Расчет емкости приемного резервуара КНС с несколькими однотипными рабочими насосами

Бытовые канализационные насосные станции требуют проведения точного расчета, а также разработки типового проекта перед приобретением устройства. Также в статье представлена технология монтажа и особенности эксплуатации такой КНС.

Контакты

Адрес:

г. Самара, ул. Льва Толстого 123, литера B, офис 504

Время работы:

8:00 — 18:00

Расчет объема КНС с одним рабочим насосом

При расчете необходимого объема приемной камеры следует исходить из следующих условий:

  • интенсивности поступления сточных вод;
  • производительности насоса;
  • возможности его охлаждения;
  • допустимого количества пусков электродвигателей.

Основным критерием при расчете приемного резервуара КНС служит число пусков двигателя в определенный промежуток времени. Поэтому полезный объем резервуара определяется таким образом, чтобы запуск насосов происходил не чаще допустимого количества, указанного в техпаспорте оборудования при меняющемся в течение суток поступлении сточных вод. Производители погружных насосов указывают наибольшее количество – 15 запусков в час, но в некоторых случаях возможны и более частые пуски – 25 – 60 раз в час без риска уменьшения срока службы оборудования.

Если превысить допустимые пределы, то произойдет перегрузка двигателя и выход из строя всего насосного оборудования.

Формула:

V = T

min

* Q / 4 , где

V необходимый объем КНС, м3; Tmin минимальное время работы насоса от одного пуска до последующего, мин; Q производительность насоса, м3/мин; 4 переводной коэффициент.

Хозяйственно-фекальные стоки города 

Суточный расход этих вод определяется по количеству населения и норме водоотведения. Литературных данных о распределении суточного расхода канализационных вод по часам очень мало. Поэтому пользуются данными часовых расходов водопроводной воды. Часовые расходы зависят от величины города и ряда других показателей. При составлении проектов насосных станций принимают различное распределение расхода воды по часам, как это видно из табл. 20. 

Большие коэффициенты принимаются для небольших населенных пунктов, меньшие — для более крупных. При определении величины одного процента суточного расхода необходимо исходить из среднесуточного расхода, так как таблица составлена с общим коэффициентом неравномерности. 

Почему важно производить правильный расчет канализационной насосной станции?

Для возможности своевременной перекачки ливневых, бытовых и промышленных стоков с целью их последующей очистки и сброски в естественные водоемы используются специальные канализационные насосные станции (сокр. КНС). Однако чтобы добиться максимальной эффективности в плане результативности, безопасности и надежности ее работы важно применять правильный расчет. Это позволяет приобретать именно те КНС, которые отвечают по своим параметрам и техническим характеристикам требованиям, предъявляемым со стороны канализационной системы.

КНС для дачи

Наверняка у большинства из нас есть загородный дом или дача. Мы приезжаем туда после долгой трудовой недели отдохнуть с семьёй или друзьями. Для максимально комфортного отдыха мы застилаем газоном двор, строим бассейн и наблюдаем за рыбками в пруду. Это всё безусловно очень красиво! Никто не хочет лишаться привычных удобств городской квартиры, таких как любимая ванная, душ, раковина, унитаз. На смену деревянным туалетам на выгребных ямах и бетонным кольцам, которые из — за своей негерметичности наполняются водой во время таяния снега или дождей в качестве канализационной системы приходят локально очистные сооружения.

Одним из важных инженерных систем на участке является канализация. Канализационная насосная станция— это лучший выбор, если нет возможности обустройства самотека канализационных вод. Посчастливилось тем хозяевам дач, чей участок имеет естественный уклон. В таком случае канализационные трубы не составит труда проложить под углом, обеспечивающим эффективный самотечный отвод отработанной бытовой жидкости. Если же для реализации самотека по трубам вам придется углубляться на несколько метров, в этом случае лучше оставить эту идею и установить канализационную насосную станцию (КНС), которая принудительно поднимет сточные воды до нужного для последующего произвольного оттока уровня.

Что такое насосная станция

Насосная станция — это комплект из насоса, гидроаккумулятора и регулятора (реле) давления. Гидроаккумулятор представляет собой металлический бак, в который опущена заполненная водой резиновая груша. Воздух, закачанный между грушей и стенками бака, сжимает грушу при расходе воды, некоторое время поддерживая давление в водопроводе. А регулятор давления нужен для выключения насоса при падении давления ниже установленного значения и включения при его достижении. Это минимальный набор, комплектация некоторых насосных станций может быть шире — в нее могут входить манометр для контроля давления воды, датчик сухого хода для защиты насоса, переключатель режимов и т.д.

