Современное развитие городов и промышленности с их сложными технологическими процессами требует усовершенствованных систем канализации, включая и перекачку сточных вод.
Современные высокие требования к сбросу стоков в водоемы диктуют выполнения ряда обязательных мероприятий. Так, необходимо учитывать применение биологической очистки, ключевым элементом которой являются насосные станции. Они обеспечивают перекачку ила и осадка и являются неотъемлемой частью общей системы.
Надежность канализационных насосных станций (КНС) должна соответствовать строгим стандартам, как и у водопроводных систем. Авария на КНС может привести к затоплению территории сточными водами, а это чревато серьезными последствиями. Поэтому критически важен правильный выбор типа и количества насосов, точный расчет подачи стоков и определение объема накопительного резервуара.
Режим работы КНС и накопительные резервуары
Важно понимать, что суточный приток сточных вод очень неравномерный. Этот фактор является определяющим при выборе режима работы КНС, количества установленных насосов и объема приемного резервуара.
Исключением являются промышленные предприятия с равномерным стоком. Для сглаживания неравномерности притока применяются приемные резервуары. Их вместимость рассчитывается с учетом притока стоков, подачи насосов и обычных условий эксплуатации.
В то же время, объем резервуара не должен быть чрезмерным. Иначе может произойти загнивание осадка, появление плесени, опасной микрофлоры, а это приводит к неприятному запаху. Если резервуар слишком большой, его придется периодически чистить, чтобы он не зарос и в нем не скопились залежи ила и песка.
Как правильно выбрать объем резервуара? Специалисты считают, что оптимальным является наименьший объем, который способен вместить подачу одного насоса минимум в течение пяти минут. Исходя из этих параметров и следует выбирать резурвуар.
Частота включения насосов и расчеты
Частота включения насосов и их максимальные параметры зависят от типа и мощности электродвигателя. Также следует учитывать и степени автоматизации станции.
Специалисты дают такие рекомендации по допустимой частоте:
- не более трех включений в час при ручном управлении;
- пять-шесть включений – при автоматическом.
Подача насосов и их количество рассчитываются исходя из общего притока сточных вод. Для определения подачи каждого насоса и вместимости приемных резервуаров используют суточный интегральный график притока.
Для резервуаров предпочтительнее учитывать часовой график. Именно он отображает приток и откачку. А вот суточный график затрудняет учет большого количества включений. Приток в период максимального водоотведения считается равномерным.
На интегральном графике равномерный приток отображается прямой линией, тангенс угла наклона которой пропорционален часовому притоку. В период максимального водоотведения график притока и откачки совпадает: подача насосов принимается равной максимальному значению часового притока. При снижении притока происходит опорожнение резервуара, и насос выключается.
Этими принципами работы и необходимо руководствоваться при определении частоты включения насосов.
Выбор количества насосов
Сколько нужно установить насосов для эффективной и бесперебойной работы? Их количество определяется назначением станции, режимом работы и общим объемом притока.
Для небольших районных станций обычно используют два насоса. Один из них рабочий, второй находится в резерве, но он должен быть готов включиться в любую минуту, если первый остановится.
Однако на практике чаще применяют три насоса. Два из них рабочие, один — резервный. Если же в работе задействовано более двух насосов, то по техническим нормам требуется иметь два резервных. Однако эти рекомендации могут быть скорректированы. Ведь количество резервных агрегатов напрямую зависит от частоты использования аварийного выпуска, который разрешен санитарной службой лишь в исключительных случаях и регулируется соответствующими нормами.
Насосы должны соответствовать типу перекачиваемой среды. Сточные воды могут содержать агрессивные вещества, твердые включения, волокнистые материалы. Важно учитывать материал проточной части, наличие измельчителей, тип уплотнения вала.
Методы проектирования дренажных насосных станций
Дренажные воды обычно перекачивают дренажные насосные станции (ДНС). Они оборудованы опускными колодцами. Нижняя часть колодца служит приемным резервуаром, а верхняя, которая отделена железобетонным перекрытием, размещает насосы и оборудование. Режим работы ДНС определяется объемом приемного резервуара.
Для обвалованных территорий применяют общие станции для дренажных и ливневых вод. Мощность ДНС рассчитывается исходя из расходов дренажных и ливневых вод, а также объема регулирующей емкости.
Для перекачки дренажных и ливневых вод используют центробежные насосы двух типов: горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные насосы применяются для перекачки воды из приемных емкостей и трубчатых колодцев глубиной до пяти метров. Вертикальные насосы используются для более глубоких колодцев.
Насосы устанавливаются на едином фундаменте и соединяются общим валом с электродвигателями. Вакуумные насосы служат для удаления воздуха из насоса и всасывающего трубопровода.
Обратите внимание, что для бесперебойной работы ДНС необходимы два независимых источника электроснабжения. Обратный клапан в напорном трубопроводе предотвращает обратный подпор и поступление воды из водохранилища.
Обслуживание и эксплуатация
Канализационные насосные станции необходимо регулярно проверять и выполнять профилактические работы. Все оборудование должно быть легко доступно для обслуживания и ремонта.
Важно провозить регулярную чистку насосов, резервуаров и трубопроводов от осадка и мусора. И конечно же, не стоит забывать о плановых осмотрах и техническом обслуживании оборудования.
Следует помнить о том, что как сами насосы, так и вся система должны работать в оптимальном режиме. Необходимо избегать режимов, близких к закрытой задвижке или холостому ходу.
Современные станции требуют систем автоматического управления, которые оптимизируют работу насосов, контролируют уровни в резервуарах, сигнализируют об авариях и передают данные в централизованные системы мониторинга. Это позволяет более эффективно использовать оборудование, не допускать аварийных ситуаций, внештатного выхода из строя.