A ลิฟท์น้ำเสีย สถานี — หรือเรียกอีกอย่างว่าสถานีสูบน้ำเสียหรือสถานีสูบน้ำบ่อเปียก — คือ สิ่งอำนวยความสะดวกด้านวิศวกรรมที่ใช้เครื่องสูบน้ำเพื่อเคลื่อนย้ายน้ำเสียจากระดับต่ำไปยังระดับที่สูงขึ้น เมื่อแรงโน้มถ่วงเพียงอย่างเดียวไม่สามารถระบายน้ำเสียไปยังระบบรวบรวมน้ำเสียหรือโรงบำบัดของเทศบาลได้ กล่าวโดยย่อ: ไม่ว่าอาคาร บริเวณใกล้เคียง หรือการพัฒนาจะอยู่ใต้ท่อระบายน้ำหลัก สถานีสูบน้ำเสียก็เป็นกลไกที่ทำให้สุขาภิบาลเป็นไปได้ หากไม่มีสิ่งนี้ ห้องน้ำระดับต่ำกว่า เขตการปกครองที่มีพื้นที่ราบต่ำ และเทศบาลทั้งหมดในพื้นที่ราบจะไม่สามารถเชื่อมต่อกับการบำบัดน้ำเสียแบบรวมศูนย์ได้ คู่มือนี้ครอบคลุมถึงวิธีการทำงานของสถานียก ประเภทที่เหมาะกับการใช้งานของคุณ วิธีติดตั้งสถานีลิฟต์ และวิธีทำให้สถานีทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ
หลักการทำงานตรงไปตรงมา น้ำเสียจะไหลโดยแรงโน้มถ่วงจากอาคารหรือพื้นที่รวบรวมสู่ห้องใต้ดินที่ปิดสนิทที่เรียกว่า เปียกได้ดี . ในขณะที่สิ่งปฏิกูลสะสม สวิตช์ลูกลอยหรือตัวแปลงสัญญาณแรงดันจะตรวจสอบระดับของเหลว เมื่อระดับน้ำถึงจุดระดับน้ำสูงที่กำหนดไว้ — โดยทั่วไป ความจุบ่อเปียก 60–80% — แผงควบคุมเปิดใช้งานปั๊มจุ่มหรือปั๊มพิทแห้งตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป ปั๊มจะปล่อยน้ำเสียผ่านท่อหลักที่มีแรงดันไปยังท่อระบายน้ำทิ้งแบบแรงโน้มถ่วงปลายน้ำ โรงบำบัด หรือสถานียกถัดไปเป็นชุด
เมื่อระดับบ่อเปียกลดลงถึงจุดที่ตั้งไว้ของน้ำต่ำ ปั๊มจะปิดและวงจรจะทำซ้ำ สถานีเทศบาลและสถานีพาณิชย์ส่วนใหญ่เปิดดำเนินการ 4 ถึง 8 รอบปั๊มต่อชั่วโมง ภายใต้สภาวะการไหลปกติ แต่ละสถานีจะมีสัญญาณเตือนลูกลอยที่ตั้งอยู่เหนือระดับการเปิดเครื่องสูบน้ำสูง หากปั๊มทำงานล้มเหลวและบ่อน้ำเปียกยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง สัญญาณเตือนจะส่งสัญญาณแจ้งเตือนระยะไกลด้วยเสียงก่อนที่สิ่งปฏิกูลจะสามารถกลับขึ้นไปในอาคารที่เชื่อมต่อกันหรือล้นลงสู่พื้นผิวได้
ส่วนประกอบสำคัญในสถานียกสิ่งปฏิกูลทุกแห่ง:
โครงสร้างที่ได้รับการติดตั้งอย่างแพร่หลายที่สุดในอเมริกาเหนือสำหรับการใช้งานทั้งในเขตเทศบาลและที่อยู่อาศัย ปั๊มจุ่มจะอยู่โดยตรงในบ่อเปียกและจุ่มอยู่ในน้ำเสีย มอเตอร์ถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนาและระบายความร้อนด้วยของเหลวที่อยู่รอบๆ ไม่จำเป็นต้องมีห้องปั๊มแห้งแยกต่างหาก ลดต้นทุนการก่อสร้างและรอยเท้าได้อย่างมาก ปั๊มจะถูกดึงกลับมาเพื่อการบำรุงรักษาผ่านระบบรางนำทางและโซ่ยกโดยไม่ต้องมีคนเข้าไปในพื้นที่จำกัด สถานีจุ่มใต้น้ำเปียกบัญชีสำหรับ กว่า 70% ของการติดตั้งสถานียกสิ่งปฏิกูลใหม่ ในสหรัฐอเมริกา