В принципе, насосную станцию не обязательно покупать готовую — вы можете собрать ее самостоятельно: из насоса, гидроаккумулятора и регулятора давления. Если вы хотите сделать насосную станцию на базе скважинного насоса, такое решение может сэкономить вам приличную сумму. А вот станцию на базе садового насоса (поверхностную) проще купить готовую. Правда, сначала придется потратить некоторое время, чтобы разобраться в их характеристиках и понять, какая именно станция вам нужна.

ВИДЫ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КНС. КЛАССИФИКАЦИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Различают несколько типов станций с разнообразной конфигурацией резервуаров, разнообразным расположением и типом оборудования, соответственно для решения различных задач по перекачке рабочей среды:

По типу установки:

  • Вертикальные
  • Горизонтальные
  • С самовсасывающими насосами

По типу расположения относительно земли:

  • Частично заглубленные
  • Заглубленные
  • Наземные

По схеме управления оборудованием:

  • С ручным управлением
  • Дистанционные
  • Автоматические

По типу канализационных стоков:

  • Для ливневых сетей
  • Для осадочных сточных вод
  • Для хозяйственно-бытовых стоков
  • Для промышленных стоков

Вертикальная канализационная насосная станция

Вертикальная канализационная насосная станция представляет собой вертикальную цилиндрическую емкость из прочного армированного стеклопластика со следующими диаметрами корпусов: 1,8, 2,2 и 3 метра.

Высота корпуса может достигать 14 метров.

Вертикальная КНС

Вертикальная канализационная насосная станция

Вертикальная канализационная насосная станция представляет собой вертикальную цилиндрическую емкость из прочного армированного стеклопластика со следующими диаметрами корпусов: 1,8, 2,2 и 3 метра.

Высота корпуса может достигать 14 метров.

Вертикальная КНС

Станции оснащаются оборудованием импортного или российского производства мощностью от 1 до 3000 куб.м/час и напором водяного столба до 100 метров. Станции комплектуются шкафом управления собственного производства. Трубная обвязка выполняется из нержавеющей стали, полиэтилена или полипропилена. Поплавковые датчики выполняют функцию измерения и контроля уровня.

См. также[править | править код]

  • Очистка сточных вод
  • Решётка (сооружение на станциях очистки сточных вод)

Приемный резервуар 

Указанные в табл. 22 стоки поступают в приемный резервуар, где размещаются решетки для задержания крупных плавающих веществ. Кроме того, назначение приемного резервуара состоит в создании регулирующей емкости, способствующей лучшему режиму работы насосов. При расчете регулирующей емкости приемного резервуара следует принимать во внимание объем жидкости от кривой спада до нормального заполнения коллектора, зависящий от диаметра, длины и уклона коллектора. Без этого нельзя получить расчетного заполнения приемного резервуара. 

Здесь не приводится сложный расчет определения объема коллектора выше кривой спада, что, кстати, и не имеет особого значения. Нельзя использовать объем коллектора до полного его заполнения, так как это приводит к выпадению в коллекторе осадков. Емкость приемного резервуара определяется по графику притока и откачки сточных вод. При этом на средних и больших насосных станциях, где регулирование откачки производится насосами, емкость резервуара ограничивается лишь размерами, достаточными для размещения в нем оборудования. 

Если перекачиваемые стоки содержат много органических загрязнений, емкость резервуара должна быть уменьшена, чтобы ускорить подачу жидкости на очистные сооружения в незагнившем состоянии. Это требование остается в силе и в том случае, если сточные воды содержат примеси, способные быстро осаждаться. Вместе с тем объем резервуара следует принимать не менее, чем на пятиминутную производительность одного из насосов. На малых насосных станциях, особенно с незначительным притоком в ночное время, объем резервуара приходится увеличивать иногда до размеров, вмещающих ночной приток. 

В этих случаях целесообразно устраивать автоматические насосные станции. Емкость резервуара таких станций определяется из расчета не более шести включений в час, благодаря чему отложение осадков значительно уменьшается. Приемный резервуар устраивается или в одном здании с машинным залом, или отдельно. 

