Rioolgemaal voor Waterschap Hunze en Aa’s

Artikel geschreven door Piet Herder, voor Neerslag Magazine

Bij Waterschap Hunze & Aa’s hebben we veel kleine dorpskernen die ver van een zuivering liggen. De aanvoergemalen zijn dan relatief klein en hebben een lange persleiding. Als bij een OAS-studie de conclusie wordt getrokken dat de afnameverplichting moet worden verhoogd moet soms een rioolgemaal iets meer gaan verpompen dan waar het voor is ontworpen. Dan komen we soms tot extreme pompkeuzes omdat er een pomp benodigd is met een relatieve kleine flow (Q) bij een vrij hoge opvoerhoogte (H) Hierdoor krijgen we bijvoorbeeld pompen met:

  • Pomptoerentallen tot meer dan 1500 omw/min
  • Pompen met extreme afmetingen (dit afgezet t.o.v de pompopbrengst)
  • Pompen met een te geringe vrije doorlaat.

Bij rioolgemaal 1e Exloërmond en bij rioolgemaal Noordlaren kom je uit op een pomp met een kleine vrije doorlaat als we de meest geschikte pomp selecteren. Deze gemalen hebben namelijk een afnameverplichting van 18 m³/h. Als we de vrije doorlaat van 76 mm hadden willen handhaven kwamen we tot pompen met een zeer slecht rendement en het werkpunt aan het begin of eind van de pompcurve, met als gevolg verstopping door werveling in de waaier en tot buitensporige afmetingen waardoor de oorspronkelijke pompput te klein dreigde te worden. Deze kleine doorlaat heeft de nodige nadelen die kunnen worden opgelost door het versnijden van vaste bestanddelen. Aangezien versnijdende pompen ook de nodige nadelen hebben, wilden we dit type pompen niet toepassen voor de twee hiervoor genoemde gemalen.

Om de beste pomp voor de gemalen te kunnen kiezen en daardoor een kleine kogeldoorlaat te accepteren zonder te hoeven versnijden heeft Hunze & Aa’s voor de twee hierboven genoemde gemalen gekozen voor een rioolgemaal met een grofvuilkamerunit. Omdat rioolgemaal Noordlaren een droog gemaal was en rioolgemaal 1e Exloërmond een nat gemaal met een gemetselde put heeft Hunze & Aa’s bij Noordlaren gekozen voor een droog opgestelde pompunit met een vuilvangsysteem en bij 1e Exloërmond voor een kompleet prefab nat gemaal voorzien van een pompunit met een vuilvangsysteem van het fabrikaat Arveon.
Aangezien de ronde gemetselde put van 1e Exloërmond ook moest worden voorzien van lining hebben we het prefab HDPE gemaal compleet in de gemetselde put laten zakken en daardoor heeft de put zijn lining gekregen. (Zie hiervoor de fotoreportage verderop in dit artikel.)

Werking Grofvuikamersysteem

Het binnenkomende afvalwater stroomt via de rioolafsluitkogel in de grofvuilkamer. De grove bestanddelen van het binnenstromende afvalwater worden vastgehouden in de grofvuilkamer. Het afvalwater loopt via roostermechanismen van de grofvuilkamer en via de perszijde door de pomp naar de verzameltank. Deze verzameltank is bij een nat opgestelde unit de pompput van het rioolgemaal. Het afvalwater in de tank bevat geen grove bestanddelen meer die tot verstopping van de pomp kunnen leiden. Wanneer de tank/put vol is schakelt de pomp (pomp 1) in en injecteert met grote kracht het afvalwater terug in de grofvuilkamer. De afvalwaterstraal neemt de in de heenweg door de roosters opgevangen vuildelen mee naar de persleiding. Door de krachtige stroming sluit de toevoerkogel (1) van de pomp (1) het riool af zodat het afvalwater via de terugslagklep (1) naar de persleiding wordt gevoerd. Een klein deel van de buffervooeraad is al voldoende om de grofvuilkamer geheel schoon te spuiten. Tijdens het pompen van pomp 1 kan het afvalwater uit het riool via grofvuilkamer 2, roostermechanisme 2 en pomp 2 naar de tank/put stromen. Bij regenwateraanvoer (RWA), wanneer het rioolstelsel vol zit kan een pomp wel een etmaal draaien. Bij een grofvuilkamergemaal moet afwisselend pomp 1 en pomp 2 worden gebruikt met als doel om het verzamelde vuil achter de roostermechanismen weg te spuiten. Voor inzicht in de stromingen: zie de schema’s op het volgende blad.
Bij Hunze & Aa’s is experimenteel vastgesteld dat de pompen het beste kunnen wisselen om de 15 minuten.