ประกอบด้วยห้องสองห้องที่แยกจากกัน: บ่อน้ำเปียกที่รับสิ่งปฏิกูลที่เข้ามา และหลุมแห้งที่อยู่ติดกันซึ่งเป็นที่เก็บปั๊มและท่อในสภาพแวดล้อมที่แห้งและเข้าถึงได้ ปั๊มเป็นหน่วยแบบแรงเหวี่ยงดูดปลายหรือแบบรองพื้นในตัวซึ่งติดตั้งบนแผ่นคอนกรีต เชื่อมต่อกับบ่อเปียกผ่านท่อดูด แนะนำให้ใช้สถานีหลุมแห้ง การติดตั้งในเขตเทศบาลที่มีความจุขนาดใหญ่ (มากกว่า 500 GPM) โดยที่ความถี่ในการบำรุงรักษาปั๊มเป็นตัวกำหนดต้นทุนการก่อสร้างเพิ่มเติมของห้องปั๊มแบบวอล์กอิน ช่วยให้ช่างเทคนิคสามารถซ่อมบำรุงปั๊ม ซีล และตลับลูกปืนได้โดยไม่ต้องผ่านขั้นตอนการเข้าในพื้นที่จำกัด
ระบบยกน้ำเสียแบบเดี่ยวขนาดกะทัดรัดซึ่งมีปั๊มบดความเร็วสูง — โดยทั่วไป 1–2 แรงม้า ทำงานที่ 1,750–3,500 รอบต่อนาที — บดของแข็งให้เป็นสารละลายละเอียดก่อนสูบผ่านแกนหลักที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก (1¼–2 นิ้ว) ใช้ในระบบท่อน้ำทิ้งแรงดันต่ำ (LPS) ที่ให้บริการแก่บ้านแต่ละหลังในพื้นที่ชนบทหรือการพัฒนาที่ภูมิประเทศทำให้ท่อน้ำทิ้งแบบแรงโน้มถ่วงไม่ประหยัด โดยปกติแล้วสถานีบดเดียวจะทำหน้าที่ หนึ่งถึงสี่หน่วยที่อยู่อาศัย และเชื่อมต่อกับระบบรวบรวมแรงดันต่ำที่ใช้ร่วมกัน
ใช้ปลายน้ำของถังบำบัดน้ำเสียเพื่อสูบน้ำทิ้งที่ผ่านการกรองแล้ว (ของเหลวที่มีของแข็งตกตะกอน) ไปยังท่อระบายน้ำ ระบบเนินดิน หรือหน่วยบำบัดแบบแอโรบิกที่ระดับความสูงที่สูงกว่า เนื่องจากถังบำบัดน้ำเสียส่วนใหญ่จะถูกกำจัดของแข็งออก ปั๊มน้ำทิ้งจึงสามารถใช้ระยะห่างของใบพัดน้อยกว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางหลักของแรงน้อยกว่าปั๊มน้ำเสียดิบ ซึ่งช่วยลดต้นทุนปั๊มและต้นทุนการติดตั้งท่อ
เรือไฟเบอร์กลาสหรือโพลีเอทิลีนประกอบจากโรงงานพร้อมปั๊ม ตัวควบคุม และท่อที่ติดตั้งไว้ล่วงหน้า จัดส่งไปยังไซต์งานเป็นหน่วยที่สมบูรณ์พร้อมสำหรับการติดตั้งแบบฝัง ระยะเวลารอคอยของ 4–12 สัปดาห์ เทียบกับ 12–24 สัปดาห์ สำหรับสถานีคอนกรีตสำเร็จรูปที่ออกแบบตามความต้องการ ทำให้สถานีบรรจุหีบห่อเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการพัฒนาเชิงพาณิชย์ สถานียกแบ่งย่อยที่ให้บริการบ้านเรือนได้มากถึง 500 หลัง และการเปลี่ยนสถานีที่มีอยู่เดิมที่ล้มเหลวในกรณีฉุกเฉิน
