Leiding verstopt, niets beweegt meer: Als afvalwatersystemen verstopt raken.

Verstopping dreigt in het afvalwatersysteem

Iedereen kan het zich goed voorstellen: als een afvalwatersysteem verstopt raakt, kan dat slecht aflopen. In het ergste geval kan het afvalwater niet goed wegstromen en duwt het bruine slib terug naar de aansluitpunten of komt omhoog uit openingen in de vloer die eigenlijk als afvoer bedoeld zijn. Feit is dat gemeentelijke zuiveringsinstallaties en andere exploitanten van afvalwatersystemen steeds vaker melding maken van dreigende verstoppingen. Maar wat is de reden hiervan - en nog belangrijker: hoe kan dit probleem worden opgelost?

Ons afvalwater heeft het moeilijk: water besparen wordt een probleem.

De kraan dichtdraaien tijdens het tandenpoetsen, liever een douche in plaats van een bad, enz. Jarenlang is ons (terecht) geleerd om zo zuinig mogelijk met ons kostbare water om te gaan. En met succes: in de afgelopen 30 jaar is het dagelijkse waterverbruik gedaald van bijna 150 liter per persoon tot voor een deel minder dan 120 liter per persoon per dag - een vermindering van 20 procent! Goed voor het milieu, moeilijk voor afvalwatersystemen, omdat deze daling ertoe leidt dat ons afvalwater steeds 'dikker' wordt.
 
Want tegelijkertijd nam het aandeel vaste stoffen in het water toe. Waar vroeger voornamelijk toiletpapier in het afvalwater werd geloosd, drijven nu vochtige doekjes en poetsdoeken, textielresten, luiers en hygiëneartikelen. Zelfs losse schoenen, plastic flessen, metaal- en kunststofspanen uit industriële productie en andere soorten afval worden steeds vaker in het afvalwater aangetroffen.
 
Al dit afval hoort natuurlijk niet in het toilet of in de afvoer, maar bij het huishoudelijk of bedrijfsafval. Want in tegenstelling tot toiletpapier kunnen deze stoffen niet gemakkelijk worden afgebroken. De vezels vormen strengen en hechten zich aan de waaiers van de pompen of de roosters van de zuiveringsinstallaties. De gevolgen kunnen ernstig zijn: van aanzienlijke rendementsverliezen tot verstopping met ongeplande uitval, uitgebreide reinigingswerkzaamheden en mogelijk dure reparaties. Dit is precies wat exploitanten zich niet kunnen veroorloven: een storing brengt niet alleen het rendement, maar ook de zekerheid van het bedrijf in gevaar. Wat hier nodig is, zijn storingsbestendige afvalwaterpompen en afsluiters die betrouwbaar, energie-efficiënt en met lage bedrijfskosten werken. Want hoge bedrijfskosten hebben natuurlijk ook invloed op de prijs voor de eindverbruiker.

Het beste recept tegen verstoppingen? Altijd kijken naar het complete systeem.

Een afvalwaterinstallatie is vaak een zeer complex systeem waarin elk onderdeel zijn eigen speciale rol speelt. Om verstoppingen en uitval effectief te voorkomen, bestaat er dus niet één enkele octrooi-oplossing. De sleutel tot een succesvolle werking van een dergelijke installatie ligt veeleer in de inachtneming van alle voor het systeem relevante componenten. Al deze gebieden bouwen op elkaar voort en zijn rechtstreeks van elkaar afhankelijk. Daarom moeten ze altijd als één geheel worden beschouwd om een optimale oplossing te vinden. Deze omvatten:

• het te transporteren afvalwater zelf
• de toe- en afvoeromstandigheden
• de keuze en het ontwerp van de pomp
• de bedrijfswijze van de pomp
• en andere factoren die van invloed zijn

1. Het te transporteren afvalwater zelf

Om de juiste keuze te kunnen maken voor het ontwerp van de pomp, moet eerst worden gekeken naar de aard en natuurlijk naar het volume van het te transporteren afvalwater. Gaat het om huishoudelijk, commercieel of industrieel afvalwater? Hoe is het samengesteld? Wat is zijn viscositeit? Wat is het gehalte aan vaste stoffen en het zand- en gasgehalte? Om hoeveel water gaat het en hoeveel kan het volume schommelen afhankelijk van het tijdstip en de weersomstandigheden. Al deze variabelen hebben een directe invloed op de grootte van de installatie, de keuze van de juiste waaiervorm, het materiaal en natuurlijk de bedrijfswijze van de pomp(en).

2. De toe- en afvoeromstandigheden

Het gaat hier met name om de manier waarop de aanzuig- en persleidingen zijn ontworpen – dat wil zeggen de afmetingen, eventuele ingebouwde onderdelen, mogelijke luchtinlaten en wervelvorming, bochten, bevestigingen, compensatoren, terugslagkleppen, toelooptralies, stenenvanger, pompbakontwerp, bassinranden, waterpeil, schakelknooppunten, enz. Al deze punten kunnen een directe (negatieve) invloed hebben op het stromingsgedrag van het afvalwater. Om een zo efficiënt mogelijke doorstroming te garanderen, moet ervoor worden gezorgd dat de leidingen zo goed mogelijk worden aangelegd. Dat betekent: 

reducties en uitbreidingen niet meer dan een nominale maat.
Leidingen moeten zo goed mogelijk worden gelegd (bijv. zonder nauwe bochten waar wervelingen kunnen ontstaan). Er moet altijd rekening worden gehouden met de stromingssnelheid voor het verdere transport van vaste stoffen en met de luchtinsluitingen.

