Глава 11 канализационные насосные станции

ГЛАВА 11

КАНАЛИЗАЦИОННЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

-    § 69. НАЗНАЧЕНИЕ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИИ;

ИХ ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Канализационные насосные станции сооружают в тех случаях, когда рельеф местности не .позволяет отводить 'бытовые и .производственные сточные воды, атмосферные воды и осадки (ил) самотеком к месту очистки.

Сравнение различных вариантов "строительства канализационной сети показывает, что наибольшую глубину заложения самотечных коллекторов при производстве работ открытым способом рекомендуется принимать: в скальных грунтах до 4—5 м, в мокрых плывунных грунтах до 5—6 м, в сухих нескальных грунтах до 7—8 м. Если глубина заложения подводящего коллектора 'превышает рекомендуемые величины заглубления, то. 'При соответствующем технико-экономическом обосновании необходимо предусматривать устройство канализационной насосной станции. ^х

В городах, расположенных по берегам рек и защищенных от паводковых вод защитными дамбами, приходится сооружать насосные станции перекачки атмосферных.вод, так как дамбы во время паводка препятствуют сбросу в водоем дождевых вод самотеком с обвалованной территории.

. Место расположения ih число насосных станций в общей схеме канализационной сети выбирают с учетом планировочных, санитарных, гидрологических и топографических условий местности на основании технико-экономического сравнения всех вариантов.

По гидрологическим условиям место расположения насосной стан-. ции должно быть наиболее благоприятным для производства строительных работ (плотные грунты, низкий уровень грунтовых вод и т. д.). Однако практически выполнить это требование трудно.

Наиболее целесообразно канализационные насосные станции размещать на свободных территориях вблизи промышленных предприятий (исключая пищевые), складских помещений или на зеленых массивах. На застроенной территории города станции следует располагать в глубине 'квартала и устраивать аварийные выпуски в ливневую сеть.

По санитарным условиям насосные станции располагают в отдельных зданиях на расстоянии не менее 20—30 м от жилых и общественных зданий. При отсутствии свободной территории это расстояние может быть уменьшено по согласованию с органами Государственного санитарного надзора. По периметру территории насосных станций необходимо устраивать защитную зеленую зону шириной не менее 10 м.

Насосные станции перекачки атмосферных вод желательно распо-

лагать у водоемов, которые можно попользовать как регулирующие емкости.

В зоне затопления паводковыми водами насосные станции необходимо располагать так, чтобы отметка порога входа была не менее чем на 0,5 м выше расчетного максимального горизонта паводковых вод.

Выбор места расположения 'канализационной насосной станции должен быть -согласован с местными органами Советов депутатов трудящихся, органами Государственного санитарного надзора и бассейновой инспекцией Министерства водного хозяйства РСФСР.

При определении числа насосных станций .следует помнить о том, что многократная перекачка сточных вод крайне нежелательна, та к: как .капитальные затраты на устройство насосной станции и эксплуатационные расходы по .перекачке сточных .вод очень велики.

Насосные станции рекомендуется располагать так, чтобы они размещались ,на пересечении минимум двух встречных самотечных коллекторов одинакового заложения. Этот прием значительно удешевляет стоимость строительства как 'коллекторов, так и насосных станций, но неаколько увеличивает длину напорного трубопровода.

Место расположения насосной станции, перекачивающей сточные воды на очистные сооружения, выбирают на основании сравнения различных вариантов. При расположении насосной станции на очистных сооружениях отпадает необходимость в строительстве отдельных вспомогательно-производственных помещений. Станцию можно использовать и для перекачки уплотненного активного ила, ..дренажных вод иловых площадок, осадка из первичных отстойников. Приемный резервуар можно использовать для опорожнения отстойников. Во многих случаях отпадает необходимость в строительстве служебных и некоторых бытовых помещений. Одн-ако в этом случае увеличивается длина и заглубление главного коллектора и главной канализационной насосной станции. При расположении насосной станции у канализуемого объекта строительная 'стоимость напорных водоводов увеличив ается> возрастает расход электроэнергии и, следовательно, возрастают эксплуатационные расходы, но отпадает необходимость в строительстве дорогостоящего самотечного коллектора.

§ 70. КЛАССИФИКАЦИЯ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИИ.

СХЕМЫ УСТРОЙСТВА

По роду перекачиваемой жидкости канализационные насосные станции делятся на четыре группы:

1)    для перекачивания бытовых .сточных вод;

2)    для перекачивания промышленных сточных вод;

3)    для перекачивания атмосферных вод;

4)    для перекачивания осадков.

Насосные станции первой группы находятся на канализационной сети. В зависимости от места расположения в общей схеме канализации города и выполняемых функций сооружают станции:

а)    местные, перекачивающие сточные воды от отдельных объектов -канализования;

б)    районные, перекачивающие сточные воды от отдельных районов канализуемой территории из нижележащих коллекторов в вышележащие;

в)    главные, перекачивающие сточную жидкость, отводимую со всей канализуемой территории на очистные сооружения.

К устройству насосных станций второй группы предъявляется целый ряд специфических требований в зависимости от рода перекачиваемой сточной жидкости. Например, агрессивность сточной жидкости по от-

ношению к бетону, чугуну, стали требует защиты резервуаров от разрушения, применения специальных насосов и устройств для периодической промывки установок чистой водой.

Станции третьей труппы сооружают на сети ливневой канализации в тех случаях, когда нельзя отвести атмосферные воды самотеком к месту сброса.

Насосные станции четвертой группы находятся в составе сооружений очистки сточной жидкости и обработки осадка. Такие станции служат для перекачивания осадка из ‘первичных отстойников в метантенки, сбр-оженного осадка из метантенков на сооружения по обработке осадка, уплотненного активного ила в метантенки, активного ила из вторичных отстойников в регенератор активного ила или в аэротенки, песка из песколовок..Кроме того, их сооружают для повышения напора в осадкопроводах большой протяженности (транзитные насосные станции) .

Наличие перечисленных насосных станций не обязательно во всех технологических схемах очистки сточных вод. Их устройство зависит от рельефа площадки и пропускной способности станций очистки сточных

•    вод.

На станциях очистки сточных вод небольшой пропускной способности (до 30 000 м³/сутки) насосные станции размещают в камерах управления первичных отстойников (для перекачки сброженного осадка).

Насосные агрегаты для перекачивания активного и избыточного активного ила, как правило, устанавливают в одном машинном зале и объединяют с воздуходувной станцией. Только на очень крупных очистных станциях насосные станции для перекачивания активного ила сооружают отдельно.

Если взаимное расположение отдельных сооружений станции очистки . сточных вод и рельеф местности благоприятствуют объединению насосных агрегатов различного назначения, то в одном машинном зале могут , быть установлены насосы для перекачивания сырого осадка, сброженного осадка, уплотненного и активного ила. В каждом случае объединение насосных агрегатов в одном здании решается на основании техникоэкономического расчета рассматриваемых вариантов.

Рассмотренные виды насосных станций классифицируют следующим образом:

по расположению приемного резервуара и помещения решеток относительно машинного зала — станции с раздельным расположением резервуара (рис. 11.1,а) и совмещенные (рис. 11.1,6,в);

по расположению насосных агрегатов относительно поверхности земли— станции незаглубленные (до 4 м), полуз'аглубленные (до 7 м) и шахтного типа (свыше 8 м) (рис. 11.1,г);-

в соответствии с формой здания в плане — станции круглой и прямо-

•    угольной формы;

в зависимости от типа установленных насосных агрегатов — станции с горизонтальными, вертикальными или осевыми насосами;

по системе управления агрегатами — станции с ручным управлением, полуавтоматизированные, автоматизированные с местным диспетчерским пунктом и автоматизированные с телеуправлением (управление насосными агрегатами осуществляется с помощью средств телемеханики).

Канализационные насосные станции, как правило, сооружают в самых низких точках территории канализуемого объекта, вблизи водоемов, иногда на заболоченной пойме реки, т. е. на участках, для которых характерно высокое стояние грунтовых вод, наличие плывунов и слабых грунтов. В этих условиях целесообразно строить станции опускным способом; наиболее удобная форма здания — железобетонный стакан. Для станций шахтного типа даже при благоприятных гидрогеологиче-

*/

Рис. 11.1. Схемы канализационных насосных станций

а—раздельная; б— совмещешая; в—совмещенная яа окальиых гтрунтал; з — яьаигшая; 1 — подводящий коллектор; 2 — приемный резервуар; 3 — всасывающие трубы; 4 — напорные трубы; 5 — электродвигатель; 6 — насос

ских условиях такая форма здания станции оказывается наиболее выгодной и по конструктивным соображениям. В настоящее время для всех станций подачей до 50—160 тыс. м³/сутки принимают круглую форму здания в плане (диаметр шахты может достигать 15—25 м). Опыт строительства канализационных насосных станций в Ленинграде показывает, что станции большой подачи (0,5—1,5 млн. м³/сутки) шахтного типа при неблагоприятных гидрогеологических условиях также экономически целесообразно строить опускным способом. Строительство подобных станций прямоугольной формы з открытом котловане требует устройства весьма сложного и дорогостоящего крепления его стен, что чрезвычайно стесняет производство работ, и ведет к увеличению сроков строительства.

Преимущества опускного способа строительства насосных станций еще больше возросли в связи с освоением устройства тиксотропной рубашки, состоящей из глинистого раствора, нагнетаемого в пространство между грунтом и стенкой опускного колодца. Применение тиксотропной рубашки позволяет уменьшить толщину монолитных или сборных стен опускного колодца.

Незаглубленные здания насосных станций сооружают обычно прямоугольной формы, позволяющей более удобно расположить насосные агрегаты и способствующей лучшей компоновке производственно-вспомо- • гательных и бытовых помещений. Кроме того, прямоугольная форма здания позволяет использовать при строительстве станции типовые строительные детали. Поэтому даже для станций, имеющих подземную часть круглой формы, наземную часть, как правило, выполняют прямоугольной. >>

Раздельная схема насосной станции наиболее благоприятна в санитарном отношении, так как приемный резервуар и помещение решеток полностью изолированы от машинного зала и производственно-вспомогательных помещений, где постоянно находится обслуживающий персонал. К недостаткам этой схемы следует отнести увеличение эксплуатационных расходов и строительной стоимости, большую длину всасываю- • щих труб и, следовательно, усложнение эксплуатации. Поэтому такая схема применяется сравнительно . редко.

На автоматизированных насосных станциях рекомендуется устанавливать насосы под самозаливом, так как это-значительно упрощает схему автоматизации управления насосными ' агрегатами.

Схему насосной станции, приведенную на рис. 11.1,в, рекомендуется применять при строительстве на скальных грунтах. Для уменьшения заглубления резервуара решетки располагают в отдельном помещении. Приемный резервуар выполняют в виде канала для размещения всасывающих труб. В слабых грунтах эту-схему применять нельзя, так как расположение плит пола машинного зала на нарушенном грунте может привести к неравномерной осадке, появлению трещин и нарушению гидроизоляции.

На рис. 11.1 рассмотрены наиболее распространенные схемы компоновки насосных станций. Применяются и другие схемы: например, для крупных шахтных станций можно применить схему с расположением машинного зала в середине приемного резервуара (рис. 11.2). Установка насосных агрегатов по концентрической кривой позволяет увеличить число насосов при том же диаметре шахты насосной станции.

