Правила выбора канализационных насосных станций

Правила выбора канализационных насосных станций

В настоящее время канализационные насосные станции Grundfos являются довольно востребованными, благодаря высокому качеству их работы и удобству эксплуатации данного вида оборудования. Чтобы выбрать насосную станцию, необходимо согласовать вопрос с местными органами власти. Когда решается вопрос о необходимой численности насосных станций, следует иметь ввиду, что многократная перекачка сточной воды приводит к увеличению затрат, предназначенных на возведение и установку насосных станций. При таком подходе расходы по эксплуатации устройства довольно высоки.

По правилам, насосные станции надо располагать так, чтобы их размещение приходилось на пересечение двух или более самотечных коллекторов. Сточные воды должны перекачиваться на очистные сооружения, при этом место для установки насосной станции выбирают методом выбора и сравнения нескольких возможных вариантов. Если на площадке строят насосную станцию, то нет необходимости для установки дополнительного вспомогательного помещения.

Для чего используют станцию для переработки сточных вод?

• Перекачка избыточного количества ила;
• Механическая очистка вод;
• Дренажный сток иловых площадок;
• Переработка воды и т.п.

Если вблизи станции находятся жилые объекты, то в таком случае стоимость строительства напорных водоводов существенно увеличивается. Однако, преимуществ заключается в том, что не надо строить самотечный коллектор, стоимость строительства которого очень высока.

Технология перекачивания сточных вод заключается в операциях:

1. Освобождение воды от отбросов;
2. Собственно, перекачивание.

В связи с этим, насосная станция включает 2 сооружения, для решеток и резервуара для приемки воды. В течение суток приток сточных вод осуществляется не равномерно. Поэтому в системе работают насосы приемных резервуаров, емкость которых специалисты определяют, исходя из разработанного графика пополнения и откачивания сточных вод.

Приемный резервуар выбирают с учетом трех параметров:

• Подача стоков самого крупного насоса в течение 5 минут;
• График приемки и откачки вод;
• Безопасность обслуживания системы с точки зрения конструктивных элементов.

Обустройство канализационной насосной станции: как обеспечить безопасную перекачку стоков?

Канализационная насосная станция (КНС) представляет собой комплекс оборудования и резервуаров для перекачки сточных вод. Потребность в установке такой станции возникает в случаях, если транспортировка стоков самотеком по каким-либо причинам невозможна. Здесь-то она и становится незаменимым помощником. В этой статье мы рассмотрим основные конструкционные особенности КНС, их виды, а также особенности монтажных работ и правила обслуживания.

Конструкция и внутреннее устройство КНС

При выборе КНС учитывают предполагаемые объемы сточных вод, размеры устройства, степень загрязненности сточных вод и тип загрязнений. На выбор также влияют особенности рельефа земельного участка, на котором устанавливается станция, и глубина, на которую заложен проводящий трубопровод.

Устройство КНС разного назначения может заметно различаться, но основные части конструкции — герметичные емкости и насосы — есть во всех моделях. Обычно в резервуар воды сливаются самотеком, после чего откачиваются насосами и транспортируются к месту утилизации или к очистным сооружениям. Существуют мини-КНС, подключаемые непосредственно к унитазам. Это эстетично оформленные герметичные резервуары небольшого объема, оборудованные насосами с режущим механизмом. Такие модели КНС обычно устанавливаются в помещении санузла.

Как правило, резервуар КНС представляет собой полимерный бак, закопанный в землю. Горловина емкости выводится на поверхность для облегчения планового осмотра, ремонта и обслуживания станции. Она закрывается полимерной или стальной крышкой. Внутри резервуара расположен трубопровод, подсоединенный через патрубки в стенках. Равномерность поступления вод обеспечивается за счет отбойника, а отсутствие завихрений потока — благодаря водобойной стенке.

Канализационные станции, используемые для бытовых целей, оснащаются 1-2 насосами. Если же оборудование предназначено для отвода стоков коммунальных предприятий, насосов должно быть не менее двух. На КНС разного назначения ставятся насосы различных типов. Для бытовых станций лучше использовать насосы с режущим механизмом, для коммунальных — не рекомендуется, поскольку твердые отходы, попав в канализацию, могут стать причиной поломки режущего механизма.

