ГЛАВНЫЕ И РАЙОННЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

Как было указано в § 3, в системах канализации нередко приходится прибегать к подъему (перекачке) сточных вод. Для подачи бытовых и производственных сточных вод на очистные сооружения служат главные насосные станции; для подъема сточных вод из заглубленного коллектора и транспортирования их в верхний коллектор канализуемой территории предназначены районные насосные станции.

Иногда возникает необходимость устройства насосных станций для перекачки дождевых вод, если отметки уровня воды в водоеме, в который должны быть отведены эти воды, выше отметок канализуемой территории и поэтому возможность удаления дождевой воды самотеком исключается.

В некоторых случаях станции перекачки строят для уменьшения глубины заложения коллектора и, следовательно, уменьшения его строительной стоимости. Такое решение может дать значительную экономию, в особенности в водоносных грунтах или в плывунах, где прокладка труб на большой глубине связана со значительными затруднениями и расходами.

Место расположения насосных станций определяется при решении схемы канализации на основе технико-экономических расчетов и согласовывается с местными Советами депутатов трудящихся и органами Государственного санитарного надзора.

Как правило, насосные станции для перекачки сточных вод устраивают в самой пониженной части канализуемой территории с учетом санитарных, планировочных и гидрогеологических условий местности, наличия источников питания станции электроэнергией и возможности устройства аварийного выпуска. Перед насосной станцией все канализационные линии, тяготеющие к ней, должны быть объединены одним общим коллектором, по которому сточные воды подводятся в отделение решеток приемного резервуара.

По санитарным правилам насосные станции подачей до 50 тыс. м3/сутки следует располагать в отдельных зданиях на расстоянии не менее 20 м от жилых зданий или от пищевых предприятий; для станций большей подачи это расстояние должно быть не менее 30 м. По периметру территории насосной станции следует предусматривать создание защитной зеленой зоны шириной не менее 10 м. Насосные станции не следует располагать на красной линии квартала; чаще всего насосную станцию располагают на территории зеленых насаждений.

Дополнительно по теме канализация:

По гидрогеологическим условиям место расположения насосной станции должно быть наиболее благоприятным для производства строительных работ (низкий уровень грунтовых вод, плотные грунты и т.п.).

В условиях высокого стояния грунтовых вод и слабых грунтов (насыщенных водой — плывунов) целесообразно строить станции шахтного типа опускным способом. При этом способе работ наиболее удобно здание круглой формы в плане. Для глубоких станций, даже при хороших грунтах, такая форма оказывается выгодной и по конструктивным соображениям. В настоящее время почти для всех станций, имеющих суточную подачу примерно до 100—160 тыс. м3/сутки, принимают круглую форму в плане. Диаметр шахты при этом может достигать 24 м.

Станции шахтного типа обычно устраивают с насосами под заливом, т. е. размещают ось насоса ниже горизонта воды в резервуаре. Для малых станций это всегда целесообразно, так как значительно упрощает эксплуатацию  (особенно при автоматизации управления).

При наличии грунтовых вод на площадке насосной станции подземная ее часть должна быть защищена гидроизоляцией, которую устраивают на 0,5 м выше горизонта грунтовых вод.

Насосные станции, расположенные близ открытых водоемов или в затопляемой местности, должны иметь отметку порога у входа не менее чем на 0,5 м выше самого высокого горизонта воды в водоеме с учетом нагона волны.

Очистные сооружения часто находятся на значительном расстоянии от города или поселка. В этих случаях необходимо разрабатывать варианты расположения главной насосной станции вблизи населенного пункта или в комплексе с очистными сооружениями. При выборе варианта существенное значение имеют не только рельеф местности и гидрогеологические условия, но и очередность капитальных вложений и эксплуатационные условия. Целесообразно насосные станции располагать вблизи очистных сооружений для удобства совместного их обслуживания.

При строительстве насосных станций следует учитывать очередность их развития. Так, например, часто бывает целесообразно оборудовать главную насосную станцию не сразу на полную подачу, а только на часть ее — с необходимым оборудованием и прокладкой до очистных сооружений одной нитки напорного канализационного водовода, рассчитанного на пропуск сточных вод только первой очереди канализации.

В состав насосных станций входят: а) приемный резервуар с решеткой; б) машинное отделение, где размещены насосные агрегаты; в) производственно-вспомогательные и бытовые помещения.

