Jätevesikaivot mitoitetaan yleensä hieman todellista tarvetta suuremmiksi. Vaikka tarkoitus on hyvä, ylimitoitus saattaa kuitenkin kääntyä haitaksi. 

Tällä videolla käydään läpi kuinka jätevesikaivo mitoitetaan oikein niin, että varmistetaan parhaat toimintaolosuhteet liikerakennuksissa ja pienemmissä kunnallisteknisissä jätevesijärjestelmissä Saat myös useita hyödyllisiä laskentaesimerkkejä käytännön kohteista. Seuraavat esimerkit koskevat pumppuja 30 kilowatin moottoriin asti.

Yksi kaivojen ylimitoituksen suurimmista haittapuolista on se, että jätevesi voi seisoa kaivossa liian pitkään. Se aiheuttaa liettymistä ja lopulta pumpun tukkeutumisen. Mistä se johtuu? 

Ajatellaanpa, että kaivon optimaalinen halkaisija olisi 1,5 metriä, mutta se mitoitetaan varmuuden vuoksi 2 metriin tuomaan lisäkapasiteettia. Pumpun käynnistys- ja pysäytystasot pysyvät kuitenkin samoina kuin pienemmän halkaisijan kaivossa. Nyt jäteveden nouseminen käynnistystasolle kestää siis pidempään. Ja kun pumppu käynnistyy harvemmin, jätevesi seisoo kaivossa pidempään.

Kaivon mitoituksessa on otettava huomioon neljä asiaa:
• Tulovirtaama
• Hyötytilavuus
• Kaivon halkaisija
• Ja käynnistys- ja pysäytystason välinen etäisyys 

Seuraavassa käsittelemme näitä tekijöitä yksi kerrallaan. Opimme, mitä kaivon mitoituksessa on otettava huomioon ja kuinka kunkin vaiheen laskutoimitukset suoritetaan.

Kaivon mitoituksessa selvitetään aivan ensimmäiseksi tulovirtaama. Tulovirtaaman lukema saadaan yleensä ulkopuoliselta asiantuntijalta, sillä se edellyttää kattavia laskelmia. Tulovirtaama vaihtelee vuorokaudenajasta ja päivästä toiseen. Siihen vaikuttaa myös jäteveden tyyppi. Sadeveden tulovirtaaman vaihtelut voivat olla suuria, mutta esimerkiksi jäteveden virtaama pysyy yleensä suhteellisen vakaana.

Kun tulovirtaama on selvitetty, lasketaan tarvittava pumpun tuotto.

Otetaan tässä esimerkissä tulovirtaamaksi 32 litraa sekunnissa. Pumpun vaadittu tuotto lasketaan kertomalla tulovirtaama arvolla 1,05. Tässä tapauksessa kaivo ei pääse tulvimaan missään tilanteessa, kun valitaan pumppu, joka pystyy täydellä teholla pumppaamaan sekunnissa 34 litraa

Pumpun valinnassa on otettava huomioon myös sallittu käynnistysten maksimimäärä tunnissa minkä pumppu kestää. Käynnistymistiheyden pitää riittää myös silloin, kun pumppaustarve on suurimmillaan. Hyvä ohje onkin, että mitä useamman kerran pumppu voi käynnistyä tunnissa, sitä parempi.  

Seuraavaksi lasketaan hyötytilavuus. Ennen sitä on kuitenkin tiedettävä asennettavien pumppujen määrä ja käytetäänkö niitä rinnakkais- vai vuorottelukäytöllä.

Rinnakkaiskäytössä kaksi tai useampi pumppu käyvät samanaikaisesti rinnakkain. Tämä on yleinen ratkaisu järjestelmissä, joissa siirretään sekä jäte- että sadevettä. Vuorottelukäytössä kukin pumppu on tietyin välein joko toiminnassa tai valmiustilassa. Vuorottelu soveltuu kohteisiin, joissa jätevesi ja sadevesi johdetaan erillisiin järjestelmiin.

