As estações de bombeamento em sistemas de coleta de águas residuais são normalmente projetadas para lidar com águas residuais brutas que são alimentadas em tubulações subterrâneas por gravidade (tubos inclinados para que um líquido possa fluir em uma direção sob a gravidade). As águas residuais são introduzidas e armazenadas num poço, vulgarmente conhecido como poço húmido. O poço está equipado com instrumentação elétrica para detectar o nível de águas residuais presentes. Quando o nível do esgoto sobe para um ponto predeterminado, uma bomba será acionada para elevar o esgoto através de um sistema de tubulação pressurizado denominado rede de esgoto se o esgoto for transportado por uma distância significativa. A estação de bombeamento pode ser chamada de estação de bombeamento se a bomba apenas esvaziar em um bueiro de gravidade próximo. [3]A partir daqui, o ciclo recomeça até que as águas residuais cheguem ao seu destino, geralmente uma estação de tratamento. Com este método, estações de bombeamento são usadas para transportar resíduos para altitudes mais elevadas. No caso de grandes fluxos de águas residuais para o poço (por exemplo, durante períodos de pico de fluxo e tempo chuvoso), serão utilizadas bombas adicionais. Se esta for insuficiente, ou em caso de falha da estação elevatória, poderá ocorrer um bloqueio na rede de esgoto, levando ao transbordamento do esgoto sanitário, ou seja, ao lançamento de águas residuais não tratadas no meio ambiente.
As estações de bombeamento de águas residuais são normalmente projetadas de modo que uma bomba ou conjunto de bombas lide com condições normais de pico de fluxo. A redundância é incorporada ao sistema para que, no caso de uma bomba estar fora de serviço, a(s) bomba(s) restante(s) administrem o fluxo projetado. O volume de armazenamento do poço úmido entre as configurações “bomba ligada” e “bomba desligada” é projetado para minimizar partidas e paradas da bomba, mas não é um tempo de retenção longo o suficiente para permitir que as águas residuais no poço úmido se tornem sépticas.
As bombas de esgoto são quase sempre bombas centrífugas de sucção final com impulsores abertos e são especialmente projetadas com uma grande passagem aberta para evitar entupimento com detritos ou enrolamento de detritos fibrosos no impulsor. Um motor de indução CA de quatro ou seis pólos normalmente aciona a bomba. Em vez de fornecerem grandes passagens abertas, algumas bombas, normalmente bombas de águas residuais mais pequenas, também maceram os sólidos presentes nas águas residuais, quebrando-os em partes mais pequenas que podem passar mais facilmente através do impulsor.
O interior de uma estação elevatória de águas residuais é um local muito perigoso. Gases venenosos, como metano e sulfeto de hidrogênio, podem acumular-se no poço úmido; Uma pessoa mal equipada que entra no poço é afetada muito rapidamente pelos vapores. Qualquer entrada em poço úmido requer o método correto de entrada em espaço confinado para um ambiente perigoso. Para minimizar a necessidade de entrada, a instalação é normalmente projetada para permitir que bombas e outros equipamentos sejam removidos do exterior do poço úmido.
As estações tradicionais de bombeamento de águas residuais incorporam um poço úmido e um “poço seco”. Freqüentemente, trata-se da mesma estrutura separada por uma divisão interna. Nesta configuração, as bombas são instaladas abaixo do nível do solo, na base do poço seco, de modo que suas entradas fiquem abaixo do nível da água na partida da bomba, escorvando a bomba e também maximizando o NPSH disponível. Embora nominalmente isolados das águas residuais no poço úmido, os poços secos são subterrâneos, espaços confinados e requerem precauções adequadas para entrada. Além disso, qualquer falha ou vazamento de bombas ou tubulações pode descarregar águas residuais diretamente no poço seco, com inundação completa, o que não é uma ocorrência incomum. Como resultado, os motores elétricos são normalmente montados acima do transbordamento, o nível superior da água do poço úmido, geralmente acima do nível do solo, e acionam as bombas de águas residuais por meio de um eixo vertical estendido. Para proteger os motores acima do solo das intempéries, geralmente são construídas pequenas casas de bombas, que também incorporam o quadro elétrico e a eletrônica de controle. Estas são as partes visíveis de uma estação de bombeamento de águas residuais tradicional, embora sejam normalmente menores do que os poços subterrâneos úmidos e secos.
A maioria das estações de bombeamento modernas não requer poço seco ou casa de bomba e geralmente consiste apenas em poço úmido. Nesta configuração, bombas submersíveis para águas residuais com um motor elétrico intimamente acoplado são montadas dentro do próprio poço úmido, submerso nas águas residuais. As bombas submersíveis são montadas em dois trilhos-guia verticais e vedadas em um "pé de pato" permanentemente fixo, que forma um suporte e um cotovelo vertical para o tubo de descarga. Para manutenção ou substituição, as bombas submersíveis são levantadas por uma corrente desde o pé de pato e sobem pelos dois trilhos-guia até o nível de manutenção (geralmente o solo). A reinstalação das bombas simplesmente inverte esse processo, com a bomba sendo remontada nos trilhos-guia e baixada sobre o pé de pato, onde o peso da bomba a veda novamente. Como os motores são selados e o clima não é uma preocupação.
Devido à grande redução das preocupações com saúde e segurança e à redução da área ocupada e da visibilidade, as estações de bombeamento de esgoto submersíveis substituíram quase completamente as estações de bombeamento de esgoto tradicionais. Além disso, um retrofit de uma estação de bombeamento tradicional normalmente envolve convertê-la em uma estação de bombeamento moderna, instalando submersíveis no poço úmido, demolindo a casa de bombas e removendo o poço seco, seja desmontando-o ou demolindo a divisória interna e fundindo-a com o poço úmido.