Машинное отделение может быть расположено в одном здании с приемным резервуаром, но должно быть отделено от него непроницаемой стеной и иметь отдельный вход. В некоторых случаях в районах с положительной средней зимней температурой при условии применения двигателей низкого напряжения можно устанавливать электронасосиые агрегаты на открытой площадке. Для защиты от пыли их помещают в кожухах или над ними устраивают навес. Электродвигатели должны быть во взрывобезопасном исполнении, а щит управления агрегатами должен помещаться в трансформаторном пункте.

Технологическое оборудование машинных отделений состоит из насосов для перекачки сточных вод, вакуум-насосов (на станциях с незаливными насосами), задвижек на трубопроводах, насосов, эжекторов или других устройств для удаления жидкости с пола машинного отделения, подъемно-транспортных устройств и механизмов, а также контрольно-измерительной аппаратуры (указатели уровня воды в резервуаре, расходомеры, манометры и вакуумметры к насосам, а электродвигатели должны иметь вольтметры и амперметры). Перед установленными манометрами должны быть помещены мембраны.

Для перекачки бытовых и близких им по составу производственных сточных вод по новому стандарту применяются центробежные насосы марки Ф, выпускаемые отечественной промышленностью, с подачей 14,5—9000 м3/ч и напором 8—95 м (например, насос Ф16/27 с подачей 16 м3/ч при напоре 27 м).

На насосных станциях дождевой, общесплавной и полураздельной систем канализации устанавливаются насосы для перекачки дождевых вод суммарной подачей, равной расчетному притоку этих вод при периоде однократного переполнения, установленном для принятой схемы канализации, с учетом незатопления пониженных территорий при переполнении сети. Число насосных агрегатов для перекачки дождевых вод должно быть минимальным, резервные насосы не устанавливаются.

Для насосных станций большой подачи или повышенного напора по специальному заказу могут быть изготовлены заводами насосы с применением синхронных двигателей большой мощности с частотой вращения около 1500 мин-1 или коллекторных электродвигателей, дающих возможность регулировать частоту вращения.

Перспективным является применение незасоряемых насосов при перекачке сточных вод. Во всасывающий патрубок такого насоса вмонтировано устройство типа решетки-дробилки, поэтому устанавливать решетки перед этими насосами не нужно.

Для подкачки сточных вод на небольшую высоту во избежание больших заглублений коллекторов з отечественной и зарубежной практике применяют шнековые подъемники. Этот подъемник прост по устройству, в работе почти безотказен, для установки его не нужно дорогостоящих зданий с наземными павильонами, он легко размещается в подземной камере. Важно и то, что он не требует извлечения из сточной воды крупных примесей.

Шнековые насосы стабильно работают в большом диапазоне изменения притока сточных вод к насосу. Для шнековых насосов общий к. п. д. насосной установки (вместе с приводом) составляет 50—55%. При проверке работоспособности шнековых насосов для перекачки загрязненных сточных вод установлено, что они одинаково хорошо транспортируют как мелкие, так и крупные примеси. Недостатком шнекового подъемника является то, что он не может подавать сточную воду в напорный трубопровод.

Кроме рабочих насосов на канализационной станции должны быть установлены еще и резервные насосы: при числе рабочих насосов до двух — один насос; при числе рабочих насосов более двух — два насоса. При трех рабочих насосах марки Ф допускается предусматривать установку одного резервного насосного агрегата при условии хранения второго (резервного) на складе насосной станции. При двух рабочих насосах марки Ф7200/24,9 допускается установка двух резервных насосных агрегатов. Подача резервного насосного агрегата должна быть равна максимальной подаче наиболее мощного рабочего агрегата.

Насосы   желательно   подбирать  одинаковые  по  характеристике   (диаметру, напору и подаче) для возможности замены одного насоса другим и, кроме того, однотипные, чтобы могла быть обеспечена взаимозаменяемость их деталей.

В целях упрощения эксплуатации насосов необходимо стремиться к их установке под заливом. Для пуска в работу насосов, расположенных выше отметки наивысшего урозня воды в приёмном резервуаре, должна быть предусмотрена установка двух вакуум-насосов или эжекторов (одного — рабочего, другого — резервного). Для каждого насоса предусматривается отдельная всасывающая труба; при работе насоса под заливом на всасывающей трубе устанавливается задвижка.

Скорость движения сточных вод во всасывающих трубопроводах принимают равной 0,7—1,5 м/с, скорость движения сточных вод в напорных трубопроводах— 1,5—2,5 м/с.

При давлении в напорном трубопроводе более 0,3 МПа при каждом насосе следует предусматривать установку обратного клапана на напорной линии, что позволяет производить запуск насосов с открытой задвижкой и упрощает схему автоматического управления агрегата.