Основные элементы конструкции КНС — герметичный резервуар и насосы

Требования к КНС, особенности установки и обустройства санитарной зоны, необходимое количество трубопроводов регулирует СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Принцип работы канализационной станции

Независимо от типа КНС принцип работы всех систем одинаков. В приемную часть сливаются стоки, которые благодаря плотной прокладке воды не просачиваются в грунт, и под давлением принудительно прокачиваются насосами в напорный трубопровод. Далее сточные воды попадают в распределительную камеру и по трубам транспортируются на очистные сооружения. Чтобы стоки не возвращались обратно в трубопровод насоса, предусмотрен обратный клапан. Если объем стоков существенно повышается, включается дополнительный насос. Если насосы не справляются с объемами сточных вод, включается сигнализация.

Работа КНС управляется автоматически. Контроль за уровнем поступающих отходов осуществляется с помощью поплавковых датчиков, расположенных на разных уровнях, благодаря чему станция работает в таком режиме:

1. Датчики первого уровня указывают на малый объем стоков, насосы не работают.
2. Датчики второго уровня включают насос на перекачку скопившихся отходов. Объем стоков в пределах нормального.
3. Датчики третьего уровня срабатывают при повышенном объеме вод и включают резервный насос для откачки избытка стоков.
4. Датчики четвертого уровня включают аварийный сигнал, поскольку устройства для откачки сточных вод не справляются с их объемом. В этом случае обслуживающей бригаде необходимо принять меры для нормализации работы КНС, так как сигнализация может включиться в результате поломки одного из насосов. Для упрощения обслуживания КНС оборудованы люком и лестницей.

Когда перекачка отходов завершена, уровень стоков падает ниже первого датчика, система отключается. При следующем включении срабатывает другой насос, выполнявший до этого функцию дополнительного. Такая система работы позволяет предотвратить преждевременный износ механизмов одного насоса.

Дополнительное оборудование, которым быть укомплектована канализационная насосная станция:

• Источник резервного электропитания;
• Датчики давления, манометры, запорная арматура;
• Металлический павильон, обеспечивающий безопасность системы и сохранность оборудования;
• Оборудование для очистки насосов, соединительных труб.

Работа станции полностью автоматизирована, однако при необходимости ее можно перевести в ручной режим управления. Такая необходимость обычно возникает при ремонте, необходимости очистки емкости или запуске новой КНС в эксплуатацию.

Сточные воды прокачиваются насосами в напорный трубопровод, после чего попадают в распределительную камеру и направляются на очистные сооружения

Виды канализационных насосов и их особенности

Насосное оборудование — основная часть КНС. Оно перекачивает бытовые сточные воды, производственные отходы, ил, ливневые воды. Различают такие виды канализационных насосов:

Погружной канализационный насос — это устройство напорного действия, постоянно находящееся в погруженном состоянии. Материалы для изготовления такого насоса выбираются устойчивые к агрессивным средам.

Чаще всего в КНС используются погружные фекальные насосы. Они эффективны, просты в эксплуатации

Устройство удобно и занимает относительно немного места, поскольку постоянно находится в погруженном состоянии, нет необходимости в подготовке отдельной площадки для него и дополнительной трубной развязке. Преимущества насосов этого типа:

• надежность;
• простота эксплуатации;
• редкое техническое обслуживание;
• способность эффективно работать при низких температурах;
• охлаждение окружающей и протекающей жидкостью;
• универсальность: насосы используют и для сухой установки.

Консольный канализационный насос сухой установки — устройство, чаще всего применяемое в крупных КНС промышленного уровня. Такие насосы не монтируют в модульных станциях. При их установке необходимо подготовить отдельный фундамент и правильно подвести трубы.

Консольные канализационные насосы сухой установки требуют отдельного фундамента, используются в крупных КНС промышленного уровня

Ввод в эксплуатацию такого насоса лучше доверить специалистам. Консольные насосы стоят открыто, доступ к ним облегчен, что в значительной мере упрощает ремонтные работы. Преимущества консольных перекачивающих устройств:

• надежность;
• удобный доступ к рабочему колесу, двигателю;
• простота техобслуживания;
• возможность изменения производительности за счет правильного подбора электродвигателя и других элементов конструкции.