Первый случай имеет место при сравнительно небольших станциях, которым придается форма круглого резервуара с перегородкой, отделяющей приемную часть от помещения для насосов. Удобство такого устройства заключается в компактности всей установки и в возможности опускного способа производства работ, что важно при большом заглублении и при наличии плывунов. При устройстве прямоугольной станции приемный резервуар может примыкать непосредственно к зданию насосов, имея с ним общую водонепроницаемую стену, или он относится на расстояние 5—8 м от здания насосов. 

В приемном резервуаре крупных станций располагаются: в нижней части — приямок для улавливания песка, а также для размещения сосунов, решетки для улавливания крупных плавающих веществ и всасывающие трубы, а в верхней части — управляющий граблями механизм и двигатели. На насосных станциях производительностью более 5000 м3/сутки устанавливаются дробилки для измельчения отбросов с последующей подачей массы в сточную воду до решетки. 

Песколовки устраивают только при общесплавной системе канализации, так как песок, приносимый ливневыми стоками, быстро изнашивал бы насосы. При раздельной системе канализации песколовку не устраивают устраивают, так как расходы, связанные с эксплуатацией песколовки, велики, и редкая смена насосов обходится дешевле. Решетки могут быть или с ручной, или с механической очисткой. 

Первые — на станциях при количестве отбросов 0,2 м3 в сутки, вторые — на станциях с большей производительностью. Количество решеток принимается: для малых станций (до 5000 м3 в сутки) — одна, для больших — не менее двух. Наименьшая ширина решетки — 0,7 м. Величина зазоров должна быть меньше расстояния между лопатками насоса — 15—20 м м. Расчет решетки сводится к определению ее размеров и величины подпора, образующегося перед решеткой. 

Для расчета пользуются уравнением alt, где h – величина подпора; alt – коэффициент для прямоугольного стержня, равный 2,42; b – расстояние между стержнями; δ – ширина прямоугольного стержня; V1 – скорость в канале перед решеткой, равняя не менее 0,5 м/сек и не более 1 м/сек при максимальном расходе. Сделаем расчет для двух решеток при максимальном Qмакс=1227,5 м3/час=0,340 м3/сек. Ширина канала перед решеткой В=0,7м,u1=0,55м/сек; δ=10мм; b=20 мм; угол наклона решетки a=70 Тогда будем иметь: alt.

Вносить поправку на наклон решетки: alt.

Полученная величина подпора вполне приемлема. Глубина потока в канале Н будет равна alt

Полная ширина решетки alt, где n – число прозоров. Отсюда alt

Число продуктов alt

Общая ширина прозоров alt

Площадь прозоров alt

Решетка устанавливается не ближе 0,5 м от лотка подводящего коллектора. Решетки можно установить против устья коллектора. В этом случае по бокам резервуара образуются мертвые зоны, где происходит выпадение осадков. Размер мертвых зон уменьшается, если разместить решетки по бокам. За решеткой приемный резервуар должен быть разделен перегородкой на две части. При наличии на насосной станции двух и более решеток перед каждой из них должны быть предусмотрены шиберные щиты. 

Закрывая щиты и откачивая стоки из каждой половины резервуара, можно освобождать каждую половину и производить необходимый ремонт как решетки, так и резервуара. Решетка с ручной очисткой (рис. 211) представляет собой стальную раму, к которой приварены стальные прутья квадратного сечения 20 X Х20 мм. Верхний край решетки опирается на площадку, с которой производится ручная чистка решетки. Отбросы сваливаются в дырчатый желоб, устроенный в полу площадки. 

В конце желоба ставится дырчатое ведро, которое после наполнения при помощи блока подается наверх. Решетки с механической очисткой могут быть подвижные и неподвижные с движущимися граблями. Последним надо отдать предпочтение, так как их можно поставить круче и они занимают меньшую площадь. 

Неподвижная решетка с движущимися граблями 

Кроме того, на передвижение грабель расходуется меньше электроэнергии, чем на передвижение тяжелых подвижных решеток. Неподвижные решетки (рис. 212, 213) с движущимися граблями устанавливаются под углом до 70° к горизонту. Захватываемые граблями отбросы поднимаются в верхнюю часть приемного резервуара и здесь сбрасываются в вагонетку или тележку для вывоза или поступают в дробилку, где измельчаются и смываются током воды обратно вниз, в переднюю часть резервуара перед решетками. Измельченные отбросы проходят сквозь решетку, а крупные частицы снова поднимаются граблями наверх. 

Неподвижная решетка с движущимися граблями: вид механических грабель спереди. 