Схемы перехода напорного патрубка насоса с меньшего диаметра на больший с установкой перехода, задвижки и обратного клапана показаны на  3.47. Монтаж по схеме, показанной на  3.47, а, приводит к перерасходу электроэнергии в результате больших потерь напора. Арматура трубопроводов должна иметь необходимый для нормальной эксплуатации комплект запасных частей и материалов.

На насосной станции, оборудованной центробежными насосами с диаметром напорного патрубка более 200 мм, на каждом агрегате должны быть установлены расходомеры; при меньшем диаметре напорного патрубка отдельных расходомеров не устанавливают. В этом случае о подаче насосов судят на основании сопоставления показаний манометра и вакуумметра, а о нагрузке электродвигателя насоса — по амперметру.

Для учета расхода воды на напорных линиях устанавливают колена-расходомеры.

В машинном отделении насосной станции должны быть указатели уровня воды в приемных резервуарах, а также сигнализация и телефонная связь.

Насосные станции могут быть автоматические, полуавтоматические — с собственным или центральным диспетчерским пунктом и реже с ручным управлением. Перспективным является программное управление работой насосных станций. Основной задачей автоматического управления является пуск и остановка электродвигателей насосных агрегатов в зависимости от уровня воды в приемном резервуаре, который контролируется с помощью многоточечного реле уровня.

Канализационные насосные станции должны иметь внутренний водопровод, отопление, достаточное освещение и приточно-вытяжную вентиляцию всех помещений.

Температура воздуха в машинном отделении в отопительный период при постоянном пребывании обслуживающего персонала должна быть не менее 16° С. При автоматическом управлении агрегатами температура воздуха не должна быть ниже 5° С.

Для машинного зала при выделении тепла двигателями в количестве, превышающем теплопотери помещения, необходимый обмен воздуха определяется расчетом, а при отсутствии избытков тепла принимается однократным в течение 1 ч.

Тип оборудования, система управления и условия эксплуатации канализационных насосных станций могут быть весьма разнообразны, поэтому состав вспомогательных и бытовых помещений в каждом отдельном случае устанавливают в зависимости от конкретной обстановки с учетом обязательных норм и требований органов Государственного санитарного надзора.

При устройстве и эксплуатации канализационных насосных станций должны выполняться требования техники безопасности.

В связи с возможностью попадания газа в помещение машинного зала, грабельных и дробилок обслуживающему персоналу насосных станций запрещено курить и пользоваться приборами с открытым огнем в помещениях. В целях предосторожности в указанных помещениях должны быть сделаны соответствующие надписи в виде плакатов. Выключатели на электроосветительной сети располагают не в помещениях приемного резервуара и машинного зала, а в тамбурах при входе в них. Электрическое освещение в этих помещениях принимают во взрывобез-опасном исполнении. В приемном резервуаре и грабельном помещении газовая сварка и электросварка запрещены, так как раскаленная окалина опасна и может служить причиной взрыва.

Насосные станции, как правило, должны проектироваться для работы без постоянного обслуживающего персонала. При этом рекомендуются следующие виды управления:

автоматическое управление насосными агрегатами в зависимости от уровня сточной жидкости в приемном резервуаре;

дистанционное или телемеханическое управление из диспетчерского пункта;

местное управление периодически приходящим персоналом с передачей необходимых сигналов на диспетчерский пункт.

На насосных, оборудованных агрегатами с высоковольтными двигателями, допускается наличие постоянного обслуживающего персонала.

Управление в этом случае должно производиться централизованно со щита управления, который рекомендуется устанавливать в отдельном помещении. При аварийном отключении рабочих насосных агрегатов следует предусматривать автоматическое включение резервных агрегатов. При аварийном затоплении насосной станции необходимо предусматривать автоматическое отключение насосных агрегатов.

Пуск насосных агрегатов должен, как правило, производиться при открытых напорных задвижках. Пуск насосных агрегатов при закрытых задвижках производится при опасности гидравлических ударов, из-за условий запуска синхронных двигателей и в других обоснованных случаях.

На насосных станциях рекомендуется контролировать следующие технологические параметры: расход перекачиваемой жидкости; уровни в приемном резервуаре; уровни в дренажном приямке; давление в напорных трубопроводах; давление, развиваемое каждым насосным агрегатом; температуру подшипников. Кроме того, следует предусматривать местную аварийно-предупредительную сигнализацию. При отсутствии обслуживающего персонала предусматривается дополнительная сигнализация на диспетчерский пункт или на пункт с круглосуточным дежурством.