla enerji tüketir. Bakım gereksinimleri oldukça farklıdır:

• Kesici sistemler her 6–12 ayda bir bıçak kontrolü gerektirir
• Macerator pompalar artan mil stresi nedeniyle her üç ayda bir salmastra kontrolü gerektirir
  Operatörler genellikle yüksek lifli atıklar için kesici pompaları, düşük katı içeren yüksek debili akışlar için ise macerator pompaları tercih eder.

Uzun süreli güvenilirlik için Tıkanma Önleyici Teknolojiler ve Dayanıklı Malzemeler

Yüksek kaliteli atık su pompaları, dayanıklılığı artırmak ve tıkanıkları önlemek üzere birçok özelliği entegre eder:

1. Korozyon Dayanıklı Alüvyumlar : Belediye ortamlarında hidrojen sülfür bozulmasına karşı dubleks paslanmaz çelik ve krom kaplı bileşenler dirençlidir
2. Kendinden Temizleme Mekanizmaları : Tersine dönen impellerler çalışma sırasında sıkışmış enkazın atılmasını sağlar
3. Aşınma önleyici geometriler : Dişli volütlü contalardan ve yataklardan aşındırıcı partikülleri uzaklaştırır

Debi dirseklerindeki elastomer kaplamalar yağ tutunmasını en aza indirgerken, büyük boyutlu portlar beklenmedik katı atık artışlarına olanak sağlar. Bu yenilikler birlikte, zorlu koşullarda pompa kullanım ömrünü 7–10 yıla çıkararak bakım maliyetlerini standart modellere göre %60'a varan oranlarda düşürür.

Ortam ve Atık Su Bileşimine Göre Doğru Atık Su Pompasını Seçme

Pompa Tipini Konut, Endüstriyel ve Belediye Taleplerine Uygun Hale Getirme

Geçen yıl Amerikan Su Temini ve Boru Tesisatı Mühendisleri Derneği'nin yaptığı araştırmaya göre çoğu ev, organik atık maddeleri ile başa çıkmak ve sürekli kullanılmadıkları için dakikada 40 ila 100 galon arası debiyle çalışan pompalara ihtiyaç duyar. Ancak endüstriyel tesisler söz konusu olduğunda işler çok daha zorlaşıyor. Bu tesislerde kullanılan pompaların korozyona dayanıklı olması ve kimyasallarla ya da akışı zor olan kalın maddelerle başa çıkarken yüksek basınca karşı dayanıklılık göstermesi gerekiyor. Şehir atıksu tesislerinde genellikle büyük dalgıç pompalar kurulur çünkü yoğun yağmurlar sırasında dakikada 20 binden fazla galon suyun taşınması gerekebilir. Basınç çok yüksek olmayan sıradan evsel atık su hatlarında öğütücülü pompalar iyi çalışır ancak sistemde aşınma yaratabilecek çok miktarda tortu ya da üç inçten büyük parçaların sıkıştığı endüstriyel ortamlarda ciddi sorunlar çıkarabilirler.

Aşındırıcı ve Korozyon Etkili Atıksularla Başa Çıkabilmek için Malzeme Seçimi

Sülfat indirgeyen bakterilerin ürettiği sülfürik asit gibi aşındırıcı koşullarla başa çıkmak için paslanmaz çelik SS 316 ile termoplastik muhafazalar, bozulmaya karşı çok daha iyi bir koruma sağlar. Kum ve çakıl ile karışık belediye çamurunda bulunan sert partiküller ciddi zorluklar oluşturur, ancak sertleştirilmiş dökme demir rotorlar, binlerce saatlik çalışma süresinden sonra bile yaklaşık %98 verimle çalışmaya devam edebilir. Normal pH aralıklarının dışında çalışan sistemler özel dikkat gerektirir. Asitlik 4,5'in altına düştüğünde ya da alkalinlik 9,0'ı aştığında, silisyum karbür temas yüzeylerine sahip çift mekanik salmastra mutlaka gereklidir. Bu salmastralar, motorları zaman içinde meydana gelebilecek hasarlardan korurken sızıntıları da etkili bir şekilde önler.

Debi Değerlendirmesi, Pompa Basma Yüksekliği ve Sistem Basınç Gereksinimleri

Zirveye uygun olmayan boyutlandırma, erken pompa arızalarının %72'sine neden olmaktadır (Water Environment Federation, 2022). Uygun boyutlandırma şunları gerektirir:

SSS

Atık suyun ana türleri nelerdir?

Atık suyun ana türleri evsel, endüstriyel ve belediyeye aittir. Evsel atık su organik maddeleri, sabunları ve yağları içerir; endüstriyel atık suda genellikle kimyasallar ve ağır metaller bulunur; belediye sistemleri ise her ikisini birleştirerek askıda katı maddelerin ortalamasını oluşturur.

Atık su bileşimi, kanalizasyon pompası tasarımını nasıl etkiler?

Atık su bileşimi, pompalarda kullanılan çark tipi ve malzemelerin seçimini etkiler. Örneğin, belediye sistemleri daha büyük katı maddeleri işleyebilen girdap çarkları kullanırken, endüstriyel sistemlerde paslanmaz çelik veya nikel alüminyum bronz alaşımları gibi korozyona dayanıklı malzemeler gerekebilir.

Farklı atık su ortamları için hangi pompa türleri kullanılır?

Dalgıç pompalar belediye ve konut çevrelerinde, öğütücü pompalar düşük basınçlı konut sistemlerinde, santrifüj pompalar yüksek debili belediye uygulamalarında ve pozitif deplasmanlı pompalar ise kalın endüstriyel maddeler için kullanılır.

Aşındırıcı atık su ile başa çıkmak için hangi malzemeler önerilir?

Paslanmaz çelik SS 316 ve nikel alüminyum bronz alaşımları, bozunmaya karşı gösterdikleri üstün direnç nedeniyle aşındırıcı atık su ile başa çıkmak için önerilir.