Количество отбросов, снимаемых с решеток в год на 1 человека в литрах, колеблется в зависимости от ширины прозоров решеток. Так, при ширине прозоров 15 мм количество отбросов будет: при ручной очистке — 5 л, при механизированной — 6 л, при ширине 20 мм — соответ» соответственно 4 и 5 л, при ширине 25 мм — 3 и 3,5 л, при ширине 30 мм 2,5 и 3 л. Влажность отбросов 75—85%, объемный вес в среднем 750 кг/м Механизированная очистка обязательна при количестве их 0,2 м3/сутки и более. 

Сточная жидкость, пройдя сквозь решетку, поступает затем во всасывающие трубы насосов. Для установления высоты расположения отверстий этих труб необходимо построить профиль дна приемного резервуара от конца коллектора до приямка для всасывающих труб. На рис 214 приводится профиль дна приемного резервуара диаметром 8,0 м. 

Профиль дна приемного резервуар 

Углубление для концов всасывающих труб должно допускать возможность понижения уровня жидкости в резервуаре ниже лотка подводящего коллектора. Эта высота практически равна от 1,5 до 2,5 м. От коллектора идет откос глубиной 0,6 м. Далее дно понижается к всасывающим трубам с уклоном 0,01 — 0,02. Отверстия их размещаются в приямке на высоте от дна, равной половине диаметра воронки всасывающей трубы. 

Наинизший уровень воды в приемном резервуаре должен быть выше отверстия всасывающей трубы не менее чем на 0,25 м. Расстояние между всасывающими трубами должно быть не менее 2D, чтобы в работе трубы не мешали друг другу. При проектировании резервуара необходимо предусмотреть возможность удобного доступа к решеткам. Отопление в приемных резервуарах следует устраивать только при незначительном заглублении.

В глубоких же резервуарах оно не нужно, так как теплопотери через стены невелики, температура же сточной жидкости даже зимой не опускается ниже 7—9°. Вентиляцию рекомендуется устраивать приточно-вытяжной с пятикратным обменом и с незначительным превышением подачи воздуха во избежание засасывания его из коллектора. 

На случай вынужденной остановки работы станции необходимо предусмотреть устройство аварийного выпуска для сточных вод. Этот выпуск можно устроить в стене приемного резервуара, но лучше его поместить в последнем смотровом колодце коллектора перед насосной станцией. Если выпуск устраивается в резервуаре, то он должен быть расположен на такой высоте, чтобы при максимальном подъеме стоки в приемном резервуаре не затапливали площадки в нижней его части. 

Если аварийный выпуск устраивается в последнем колодце, то в нем должны быть поставлены два шибера — один на выпускной трубе, а другой на коллекторе, перед выходом из колодца в насосную станцию. Если из аварийного выпуска нельзя выпустить стоки самотеком в овраг или водоем, то на станции необходимо установить запасные двигатели внутреннего сгорания для перекачивания стоков на очистные сооружения или в водоем. На рис. 215 а, 6, в показан приемный резервуар, запроектированный в соответствии с изложенными выше соображениями. 

Резервуар имеет круглую форму в плане, диаметр его 8 ж. В резервуаре установлены две неподвижные решетки, расчет которых приведен выше. Они размещены обособленно друг от друга. Сточные воды из кол¬лектора попадают в канал, опущенный ниже лотка коллектора на 0,6 м и расходящийся в стороны к решеткам. Каналы ограничиваются с боков тремя бетонными массивами, приподнятыми на 1 м выше самого высокого уровня сточных вод. 

Решетки установлены под углом в 70°. За решетками дно приемного резервуара опускается к приямку для всасывающих труб с уклоном 0,02. В верхней части расположены механизмы грабельных аппаратов, дробилки и двигатели. Передняя часть резервуара (со стороны коллектора) не имеет перекрытия, что обеспечивает освещение нижней части резервуара. Для спуска вниз в задней части резервуара устроена лестница, заканчивающаяся площадкой у стены. 

Такая же площадка устроена и у противоположной стены. Площадки сообщаются друг с другом и со средним мостиком, с которого можно закрывать и открывать шиберы в каналах перед решетками. Так как в резервуаре имеются мертвые зоны, где могут отлагаться осадки, то необходимо предусмотреть возможность смыва этих осадков пожарным наконечником в приямок всасывающих труб при пониженном уровне стоков в резервуаре. 

Вода для смыва, получаемая из водопровода, из скважины или из шахтного колодца с насосом, перекачивается в резервуар, расположенный в верхней части станции. В средней части резервуара установлена железобетонная колонна для устройства верхнего междуэтажного перекрытия. На нее опирается балка, заделанная концами в стены резервуара. 

