ARITMA AMURLARININ LETLMES VE POMPALANMASI Tesislerde retilen amurun

ARITMA ÇAMURLARININ İLETİLMESİ VE POMPALANMASI

Tesislerde üretilen çamurun susuzlaştırma amacıyla bir sistemden diğerine taşınması gerekmektedir. Çamur, arıtılmak veya atılmak üzere de taşınmak zorunda kalınabilir. Çamur tipi ve özelliklerine göre, farklı tipte pompaların kullanımı gerekebilir. 2

ÇAMUR POMPASI TİPLERİ Piston (Dalgıç) Pompa Santrifüj Pompa Mono Pompa POMPA TİPLERİ Diyafram Pompa Tork-Akışlı veya Yüksek Devirli Santrifüj Pompa Yüksek Basınçlı Piston Pompa 3

Piston (Dalgıç) Pompalar Dalgıç pompalar, her birinin kapasitesi 2. 5 – 3. 8 L/s veya daha büyük kapasitelerde tekli, ikili ve üçlü olarak uygulanabilirler. Pompa hızları 40 - 50 devir/dakika arasında değişir. Pompalar, küçük tesisler için 24 metre, büyük tesisler için 35 metre veya daha büyük kayıplarını karşılayabilecek şekilde tasarlanmalıdır. 4

Özellikle büyük tesislerde, çamur hatlarında meydana gelebilecek yağ ve gres birikimi nedeniyle oluşabilecek yük kayıpları da dikkate alınmalıdır. Çok büyük tesislerde bu değer 70 metreye kadar çıkabilir. Pistonun silindir içinde çıktığı en üst nokta ile en alt noktanın boyunun kısaltılması suretiyle kapasite azaltılabilir. 5

Çamur iletiminde yaygın olarak kullanılan piston pompalar, aşağıdaki avantajlara sahiptirler; • Düşük hızlarda bile yoğun çamurları iletebilecek özelliktedirler. • 3 metreyi aşan emme derinliklerinde kullanılabilirler. • Basma yükseklikleri büyük aralıklarda değişebildiğinden, sabit ve ayarlanabilir kapasitede çalıştırılabilirler. • Yüksek desarj yüklerini karşılayabilirler. • Yükleme koşullarına uygun ekipman tasarımı yapılırsa, yüksek katı konsantrasyonlarındaki çamurları bile pompalayabilirler. 6

Mono Pompalar Her tip çamur pompajında başarıyla kullanılabilirler. 8. 5 metreye varan emme derinliklerinde çalıştırılabilirler. 75 L/s’ye ulaşan kapasitede ve 137 metrelik yük kayıplarına kadar işletilebilirler. Ön çökeltim çamurları için kullanıldığında pompadan önce öğütücüler yer almalıdır. 7

Kum ihtiva eden ön çökeltim çamuru pompajı uygulamalarında motora kaplama yapılması gerektiğinden, ilk yatırım maliyeti yüksektir. Kolay debi kontrolü yapılabilmesi ve oldukça kolay işletilebilmeleri bu tip pompaların en önemli avantajlarıdır. 8

Santrifüj Pompa Tıkanmasız (açık fanlı) santrifüj pompalar çamur iletiminde yaygın kullanılmaktadır. Bu tip pompalarda ana sorun uygun kapasitenin seçimidir. Değişken çamur özellikleri, pompa terfi yüksekliğinin değişmesine yol açar. Seçilen pompalar, hem tıkanıklığa yol açmayacak uygun fan açıklığına, hem de çok sulu çamurda sadece suyu pompalamayı önlemek için de yeteri kadar küçük kapasiteye sahip olmalıdır. 9

Kapasiteyi azaltmak için vananın kısılması, sık tıkanıklığa yol açacağından pratik bir yol değildir. Bu nedenle bu pompaların değişken hız sürücü ekipmanlarına sahip olması gerekmektedir. Özel tasarlanmış santrifüj pompalar, büyük sistemlerde birincil ve özellikle geri devir çamurlarının iletiminde kullanılır. 10

Tork-Akışlı veya Yüksek Devirli Santrifüj Pompalar Bu pompalar çamur taşımada oldukça etkilidirler. Tutulabilen partiküllerin boyutları, emme ve basma borularının çapı ile kısıtlıdır. Çarkın döndürme kuvveti çark önünde girdap oluşturur, ancak burada esas itici güç sıvının kendisidir. Sıvının çoğu çarkla temas etmez, böylelikle aşındırıcı teması en aza indirmiş olur. 11