Uitvoeringsvormen

Arveon heeft in haar leveringsprogamma pompunits met grofvuilkamer in drie basisbouwvormen:

  1. Een unit voor binnenopstelling in een gebouw/droge pompkelder. Deze unit wordt compleet prefab met opgebouwde droog opgestelde pompen, terugslagkleppen, niveauopnemers geleverd. De aannemer kan de unit aansluiten op het bestaande aanvoerriool en bestaande persleiding in het gemaal
  2. Een unit in een HDPE schacht en de unit gelijk als onder 1 genoemde uitvoering. In dit geval wordt het complete rioolgemaal prefab geleverd en ingegraven in de grond (levering eventueel met buitenopstellingskast voor de besturing op de HDPE dekplaat). De toegang naar de pompunit is via een aluminium luik en een trap. De aannemer kan de unit aansluiten op het bestaande aanvoerriool en bestaande persleiding
  3. Een unit voor een natte opstelling in een HDPE prefab schacht of in een bestaande pompput. De pompen staan op voetbochten. Schacht en unit kunnen zoals onder 2 kompleet prefab worden geleverd.

Het vuilkamersysteem is niet versnijdend. De units bevatten voor onze reeds genoemde gemalen twee pompen (één in reservestelling). Elke pomp heeft een grofvuilkamer, rioolafsluitkogel, terugslagklep en service afsluiter. De pompen hebben een gezamenlijke persleiding. Het gemaal heeft een gezamenlijk aanvoerriool.

Ervaring

Bij ons heeft dit principe de volgende voordelen laten zien:

  • Rioolgemaal Noordlaren is niet meer verstopt geweest
  • Rioolgemaal Noordlaren hoefde – in tegensteling tot voor de renovatie – niet meer een aantal keren per jaar te worden gereinigd
  • We hadden de keuze om een kleine pomp te kiezen welke een goed werkpunt had en hoefden ons niet te beperken tot een pompsoort met een kogeldoorlaat tot 76 mm of te kiezen voor een versnijdende pomp
  • Omdat de unit van HDPE is gemaakt is het geheel corrosievrij en HDPE gaat wel 60 jaar mee

Aandachtspunten

Onze ervaring met de pompunit is dat er op moet worden gelet dat één pomp, één grofvuilkamer en één roostermechanisme er voor kunnen zorgen dat aan de afnameverplichting wordt voldaan. In de praktijk is de vrije doorlaat van de pomp bij RWA al snel te klein zodat de toestroming naar de buffertank/put wordt verhinderd hetgeen stuwing in het riool ten geeft. Arveon heeft dit bij ons opgelost door een bypass aan te brengen op het niveau dat wij wensten, namelijk de halve diameter van de aanvoerrioolbuisdiameter boven B.O.K. Door deze bypass en de pompdoorlaat kan het totaal af te nemen debiet stromen. Deze bypass heeft als nadeel dat er ongefilterd afvalwater in de tank/pompput kan stromen maar bij RWA is het afvalwater sterk verdund zodat er niet veel grof vuil meekomt. De klacht van ongefilterd afvalwater bij RWA is bekend en er wordt gewerkt aan een zelfreinigende bypass met roostermechanisme. Tevens moet er op gelet worden dat de schakelfrequentie (om de vijf tot vijftien minuten schakelen) de 10 maal per pomp per uur niet overschrijdt.

Conclusie

Tot nu toe een probleemloos gemaal welke een iets hogere investering vereiste. Per situatie moet steeds worden afgewogen of de meerkosten opwegen tegen de voordelen.