Dimensionering af spildevandsbrønde

Dimensionering af spildevandsbrønde

Lær at dimensionere en spildevandsbrønd optimalt, herunder praktiske regneeksempler.

Spildevandsbrønde er ofte overdimensionerede for at sikre, at de er store nok – men de gode intentioner kan have den modsatte effekt.  

På dette kursus vil du lære at dimensionere en spildevandsbrønd for at sikre optimale driftsforhold i erhvervsejendomme og mindre kommunale rensningsanlæg. Du får også en række praktiske regneeksempler, der er gode at have i processen. Eksemplerne gælder for pumper med motorer op til 30 kilowatt.

En af de største ulemper ved at overdimensionere en brønd er, at det kan medføre, at spildevandet bliver for længe i brønden, hvilket fører til bundfældning og i sidste ende tilstopning. Hvorfor?  

Lad os sige, at den optimale brønddiameter er 1,5 meter, men brønden i stedet har en diameter på 2 meter for at give ekstra volumen for en sikkerheds skyld. Pumpens start- og stopniveau er imidlertid det samme, som det ville have været med en mindre diameter, så det tager længere tid for spildevandet at nå startniveauet. Og med mindre hyppige starter bliver spildevandet længere i brønden.

Ved dimensionering af en brønd er der fire vigtige ting, der skal fastlægges 

  • Tilstrømningen
  • Den effektive volumen
  • Brøndens diameter
  • Afstanden mellem start og stop  

Lad os gennemgå dem enkeltvis for at forklare, hvad der skal overvejes, og hvordan hvert trin beregnes.

Tilstrømningen

Det allerførste, som skal fastlægges ved dimensionering af en brønd, er tilstrømningen. Dette tal leveres typisk af eksterne eksperter, da beregningen er meget omfattende. Tilstrømningsmængden svinger fra dag til nat og fra den ene dag til den anden – og afhænger desuden af typen af spildevand. Bortledning af regnvand indebærer store udsving, mens sort spildevand har mere regelmæssige bevægelser. Når vi kender tilstrømningen, kan vi beregne pumpekapaciteten.

Lad os tage et eksempel, hvor den tilstrømning er indstillet til 32 liter pr. sekund. For at finde den ønskede pumpekapacitet ganger vi nu med 1,05 – hvilket betyder, at vi skal bruge en pumpe, som kan pumpe 34 liter pr. sekund ved spidsbelastning for at sikre, at brønden aldrig oversvømmes.

Ved valg af pumpen er det vigtigt også at se på det maksimale antal starter, den kan udføre i timen, for at være sikker på, at den også kan følge med på de travleste tidspunkter på dagen. En god tommelfingerregel er: jo flere starter pr. time, desto bedre.

Den effektive volume

Det er nu tid til at beregne den effektive volumen. Inden vi kan gøre dette, at det er dog nødvendigt at kende antallet af pumper, der skal installeres, og om pumperne skal kunne køre parallelt eller ved alternerende drift.

Paralleldrift

Her kører to eller flere pumper samtidigt side om side, og anvendes typisk i kombinerede systemer, som håndterer både spildevand og regnvand.

Alternerende drift

Her veksler hver pumpe veksler mellem drift og standby-position efter hver cyklus, er velegnet til installationer, hvor sort spildevand og regnvand drænes i separate systemer.

Lad os se, hvordan den effektive volumen af de to muligheder beregnes. 
I bortledningssystemer med to pumper, der kører parallelt, leverer de to pumper i fællesskab den nødvendige kapacitet. Med andre ord er de kombinerede pumper i stand til at pumpe 34 liter pr. sekund ved spidsbelastning.

I eksemplet er pumperne i stand til at udføre 20 starter pr. time. Følgende formel anvendes til at beregne den effektive volumen mellem start og stop. Det giver en effektiv volumen på 1,53 m3. Den effektive volumen i et system med vekslende drift beregnes med nøjagtig den samme formel, MEN baseret på blot én pumpens kapacitet og ikke to som ved paralleldrift.    

Så ved dimensionering af pumper er det vigtigt at tage højde for, at hver enkelt pumpe skal kunne levere 100 % kapacitet på egen hånd. Det betyder, at pumperne i dette eksempel vil blive større end pumperne i paralleldrift.

Brøndens diameter

Derefter er det tid til at bestemme brøndens diameter. Som tidligere nævnt er den rigtige brønddiameter afgørende for at sikre optimale driftsbetingelser. Hvis brønden er for stor, er der risiko for, at antallet af starter og stop ikke er nok til at forhindre bundfældning. Den ønskede diameter bestemmes ud fra antallet af pumper og den ekstra plads, der kræves til rør osv.

Hvis vi bruger eksemplet med to pumper i paralleldrift fra før, kræver dette anlæg en brønd med en diameter på 1,8 m – eller en radius på 0,9 m.

Afstanden mellem start og stop

Endelig er vi klar til at udregne afstanden mellem start- og stopniveauet – eller den effektive højde. Vi ved, at den effektive volumen er 1,53 m3, og at brøndens radius er 0,9 m. For at beregne den effektive højde bruger vi følgende formel. Det giver en effektiv højde på 0,6 m.  

Hvorfor er det vigtigt at have den korrekte afstand mellem start og stop?
For stor afstand reducerer afstanden antallet af cyklusser og kan forårsage bundfældning i sumpen, fordi vandet bliver for længe i brønden. Det fører i sidste ende til tilstopning og ikke-planlagte driftsafbrydelser.   

Hvis afstanden mellem start- og stopniveauet på den anden side er for kort, overbelastes motoren potentielt ved spidsbelastning pga. for mange starter og stop – hvilket igen kan forårsage driftsafbrydelser. Derfor er det altid vigtigt at tage højde for det maksimale antal starter, en pumpe og en motor er konstrueret til at levere i timen.

Lad os til sidst kort gennemgå alternative systemer til den med to pumper i
Hvis en pumpestation kun betjener nogle få husstande, er indstrømningen ofte begrænset, og så er en enkelt pumpe nok til at levere den passende kapacitet. I dette tilfælde skal den valgte pumpekapacitet dog være meget højere end tilgangen for effektivt at forhindre bundfældning i trykrøret ved at opretholde en høj hastighed.

Brønde med mere end to pumper anvendes typisk i kombinerede anlæg – enten til at øge kapaciteten eller som ekstra reservepumper for at tage højde for store pludselige udsving, fx under kraftig regn.