Çamurda kullanılan pompalar dönen aksamı aşındırma etkisine karşı nikel veya kromdan olmalıdır. Pompalar verilen hızlar için dar yük aralığında çalıştırılmalıdırlar, böylece sistem çalıştırma şartları dikkatlice değerlendirilmiş olur. Pompaların geniş aralıklı işletme şartlarında da çalıştırılacağı düşünüldüğünde, değişken hız kontrolleri önerilmektedir. 12

Yüksek basınç gerektiren uygulamalarda tork akışlı pompalar seri bağlanarak kullanılabilir. Tork akışlı santrifüj pompalar özellikle havalandırma tankına aktif çamurun geri döndürülmesi ve çürümüş çamurların iletiminde kullanılır. 13

Diyafram Pompalar Esnek bir membrana sahip olan diyafram pompalar, itme ve çekme etkisi ile kavitasyon yaratırlar. Akım, çek-valf vasıtasıyla bu kavitasyon içine yönlendirilir. Bunlar düşük kapasitedeki ve düşük yük kayıplarının olduğu yerlerde kullanılan pompalardır. En büyük kapasitedeki hava diyaframlı pompa, 14 L/s debiyi 15 m yükseğe basma kapasitesindedir. 14

Yüksek Basınçlı Piston Pompalar Yüksek basınçlı piston pompalar, çamurun uzun mesafelere taşınması gibi yüksek basınç uygulamalarında kullanılırlar. Yüksek basınç uygulamaları için geliştirilmiş birçok tipi vardır, işleyişi dalgıç pompalara benzer. 15

Avantajları; Yüksek basınçlarda küçük debiler iletebilir (13800 KN/m 2). Büyük partikülleri basabilecek çaplarda olabilir. Belli katı konsantrasyonu aralığında çalışabilir. Pompajı tek kademede gerçekleştirebilirler. � Bu avantajlarına karşılık çok pahalıdırlar. 16

Çamur Tiplerine Göre Pompaların Uygulanması Ön çökeltim çamuru, kimyasal çamur, damlatmalı filtre humusu, aktif çamur, yoğunlaştırılmış çamur ve çürümüş çamur gibi her tip çamur pompalanabilir. Arıtma tesisinin çeşitli yerlerinde meydana gelen köpük ve yüzer maddeler de pompalanmak durumundadır. 17

Çamur Tiplerine Göre Pompa Seçimi Uygulamaları Çamur tipi Birincil çamur Kullanılan pompa Mono pompa, Santrifüj, Diyafram pompa Yorumlar Birincil çamurun mümkün olduğu kadar konsantre olması istenir, çamuru toplamak ve yoğunlaştırmak için çamur haznesinde toplanır, daha sonra pompalanır. 18

Çamur tipi Çürütülmüş çamur Kullanılan pompa Tıkanmasız ve tork akışlı santrifüj, mono pompa, diyafram pompalar Yorumlar İyi çürütülmüş çamur homojen olup %5 -8 katı madde ve gaz kabarcığı içerir, %12’ye kadar katı içerebilir. 19

Çamur tipi Damlatmalı Filtre humusu Kullanılan pompa Tıkanmasız ve tork akışlı santrifüj pompa, mono pompa, diyafram pompa Yorumlar Çamur genellikle homojen karakterde olup, kolaylıkla pompalanır. 20

Çamur tipi Geri dönüş veya atık aktif çamur Kullanılan pompa yüksek-basınçlı piston pompa, mono pompa Yorumlar Çamur sulu ve ince katıları içerdiğinden tıkanmasız pompalar kullanılabilir. 21

Çamur tipi Yoğunlaştırılmış çamur Kullanılan pompa Mono pompa Yorumlar Dönüşümlü kullanılan mono pompalar çamur kütlesini hareket ettirebilme özelliğine sahip olduğundan konsantre çamurlar için uygundur. 22

Yük Kayıplarını Etkileyen Faktörler Çamurun pompajı sırasında oluşacak yük kayıpları, çamurun özelliklerine, boru çapına ve akım hızına bağlıdır. Katı ve uçucu madde konsantrasyonunun artması ve düşük sıcaklık yük kaybında artışlara sebep olmaktadır. Katı madde yüzdesi ile uçucu kısmın yüzdesi çarpımının 600’ü aşması durumunda pompalamada güçlüklerle karşılaşılır. 23