Особенностью схемы насосных станций для перекачивания осадков н илов является отсутствие помещения решеток (так как они не нужны при перекачивании осадков), производственных и бытовых помещений (за исключением санузла), которые объединяются в общий комплекс для всей очистной станции. Поскольку помещения решеток отсутствуют, приемные резервуары строят закрытого подземного типа отдельно стоя-

Рис. 11.2. Шахтная канализационная насосная станция

1—.подводящий коллектор; 2— приемный .резарюуар; 3—шибар; 4—элакпротривод шибера; 5 — 9 — аварийный таалос; 10—напорные трубопроводы; JJ—.расходомeip Вентур»; '12—кольцевой мосгго

щими (рис. 11.3,а) или совмещенными (рис. 11.3,6). На всех станциях по перекачиванию осадка насосы следует устанавливать под самозаливом. Кроме того, необходимо предусмотреть подачу чистой воды (очищенной сточной) для периодической промывки резервуара, насосной установки и трубопроводов.

На насосных станциях для перекачивания активного ила рекомендуется устанавливать осевые насосы (рис. 11.3,в), так как высота подъема ила обычно небольшая (6—8 м), а количество его достигает 50% объема сточной жидкости. Кроме того, габариты осевых насосных агрегатов меньше центробежных, что позволяет уменьшить площадь станции. Ввиду того что осевые насосы работают с подпором,-станции следует заглублять.

- Транзитные насосные станции аналогичны насосным станциям для перекачивания осадков. Если по условиям транспортирования осадка не требуется устройства резервуара для опорожнения трубопровода, то схема станции упрощается — станция имеет лишь одно помещение машинного зала.

При проектировании и строительстве насосных станций следует обращать особое внимание на гидроизоляцию подземной части, которая должна быть водонепроницаемой. Гидроизоляцию выполняют в соответствии со специальными указаниями по проектированию и устройству гидроизоляции подземных частей (промышленных и гражданских зданий и сооружений. Стены зданий должны быть покрыты гидроизоляцией не

менее чем на 0,5 м выше уровня грунтовых вод. В правильно спроектированной и построенной насосной станции не должно быть ни подтеканий воды в колодец, ни вытеканий ее из него.

§ 71. ПРИЕМНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Приток сточных вод к насосной станции по часам суток, как правило, неравномерный. Для обеспечения максимально возможного оптимального режима работы насосов необходимо установить в зависимости от их подачи требуемую регулирующую вместимость приемного резервуара, определяемую по совмещенному графику притока бытовых сточных вод (с учетом режима поступления сточных вод от промышленных предприятий) и откачки сточной жидкости.

График притока бытовых сточных вод в'резервуар по часам суток принимают по данным- СНиП П-32-74 в зависимости от общего¹ коэффициента неравномерности, который определяют в соответствии с расчетным расходом воды на последнем участке подводящего коллектора перед насосной станцией.

Приток промышленных сточных вод принимают по данным технологического’ процесса на промышленном предприятии.

График режима работы насосов стремятся максимально- приблизить к графику притока сточной жидкости, с тем чтобы получить минимальную вместимость резервуара. Большая вместимость резервуара канализационной насосной станции неприемлема вследствие того, что поступающие сточные воды содержат значительное количество загрязнений, которые могут осаждаться в резервуаре, в результате чего сточные воды будут загнивать. Для определения подачи насосов можно воспользоваться ступ-енчатым или интегральным графиком, нанося на него кривые притока и откачки.

При проектировании насосных станций подачу насосов обычно принимают равной максимальному часовому притоку. Однако и в этом случае СНиП предусматривают создание минимальной приемной емкости .на 5-минутный приток'в час максимального притока.

На малых и средних насосных станциях для обеспечения оптимального режима работы насосов в часы минимального и среднего притока необходима установка регулирующей емкости.

В часы минимального и среднего притока подача насосов превышает приток жидкости и их приходится часто выключать и включать. Математически доказано, что для станций с однотипными насосами наибольшее число включений насоса будет наблюдаться в период, когда приток будет равен (или близок) половине подачи.

Большое число включений позволяет сократить вместимость приемного резервуара, но значительно усложняет эксплуатацию насосной станции и оказывает неблагоприятное влияние на электроаппаратуру управления насосами и на систему энергоснабжения. Поэтому частота включения насосных агрегатов в течение 1 ч допускается до трех при ручном управлении и до пяти при автоматическом управлении. Опыт эксплуатации насосных станций показывает, что при мощности электродвигателя выше 50 кВт с автоматическим управлением рекомендуется принимать не более трех включений в 1 ч. Крупные агрегаты обычно работают несколько часов без перерыва.

Анализ режима работы насосных агрегатов при ограниченном числе включений проще всего произвести графически (рас. 11.4). На оси ординат откладывают значения притока сточной жидкости и подачи насосов в процентах от суточного притока, а -на оси абсцисс—время в минутах. Подачу насосов принимают равной максимальному часовому притоку — 7,5%, поэтому на графике линии притока и откачки в час максимального притока совпадают (линия 1).

Для 'построения графика подачи насосов в’часы 50%-ного (линия

2) и минимального (линия 3) (притока определяют ;минимальн0 допустимую вместимость резервуара -в 'процентах от максимально часового притока. Например, при Добщ=1,8 <7ч^акс =7,5%, тогда №^г_шш=7,5 : (60 :

: 5) = 0,63%. Полученное значение W_MV™ откладывают на оси ординат и проводят пунктирные линии, параллельные оси абсцисс. Точки пересечения пунктирных линий 'С линиями притока соответствуют моменту наполнения резервуара и необходимости включения в работу насосов. Из точки пересечения пунктирной линии с линией притока (точки а) опускают перпендикуляр на ось абсцисс и из полученной точки б проводят линию бв, параллельную линии подачи насосов 1, до пересечения с линией притока 2. Точка пересечения линий притока и откачки в соответствует моменту опорожнения^- резервуара и выключения насосов из работы.

Горизонтальный участок вг соответствует времени наполнения резервуара и интервалу времени между выключением и включением насосов. При достижении разности ординат линии 2 и горизонтального участка вг, равной принятой вместимости, насосы включаются в работу — линия гд. Ломаные линии бвгдеж и икл являются графиками режима работы насосов в часы 50%-ного и минимального притока.

Из графика рис. 11.4 видно, что принятая вместимость резервуара обеспечивает допускаемую частоту включения насосных агрегатов. Принятую вместимость резервуара уточняют по требованиям СНиП к установке насосных агрегатов и трубопроводов.

Если предполагается, что в час максимального притока будут работать два насоса, то в час 50%-ного и минимального притока может работать один насос. Тогда при его подаче, равной (7,5:2)1,1=4,13% (линия 4), насос при 50%-ном притоке будет работать постоянно з

течение 1 ч (линия 5), а гфи минимальном притоке потребуется одно выключение в 1 ч (линия 6).

Минимальная регулирующая вместимость приемного резервуара, м³, при заданном числе включений насосов в час минимального притока может’быть определена и аналитически:

П

где Qnp — минимальный часовой приток, м³; п — число включений б 1 ч;

Qh.c —подача насосной станции, м³.

На насосных станциях большой подачи приемным резервуарам придают форму распределительного канала, имеющего достаточную длину и глубину для размещения в нем всасывающих труб всех насосных агрегатов и минимального заглубления входных воронок.

Приемный резервуар, .имеющий достаточную вместимость для накопления сточной жидкости, позволяет вести откачку более равномерно, используя полную подачу насоса, несмотря на неравномерность притока сточной жидкости в течение суток. Правильно определенная вместимость приемного резервуара позволяет максимально использовать установленные насосные агрегаты и повысить КПД насосной станции.

Рис. 11.5. Приемный резервуар-

/—подводящий коллектор; 2—.шибер; 3—дробилка; 4—решетка РМВ-600/800; 5—всасывающий крубо-ирсшод; & — трубопровод взмучивания осадка

В помещении приемного резервуара насосной станции сточная жидкость освобождается >от отбросов с помощью решеток, устанавливаемых в подводящих каналах. Отбросы, задержанные на решетках, снимаются вручную или механическими граблями, измельчаются в дробилках и спускаются в подводящий канал до места установки решеток.

Резервуар, совмещенный с насосной станцией, должен быть отделен от машинного зала глухой воздухо- и водонепроницаемой стеной с тщательно выполненной гидроизоляцией торкретбетоном. В местах прохода трубопроводов через стенки резервуара устанавливают сальниковые устройства.

Глубину рабочей части приемного резервуара (рис. 11.5) следует принимать не менее 1,5—2 м для малых и средних станций и 2,5 м для ¦крупных. Дну приемного резервуара придают уклон от наружных стен к приямку не менее 0,05—0,1. Опыт эксплуатации насосных станций Москвы и Ленинграда показывает, что для лучшего подвода-осадка к всасывающим трубам уклон дна следует принимать большим — не менее 0,15—0,2.

Взмучивание осадка, выпадающего в резервуаре, производят с помощью различных систем.. Перфорированные трубы укладывают по периметру резервуара, а открытые выпуски труб — у входных воронок всасывающих трубопроводов. В системы взмучивания подают воду из напорного трубопровода сточной жидкости. Минимальный диаметр трубопроводов взмучивания принимают не менее 50 мм в зависимости от ширины прозоров прутьев решетки, так как при больших прозорах решетки будут пропускать крупные взвешенные вещества, которые могут вызвать засорение труб. Система -перфорированных труб быстро выходит из строя ввиду частых засорений, поэтому она применяется весьма редко.-Более эффективно работает система открытых выпусков труб.

Для периодического смыва осадка из мертвых зон резервуара используют шланг с брандспойтом. Эту операцию производят во время профилактического ремонта резервуара или в часы минимального притока, позволяющего полностью откачать жидкость из резервуара.

На средних и крупных насосных станциях резервуары рекомендуется разделять на две части для улучшения условий очистки, осмотра и ремонта. На станциях подачей 150 тыс. м³/сутки и более разделение резервуара обязательно.

Наивысший уровень воды в приемном резервуаре принимается равным отметке лотка подводящего коллектора во избежание подпора воды и отложения осадка в коллекторе. Практика показала, что осадок, выпавший в коллекторе в период его подтопления, не отмывается полностью, если даже в дальнейшем откачка будет превышать приток. Смыв осадка возможен лишь при условии, если скорость движения воды в коллекторе будет значительно превышать самоочищающую скорость.

Перекрытие резервуара устанавливают на 0,5 м выше наивысшего расчетного уровня сточной жидкости в резервуаре. В перекрытии резервуара устраивают два люка (диаметром 0,7 м). Для спуска в резервуар в стену заделывают ходовые скобы.

Для предохранения насосов от засорения .перед .ними устанавливают решетки с шириной прозоров, принимаемых в зависимости от марки насоса.

Изменение ширины прозоров решети резко сказывается на количестве отбросав, задерживаемых ею. Так, например, .при увеличении прозоров ,с 20 до 40 м¹м количество задержанных отбросов уменьшается примерно в 2—2,5 раза. Если' насооная станция перекачивает сточную жидкость непосредственно на очистные сооружения, то независимо от мар>ки насосов принимают решетку с шириной прозоров 16..мм, а на очистных сооружениях решетки .не устанавливают.

У нас в стране применяют три типа неподвижных решеток с очисткой их механическими граблями и выгрузкой задержанных отбросов на сортировочный стол или на транспортирующее устройство.

(В зависимости от схемы очистки решетки, направления . движения грабель' и места расположения ее .по отношению направления потока решетки подразделяют:

1)    московского типа — устанавливают под углом 60—80° .к горизонту и очищают граблями, .которые движутся перед решеткой по направлению движения сточной жидкости (рис. 11.6);

2)    ленинградского типа—устанавливают под углом 60° к горизон

ту и очищают граблями, 'которые движутся за решеткой по направлению движения сточной жидкости;    •

3)    вертикальная’—очищаются граблями, крторые движутся за решеткой .по'направлению лотака (рис. 11.7)

Решетка московского типа, .разработанная Гипракоммунводокана-лом, состоит из неподвижной решетки, грабель и приводной станции. Электродвигатель через редуктор и приводную цепь приводит во вращение две ведущие звездочки и соответственно две тяговые бесконечные цепи, между которыми закреплены грабли. Ведомые (направляющие) звездочки .находятся в.нижней части корпуса решетки и погружены в сточную жидкость. •

Число грабель устанавливают"в зависимости от количества задерживаемых отбросов, но не более ‘4. . Если в процессе эксплуатации

Рис. 11.6. Механизированная решетка типа МГТ

; — ведомые звездочтсн; 2 — прабля; 3 — тяговые цегаи; 4 — шарнирная опорз; 5 — приводная цепь;. 6 — приводная ст.аация; 7 — неподвижная решетка

•\

Л⁹

У у-У"У 7^s

Рис. 11.8. Решетка с ручной очисткой

/ — нижмяя опара; 2 — цшберный затвор; 3— решетка; 4 — козырек; 5 — ребро жесткости; о — верхняя опора; 7 — дырчатое корыто

Рис. 11.7. Вертикальная решетка типа РМВ

решетка; 2—дробилка; 3—тяговые цепи; 4—кат-•^кн; 5—грабли

=r

выяснится, что количество загрязнений невелико, то число грабель-может быть уменьшено до 1. Грабли, двигаясь снизу вверх, своими зубьями входят в прозоры решетки и извлекают задержанные ею загрязнения. В верхней части корпуса решетки грабли очищают скребковым сбрасывателем, который сгребает с них отбросы на сортировочный стол ил.и на транспортирующие устройства.

Корпус решетки закрепляется над .подводящим каналом .на шарнирной опоре, и ъ случае необходимости осмотра и ремонта нижней части решетки она легко может быть повернута в шарнире опоры.

К недостаткам этого типа решеток следует отнести возможность защемления грабель в момент входа их. зубьев в прозоры решеток и возможность продавливания отбросов' в прозоры решеток зубьями грабель.

Решетки московского типа работают надежно и хорошо зарекомендовали себя за период многолетней , эксплуатации. Завод «Водмаш-оборудования» изготовляет решетки этого типа девяти марок (табл. 11.1).

ТАБЛИЦА 1.1. i

Примечания: 1. Площадь- прохода для наклонных решеток соответствует проекции фактического свободного прохода рабочей части (решеток па вертикальную плоскость.

2. Пропускная способность по воде соотаеткгпвует пропускной способности при скорости движения жидкости в прозорах незасоренной решетки, равжой il м/с, ,н при максимальном наполнении канала (500 мим от уровня пола).

Решетки ленинградского типа применяют в основном на ленинградской системе канализации. Эти решетки имеют те же узлы, что и решетки московского типа.

К достоинствам этого типа решеток следует отнести расположение очищающих грабель за решеткой, которое предохраняет нх от случайных повреждений и защемлений, исключает продавливание задержанных отбросов при очистке решетки и допускает большое накопление отбросов перед решеткой без опасения перегрузки очищающего механизма.

К недостаткам можно отнести следующее: прутья решетки шарнирно закреплены в нижней части, находящейся в сточной жидкости; шарнирная опора решетки расположена в верхней части; до 15—20% задержанных отбросов, захватываемых граблями, сваливается обратно в канал.

Решетка механическая вертикальная Р'МВ (см. рис. 11.7) устанавливается в подводящем канале вертикально. Очищается она механическими граблями, которые присоединены к двум тяговым бесконечным втулочно-роликовым цепям. Траектория движения грабель обеспечивается соответствующей системой направляющих уголков, укрепленных в корпусе решетки, и четырьмя катками, смонтированными на подвесках грабель. Поднятые отбросы выгружаются на сортировочный столик дробилки.

К достоинству этого типа решеток следует отнести то, что привод исполнительного механизма (цепи, звездочки, валики)_не соприкасается со сточной жидкостью. Однако они имеют тот же недостаток, что и решетки ленинградского типа, т. е. отбросы, захватываемые зубьями грабель, сваливаются обратно в канал. В настоящее время разработан типовой проект решетки РМВ 600/800 для канала шириной 600 мм и высотой 800 мм, пропускной способностью (по воде) 17—23 тыс. м³/сут-ки; ширина Прозоров 16, 40 и 60 imm; площадь прохода 0,2; . 0,25 и 0,27 м².

При количестве отбросов 0,1 м³/сутки и более устанавливают решетки с механизированной очисткой. При количестве отбросов менее 0,1 м³/сутки допускается установка решеток с ручной очисткой. Решетки с ручной очисткой (рис. 11.8) не выпускают серийно; их изготовляют непосредственно на строительной площадке. Прутья решетки изготовляют из полосовой стали. Сечение прута выбирают из условия обеспечения его жесткости. При изготовлении решетки особое внимание следует обращать на форму верхней части. Этот узел должен быть выполнен так, чтобы зубья ручных грабель свободно проходили между прутьями, не цепляясь за верхнюю обвязку.

Очистка решеток ручными граблями 'производится один-два раза в смену — работа тяжелая и протекает в антисанитарных условиях. Поэтому на всех станциях, даже при небольшой их подаче,' рекомендуется устанавливать решетки с механизированной очисткой.

Для выбора типа решетки необходимо установить-требуемую площадь живого сечения прохода рабочей части решеток, м², которую можно определить из выражения

2 i⁷- = Q fv р ^макс' ’

где Qmekc — максимальный расход жидкости, м³/с;

v — скорость движения жидкости в прозорах, м/с; СНиП рекомендуют принимать ее равной 0,8—1 м/с.

Задаваясь числом рабочих решеток п, можно определить необходимую площадь живого сечения прохода рабочей части одной решетки, м²:

^f_P = 2f_p/n.

Затем по табл. 11.1 подбирают тип решетки.

Число рабочих решеток следует принимать минимальным.

Однако нужно иметь в виду, что из работы могут быть выключены две решетки одновременно (одна — >в капитальном ремонте, а на другой — авария). Поэтому для избежания перегрузки оставшейся решетки необходимо принимать меньшую скорость движения жидкости в прозорахло сравнению с рекомендуемой СНиП. На основании опыта эксплуатации решеток .рекомендуется принимать скорость 0,'6—0,8 м/с.

План (П~Е)

Число резервных решеток принимают: при одной механизированной рабочей решете — одна .механизированная или, ручная (лучше механизированная); при двух и более механизированных рабочих решетках — одна механизированная; при двух и .более механизированных рабочих решетках с прозорами 16—20 м.м — две механизированные.

d~-800.

1000мм

Рис. 11.9. Аварийный затвор

1 — задвимока аша'рийаопо выпуска; 2 — коллектор; 3—.стальная ттруйа,; 4 — шиберный заговор

'Для обеспечения удобного и безопасного обслуживания решеток следует оставлять проходы: между фронтом решеток и стеной — не менее 1,5 м; между решетками—не менее 1,2 м.

Решетки устанавливают в специальных каналах у устья подводящего коллектора на расстоянии не менее 0,5 >м от лотка коллектора. Размеры канала принимают в зашисимо-сти от типа решетки по табл.

11.1. Скорость движения жидкости в канале перед решеткой должна быть -самоочищающей.

Уменьшение скорости движения потока приводит к выпадению осадка в камере решеток, повышение тоже нежелательно, так как это приводит к продавливанию загрязнений через решетки.

В подводящем канале перед решеткой устанавливают шиберный затвор, позволяющий быстро перекрыть поток и выключить решетку из работы в случае повреждения грабель. Устройство постоянного затвора за решеткой затрудняет ее обслуживание. Поэтому за решеткой допускается только устройство пазов в стенках канала.

На крупных насосных .станциях, где устанавливают несколько решеток в ряд, подводить сточную жидкость к распределительному каналу лучше всего с торца канала — это повышает равномерность загрузки решеток. При .в:воде подводящего коллектора в середине канала устанавливать решетку против устья коллектора не следует.

Для защиты помещения решеток от затоттления -при аварийном выключении насосных агрегатов на подводящем коллекторе должен быть установлен аварийный затвор (задвижка) с механизированным приводом, управляемым с поверхности земли (рис. 11.9) и имеющим дистанционное управление с диапетчеракого пункта. Если аварийный затвор имеет электрифицированный привод, то двигатель должен быть подключен к сети аварийного питания и иметь параллельный ручной привод.

Затвор устанавливают в отдельной или пристроенной к помещению решеток камере. Для предупреждения образования подпора в сети и излив а сточной жидкости через люки .смотровых колодцев (при длительной остановке насосов) устраивают аварийный выпуск в ближайший водоем (.3 отдельных случаях в ливневую сеть). Для уменьшения сброса сточной жидкости в водоем необходимо предусмотреть устройства для подключения насосов аварийных машин.

Задвижка аварийного выпуска должна'быть опломбирована; _ открывать ее можно только ,с разрешения органов Государственного санитарного надзора. Вьгбор места для устройства аварийного ¦ выпуска также .согласовывается с этими органами.

Наилучшим способом удаления отбросов, снятых с решеток, является их измельчение в машинах-дробилках и .сброс обратно в подводящий канал перед решёткой для транспортирования и дальнейшей обработки вместе со .сточной'жидкостью.

На крупных насосных станциях предпочтение следует отдать схеме транспортирования отбросов, снятых с решеток, непосредственно в метантенки. Такое удаление отбросов повышает эффективность работы пеаколовок, отстойников и других сооружений.    ¹

За последнее время за рубежом распространяется'мнение, что для повышения экономической эффективности работы очистных сооружений отбросы, снятые с решеток, наиболее целесообразно обрабатывать на фабриках' по переработке городского мусора, находящихся .рядом с канализационными очистными сооружениями. Однако это, по-видимому, рационально только для крупных насосных станций, расположенных на очистных сооружениях.

Для дробления отбросов применяют молотковые дробилки, опыт эксплуатации .которых показал, что они надежны в эксплуатации и хорошо измельчают отбросы.

На насосных станциях применяют три типа дробилок с различным конструктивным решением отдельных узлов, но с одинаковым принципом дробления отбросов:

а) конструкции Мосводоканалниипроекта Д-3 (производительность 300—600 кг/ч);

:б) конструкции завода «Водолрибор» (производительность 1000 кг/ч); _

в) конструкции Гидропроекта (производительность 2000 кг/ч).

Дробилки конструкции завода «Водоприбор» и Гидропроекта устанавливают на крупных и .средних насосных станциях, оборудованных решетками с прозорами 16 мм. На мелких станциях устанавливают дробилки Д-3 (рис: 11.10).

Молотковые дробилки работают по следующему'.принципу. Отбросы, загружаемые в горловину дробилки, попадают на вращающийся ротор, состоящий из ряда параллельно установленных дисков, по окружности которых на горизонтальных пальцах свободно подвешены молотки, выполненные в виде стальных пластин прямоугольной формы.' Ротор устанавливают в чугунном корпусе дробилки и заключают в по-луцилиндрическую решетку (стальной лист с отверстиями), часть которой со-стоит .из сменных зубчатых сегментов. При вращении ротора отбросы .получают вращательное движение и, попадая между молотками и зубчатым сегментом, раздробляются (разрываются) на мелкие части до "остояния кашеообразной массы. Подаваемая в корпус дробилки вода (6—8 л на 1 кг отбросов) смывает размельченные отбросы и вместе с ними сбрасывается через отверстия решетки в нижнюю часть корпуса, а затем в канал.

Вода для удаления раздробленных отбросов подается из системы технического водопровода. На крупных канализационных насосных станциях можно подавать воду из напорного трубопровода сточной жидкости. Это допустимо только в том случае, если на станции установлены решетки с прозорами не более 40 мм. В противном случае трубопровод, подающий воду к дробилкам, будет часто засоряться, При тюдаче воды из напорного трубопровода рекомендуется запроектировать устройство для периодической промывки трубопровода, подводящего воду к дробилкам.

Рис. 11.10. Дробилка молоткового типа

1—полуцнлиндртгческая решетка; 2—зубчатые сегменты; 3 — ротор; 4— молотки; 5 — подвод воды; 6 — горловина дробилки; 7 — щиток-отражатель; 8 — устройство для улавлквгшия отбросав; 9 — канал

В дробилке Д-3 предусмотрено устройство для улавливания недробимых отбросов. Нелоддающиеся дроблению отбросы под действием центробежной силы выбрасываются вверх и, отскакивая от наклонного свободно подвешенного щитка-отражателя, попадают в

ящик-накопитель, откуда периодически удаляются обслуживающим персоналом. Чаще применяют дробилки без устройства улавливателей недробимых отбросов. В этом случае их удаляют вручную с сортировочного стола (на мелких станциях) или с ленты транспортера (на крупных станциях) до подачи в дробилку.

Мосводоканал'ниипроектом разработана модернизированная дробилка ДМ-600, в которой повышена надежность улавливания недробимых отбросов и увеличены эффект дробления и производительность дробилки при сохранении габаритов дробилки Д-3.

На малых и средних насосных станциях дробилки работают периодически, перерабатывая суточное количество отбросов за 1—3 ч. Поэтому в установке резервной дробилки нет необходимости, достаточно иметь запасную дробилку в собранном виде на складе. На крупных насосных станциях при непрерывном дроблении отбросов необходимо устанавливать резервную дробилку.

На станциях, оборудованных одной-двумя решетками типа РМВ 600/800, отбросы, снятые с решеток, сбрасываются в дырчатое корыто-накопитель, а затем обслуживающим персоналом сдвигаются в загру-

Рис. 11.11. Решетка-дробилка РД-600

1—лазы для шиберного затвора; 2—л ел одв ижн ы й корпус; 3 — вращающийся бараба.н; 4 — элек т.родвнгапгель с редуктором; 5—ограждение; 6 — дюкер; 7—отверстие для опорожнения дюкера

зочную воронку дробилки. На станциях, оборудованных двумя решетками типа МГ, рекомендуется сортировочные площадки-накопители устанавливать под корпусы решеток. Снятые с решеток отбросы сбрасывают на сортировочные площадки, а затем перегружают в воронку дробилки. На крупных насосных станциях, где 'установлено несколько решеток, расположенных в ряд, для транспортирования отбросов применяют ленточные конвейеры.

Во всех схемах транспортирования отбросов от решетки к дробилке (и в тех случаях, когда дробилки не установлены) необходимо предусматривать удаление отбросов, не поддающихся дроблению. С этой целью у сортировочной площадки-накопителя устанавливают контейнер, а в перекрытии помещения решеток предусматривают люк, через который контейнер может быть поднят на поверхность земли.

Наиболее эффективным .способом механической очистки сточной жидкости перед поступлением ее в насос является применение решеток-дробилок (РД), которые задерживают и дробят отбросы под водой, чем обеспечивается высокая степень санитарных условий и отпадают процессы .сбрасывания отбросов с решетки и транспортирования их к дробилке.

Решетка-дробилка работает по следующему принципу (рис. 11.11). Сточная жидкость поступает на вращающийся барабан, проходит через щелевые отверстия внутрь барабана и далее на выход из решетки-дробилки. Крупные фракции загрязнений, содержащихся в сточной жид-кости, задерживаются на перемычках между щелевыми отверстиями и

Рис. 11.12. Решетка-дробилка РД-900 с изливом в резервуар

1 — подводящий коллектор; 2 — неподвижный корпус; 3 — вращающийся барабан

при вращении барабана перемещаются к трепальным гребням, которые закреплены на неподвижном корпусе решетки-дробилки. При взаимодействии режущих пластин и резцов, закрепленных на барабане, с соответствующими режущими кромками трепальных гребней происходит дробление (разрезание) отбросов. Раздробленные отбросы вместе с потоком жидкости проходят внутрь барабана и затем выходят из решетки-дробилки.

Решетки-дробилки устанавливают по двум схемам: с изливом через, дюкер (см. рис. 11.11) или ic изливом в резервуар (рис. 11.12).

Отечественная промышленность выпускает решетки-дробилки марок РД-200 и РД-600

К достоинствам решеток-дробилок следует отнести следующее: а) в* одной установке совмещены функции механизированной решетки и дробилки; б) не нужны устройства для транспортирования и сортировки отбросов; в) установка компактна и проста в обслуживании; г) малая ширина щелей барабана позволяет применять водопроводные насосы, которые имеют КПД на 10—15% больше, чем у фекальных; д) мощность установки невелика (например, при .схеме удаления отбросоз «решетка МГ7Т — дробилка Д-3» суммарная установленная мощность электродвигателей равна 21 кВт, а у соответствующей по производительности решетки-дробилки РД-600 — 1 кВт).

Отопление заглубленных приемных резервуаров не требуется, так как таплопотери через их стены незначительны, а температура сточной жид-

кости обычно не ниже 10—12°С. Если в помещении решеток .постоянно находится обслуживающий персонал, то температура воздуха в отопительный период не долж;на быть ниже 16°С.

Основными вредностями в помещении решеток являются газовые выделения, проникающие из подводящего канала и 'Приемного резервуара. Для борьбы с газовыми выделениями устраивают приточную вентиляцию с подогревом воздуха (в отопительный период) и вытяжную вентиляцию с отсосами от канала решеток и от дробилок. Для предупреждения поступления воздуха из канала решеток" воздухораспределитель приточной вентиляции устанавливают в рабочей зоне помещения на .высоте 2. м от пола, а отсос воздуха—'в канале решеток, кроме того, '.поступает воздуха несколько больше, чем отсасывается.

§ 72. РАСПОЛОЖЕНИЕ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ

На канализационных насосных станциях можно применять те же схемы расположения агрегатов, которые применяют при проектировании 'водопроводных насосных станций. Наиболее рационально применять однорядную схему с параллельным расположением агрегатов в ряду и с расположением насосов .перпендикулярно стене, отделяющей приемный резервуар от машинного зала. Так как горизонтальные фекальные насосы консольного типа, то при однорядном расположении насосных агрегатов можно прокладывать всасывающие трубопроводы прямолинейно. Такая схема расположения насосных агрегатов имеет следующие преимущества:

1)    прямолинейная трассировка всасывающего трубопровода уменьшает число фасонных частей и, следовательно, гидравлическое сопротивление во всасывающем трубопроводе;

2)    наименьшая требуемая ширина здания облегчает и упрощает строительные конструкции и конструкции подъемных механизмов;

3)    создаются более равномерные гидравлические условия работы насосных агрегатов.

Однорядная схема расположения насосных агрегатов получила преимущественное распространение как на малых, так и на больших насосных станциях с горизонтальными и вертикальными насосами. В зависимости от подачи станции и глубины заложения возможно и другое расположение насосов, например в один ряд по концентрической кривой (см. рис. 11.2) в середине приемного резервуара.

Для определения необходимой площади машинного зала нужно знать число и типоразмер насосов, намечаемых к установке на насосной станции. Необходимую подачу насосов устанавливают по максимальному часовому притоку и графику откачки (см. § 7.1).

Для выбора насоса по каталогу необходимо знать второй параметр насоса — напор, определяемый по формуле

Н -^СТ “Ь h-w _t вс “Ь ' н “Ь ^3 >

где Я_Ст = 2_п—zр — геометрическая высота подъема жидкости, м (рис. 11.13);

h-w, вс — потери напора во всасывающем трубопроводе, м; hw, н — потери напора в напорном трубопроводе, м; h₃ — запас на излив жидкости из трубопровода; принимается равным 1 м.

При вычислении .геометрической высоты подъема жидкости за отметку подъема сточных вод г_п принимают:

.    1) при присоединении напорного трубопровода к приемному колодцу

или отводящему самотечному каналу выше горизонта сточных вод в них — отметку верха напорного трубопровода;

2) при присоединении напорного трубопровода ниже уровня сточных

бод в приемном колодце или канале— отметку наивысшего расчетного уровня сточных в од в них;

3) при пересечении напорным трубопроводом возвышенности, имеющей отметку выше уровня сточной жидкости в приемном колодце или в отводящем канале, — отметку верха трубопровода-в точке максимальной возвышенности.

Рис. 11.13. Схема подачи воды^ из заглубленного коллектора в верхний

За расчетную отметку забора сточных вод z_p принимают:

1)    для станций с регулирующими резервуарами— отметку среднего уровня сточных вод в них, который принимают на 1 м ниже лотка подводящего коллектора;

2)    для станций, не имеющих регулирующих резервуаров, — отметку уровня воды в подводящем коллекторе при минимальном притоке сточных вод на насосную станцию.

Насосы на канализационных насосных станциях рекомендуется устанавливать под залив. Если насосы устанавливают не под залив, следует проверить возможность работы насоса при понижении уровня воды в регулирующем резервуаре ниже- среднего принятого уровня. При попадании режимной точки работы насоса в зону кавитации за расчетный уровень принимают наинизший допустимый уровень воды в приемном резервуаре.

На насосных станциях следует устанавливать по возможности однотипные насосы. Применение разнотипных насосов затрудняет их монтаж, эксплуатацию и ремонт. На станциях шахтного типа лучше всего устанавливать вертикальные насосы, так ка-к насос и электродвигатель находятся в разных помещениях, расположенных одно над другим, и, следовательно, требуется меньшая площадь для их установки.

(Выбирая насос на заданную подачу, необходимо стремиться к тому, чтобы требуемая высота подъема сточной воды возможно точнее соответствовала напору, развиваемому насосом. Особенно это важно для работы насосов с пологой характеристикой в рабочей части, когда незначительное изменение напора, развиваемого насосом, приводит к . резкому изменению подачи. На насосной станции следует устанавливать резервные насосы: при числе рабочих насосов до двух — один насос; при числе рабочих насосов более двух — два насоса. Если на станции установлены разнотипные насосы, то резервный агрегат принимают такого же типа, как насос, имеющий наибольшую подачу.

При размещении насосных агрегатов в машинном зале необходимо учитывать следующие основные требования:

1)    насосные агрегаты и вспомогательное оборудование должны размещаться таким образом, чтобы были обеспечены свободный доступ к ним, а также удобство и безопасность обслуживания их;

2)    профилактический ремонт насосного агрегата должен производиться на месте при работающих соседних агрегатах;

3)    должно быть обеспечено визуальное наблюдение за работающими агрегатами, по возможности с одного пункта (лучшее решение — от щита управления).

4)    на средних и .крупных насосных станциях должно быть выделено место для монтажной площадки (см. § 60).

их обслуживания предусматривают проходы. Расстояние между неподвижными выступающими частями трубопроводов и арматуры .принимается не менее 0,7 м; между электродвигателями низкого напряжения (до 1000 В) —не менее 1 м, высокого напряжения — не 'менее 1,2 м; от стены до торца электродвигателя низкого напряжения — 1,5 м, высокого напряжения — 2 м. Ширина прохода между электрощитами и оборудованием должна быть не менее 1,5 м. На канализационных насосных станциях шахтного типа, оборудованных насосами Ф16/27—Ф450/8 с низковольтными электродвигателями, допускается . устанавливать насосные агрегаты (продольной стороной) вдоль стены здания на расстоянии от стены не менее 0,25 м (лучше 0,3 м) при сохранении указанных выше проходов между трубопроводами и оборудованием. Кроме того, допускается установка двух указанных насосов на общей фундаментной плите без прохода между ними, но с проходом вокруг них не менее 1 м. Вспомогательные насосы можно устана!вливать на расстоянии от стены не менее 0,25 м без кругового прохода к оборудованию.

На станциях, где устанавливают вертикальные насосы, ' машинный зал состоит из двух отделений — нижнего насосного и верхнего — моторного (двигательного). Поскольку в нижнем отделении нельзя установить подъемно-транспортные механизмы, в нем устраивают площадку, на которую можно перенести снятый с фундамента насос. На а площадкой :в перекрытии устраивают люк (см. рис. 11.2) для подъема насосов и оборудования в .верхний зал и транспортирования на монтажную площадку.

При установке на станции крупных вертикальных насосов по однорядной схеме площадки располагают вне ряда агрегатов и таким образом, чтобы на одной площадке можно было обслуживать два соседних агрегата.

Для .подъема и транспортирования насосов и другого оборудования применяют неподвижные 'балки с 'кошками и электроталями (при весе перемещаемого груза до 2 т) и мостовые или однобалочные краны (три весе груза более 2 т).

Насосные агрегаты устанавливают на фундаменты, размеры которых определяют по заводским установочным чертежам. Как правило, основание станции представляет собой монолитную железобетонную плиту. Насосные агрегаты устанавливают на бетонные подушки высотой 100—300 мм. Минимальная высота подушки определяется возможностью присоединения к насосу трубопроводов и арматуры. Конструкция фундамента под вертикальные насосы зависит от расположения всасывающего патрубка насоса. Обычно фундамент под эти насосы выполняют в .виде двух железобетонных стенок, установленных на плите основания.

Высоту машинного зала, не оборудованного подъемно-транспортными механизмами, следует принимать не менее 3 'М. В зданиях насосных станций, оборудованных подъемными механизмами, высоту машинного зала принимают по расчету (см. § 60).

Полу машинного зала придается уклон 0,03—0,05 к сборному лотку для удаления воды от мытья полов и аварийных разливов. Вода собирается в приямке, откуда ее удаляют дренажными насосами или отсасывают рабочими насосами.

В помещении машинного зала устраивают приточно-вытяжную вентиляцию. При избыточном выделении тепла от двигателей количество подаваемого воздуха определяется расчетом. При отсутствии избытков тепла принимают однократный обмен воздуха в час.

Вентиляционные воздухопроводы для машинного зала и приемного резервуара выполняются раздельно.

§ 73. ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА ВСАСЫВАЮЩИХ И НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Всасывающие и напорные трубопроводы, находящиеся в помещении машинного зала, могут быть выполнены из чугунных фланцевых или стальных труб. В настоящее .время применяют только стальные трубы (ГОСТ 10704—63, ГОСТ 8696—62 и ГОСТ 8732—70), так как по 'Сравнению с чугунными они обладают значительно большей прочностью,, меньшим весом, лучшей^ свариваемостью и хорошей сопротивляемостью динамическим нагрузкам.

При монтаже всасывающих и напорных коммуникаций в машинном зале стальные трубы соединяют на сварке. Сварные стыковые соединения обеспечивают весьма высокую степень герметичности и надежности стыков. Фланцевые соединения при применении стальных труб делают только в местах установки задвижек, обратных клапанов и монтажных патрубков.

Применение стальных труб значительно упрощает монтаж коммуникаций, так как трубы легко подгоняются по месту путем их подрезания с помощью газорезки или бензорезки.

На канализационных насосных станциях всасывающие трубопроводы, как правило, .подводят отдельно к каждому насосу даже при раздельном расположении приемного резервуара и машинного зала. Устройство самостоятельной всасывающей линии для каждого насоса улучшает гидравлические условия работы насоса на всасывании, исключает влияние соседних насосав и значительно упрощает систему коммуникаций.

Всасывающие трубы, во избежание образования газовых мешков, укладывают с подъемом 0,03—0*05 от входной воронки к .корпусу насоса.

При раздельном расположении приемного резервуара и здания машинного зала всасывающие трубы при больших глубинах заложения (более 5 м) прокладывают в туннелях или в футлярах из железобетонных труб большего диаметра.

Диаметр всасывающих трубопроводов назначают по экономической скорости движения жидкости, которую рекомендуется принимать 0,7— ¦

1,5 м/с. Для уменьшения гидравлического сопротивления при входе жидкости в трубопровод на конце всасывающей трубы устанавливают воронкообразное расширение (входную воронку). Диаметр входа D_Bх принимают равным (1,3...1,5) D_Q, где D_Q — диаметр всасывающего трубопровода, высоту воронки — равной (1,3...1,7)Do

Обратные клапаны на всасывающих трубах не устанавливают, так как в результате налипания на клапан загрязнений, содержащихся з сточной жидкости, засоряется входное отверстие. Подставлять в приемном резервуаре подставку под входную воронку запрещается. Выход всасывающего трубопровода в резервуар должен быть минимальным, и расстояние от кромки входной воронки до стены резервуара не должно превышать допустимого. В этом случае длина трубопровода небольшая, и он удерживается закреплением в стене его горизонтального участка. В случаях, когда всасывающий трубопровод выходит далеко в резервуар, трубы укрепляют подвеской к перекрытию резервуара.

Всасывающий трубопровод соединяется со всасывающим патрубком насоса с помощью косого перехода (угол конусности а = 20...30°).

При диаметре всасывающего трубопровода 'более 500 мм входное отверстие воронки рекомендуется располагать вертикально в плоскости поверхности разделительной стены (рис. 11.14). Такое расположение позволяет довольно просто перекрыть отверстие шиберным щитом или шандором при ремонте задвижки на всасывающем трубопроводе.

.Для спуска сточной жидкости (при ремонте или осмотре) из корпу-

ca насоса и участка трубопровода, расположенного между задвижками, в нижней части патрубка у всасывающей задвижки приваривают выпускной патрубок диаметром 50—100 мм.

Диаметр напорных трубопроводов в пределах насосной станции назначают в зависимости от рекомендуемых скоростей движения сточной жидкости в них; обычно скорость движения принимают

Рис. 11.14. Устройство всасывающего трубопровода большого диаметра

1—трубопровод .взмучивания осадка; 2— пазы для шиберного запгвора; 3—'входная воронка; 4—задвижка; 6 — переходный .конус; 6 — насос; 7 — выпуск

1,2—2 м/с, на коротких участках при крупных насосных агрегатах — до

3 м/с.

При напоре в трубопроводе более 30 м на отводящем трубопроводе каждого насоса между напорным патрубком насоса и задвижкой устанавливают обратный клапан. Необходимость установки обратного клапана на автоматизированной насосной станции следует выявлять в каждом отдельном случае независимо от напора. Установка многотарельчатых клапанов не допускается.

Для облегчения демонтажа трубопроводов рекомендуется устанавливать монтажные патрубки (рис. 11.15), а на трубопроводах больших диаметров—монтажные муфты.

При расположении напорного 'коллектора над насосами стояки присоединяют сбоку по оси трубопровода или по верхней образующей, так

k

Рис. 11.15. Монтажный патрубок 1 — 'всасывающий 'трубопровод; 2 — монтажный *ла/нец; 5 — пашрубох насоса; 6 —стяжной болт

лат.руйок; 3 — резиновое кольцо; 4 — ледважноЛ

как при соединении снизу в напорном стояке неработающего насоса выпадает осадок и стояк становится своеобразной ловушкой для тяжелых взвешенных веществ, а при длительной остановке образуется весьма плотная пробка, которую не может пробить струя воды при включении насоса в работу.

Всасывающие и напорные трубопроводы в помещении насосной станции рекомендуется укладывать открыто на полу и по стенам машинного зала, что значительно упрощает эксплуатацию трубопроводов и создает лучшие санитарные условия. Во избежание передачи нагрузки на корпус насоса от трубопровода и арматуры, температурных напряжений, гидростатических и гидродинамических усилий, возникающих в напорных трубопроводах, следует устанавливать под трубопроводы специальные опоры, компенсаторы и упоры.

При укладке трубопровода на полу машинного зала устанавливают бетонные опоры (под арматуру) высотой 150—200 мм. Расстояние между опорами на прямых участках трубопровода определяют расчетом и принимают не .более 3 м.

Если трубопровод проходит по стенам зданий, его укладывают на железобетонные консоли, на них же укладывают и ходовой мостик для обслуживания трубопровода.

На всасывающих и напорных трубопроводах канализационных насосных станций устанавливают водопроводные задвижки с ручным, гидравлическим или электрическим приводом. На автоматизированных насосных станциях устанавливают задвижки с механизированным приводом.

Контролирование вакуума и напора, развиваемого насосом, осуществляется обычными пружинными вакуумметрами и манометрами. Однако при установке манометров обычным способом импульсная трубка {d_Q= 10 мм) быстро засоряется, и манометр дает неправильные показания или выходит из строя, поэтому следует устанавливать предохранительные приспособления. Вакуумметру предохранительные приспособления не нужны, так как его импульсая трубка заполнена воздухом и не засоряется.

Для более полного контроля за работой насосов необходимо устанавливать расходомеры на каждом напорном водоводе, отходящем от насосной станции. В зависимости от характера перекачиваемой жидкости на канализационных насосных станциях применяют трубу Вентури, сопло Вентури, колено-расходомер и индукционный расходомер.

Трубу Вентури и сопло Вентури устанавливают на прямолинейных участках трубопровода, не имеющих фасонных частей. Длину участков принимают (15...20) ?)₀ до места установки расходомера и не менее 5 D_q за расходомером (D₀ — диаметр напорного трубопровода). Следовательно, расходомеры, как правило, невозможно разместить в помещении машинного зала без увеличения его габаритов. Поэтому для их установки устраивают камеры за пределами здания насосной станции. Размеры камер для труб Вентури и сопла Вентури почти одинаковы. Принимая во внимание, что потери напора в сопле больше, чем в трубе Вентури, следует отдать предпочтение трубе Вентури.

В последнее время на канализационных насосных станциях начинают широко применять индукционные расходомеры. Длина прямолинейного участка для их установки значительно меньше, чем для установки расходомера Вентури, поэтому их можно устанавливать в помещении машинного зала без увеличения габаритов здания.

Число напорных водоводов от насосной станции с учетом перспективного развития рекомендуется принимать не менее двух. Напорные водоводы оборудуют переключениями, число .которых принимается из расчета возможности пропуска 70%-ной расчетной подачи насосной станции при аварии на одном из .водоводов.

В наиболее высоких точках перегиба трассы водовода устанавливают вантузы, а в наиболее низких точках — грязевые выпуски (рис.

11.16). Всю арматуру напорных трубопроводов размещают в колодцах или в камерах, размеры которых определяют на основании норм и правил установки арматуры. При повороте трубопровода в вертикальной или горизонтальной плоскости более чем на 10° нужно устраивать упоры, конструкция которых определяется на основании расчета.

§ 74. ВОДОСНАБЖЕНИЕ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИИ

Помещения канализационных насосных станций оборудуют двумя системами холодного 'водоснабжения: системой хозяйственно-питьевого водопровода и системой производственного водопровода. Вода для хозяйственно-питьевых и производственных нужд подается по одному вводу (на .крупных станциях — по двум вводам).

Канализационные насосные станции, как правило, снабжаются водой от водопроводной сети .ближайшего населенного пункта или предприятия, что наиболее просто и экономически целесообразно. В отдельных случаях, при надлежащем технико-экономическом обосновании, насосные станции, удаленные на значительное расстояние от территории населенного пункта, получают воду из местного источника — артезианской скважины.

На средних и крупных насосных станциях с постоянным пребыванием обслуживающего персонала устраивают системы горячего водоснабжения с централизованным приготовлением воды на тепловом пункте, расположенном в помещении насосной станции, или с получением горячей воды от центрального теплового пункта микрорайона. На небольших насосных станциях устанавливают индивидуальные водонагреватели (водоводяные, пароводяные или электронагреватели НА-1А).

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды определяют в соответствии с санитарными нормами для цехов, работа в которых связана с большими загрязнениями, и принимают 45 л в смену на одного работающего (с учетом работы ремонтной бригады). Расход на одну душевую сетку составляет 500 л/ч; на мойку полов в помещении решеток и машинного зала — 0,5—1 л/м². Требуемый напор в системе хозяйственно-питьевого водопровода определяется по наиболее удаленному и высоко расположенному санитарному прибору (СНиП П-Г.1-70).

В системе производственного водопровода расход воды определяется по паспортам технологического оборудования и складывается из расхода: на охлаждение и гидроуплотнение сальников основных насосов— 0,3—0,5 л/с; на питание дробилок для смыва раздробленного осадка — 6—8 л на 1 кг отбросов; на питание вакуум-насосов (циркуляционная вода)—0,085 л/с; на периодическую промывку уплотнительных колец рабочего колеса насосов ФВ-8—12 л/с, на периодическую промывку импульсных трубок дифманометров.

Требуемый напор в сети производственного водоснабжения, как правило, диктуется требуемым напором для гидроуплотнения сальников и устанавливается по техническому паспорту фекальных насосов, обычно он принимается на 2—3 м выше напора, развиваемого насосом. Для насосов Ф4000/28 напор в сети определяется по требуемому

напору для промывки уплотнения рабочего колеса, который превышает напор насоса на 10—20 м.

В системе производственного водсхпровода (рис. 11.17) вода от ввода из городской сети поступает я бак «разрыва струи», который устанавливают ib высоко расположенном помещении в здании станции, с тем чтобы максимально использовать свободный напор, имеющийся в 'питающей сети. Из бака вода подается в сеть производственного-водопровода непрерывно работающими насосами. Обычно работа фекальных насосов сблокирована с работой насосов системы производственного водопровода (для бесперебойной подачи чистой воды на уплотнение сальников). В системе производственного водопро.вода устанавливают два насоса: один рабочий, один резервный.

Напор насоса, м, определяют по выражению

Я = Я_р-(г_д-б-г₀__н),

где Нр — напор в напорном трубопроводе плюс рекомендуемый запас, м;

2_д.б’— отметка дна'бака разрыва струи, м;

~о.н — отметка оси насоса производственного водопровода, м.

Рис. 11.17. Схема технического водоснабжения

I — водян-ой подогреватель; 2— переливной трубопровод; 3— бак «разрыва струн»; 4 — трубопроводы .к насосам—повысителям напора; 5—водомерный узел; 6—двод водопровода; 7—основные на* сосы; S—«а.сосы-павысиггели

Вместимость бака для небольших насосных станций, оборудованных насосами Ф16/27 — Ф144/46, принимают 0,5 м³, для средних — 1 —

1,5 м³ и для крупных — 4—6 м³.

Перекрытие помещения, где устанавливают ’бак «разрыва струи», должно быть рассчитано на соответствующую нагрузку при полном заполнении бака. Недостатком рассмотренной системы является необходимость непрерывной' работы насоса производственного водопровода даже при расходах, в несколько раз меньших расчетного, вследствие чего возрастают эксплуатационные расходы.

На крупных насосных станциях применяют пневматические установки с резервуаром-гидроаккумулятором для «разрыва струи» и с ав-

томатизированньгм компрессором, который включается в работу при понижении давления в гидроаккумуляторе ниже требуемого в системе производственного водопровода. Стоимость пневматической системы с гидроаккумулятором выше, чем системы с постоянно работающими насосами. Но так как компрессор работает .периодически, только на пополнение потерь сжатого воздуха, значительно сокращаются эксплуатационные затраты и стоимость установки экономически оправдывается. Экономические показатели пневматической системы возрастают, если на насосной станции, установлены задвижки с гидроприводом, питаемым от гидроаюкумуляторов. В этом случае вместимость гидроаккумуляторов рассчитывают из условия достаточного запаса воды и напора для закрывания задвижек всех работающих насосов одновременно при выключенном компрессоре.

§ 75. КОНСТРУКЦИИ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИИ

Канализационная насосная 'станция (ТП-902-1-19) заглубленного типа (рис. 11.18) .рассчитана на три агрегата Ф144/46 или Ф144/10,5 (два рабочих и один резервный).

Сточная жидкость подводится по коллектору. В подводящем канале установлены затворы. Подземная часть здания круглой формы в плане выполнена из монолитного железобетона и сооружается способом опускного колодца; надземная часть прямоугольной формы в плане — из кирпича. Вместимость приемного резервуара около 45 м³, что соответствует

/tj/Un Щ ~ J/

250

Рис. 11.18. Канализационная насосная станция на три агрегата

1—возводящий коллектор; 2, 16 — затворы; 3—дробилка: 4—механиэировайная решетка; 5 — напорный .коллектор; в—обратный клаяал; 7—«асосный агрегат; 8 — напорный (трубопровод; 9, 10— тали; 11 — бак; 12 — люк; 13—раковина; 14 —корыто; 15 — решеггка с ручной очисткой; П — вихревой иасос; 18— расходомер

12-минутной подаче насоса Ф144/46 или 8-минутной подаче насоса Ф144/10,5. Дно приемного резервуара имеет уклон 0,1 к приямку, в котором расположены всасывающие трубы.

Крупные плавающие и взвешенные загрязнения задерживаются на решетке РМВ 600/800. Ширину прозоров решетки принимают: для насосов Ф144/46—40 мм, для насосов Ф144/10,5—60 мм. На насосных станциях, предназначенных для перекачивания сточной жидкости на очистные сооружения, устанавливают решетку с прозорами 16 мм. Пуск и остановка механизированных грабель автоматизированы по времени. В качестве резервной принята решетка с ручной очисткой.

Отбросы, задержанные на решетках, сбрасывают в дырчатое корыто_т а затем 1—3 раза в сутки сортируют на лотке и подают в загрузочную воронку дробилки Д-3. Измельченные отбросы разбавляются перекачиваемой сточной водой (которую подают к дробилке по трубе диаметром 25 мм) и через отверстие в перекрытии под дробилкой сбрасываются в приемный резервуар перед решеткой.

В машинном зале размещают три насосных агрегата, установленных под залив. Два агрегата устанавливают на общую фундаментную подушку. Насос и электродвигатель каждого агрегата монтируют на литой чугунной плите, входящей в комплект поставки насоса.

Напорные трубопроводы оборудованы обратными клапанами для того, чтобы сточная жидкость не попадала из напорного трубопровода в приемный резервуар.

Для уменьшения износа валов основных насосов предусмотрено гидравлическое уплотнение сальников водой, подаваемой из системы производственного водопровода под напором 20—60 м (для насосов Ф144/46) и 14—34 м (для насосов Ф144/10,5); расход воды 3—5 л/с для насосов Ф144/46 и 0,3—1 л/с для насосов Ф-144/10,5. Бак «разрыва струи» вместимостью 0,5 м³ установлен на втором этаже в надземной части насосной станции. Для подачи воды в систему производственного водопровода в машинном зале установлены два вихревых насоса 2,5В-18М (или 1В-0.9М).

Воду, собираемую с пола машинного зала в приямок, откачивают основными насосами по трубе диаметром 25 мм, присоединяемой к всасывающим линиям насосов. На конце трубы установлен пробковый кран с поплавком. При заполнении приямка водой поплавок поднимается, открывает кран и любой из работающих основных насосов откачивает воду.

Подачу насосной станции измеряют индукционными расходомерами, устанавливаемыми на каждом выпуске напорных трубопроводов (D — = 300 мм).

Для подъема и транспортирования насосов, электродвигателей и арматуры трубопроводов при их монтаже и ремонте в помещении решеток и в машинном зале 'предусмотрено устройство монорельса с подвесной передвижной ручной червячной талью грузоподъемностью 1 т.

Насосная станция оборудована системами хозяйственно-питьевого и производственного водопровода, а также приточно-вытяжной вентиляцией— раздельной для приемного резервуара и машинного зала.

В надземной части здания над помещением решеток находятся комната отдыха обслуживающего персонала, санузел и душевая установка; выше — помещение для установки вентиляторов и бака «разрыва струи»; над машинным залом — щитовое помещение и монтажное отделение.

Представляет интерес типовой проект автоматизированной канализационной насосной станции, разработанный Гипрокаммунводоханалом на основании предложении кафедры гидравлики и водоснабжения Ташкентского института инженеров железнодорожного транспорта (рис. 11.19).

Насосная станция типа ТашИИЖТ отличается от общепринятых решений отсутствием в составе станции помещения решеток. Станция состоит из приемной камеры и шахты, (В которой размещены приемный резервуар и машинное отделение. В напорном ^—датчик давления; 2— всасывающая ливня; 3—самоочищающаяся решетка; 4—обратный клапан; 5—подводящая труба; 6—подводящий коллектор; 7—переливная решетка; 8—переливная труба; 9— напорный трубопровод; 10— монтажный люк; .11—павильон; 12—электрощит

трубопроводе каждого насоса установлена особого типа внутритрубная самоочищающаяся решетка.

План (iSf

Рис. 11.19. Экспериментальная насосная станция типа ТашИИЖТ

Сточная жидкость из подводящего коллектора по лотку смотрового колодца поступает в одну из подводящих труб, через обратный клапан поступает на внутритруб-ную решетку, где освобождается от крупных загрязнений, и, протекая через корпус насоса и всасывающую линию, сливается в приемный резервуар. Насос включается автоматически при достижении расчетного уровня воды в резервуаре. При включении насоса обратный клапан закрывается под напором, и сточная жидкость смьгвает отбросы, задержанные на решетке, в напорный трубопровод. Насос откачивает воду до полного опорожнения резервуара. При работе одного из насосов сточная жидкость из подводящего коллектора продолжает поступать в резервуар по подводящей трубе другого насоса. Во время остановки обоих насосов сточная жидкость поступает в резервуар по подающим трубам установленных насосов.

При аварийном режиме сточная жидкость поступает в резервуар по переливной трубе. Если произошло засорение внутрипрубной решетки, то уровень жидкости в смотровом колодце повышается и жидкость поступает снизу у переливной решетки к устью переливной трубы. Крупные отбросы задерживаются на нижней стороне решетки, и при восстановлении нормального режима они под напором жидкости, находящейся над решеткой, смываются в подающую трубу.

Автоматизированный пуск насосов осуществляется с помощью сильфонного датчика давления или электроконтактного манометра.

Канализационную насосную станцию типа ТашИИЖТ рекомендуется применять в качестве районной канализационной насосной станции небольшой подачи. Работа станции полностью автоматизирована, присутствия обслуживающего персонала не требуется и поэтому станции такого типа можно сооружать подземными.

На рис. 11.20 представлен типовой проект (902-1-10/70) крупной канализационной насосной станции, оборудованной пятью насосами ФВ2700/26,5 (три рабочих и два резервных). Станция предназначена для перекачивания хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод, имеющих нейтральную или слабощелочную реакцию. Подача насосной станции 100—160 тыс. м³/сутки при напоре 19,5—32,7 м. Насосы включаются автоматически при достижении определенного уровня воды в приемном резервуаре.

Насосная станция шахтного типа, круглой формы в плане, с внутренним диаметром железобетонного стакана шахты 24 м; надземная часть прямоугольной формы в плане размером 18X24 м выполняется из сбор-

Рис. 11.20. Канализационная насосная станция, оборудованная насосами ФВ2700/26.5 I—напорный коллектор; 2 — дренажный насос; 3 — труба для взмучивания осад,ка; 4 — бак отработанного масла; 5—.насос .производственного водопровода; 6 — насосы ФВ2700/26.5; 7—.подводящие каналы; 5 — электродвигатель; 9—.кронштейн для подвешиванаья талей; 10—тралоггортар; И— решетка; 12—.крад-бамика; 13—шиберные затворы; 14—мостовой кран; 15 — щитовой затвор; 16—¦ сбросная труба

ных железобетонных панелей или из кирпича. В подземной части станции располагаются приемный резервуар, решетки с механизированными граблями, дробилки, помещение трубопроводов, насосный зал, зал электродвигателей.

Проект канализационной насосной станции может быть использован при глубине заложения лотка подводящего коллектора 4; 5,5 и 7 м.

Полезная приемно-регулирующая вместимость резервуара составляет 450 м³, что соответствует 7,5—15-минутной откачке одного насоса. Ре-з-ервуар разделен стенкой на две части с устройством щитового затвора, который закрывают при ремонте или при очистке резервуара. Дно приемного резервуара имеет уклон 0,1 к входным воронкам. Для промывания резервуара в его перекрытии устроены четыре люка (по два на каждой половине; D — 700 мм) и установлены два поливочных крана со шлангами и брандспойтами. Взмучивание осадка производится с помощью выпусков труб.

В трех каналах (1400X2000 мм) приемного резервуара установлены три решетки с механическими граблями (две рабочие и одна резервная) и шиберные затворы. Задержанные отбросы транспортером подаются к дробилкам, установленным на перекрытии резервуара. Раздробленные отбросы разбавляются технической водой и сбрасываются в канал перед

План (Л-3)

решеткой. Если насосная станция расположена на площадке очистных сооружений, то устанавливают решетки с прозорами 16 мм. Отбросы, задержанные на решетках, подают к дробилкам, а затем пульпу от дробилок направляют в резервуар сырого осадка, откуда насосами перекачивают на метантенки.

В дренажных приямках установлены фекальные вертикальные насосы ФВ1/18 (один рабочий и один резервный). Приямки соединены между собой трубопроводом диаметром 150 мм. Дренажные насосы включаются автоматически в зависимости от уровня воды в приямке. В помещении трубопроводов находятся насосы производственного (технического) водопровода 4К-8 (один рабочий и один резервный).

Вода для хозяйственно-питьевых и производственных нужд подается из городской водопроводной станции по двум вводам диаметром 100 мм. Система хозяйственно-питьевого водопровода обеспечивает подачу воды ко всем санитарным приборам. Система производственного водопровода подает воду для охлаждения масляных ванн электродвигателей, смазки лигнофолевых вкладышей подшипников насосов Ф2700/26Д уплотнения и охлаждения сальников, смазки подшипников решеток. Бак разрыва струи установлен в помещении трубопроводов.

Масло в ваннах электродвигателей периодически заменяется. Для улучшения условий эксплуатации предусмотрена система маслопроводов: для подачи чистого масла и слива отработанного масла. Система подачи масла включает баки свежего и отработавшего масла и два насоса БКФ-2.

. Для транспортирования и монтажа оборудования, арматуры и трубопроводов устанавливают подъемно-транспортное оборудование:

а)    в зале электродвигателей — мостовой кран грузоподъемностью 5 т;

б)    в насосном зале — два монорельса с электроталями типа ТЭ грузоподъемностью 3 т;

в)    в помещении решеток — кран-балку подвесную электрическую грузоподъемностью 2 т;

г)    для удаления решеток и дробилок из помещения решеток устроен люк с установкой над ним электротали типа ТЭ грузоподъемностью 3 т;

е) над проемами для установки щитовых затворов и магистральных задвижек предусмотрены кронштейны для подвешивания талей.

Для обеспечения требуемых санитарных условий устроена приточновытяжная вентиляция: для помещения приемного резервуара и решеток— пятикратный обмен воздуха в час; для помещения трубопроводов насосного зала и зала электродвигателей — однократный обмен воздуха в час. В помещении насосной станции должно быть запроектировано отопление в соответствии с местными условиями.

§ 76. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТИПЫ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Насосные станции для перекачивания атмосферных вод

Атмосферные воды по водосточной сети поступают в водоем, как правило, самотеком. Однако в некоторых случаях приходится прибегать к их перекачке.

При перекачке дождевых вод большое значение имеет правильное определение регулирующей вместимости уравнительных резервуаров или прудов. Сток атмосферных вод регулируется временным сбросом пиковых расходов в резервуары или в пруды-накопители, опорожняемые во время и после прекращения дождя. Регулирующие резервуары (пруды) позволяют уменьшить диаметры напорных труб, подачу насосной станции, а следовательно, и мощность устанавливаемых насосов. Резервуары могут быть закрытыми или открытыми — в виде прудов-накопителей.

Ряс. 11.21. К расчету регулирующего резервуара

По возможности следует использовать естественные пруды, не являющиеся источниками водоснабжения и не используемые для массового купания.

Определение вместимости и расположения регулирующего резервуара на канализационной дождевой сети производится на основании тех-нико-экономического сравнения вариантов (сравнивают стоимости регулирующего резервуара, напорного трубопровода, насосной станции, эксплуатационные расходы).

В соответствии с требованиями СНиП регулирующую вместимость резервуара (пруда), м³, определяют по формуле

W = kQ_p г_р>

где к— коэффициент, зависящий от значения а (отношение расхода, пропускаемого без сброса в пруд, к расчетному расходу; а = = Qk<WQp) и принимаемый по СНиП;

Q_p — расчетный расход атмосферных вод в точке присоединения сборного коллектора к резервуару, определяемый по данным гидравлического расчета дождевой канализационной сети, м³/с;

— расчетное время стока атмосферных вод со всего бассейна до места присоединения к резервуару, определяемое по данным гидравлического расчета сети, с.

Выбор регулирующей вместимости резервуара и подачу насосной станции удобно производить по треугольному графику (рис. 11.21,а). Графически расчетный расход Q_p можно выразить так: точка А— момент начала дождя при /_р = 0 и Q_P=О, затем расход Q_p нарастает и при ?p=tf_Kp достигает своего максимального значения — ордината БГ. К этому времени к расчетному сечению (к насосной станции) притекает вода со всего бассейна. Наклонная линия АБ представляет собой нарастание расходов. По окончании дождя вода будет стекать по подводящему коллектору до тех пор, пока не стечет от самой удаленной точки бассейна канализования до насосной станции, т. е. в течение времени ?_кр. Наклонная линия БВ представляет собой убывание расходов.

Полный объем воды, поступающей за время дождя на насосную станцию, равен площади треугольника .АБВ. Если t_Kр выражено в мин, а Qp — в л/с, то полный объем воды, м³, притекающей к насосной станции,

2 (цр • 60 Qp ^полн.прит⁼ 2-1000    ’

где Qp = q_vF)

<7р — средняя интенсивность дождя, л/(с-га)¹⁹¹;

F — территория бассейна канализования, га.

Если в момент притока атмосферных вод в регулирующий, резервуар будут работать насосы с подачей Q_H. с, равной ординате Г Ж, то необходимую вместимость резервуара можно определить из следующего выражения:

ДЕ(БГ-ГЖ) ¦

2

ДЕ БЖ АВ ~БГ ’

или

АВ-БЖ А В {Б Г — Г Ж)

Д Е =- =- .

Б Г    Б    Г

Подставляя в это выражение соответствующие значения линий, получаем:

Ш _ (Qp Qh.c)

Qp

Из этой формулы следует, что с увеличением Qн.с вместимость регулирующего приемного резервуара уменьшается, но с увеличением Qh.c возрастает мощность устанавливаемых насосов и, следовательно^ необходимо увеличивать диаметры напорных трубопроводов.

Насосные станции, перекачивающие атмосферные воды, работают непродолжительный период времени и, если принять большое Qh._c, то установленное мощное оборудование и проложенные трубопроводы больших диаметров будут использоваться непроизводительно. На основании технико-экономического .расчета необходимо найти оптимальное решение.

Если продолжительность дождя t больше, чем t_KРг то регулирующую

• вместимость приемного пруда можно определить по трапециевидному графику (рис. 11.21,6). Площадь трапеции АБВГ — общий объем воды, поступающей к насосной станции. Площадь трапеции ДБВЗ — вместимость регулирующего пруда (резервуара). •

Рис. 11.22. Насосная станция для перекачивания атмосферных вод

1—(решетка; 2—монорельс; 3 — щитовой затвор; 4—осевой «асос; 5—'юран-балка; 6 — напорный трубопровод

Из треугольников АБИ и ДБЕ имеем    ⁼

Регулирующая вместимость приемного пруда, м³,

ИЛИ

2 ^кр (1 — Qaae/Qp) ~Ь 2 [t    t_Kр)    (Qp Q_Hac) 60

_W= _ _

t _ кр

1000

К устройству зданий насосных станций, перекачивающих атмосферные воды (рис. 11.22), предъявляют те же требования, что и к устройству зданий канализационных насосных станций.

Так как регулирующим приемным резервуаром является пруд или другой резервуар, то в помещении насосной станции предусматривается устройство только машинного зала и аванкамеры для размещения всасывающих воронок насосов. Для защиты насосных агрегатов от крупных загрязнений, поступающих в дождевую канализационную сеть с потоками дождевых или талых вод, рекомендуется на входных окнах аванкамер устанавливать решетки¹⁹² с прозорами 50 мм, которые применяют для перекрытия входных окон водоприемника.

Принимая во внимание, что насосные станции, перекачивающие атмосферные воды, работают незначительное время в течение года, их следует, как правило, проектировать автоматизированными с телеуправлением с диспетчерского пункта канализационного участка.

При выборе насосного оборудования следует стремиться к установке минимального числа рабочих насосов. Обычно приток дождевых вод к насосной станции весьма значителен, а требуемый напор небольшой. В силу этих обстоятельств на насосных станциях рекомендуется устанавливать осевые или крупные водопроводные насосы (типа Д) и только под залив. Резервные насосы на таких станциях не устанавливают, за исключением отдельных случаев при соответствующем технико-экономическом обосновании. Ремонт и профилактический осмотр насосов производят в зимний период или в сухой сезон.

Насосные станции для перекачивания осадка из первичных отстойников и уплотненного активного ила

Насосные станции, перекачивающие свежий осадок из первичных отстойников в метантенки или на другие сооружения обработки осадка, устраивают в виде насосных установок, а также отдельных 'насосных станций. Установки располагают в общем технологическом помещении цеха, например в камере управления первичными отстойниками. В этом случае приемные резервуары не устраивают. Осадок из отстойника по выпускному трубопроводу поступает непосредственно во всасывающий трубопровод насосов. При сооружении станций очистки сточных вод насосные станции для перекачивания сырого осадка из первичных отстойников в метантенки часто проектируют отдельно. Здание насосной станции в этом случае состоит из двух отделений — резервуара и машинного зала.

В зависимости от схемы расположения отдельных сооружений очистки сточных вод и их взаимного высотного расположения насосная станция для перекачивания свежего осадка из первичных отстойников может ¦быть объединена с насосной станцией (или насосной установкой) для перекачивания уплотненного активного ила. В зависимости от требуемой подачи уплотненный активный ил можно перекачивать насосами, перекачивающими сырой осадок, или установить дополнительные насосы. Приемный резервуар сырого осадка можно использовать для приема уплотненного активного ила. При таком решении значительно сокращаются эксплуатационные расходы и капитальные вложения.

Объем осадка, осаждаемого в первичных отстойниках, и объем избыточного активного ила принимают по проекту очистной станции.

При отсутствии этих данных для ориентировочного расчета насосной станции определяют:

объем осадка в первичных отстойниках — по эффекту осветления сточной жидкости (от 30 до 60°/₀) и норме сухого вещества на одного жителя в сутки (65 г/чел • сутки); влажность осадка 94—96% (в среднем расчетную влажность осадка можно принять 95%);

объем избыточного активного ила — в зависимости от степени очистки -•сточной жидкости и его влажности; влажность избыточного активного ила, выпускаемого из вторичных отстойников, составляет 99,2—99,5%, а н а сооружения обработки осадка он должен быть подан свлажностью не •юолее 95% (для уменьшения влажности ил уплотняет 'В илоуплотни-телях).

На станциях очистки сточных вод пропускной способностью по воде до 50 тыс-'М³/сутки -рекомендуется выгружать осадок из первичных отстойников один раз в смену, поочередно из каждого отстойника. В отдельных случаях, на очень малых станциях очистки стачных вод, осадок следует .выгружать один раз в двое суток.

Вместимость приемного резервуара насосной станции, перекачивающей свежий осадок, определяют по объему осадка, выходящего из. первичных отстойников за один выпуск. Кроме того, следует учитывать возможность использования резервуара как дозирующего устройства для загрузки метантенков и накопителя воды для промывания напорных трубопроводов (или илопроводов). Минимальную вместимость приемного резервуара принимают из расчета 15-минутной непрерывной работы наибольшего насоса, установленного на насосной станции. Вместимость регулирующей емкости может быть уменьшена при непрерывной выгрузке осадка из первичных отстойников и откачивании его насосами. При этом .неравномерность поступления осадка в приемный резервуар насосной ¦станции принимают аналогично неравномерности притока сточных вод с коэффициентом неравномерности 1,5.

Рассмотрим пример определения объема свежего осадка, образующегося в первичных отстойниках, и избыточного уплотненного активного ила, а также расчет необходимого насосного оборудования для станции, перекачивающей осадок ¦я ил в метантанки. Насосная станция сооружается на станции биологической очистки сточных вод пропускной способностью (по воде) 26 ООО м³/сутки.

Насосная станция перекачивает осадок первичных отстойников и уплотненный активный ил вторичных отстойников очистных сооружений городской канализации.

Осадок из первичных отстойников выпускают один раз в смену, всего 4-3=12 раз

з сутки, т. е. через каждые 2 ч, а уплотненный избыточный ил — два раза в смену из •каждого илоуплотнителя, всего 2-2-3=12 раз в сутки, т.е. также через каждые 2 ч.

Полагая «орму водоотведения равной 300 л на одного жителя в сутки, находим число жителей в городе:

W = 26 ООО: 0,3^86 670 чел.

Принимаем эффект осветления 60%, тогда объем осадка на одного жителя соста-¦зит 0,8 л.

Общий объем осадка в сутки

^ос = 86 670-0,8 : 1000 = 69,34 м³/сутки.

,При 12 выпусках осадка в сутки получаем объем осадка за один выпуск:

Общий объем избыточного активного ила из расчета 4 л на одного жителя в сутки

й?_{нл из}б = 86 670-0,004 = 346,68 м³/сутки.

Избыточный активный ил имеет влажность 99,2%. Из илоуплотнителя ил поступав ет на насосную станцию с влажностью 95%, т. е.

100 — 99,2    0,8''

ил.упл ⁼ ^ил.изб —100^-"95~ ⁼³⁴⁶’⁶⁸ —^— = 346,68-0,16 = 55,47 м³/сутюг..

Получаем объем уплотненного избыточного активного ила за один выпуск: ^ил.упл. 1 = 55,47 :12 = 4,62 и».

Осадок из отстойника поступает в резервуар насосной станции по трубе диаметром 150 мм со скоростью 1,13 л/стари напоре>1,75ы (на 100 м длины трубы); при этом осадок с влажностью 95% имеет расход 20 л/с*. Осадок поступает на -насосную станцию Bi-течение (5,78-1000) : 20=289 с (~5 мин).

Устанавливаем насос Ф57,5/9,5 с #=11 м при Q=;12,5 л/с и КПД =68%. Поступающий осадок откачивают насосом за (5,78-1000) :’12,5 =462,4 с (~8 мин). Kpovie того, устанавливаем один резервный насос той же марки и того же размера.

Таким образом, вместимость резервуара 12,5 (462,4—289) = 12,5-173,4=2167,5 л.

В течение следующего часа на станцию притекает уплотненный избыточный активный ил из илоуплотнителя с влажностью 95% за время, равное (4,62-1000) : 20=231 сг (~4 мин). Откачивает поступивший ил тот же насос Ф57,5/9,5 с Q = 12,5 л/с за (4,62-11000) - 12,5=1369,6 с (~6 мин). Поэтому необходимая вместимость резервуара будет 12,5 (369,6—231) =12,5-438,6=1672,5 л.

Для лучшего обеспечения, работы насосной станции на случай простоя насоса необходимо иметь резервуар на полный объем осадка и дополнительный объем ила, т. е. всего 5,78+1 >67=7,45» 8 м³.

Резервуар должен состоять из двух отделений вместимостью по 4 м³.

Иловые приемные резервуары устраивают как отдельно стоящими, так и совмещенными с помещением машинного зала. На насосной станции совмещенного типа приемный резервуар должен быть отделен от машинного зала глухой водонепроницаемой стеной.’

Рис. 11.23. Схема насосной станции для перекачивания осадка и уплотненного активного ила

По технологии перекачивания осадков и илов не требуется их механическая очистка перед поступлением в насос, поэтому отпадает необходимость в устройстве помещения решеток и дробилок. В связи с этим приемный резервуар может быть выполнен подземного типа. Для спуска в резервуар устраивают люк, а в стенку резервуара устанавливают ходовые скобы.

Приемный резервуар, запроектированный как дозирующая емкость, состоит из двух отделений, соединенных перепускной трубой с установленными на ней задвижкой или шиберным затвором (рис.

11.23). Уклон дна резервуара к приямку принимают не менее 0,15—0,20.

1—перепускн'ая труба; 2 — подводящий трубопровод; 3 — трубопровод промывной воды; 4 — налорный трубопровод; 5 — насосы; в — ирубогарозод для подачн осадка при последовательной работе насосов; 7 — лаз; 8 — электрощит

Для предотвращения осаждения осадка в резервуаре необходимо предусмотреть перемешивание осадка, а также запроектировать подводящую сеть для промывания резервуара и трубопроводов. Трубопроводы промывают осветленной сточной жидкостью или водой из поверхностного водоема. Трубопровод промывной воды и подводящий трубопровод от отстойников к приемному резервуару желательно прокладывать в машинном зале. Такое размещение труб улучшает эксплуатацию насосной станции, а также позволяет обслуживающему персоналу регулировать наполнение резервуара и подачу промывной зоды.

Иловый резервуар должен быть оборудован вытяжной вентиляцией е однократным обменом воздуха в час.

Насосы в машинном зале размещают по однорядной схеме с параллельным расположением осей агрегатов в ряду и устанавливают их только под залив. Установка насосов на допустимой геометрической высоте всасывания разрешается только при соответствующем технико-экономическом обосновании. При проектировании всасывающих и напорных трубопроводов следует предусмотреть возможность последовательного включения двух насосов для увеличения создаваемого ими напора при промывании трубопроводов и пуска насосов. При размещении насосов необходимо соблюдать те же требования, что и при проектировании канализационных насосных станций, перекачивающих сточные воды.

При транспортировании осадка на большие расстояния сооружаются промежуточные насосные станции. На промежуточных насосных станциях приемные резервуары можно не устраивать. Но если насосная станция расположена в пониженной точке трассы напорного трубопровода, устройство их может оказаться целесообразным. В этом случае очень удобно опорожнять трубопровод от осадка во время ремонта или прочистки на участке от задвижки до насосной станции.

Глава 12 электрическая часть насосных станций  »

Библиотека »