| ประเภท | ช่วงการไหลทั่วไป | การเข้าถึงปั๊ม | แอปพลิเคชั่นที่ดีที่สุด | ต้นทุนทุนสัมพันธ์ |
|---|---|---|---|---|
| บ่อน้ำเปียก / ใต้น้ำ | 10–5,000 แกลลอนต่อนาที | การดึงรางนำ | ที่อยู่อาศัยในเขตเทศบาลขนาดใหญ่ | ต่ำ-ปานกลาง |
| หลุมแห้ง | 500–50,000 แกลลอนต่อนาที | ห้องแห้งแบบวอล์กอิน | เทศบาล/อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ | สูง |
| ปั๊มบด | 5–30 แกลลอนต่อนาที | การถอดหน่วยทั้งหมด | บ้านเดี่ยว / ระบบ LPS | ต่ำ |
| ปั๊มน้ำทิ้ง | 5–50 แกลลอนต่อนาที | การถอดหน่วยทั้งหมด | บ่อเกรอะไปจนถึงท่อระบายน้ำ | ต่ำ |
| แพคเกจสำเร็จรูป | 20–2,000 แกลลอนต่อนาที | การดึงรางนำ | พาณิชย์/แบ่งเขต | ปานกลาง |
สถานียกสิ่งปฏิกูลจำเป็นในกรณีใด ๆ ต่อไปนี้:
สถานีจะต้องรองรับปริมาณการไหลสูงสุดรายชั่วโมง ไม่ใช่ปริมาณการไหลเฉลี่ยรายวัน สำหรับระบบที่อยู่อาศัย โดยทั่วไปการคำนวณการไหลสูงสุดจะเป็นดังนี้ 3-4 เท่าของการไหลเฉลี่ยต่อวัน . แผนกย่อยของบ้าน 100 หลังที่สร้างพลังงานเฉลี่ย 250 แกลลอนต่อวัน (GPD) ต่อครัวเรือนสร้างพลังงานเฉลี่ย 25,000 GPD แต่การไหลสูงสุดต่อชั่วโมงอาจสูงถึง 75,000–100,000 เกรดเฉลี่ย (52–69 เกรดเฉลี่ย) ในช่วงเช้าและช่วงเย็นมีความต้องการสูงสุด การลดขนาดปั๊มให้เหลืออัตราการไหลโดยเฉลี่ยส่งผลให้บ่อน้ำเปียกล้นเรื้อรังในช่วงพีค
TDH คือแรงดันทั้งหมดที่ปั๊มต้องเอาชนะเพื่อส่งกระแสไปยังจุดระบาย ประกอบด้วย:
ปั๊มที่เลือกอย่างถูกต้องจะให้อัตราการไหลของการออกแบบที่ TDH ที่คำนวณไว้ การใช้งานปั๊มที่ TDH ต่ำกว่าพิกัดอย่างมากจะทำให้ปั๊มทำงานทางด้านขวาสุดบนกราฟประสิทธิภาพ ซึ่งส่งผลให้มอเตอร์มีโหลดเกิน การเกิดโพรงอากาศ และการสึกหรอของแบริ่งที่เร่งขึ้น
ปริมาตรการทำงานของบ่อเปียก (ระหว่างระดับการปิดปั๊มและระดับการเปิดปั๊ม) จะต้องมีระยะเวลากักเก็บที่เพียงพอเพื่อป้องกันการลัดวงจรของปั๊ม การสตาร์ทบ่อยเกินไปจะทำให้ขดลวดมอเตอร์เสียหาย ผู้ผลิตปั๊มส่วนใหญ่ระบุก อย่างน้อย 10 นาทีระหว่างการออกสตาร์ท โดยจะใช้เวลา 15–20 นาทีสำหรับมอเตอร์ที่มีกำลังเกิน 10 แรงม้า ปริมาณการทำงานคำนวณดังนี้: ความจุของปั๊ม (GPM) × รอบเวลาขั้นต่ำ (นาที) ۞ 4 . สำหรับปั๊ม 100 GPM ที่มีรอบการทำงานขั้นต่ำ 10 นาที ปริมาณการทำงานขั้นต่ำ = 100 × 10 ۞ 4 = 250 แกลลอน .