3. De keuze en het ontwerp van de pomp

De kern voor een efficiënt werkend afvalwatersysteem ligt in de juiste keuze en het juiste ontwerp van de pomp. De afvalwaterpompen en afsluiters van KSB zijn perfect afgestemd op het betreffende medium en de betreffende toepassing. Hoogwaardige componenten zorgen daarbij altijd voor een goede werking – zelfs onder de zwaarste belasting, zoals bij industrieel afvalwater. 

Als het pomptype en de pompgrootte zijn vastgelegd, is de volgende stap de keuze van de pompwaaier. KSB biedt voor alle eisen de juiste waaiervormen. Doorslaggevend voor de keuze is de aard van het afvalwater. Welk type is het? Grijs water? Zwart water? Wat zijn het gasgehalte, het zandgehalte en het gehalte aan droge stof? In technisch opzicht zijn bovendien de grootte van de vrije kogeldoorlaat en het rendement doorslaggevende factoren bij het kiezen van de waaier. Maar welke waaiervormen zijn er eigenlijk - en welke voor- en nadelen hebben ze?

Bovendien moet er rekening mee worden gehouden of zich speciale lozers zoals ziekenhuizen en bejaardentehuizen bejaardencentra in het stroomgebied bevinden.

Verschillende waaiervormen en hun specifieke kenmerken.

De waaier is de eigenlijke pompinstallatie voor het afvalwater en zodoende het 'hart' van de pomp. De vormgeving van de waaier draagt dus heel belangrijk bij aan het succes van de hydrauliek.

Vrijstroom- of Vortex-waaier(F-waaier)

Voordelen:

• Zeer geschikt voor een hoog gehalte aan vaste stoffen
• Grote vrije doorlaat
• Ook geschikt voor vezels en lappen
• Geschikt voor een hoog gehalte aan gassen
• Slijtagebestendig
• Lage trillingsopwekking

Nadelen:

• Relatief slecht rendement
• Ophoping van vezels en textiel leidt tot een toename van het vermogen

Meerkanaalwaaier (K-waaier)

Voordelen:

• Zeer goed rendement
• Weinig verstopping door grote vrije doorlaten
• Aanvaardbaar slijtagegedrag

Nadelen:

• Vastbranden voor en achter de waaier mogelijk

Schroefcentrifugaalwaaier (D-waaier)

Voordelen:

• Nog steeds goed rendement
• Grote vrije doorlaten
• Voor hogere gasgehaltes
• Hogere hoeveelheden vezels en lappen leiden niet onmiddellijk tot verstoppingen

Nadelen:

• Omslachtig balanceren
• Slijtage aan de rand van de schoep
• Ophoping van vaste stoffen leidt tot een toename van het vermogen

De nieuw ontwikkelde schroefcentrifugaalwaaier D-max

Bij de Dmax-waaier gaat het om een nieuwe ontwikkeling - deze combineert de voordelen van de conventionele D-waaier met de efficiëntie van een K-waaier. Deze bereikt een rendement van 84% en kan worden gebruikt waar een K-waaier problemen met langvezelige bestanddelen krijgt

Naast speciaal afgestemde waaiers en energie-efficiënte motoren biedt KSB voor zijn afvalwaterpompen een groot aantal opstellingsvarianten - en een grote materiaalkeuze. Voor elke toepassing kan KSB zo de optimale oplossing in de afvalwatertechniek ter beschikking stellen, voor maximale efficiëntie en bedrijfszekerheid. Meer informatie over de verschillende waaiervormen.

4. Bedrijfswijze van de pomp

Een andere zeer bepalende factor voor een efficiënt werkend afvalwatersysteem is de bedrijfswijze van de pompen. Er moet vooral voor worden gezorgd dat de doorstroomsnelheid voldoende hoog is om afzettingen te voorkomen. Bovendien moeten bij redundante systemen ook de reservepompen regelmatig in bedrijf worden gesteld om lange stilstandtijden en eventuele onregelmatigheden in de pompbak te voorkomen.

Bepaling van het optimale bedrijfsbereik

Als de opvoerhoogte H (in meters) wordt ingesteld in relatie tot het gewenste afvalwaterdebiet Q (in m3/h), ligt het optimale bedrijfspunt op het snijpunt van de curve van de installatie en de curve van de pomp. Dit punt moet nauwkeurig worden berekend om een optimaal werkgebied te kunnen definiëren waarin de pomp zo efficiënt mogelijk werkt. De bedrijfsgrenzen worden door de grootheden Qmin en Qmax gemarkeerd.

Checklist: de belangrijkste 10 punten die van belang zijn voor afvalwatersystemen.

1. Altijd kijken naar het complete systeem.
2. De samenstelling van het afvalwater controleren. Wie zijn de lozers?
3. Welke doorstroomsnelheid moet worden bereikt, zodat zich geen afzettingen vormen?
4. Voor de pomp: de toevoeromstandigheden controleren, met name de vormgeving van de zuigleiding.
5. De juiste pomp met de juiste afmetingen met een bijpassende waaiervan geschikt materiaal kiezen.
6. Achter de pomp: de persleiding op optimale stromingsverhoudingen controleren.
7. Het optimale bedrijfspunt berekenen.
8. De meest efficiënte werkwijze definiëren (regeling via frequentieregelaar? Softstarter? Standtijden? enz.)
9. Vermogensreserve inplannen.
10. Indien nodig: mengen van de pompbak, terugspoelen naar kritieke gebieden van de pompbak