Yoğunlaştırılmamış aktif çamur ve damlatmalı filtre çamurunun pompalanmasındaki yük kaybı, suyun kaybından %10 -25 daha büyüktür. Düşük akım hızlarında birincil, çürütülmüş ve yoğunlaşma çamur plastik davranış gösterir. Bu durumda direncin yenilebilmesi için önce belli bir basınç gerekir ve sonra akış başlar. 24

Akış boyunca, düşük kritik hız 1. 1 m/s’ye ulaşana kadar hızın ilk kuvveti ile direnç artar. Yaklaşık 1. 4 m/s den daha yüksek kritik hızda akış yük kayıplarına neden olur. Birincil ve konsantre çamurlar için özellikle kritik hızlarda yük kaybı oldukça büyük olabilir. 25

Basitleştirilmiş Yük Kaybı Hesabı Kısa çamur iletim hatları için yük kaybının hesabında nispeten kolay bir yöntem kullanılmaktadır. Yük kaybının yaklaşık tahmini, En düşük hız 0. 8 m/s olmalı Borunun yağ-gres veya diğer katılarla tıkanmadığı kabulü ile kullanılabilir. 26

Ham birincil çamurun yoğunluğu genellikle pompalama süresince değişir. Öncelikle en konsantre çamur pompalanır. Çamurun büyük kısmı pompalandıktan sonra, su ile aynı hidrolik özelliğe sahip sulu çamur pompaya gelir. Çamur özelliğindeki bu değişim santrifüj pompanın daha fazla çalışmasına sebep olur. Pompa motoru, ek yüklere ve değişken hız şartlarına, özellikle hızı yavaşlatmaya, uygun olacak şekilde seçilmelidir. Motor, yüksek hızlı terfide elde edilen maksimum yüklemeler için boyutlandırılmamış ise, aşırı yüklenecek veya zarar görecektir. 27

Santrifüj pompalarda gerekli işletme hızı ve motor gücünü belirlemek için, iletim hattı karakteristik eğrisi; Beklenen en yoğun çamur Ortalama şartlar Su için hesaplanmalıdır 28

Çamurun Borularla İletimi Arıtma sisteminde, çamur ileten boru hatlarında çap 150 mm’den küçük olmamalıdır. Hız 1. 5 -1. 8 m/s’yi aşmadığı sürece boru çapı 200 mm den büyük olmamalıdır. Çamur geri devir hattının çapı 200 mm’den az olmamalıdır. Pompa bağlantı borularında da çapı 100 mm’den küçük olmamalıdır. 29

Birincil çamur ve köpüğün taşınımında çamurdaki gres borunun iç çeperlerini kaplama eğilimindedir. Gres birikimi büyük sistemlerde küçük sistemlere kıyasla daha fazla probleme yol açar. İç çeperlerin kaplanması, etkin çapı azaltıp terfi yükünü büyük oranda arttırır. Bu yüzden, düşük kapasiteli mono pompalar için hesaplanan teorik yükün fazlası esas alınır. 30

Sulu çamurun pompalanması durumunda, yağ birikiminin yol açacağı yük kaybı daha uzun sürede ve yavaş oluşacaktır. Büyük kapasiteli santrifüj pompalar, çoğunlukla sulu çamurun pompalanmasında kullanılır. Bazı sistemlerde, yağı eritmek için ana boru hattından döndürerek sıcak su, buhar veya çürütme tankı üst suyu geçirilir. 31

Arıtma sistemlerinde, boru boylarının kısa olması dolayısıyla sürtünme kayıpları genellikle daha az olur ve emniyet faktörü belirlemede daha az zorlukla karşılaşılır. 32

Uzun çamur hatlarının tasarımında, aşağıdaki özel tasarım yöntemleri düşünülür; • Tek boru hattının tıkanması durumuna önlem olarak iki boru hattı önerilir. • Dış korozyon ve yükler için önlemler alınır. • Basınçlı su hattına seyreltik su vermek için ilave kolaylıklar sağlanır. • Arıtma sistemine boru temizleyici yerleştirmek için gerekli donanım temin edilir. • Buhar enjeksiyonu imkanı için tedbirler alınır. • Yüksek ve düşük noktalar da hava tahliye ve sıvı boşaltma vanaları bulundurulur. • Su darbesi etkileri de dikkate alınır. 33