От этой балки идут к задней стене резервуара три железобетонные балочки, на которых и располагается железобетонная плита перекрытия. В нижнем этаже для перехода с одной стороны резервуара на другую и на средний мостик устроена площадка, опирающаяся на перегородку, которая разделяет нижнее помещение резервуара на две части.

Монтаж и эксплуатация КНС

монтаж канализационной насосной станции

Процесс монтажа

Монтаж канализационной насосной станции производится на подготовленной заранее железобетонной фундаментной плите толщиной не менее 300 мм. Крепление корпуса станции производится при помощи цанговых анкеров:

  • В нижней части корпуса КНС имеется анкерная юбка с отверстиями, предназначенными для ее крепления. После установки станции на фундамент, через них сверлят отверстия в фундаментной плите. Затем забиваются анкера.
  • По окончании установки и закрепления производится засыпка станции грунтом.

Совет от профессионала: Грунтовые воды, присутствующие в месте предполагаемой установки КСН, следует обязательно изолировать с помощью бетонной подушки.

комплектные бытовые канализационные станции

Варианты установки КНС: под проезжей частью и на участке

Установка и эксплуатация канализационных насосных станций в городских условиях имеет множество преимуществ:

  • Экономия полезной площади.
  • Значительная экономия электроэнергии.
  • Автоматизация процесса.
  • Использование небольшого числа обслуживающего персонала для контроля работы автоматики.
  • Легкость монтажа.
  • Компактность.
  • Малый уровень вибрации.
  • Бесшумность.
  • Экологическая безопасность при использовании нескольких КНС вместо одной большой станции.
  • Возможность использования в любых климатических условиях.

Ссылки[править | править код]

  • Гидравлика, водоснабжение и канализация: Учебное пособие. Авт. В. И. Калицун, В. С. Кедров, Ю. М. Ласков. Москва-Стройиздат

Типы размещения КНС

По способу размещения насосно-канализационные станции можно разделить на две группы:

  • Подземные (заглубленные). Глубина погружения установки определяется в процессе проектирования и рассчитывается на основании сведений об уровне размещения подводящего трубопровода и о количестве стоков, нуждающихся в перекачке. 
  • Наземные. Модуль размещается снаружи помещений или в крытом павильоне.

Как с Вами связаться?

Оставьте свои контактные данные, для того чтобы мы могли связаться с Вами удобным способом.

Ваше Имя

Ваш телефон

Ваш e-mail

Обслуживание КНС

Техническое обслуживание канализационной насосной станции является рядом специализированных мероприятий, способствующих сохранению системы в исправном состоянии.

Для того, чтобы обеспечить работоспособность всех механизмов станции, необходим постоянный контроль регламентных работ, обслуживающих систему управления и оповещения, трубопроводы, и датчики.

Соблюдение всех правил использования оборудования приведёт к снижению риска до минимального уровня, что в свою очередь благоприятно скажется на функционировании.

ОБСЛУЖИВАНИЕ ВНЕШНИХ КНС

Важным аспектом при эксплуатации КНС является своевременное обслуживание и, при необходимости, ремонт и замена вышедших из строя элементов. Самостоятельно проводить данные мероприятия крайне нежелательно, т. к. имеется высокий риск отравления газами, присутствующими внутри резервуара. 

Приобретая канализационную насосную станцию стоит незамедлительно позаботиться о ее дальнейшем обслуживании и подписать договор с соответствующей организацией. В зависимости от условий сервисная компания проводит периодические (ежеквартальные или ежемесячные) работы: проверка автоматики, насосного оборудования, очистка фильтров, удаление ила со стенок и дна корпуса КНС.   В экстренных случаях допускаетя самостоятельный осмотр с применением веревочной страховки и противогаза в присутствии помощника снаружи.

Монтаж систем КНС

Одной из наиболее важных стадий обустройства КНС является монтаж оборудования. Строительно-монтажные работы (особенно установка подземных сооружений) должны проводиться квалифицированными специалистами с большим опытом оказания таких услуг. Монтаж канализационных насосных станций должен выполняться в строгом соответствии с нормами и правилами заводов-изготовителей, которые прописаны в технических паспортах на изделия и руководстве по их эксплуатации.

Следует помнить, что правильно подобранное насосное оборудование, качественное проектирование и монтаж канализационных насосных станций являются залогом эффективности и долговечности их работы.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...