ต้องเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางท่อหลักของแรงเพื่อรักษาความเร็วของน้ำเสียระหว่าง 2 ฟุตต่อวินาที (ขั้นต่ำ เพื่อป้องกันไม่ให้ของแข็งตกตะกอน) และ 8–10 ฟุตต่อวินาที (สูงสุดเพื่อป้องกันการพังทลายของท่อและการสูญเสียแรงเสียดทานมากเกินไป) . เป้าหมายการออกแบบมาตรฐานคือ 3-5 ฟุตต่อวินาที ที่โฟลว์การออกแบบ
การติดตั้งสถานียกสิ่งปฏิกูลเป็นโครงการก่อสร้างที่ได้รับอนุญาตและได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม ไม่ใช่งาน DIY ที่อยู่เหนือระดับเครื่องสูบน้ำดีดตัวสำหรับที่พักอาศัย ลำดับการติดตั้งสำหรับสถานีจุ่มสำเร็จรูปทั่วไป:
เวลาก่อสร้างทั้งหมดสำหรับสถานีบรรจุหีบห่อสำเร็จรูป: 2-4 สัปดาห์ในสถานที่ หลังจากส่งมอบอุปกรณ์ สถานีเทศบาลคอนกรีตสำเร็จรูปแบบกำหนดเอง: 2–6 เดือน ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของไซต์
ปั๊มน้ำเสียแบบจุ่มในบริการเทศบาลอย่างต่อเนื่องมีอายุการใช้งานของซีลเชิงกลโดยทั่วไป 5–8 ปี และ a total pump life of 10–15 ปี ก่อนการสึกหรอของใบพัดจะลดประสิทธิภาพลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่ยอมรับได้ การเปลี่ยนซีลเชิงรุกในช่วงเวลา 5 ปี — แทนที่จะดำเนินการจนเกิดความล้มเหลว — ช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดภัยพิบัติจากมอเตอร์น้ำท่วมและค่าใช้จ่ายในการเคลื่อนย้ายฉุกเฉินของการเปลี่ยนปั๊มเปียกโดยไม่ได้วางแผน ซึ่งโดยทั่วไปจะทำงาน ค่าใช้จ่าย 3-5 เท่า ของการทดแทนที่วางแผนไว้
สาเหตุเดียวที่พบบ่อยที่สุดของความล้มเหลวของปั๊มสถานียกน้ำเสียในระบบเทศบาล ผ้าเช็ดทำความสะอาดแบบเปียก แม้แต่ผ้าที่มีข้อความว่า "ล้างได้" จะไม่สลายตัวในท่อระบายน้ำและก่อตัวเป็นก้อนคล้ายเชือกหนาแน่นที่เรียกว่า ขี้โกง ที่พันรอบใบพัดปั๊มและมอเตอร์แผงลอย โซลูชันประกอบด้วยการระบุปั๊มใบพัดแบบกึ่งเปิดหรือแบบน้ำวนที่ทนทานต่อการฉีกขาด การติดตั้งตะแกรงละเอียดบนทางเข้าบ่อเปียก และการรณรงค์ให้ความรู้แก่สาธารณะ รายงานระบบที่เปลี่ยนจากใบพัดแบบเปิดเป็นกระแสน้ำวนที่ป้องกันการอุดตันหรือปั๊มใบพัดแบบช่อง ลดการเรียกการบำรุงรักษาลง 60–80% .