Seuraavaksi tutustumme hyötytilavuuden laskentaan näillä kahdella käyttötavalla. 

Kahden rinnakkaisen pumpun järjestelmissä tuotto muodostuu pumppujen yhteenlasketusta tuotosta. Toisin sanoen riittää, kun pumput pumppaavat yhteensä 34 litraa sekunnissa.

Esimerkin pumput pystyvät käynnistymään 20 kertaa tunnissa.

Seuraavalla kaavalla lasketaan käynnistyksen ja pysäytyksen välinen hyötytilavuus. Hyötytilavuudeksi saadaan 1,53 kuutiometriä.

Vuorottelukäytöllä toimivan järjestelmän hyötytilavuus lasketaan samalla kaavalla, MUTTA se perustuu vain yhden pumpun tuottoon – ei kahden, kuten rinnakkaiskäytössä.   

Pumppujen mitoituksessa on otettava huomioon, että kunkin pumpun on pystyttävä 100 prosentin tuottoon itsenäisesti. Se tarkoittaa, että vuorotteluesimerkin pumppujen on oltava suurempia kuin rinnakkaiskäytössä olevien pumppujen.

Seuraavaksi määritetään pumppukaivon halkaisija. Kuten videon alussa todettiin, pumppukaivon oikea halkaisija on ehdoton edellytys optimaalisten toimintaolosuhteiden takaamiseksi. Jos kaivo on liian suuri, käynnistysten ja pysäytysten määrä ei välttämättä riitä estämään liettymistä.

Halkaisija määräytyy pumppumäärän ja putkia ja muita osia varten tarvittavan tilan mukaan.

Käytetään aiempaa esimerkkiä, jossa kaksi pumppua on asennettu rinnakkaiskäyttöön. Järjestelmää varten tarvitaan kaivo, jonka halkaisija on 1,8 metriä eli säde on 0,9 metriä.

Nyt meillä on kaikki tarvittavat tiedot ja voimme laskea käynnistystason ja pysäytystason välisen etäisyyden eli hyötykorkeuden.

Tiedämme, että kaivon hyötytilavuus on 1,53 kuutiometriä ja säde on 0,9 metriä.

Hyötykorkeus lasketaan seuraavalla kaavalla. Mikä antaa hyötykorkeudeksi 0,6 metriä. 

Entä miksi käynnistystason ja pysäytystason välisen etäisyyden on oltava juuri oikea? Liian pitkä etäisyys vähentää käyntijaksojen tiheyttä, mikä puolestaan voi aiheuttaa liettymistä, koska vesi seisoo kaivossa liian pitkään. Lopulta pumppu tukkeutuu ja kaivo on pois käytöstä huollon ajan.  

Jos käynnistystason ja pysäytystason välinen etäisyys on liian lyhyt, niin liian tiheät käynnistykset ja pysäytykset voivat johtaa moottorin ylikuormitukseen – ja taas kaivo on pois käytöstä huollon ajan. Tästä syystä onkin aina tärkeää huomioida moottorin ja pumpun käynnistyskertojen sallittu maksimimäärä tunnissa.

Nyt olemme käsitelleet kahden pumpun järjestelmiä. Lopuksi tutustutaan lyhyesti muihin järjestelmiin.

Jos pumppaamo on vain muutaman asunnon käytössä, tulovirtaama on yleensä pieni, ja yksi pumppu riittää antamaan tarvittavan tuoton. Pumpulle on silti valittava paljon tulovirtaamaa suurempi tuotto. Näin neste virtaa nopeasti paineputkessa, eikä liettymistä tapahdu.

Useamman kuin kahden pumpun kaivoja käytetään yleensä yhdistelmäjärjestelmissä. Pumpuilla nostetaan tuottoa tai niitä käytetään varapumppuina yllättävissä, suurissa virtaaman vaihteluissa, esimerkiksi rankkasateen aikana.