Самовсасывающий фекальный насос сухой установки представляет собой агрегат, используемый на коммунальных и промышленных КНС для перекачивания сильно загрязненных стоков.

Самовсасывающие насосы не подвержены засорению, эффективны при отрицательных температурах. Единственный минус — высокая цена

Эти устройства удобны в обслуживании за счет конструкции электродвигателя с фланцевым креплением, не засоряются благодаря просторному проходу в патрубке и рабочем колесе. Преимущества устройства:

• удобен в обслуживании за счет выдвижной конструкции;
• мало подвержен засорению;
• работает при отрицательных температурах при установке специального нагревательного элемента;
• прокачивает канализационные стоки с твердыми элементами, осадком;
• максимально герметичен благодаря двойному механическому уплотнению;

Также следует заметить, что при необходимости такой насос легко демонтируется.

Установка и обслуживание оборудования

Для установки КНС выкапывают котлован, глубину которого рассчитывают таким образом, чтобы крышка резервуара выступала над поверхностью земли на 1 м. Под дно герметичной емкости обустраивают песчаную подушку 1.5 м. Далее в котлован устанавливают резервуар, присоединяют трубопроводы, после чего засыпают котлован песком и послойно уплотняют. Плотность грунта должна соответствовать 90% естественной.

Затем устанавливают насосы в емкости, регулируют ход поплавков. Поплавки первого уровня должны находиться на 0,15-0,3 м выше днища емкости. Следующие поплавки устанавливают на 1.5 м выше предыдущих. Далее монтируют электрокабели, подключают электропитание, обустраивают заземление. При проверке работы системы и производительности насоса используют чистую воду из водопровода или цистерны.

Монтаж и подключение электропитания, заземление осуществляют в соответствии с СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий».

Для обеспечения безопасности работы канализационной насосной станции могут быть обустроены павильоны — металлические, бетонные, кирпичные

Обслуживание КНС осуществляют в таком порядке:

• Визуальный осмотр состояния запорной арматуры, насосов, проверка показателей панели управления. Если есть показатели ненормальной работы насоса, посторонние шумы или вибрации, агрегат извлекают из емкости, осматривают, промывают и проверяют.
• Очистка насосов и корпуса станции производится чистой водой из шланга с помощью щеток без применения моющих средств. При очистке важно не допускать попадания воды под напором на панель управления, манометры.
• Демонтаж насосов для проверки, последующий монтаж. При установке агрегатов нужно добиться, чтобы они закрепились на автоматической трубной муфте.
• Техническое обслуживание предусматривает проверку состояния и очистку улавливателя крупного мусора.
• Текущий ремонт предусматривает замену изношенных деталей, затягивание крепежей гаечными ключами.

При ремонте КНС обслуживающий персонал должен придерживаться правил техники безопасности, использовать защитные меры. Демонтаж насосов должен осуществляться только после полного остывания агрегата; необходимо отключить его от системы и сбросить давление.

Канализационная насосная станция (КНС): виды, устройство, монтаж и обслуживание

В ситуациях, когда невозможно обеспечить необходимый уклон канализационной трубы, самотечная схема отвода стоков не действует. В этих случаях незаменима канализационная насосная станция, обеспечивающая беспрепятственный отток и переработку отходов.

Существует две разновидности агрегатов: мини-станции и полнофункциональные комплексы для обслуживания дома. Разберемся, какому варианту лучше отдать предпочтение, какие характеристики стоит учитывать при выборе. Кроме того, опишем пошаговую технологию монтажа и правила эксплуатации канализационной станции.

Сферы применения и назначение КНС

Канализационная насосная станция (КНС) – это целостный комплекс гидротехнического оборудования, который предназначен для перекачки ливневых вод, промышленных и хозяйственно-бытовых стоков, когда их самотечное отведение невозможно.

КНС используется преимущественно при таких случаях:

1. Геодезический уровень емкостей и трубопроводов, из которых отводятся стоки, расположен ниже канализационного коллектора или выгребной ямы.
2. Отсутствие физической возможности организовать прямолинейное самотечное отведение стоков или малый уклон канализационной трубы, грозящий регулярным ее засорением.
3. Далекое расположение выгребной ямы или центрального коллектора от источника сточных вод.

Оборудуются КНС коттеджные поселки, загородные дома, а также промышленные объекты, расположенные далеко за городом и удаленные от централизованной канализационной сети.

Классификация канализационных станций

Размеры бытовых канализационных насосных станций могут быть самыми различными. Они могут умещаться непосредственно за унитазом и сразу из него перекачивать стоки в необходимом направлении, а могут иметь вид вкопанных в землю горизонтальных цистерн объемом в десятки кубометров.

Но не только размерами отличаются КНС. Ниже приведены классификации насосных станций для канализации по различным параметрам.

По типу установки:

1. Вертикальные.
2. Горизонтальные.
3. С самовсасывающими насосами.

Последний тип КНС предполагает принудительное закачивание сточных вод в корпус станции, и их удаление из него после очистки.

По типу расположения относительно земли:

1. Заглубленные.
2. Наземные.
3. Частично заглубленные.

Резервуар КНС с датчиками, канализационными насосами и запорной арматурой может находиться в земле, а система автоматического управления – на поверхности.

По схеме управления оборудованием:

1. С ручным управлением. Включение и выключение модулей оборудования происходит по мере необходимости обслуживающим персоналом, который самостоятельно проверяет наполняемость канализационного резервуара.
2. Дистанционные. Используется система мониторинга состояния резервуара, данные которого выводятся на удаленный управляющий пульт.
3. Автоматические. Управление производится автоматически с помощью датчиков и реле, расположенных непосредственно в корпусе насосной станции или рядом с ней.

КНС с ручным управлением являются самыми дешевыми, но требуют личного участия человека. Они используются в основном в загородных дачных домиках и коттеджах с небольшим количеством расхода воды.

По характеру канализационных стоков:

1. Для хозяйственно-бытовых стоков. Рассчитаны на эксплуатацию в стандартных условиях.
2. Для промышленных целей. Изготавливаются из материалов с повышенной устойчивостью к химически агрессивным средам и термическому воздействию.
3. Для ливневых сетей. Оборудуются дополнительными системами очистки.
4. Для осадочных сточных вод. Используются чаще всего в промышленных очистных сооружениях. Оснащаются дополнительными устройствами для обработки осадочных отложений.

При выборе модели КНС лучше ориентироваться не на классификацию, а на рекомендации специалистов, которые подберут оптимальную систему для конкретного дома.

Правила выбора оборудования

Далее будут проанализированы критерии, учитывая которые необходимо выбирать канализационное насосное оборудование для частного использования. Разбор промышленных установок не входит в рамки данного обзора.

Целью при покупке КНС является приобретение оптимального по мощности и другим характеристикам оборудования. Нет смысла переплачивать за системы, которые будут работать на 10-20% проектной мощности.

При выборе КНС учитывают такие параметры:

1. Максимальный поток перерабатываемых стоков.
2. Транспортировочное расстояние.
3. Перепад геодезических уровней между впускной трубой и выходом напорного шланга.
4. Степень загрязненности, фракционный состав и структура хозяйственно-бытовых стоков. Существуют КНС, которые измельчают крупные фракции включений, предупреждая засоры в насосном оборудовании.
5. Уровень требуемой очистки стоков.
6. Габариты оборудования.

Единой формулы для расчета производительности насосного оборудования нет, поэтому алгоритм расчета и необходимые показатели должны быть указаны в инструкции к приобретаемой КНС.

Типовой проект расчета производительности насосного оборудования включает такие этапы:

1. Определение суточного потребления воды и объема стоков.
2. Построение ориентировочного графика поступления канализационных сточных вод в течение суток.
3. Расчет минимального и максимального канализационного потока.
4. Определение требуемой производительности КНС, учитывая загрязненность стоков.

После определения вышеприведенных параметров можно начинать заниматься выбором подходящего оборудования.

На цену КНС влияет брэнд производителя, ремонтопригодность изделия, возможность сервисного обслуживания. Особенно не рекомендуется приобретать дешевые насосы, если предполагается их ежедневное использование, и при этом отсутствуют резервные емкости или дополнительный насос для отведения стоков.

Устройство и принцип работы КНС

Устройство современных КНС следует рассматривать в двух основных вариантах:

Принципиальных различий между этими устройствами нет. Но сололифты являются единым готовым оборудованием, которое можно купить в интернете и самостоятельно подключить, а канализационные станции формируются из отдельно продающихся частей под конкретный проект внешней канализации.

Компактные мини-станции

Портативные КНС типа «Сололифт» имеют компактный вид и устанавливаются вблизи сантехнического оборудования. Его устанавливают либо в подвале дома, либо в самом санузле.

Основными конструкционными узлами сололифта являются:

• герметичный корпус с патрубками и отверстиями;
• двигатель;
• крыльчатка с режущей кромкой;
• автоматика.

При поступлении воды в устройство срабатывает автоматика и включается двигатель. В результате происходит перекачивание жидкости из внутреннего резервуара в напорную трубу. Крыльчатка дополнительно измельчает крупные фрагменты для эффективного отведения взвешенных частиц и предупреждения засора.

Корпус сололифта может иметь 2-5 отверстий для подключения сантехнических приборов. Сверху устройства располагается воздушный клапан, который обеспечивает подсос воздуха извне при работе насоса. Это предотвращает срыв гидрозатвора в сифонах домашнего оборудования.

Производительность портативного мини-КНС стандартна и теоретически рассчитывается, исходя из количества подводящих труб. После покупки оборудования достаточно подключить напорный шланг и канализационные трубы к корпусу солофита, а потом включить его в розетку.

КНС для загородного дома

Насосная станция для частого дома обычно имеет внушительные размеры и вкапывается в землю. Готовых конструкционных решений такого типа в интернете найти не удастся, а для определения ориентировочной стоимости оборудования необходимо созваниваться с менеджерами магазинов или оставлять заявку на сайтах продавцов.

Более долговечными являются емкости из стекловолокна и пластика. Они не требуют какого-либо ухода и прослужат минимум 50 лет. Станция представляет собой загерметизированную емкость с насосами внутри.

Основными элементами КНС для дома являются:

1. Накопительный бак из пластика, стекловолокна, бетона или металла объемом в несколько кубометров.
2. Фекальный насос. В ежедневно работающих станциях ставят два насоса: рабочий и резервный, задача которых состоит в подъеме сточных вод на определенный уровень для дальнейшего их продвижения по трубам самотеком.
3. Система самотечных водопроводов (подводящих и напорных отводящих), объединяющих внутреннюю канализацию, КНС и последующий коллектор. Система снабжена задвижками и обратным клапаном, который позволяют жидкости течь только в одном направлении.
4. Автоматика с поплавковыми выключателями. Рекомендуется установка одновременно 3-4 поплавков, каждый из которых способен включать насос. Стоят они недорого, поэтому экономить на них не стоит.

Крупные домашние КНС имеют принцип работы, несколько отличающийся от сололифта. Резервуар для стоков закапывается в землю и подсоединяется к сливной трубе внутренней канализации. При достижении уровнем канализационных сточных вод установленного регулировкой уровня, поплавковый механизм замыкает сеть и включает насос.

Перекачка воды останавливается лишь при достижении поплавком уровня, гораздо ниже того, который привел к его включению. Такая схема позволяет реже включать насосное оборудование, снижая эксплуатационные нагрузки.

Дополнительные поплавки предназначаются для включения резервного насоса. Уровень воды для их запуска устанавливается немного выше, чем для основного насоса.

Это позволяет перестраховываться и включать резервное оборудование только в случае неисправности основного.

Подбор насосов для КНС

Советы по подбору насосов

Насосы являются составной частью системы транспортировки жидкостей, в которую, помимо них, входят приемный резервуар, трубопроводы, элементы обвязки и т.п. Поэтому важно подобрать насосы, максимально соответствующие всей системе.

Одна из наиболее частых причин отклонения рабочих параметров насоса от расчетов —подбор насосов с большими запасами напора и подачи. Для этого случая предусмотрены некоторые способы регулирования реальных и расчетных характеристик насосных агрегатов: дросселирование (сужение проходного трубопровода с понижением давления в потоке); отвод части подаваемой жидкости в приемную емкость; уменьшение диаметра рабочего колеса насоса; частотное регулирование.

Советы по подбору насосных установок:

1. Для центробежного насоса зона рабочего оптимума находится в пределах Q = Qn±25% от его номинального объема подачи при максимальном КПД. Рекомендуемые величины подачи насоса обычно отмечаются черточками на характеристиках КПД, и рабочие параметры не должны выходить за их пределы. В противном случае последует перегрузка насоса и повышается опасность появления кавитации.
2. Если реальная подача насоса существенно отклоняется от номинального значения Qn, насос работает на износ. Если номинальная подача не удовлетворяет условию 0,5Qn n, производители не гарантируют нормируемого срока службы центробежного насоса.
3. При подборе насоса необходимо стремиться к тому, чтобы кривые системы и насоса пересекались в средней трети кривой насоса. При отклонении вправо может быть перегружен двигатель и возникнуть значительная кавитация. Отклонение влево чревато перегревом торцевых уплотнений.
4. На практике рациональным решением может быть одновременное использование насосов разной производительности или даже типов в отличие от использования одинаковых насосов с регулируемым электроприводом. Соотношение величин подач насосов при этом должно соответствовать величинам максимального расчетного и минимального фактического водопотребления в час насосной станции.
5. Подбор можно вести на основе средних величин подачи и напора. При выборе точки на графике с координатами Qcp и Нср стремятся к тому, чтобы она располагалась в средней части рабочего диапазона подбираемого насоса.
6. Для точек на графике, соответствующих Qmax и Qmin, определяют КПД насоса. Если эти величины не меньше, чем минимальный принятый КПД, то по энергетическим показателям насос подходит.
7. Проверяют соответствие геодезической высоте всасывания. Максимальный показатель Qmax соответствует на графике определенной высоте всасывания. Эта высота должна быть больше минимальной высоты всасывания, заданной расчетом. Насос удовлетворяет исходным данным, если имеется превышение минимальной геодезической высоты всасывания.
8. Проверка насоса по коэффициенту быстроходности проводится тогда, когда отсутствуют характеристики насоса. В этом случае подбор ведется по параметрам, определяющим оптимальный рабочий режим. Расчетом определяются коэффициент быстроходности и максимальное значение геодезической высоты всасывания. Насос удовлетворяет по поставленным требованиям и по кавитационным свойствам, если максимальное значение геодезической высоты всасывания превышает заданную величину.
9. Для станций перекачки сточных вод характерна значительная разница потока при небольшом напоре. Поэтому осевые насосы или крупные водопроводные насосы типа Д устанавливаются только под залив, а надобность в резервных насосах отсутствует. Установку резервных насосов необходимо обосновать техническими расчетами. Профилактические и ремонтные работы водопроводных насосов ведутся зимой или в сухой период времени.
10. При одновременной установке двух насосов, один из которых рабочий, а другой – резервный, оба насоса имеют только одну рабочую точку. Если точка максимального КПД находится далеко от рабочей точки, то основанием для выбора насоса не должна являться кривая Q‒H. Оптимальным выбором в данном случае может быть насос с максимальным КПД, у которого кривая Q‒H проходит над заданной рабочей точкой. Также стоит учитывать и ценовой диапазон стоимости насосов.
11. Если установленные рабочие насосы имеют общий напорный трубопровод, то рабочих точек будет столько, сколько установлено насосов. Рабочая точка выбирается для варианта одновременной работы всех насосов. Если максимальное КПД достигается при работе наименьшего числа насосов, то выбирают тот насос, у которого точка наибольшего КПД расположена правее рабочей точки.
12. Для случая насосов с частотным преобразователем точка максимального КПД должна быть расположена левее от главной рабочей точки. В этом случае достигается достаточный КПД для низких частот при невысоком Qmin.
13. В случае, если у нескольких рабочих насосов имеется общий напорный трубопровод и установлен преобразователь частоты, выбор ведут следующим образом. Максимальный КПД должен находиться как можно ближе к рабочей точке. При этом на выбор рабочей точки могут подходить даже несколько насосов со схожими характеристиками. Тогда выбор насоса ведут, анализируя стоимость агрегатов, срок их эксплуатации и эксплуатационные затраты.