เมื่อซีลเพลาเชิงกลล้มเหลว สิ่งปฏิกูลจะเข้าสู่ช่องมอเตอร์ ทำให้เกิดการลัดวงจรของขดลวดและมอเตอร์ขัดข้องโดยสิ้นเชิง - โดยทั่วไปภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากซีลรั่ว ปั๊มจุ่มที่ทันสมัย ได้แก่ ก หัววัดตรวจจับความล้มเหลวของซีล ในห้องซีลที่เต็มไปด้วยน้ำมัน การตรวจสอบสัญญาณโพรบนี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานดึงและปิดผนึกปั๊มก่อนที่มอเตอร์จะน้ำท่วม การเพิกเฉยต่อสัญญาณเตือนความล้มเหลวของซีลเป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียปั๊มทั้งหมดซึ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนแทนแทนที่จะซ่อมแซม
สถานียกที่ไม่มีไฟฟ้าสำรองซึ่งประสบปัญหาไฟฟ้าดับจะทำให้บ่อเปียกล้นในกรอบเวลาที่กำหนดโดยอัตราการไหลเข้าหารด้วยปริมาตรบ่อเปียก สถานีที่มีขนาดสำหรับการไหลเข้า 100 GPM พร้อมพื้นที่จัดเก็บฉุกเฉิน 500 แกลลอนเหนือระดับปั๊มเข้า 5 นาทีของการป้องกันน้ำล้น หลังจากปั๊มขัดข้อง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง เต้ารับที่เชื่อมต่ออย่างรวดเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพกพา หรือระบบปั๊มสำรองแบตเตอรี่ไม่ใช่อุปกรณ์เสริมสำหรับสถานีใดๆ ที่ให้บริการคุณสมบัติมากกว่าจำนวนเล็กน้อย
เมื่อปั๊มหยุด คอลัมน์ของสิ่งปฏิกูลที่อยู่ในแรงหลักจะชะลอตัวลงอย่างกะทันหัน ทำให้เกิดแรงดันกระชาก — ค้อนน้ำ — ซึ่งอาจทำให้ข้อต่อท่อร้าว เช็ควาล์วเสียหาย และทำให้อายุการใช้งานของปั๊มสั้นลง มาตรการป้องกันได้แก่ เช็ควาล์วปิดช้า เครื่องป้องกันไฟกระชาก และวาล์วปล่อยอากาศ/เบรกสุญญากาศ ที่จุดสูงสุดหลักกำลัง จ่ายไฟหลักให้ยาวกว่า 500 ฟุตโดยมีหัวคงที่ที่สำคัญควรรวมการวิเคราะห์ค้อนน้ำในขั้นตอนการออกแบบ
ต้นทุนด้านทุนและการดำเนินงานจะแตกต่างกันไปตามขนาดของสถานี สภาพของสถานที่ และระดับข้อกำหนด:
| ประเภทสถานี | ต้นทุนเงินทุนทั่วไป (ติดตั้งแล้ว) | ต้นทุน O&M ประจำปี | ชีวิตการออกแบบ |
|---|---|---|---|
| ปั๊มบดที่อยู่อาศัย | 3,000–8,000 ดอลลาร์ | $150–$400 | 10–15 ปี |
| สถานีบรรจุหีบห่อขนาดเล็ก (20–100 GPM) | 30,000–80,000 ดอลลาร์ | 3,000–8,000 ดอลลาร์ | 20–25 ปี |
| เทศบาลขนาดกลาง (100–1,000 GPM) | 150,000 ดอลลาร์ – 600,000 ดอลลาร์ | 15,000–50,000 ดอลลาร์ | 25–40 ปี |
| เทศบาลขนาดใหญ่ (1,000 GPM) | 600,000 ดอลลาร์ – 5,000,000 ดอลลาร์ | 50,000–300,000 ดอลลาร์ | 30–50 ปี |
ตัวขับเคลื่อนต้นทุนวงจรชีวิตที่ใหญ่ที่สุดไม่ใช่ตัวสถานี แต่เป็น บังคับหลัก . สำหรับสถานีขนาดกลางและขนาดใหญ่ โดยทั่วไปจะใช้กำลังก่อสร้างหลัก เช่น ท่อ ร่องลึก ถมทดแทน และการฟื้นฟูถนน 40–60% ของต้นทุนโครงการทั้งหมด . การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางหลักที่มีแรงน้อยกว่าจะช่วยประหยัดต้นทุนท่อด้านหน้า แต่เพิ่มการสูญเสียแรงเสียดทาน ซึ่งต้องใช้ปั๊มขนาดใหญ่ขึ้นและสิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้นตลอดอายุการใช้งาน 25-40 ปีของสถานี การวิเคราะห์ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานโดยเปรียบเทียบตัวเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเป็นส่วนมาตรฐานของการออกแบบระบบไฮดรอลิกสำหรับแรงหลักใดๆ ที่สูงกว่า 1,000 ฟุต
สถานียกสิ่งปฏิกูลได้รับการควบคุมในระดับรัฐบาลกลาง รัฐ และท้องถิ่น ผู้ปฏิบัติงานตามข้อกำหนดหลักในการปฏิบัติตามข้อกำหนดจะต้องเข้าใจ: