Конструкции канализационных насосных станций
На крупных насосных станциях применяют пневматические установки с резервуаром-гидроаккумулятором для «разрыва струи» и с автоматизированным компрессором, который включается в работу при понижении давления в гидроаккумуляторе ниже требуемого в системе производственного водопровода.
Капитальные затраты при пневматической системе с гидроаккумулятором выше, чем в системе с постоянно работающими насосами. Но так как компрессор работает периодически, только на пополнение потерь сжатого воздуха, то значительно сокращаются эксплуатационные расходы и стоимость установки экономически оправдывается. Экономические показатели установки возрастают, если на насосной станции установлены задвижки с гидроприводом, питаемым от гидроаккумуляторов. В этом случае вместимость гидроаккумуля-торюв рассчитывается из условия достаточного запаса воды и давления для закрывания задвижек всех работающих насосов одновременно.
Проектными институтами разработан ряд типовых проектов канализационных насосных станций для перекачивания бытовых и других, близких к ним по составу производственных невзрывоопасных сточных вод, имеющих нейтральную или слабощелочную реакцию. Проекты рассчитаны на применение в районах строительства с расчетной зимней температурой наружного воздуха от —20 до —40 °C при глубине заложения подвоДящего коллектора 3, 4, 5, 6 и 7 м.
На рис. 11.18 приведен пример типовой насосной станции (ТП 902-1-53МК) с подачей 110—480 м3/сут и напором 10—40 м.
Станция запроектирована без надземной части, подземная часть — круглый железобетонный стакан диаметром 2 м. Глубина приемного резервуара принята 1,5 м. Приемный резервуар насосной станции выполняется из монолитного железобетона, верхняя часть стакана —из сборных железобетонных колец. Все монолитные и сборные железобетонные элементы выполняются из водонепроницаемого (В4), морозостойкого (Мрз50) бетона. Внутренние поверхности стен и днища приемного резервуара штукатурятся цементным раствором. Вместимость приемного резервуара 4,2 мэ, что соответствует 12—16-мииутной подаче одного насоса. Дно приемного резервуара имеет уклон 0,1 к приямку, в котором установлены иасосы. Для смыва осадка со стен и днища приемного резервуара и технического оборудования предусмотрен подвод воды и установка поливочного крана, оборудованного резиновым шлангом с брандспойтом, расположенным в водопроводном колодце. На подводящем трубопроводе в камере отключения устанавливается задвижка для отключения поступления сточных вод в приемный резервуар во время ремонта или осмотра. Отбросы, содержащиеся в сточной воде, задерживаются на решетке-корзинке, которая 1 раз в сутки поднимается на поверхность для выгрузки отбросов в герметический контейнер и вывоза их на свалку.
Насосная станция оборудуется погружными динамическими насосами для сточной воды (ЦМК 1627 или 2,5ЭЦК-16-6). Для установки насосов ЦМК в колодце проложены направляющие трубы, а на напорном патрубке предусмотрено устройство для автоматической стыковки с напорным трубопроводом при опускании насосов в колодец. Насосы ЭЦК соединяются с напорным трубопроводом гибким рукавом. Такие соединения позволяют опускать, а при осмотре и ремонте поднимать насосы на поверхность, не спускаясь в колодец. Насосы устанавливаются под залив. Работа их автоматизируется в зависимости от уровня воды в приемном резервуаре. При остановке рабочего насоса, а также при аварийном уровне воды в приемном резервуаре автоматически включается резервный нйсос.
На напорном трубопроводе от каждого насоса устанавливают обратный клапан и задвижку с ручным приводом, которые размещают в отдельном колодце. Напорный патрубок насоса соединяют с напорным трубопроводом гибким рукавом диаметром 50 мм. Насосы включаются в работу при открытых задвижках на всех трубопроводах.
Задвижки закрываются только на время ремонтных работ. Входящая в состав насосного оборудования станция СУНО или САУНА обеспечивает автоматическое управление работой насосов в зависимости от уровня жидкости в колодце.
Вентиляция естественная — через трубу высотой 3—5 м в зависимости от местных условий.
Строительство насосной станции для всех случаев заложения подт водящего коллектора как в сухих/, так и в мокрых грунтах выполняется открытым способом.
Институт Гипрокоммунводоканал разработал канализационную насосную станцию со шнековыми подъемниками с подачей 50—100 тыс.м3/ /сут (рис. 11.19). Станция состоит из помещения шнеков (подземная часть) и машинного зала (надземная часть). В подземной части располагают приемный канал, водоподъемные желоба со шнеками, фундаменты нижних подшипников шнеков, щитовые затворы, погружные кл-апаны и первичные приборы КИП. В надземной части размещают электродвигатели (приводы шнеков), щиты управления, грузоподъемный механизм, смазочные прессы, оборудование для вентиляции помещений и санитарный узел.
Сточная вода по подводящему коллектору поступает в приемный канал, распределяющий поток жидкости на шнековые насосы. Для отключения подачи сточной жидкости к шнековому насосу предусматривают установку щитового затвора с ручным приводом. После закрытия щитового затвора опорожнение подводящего канала и водоподъемного желоба осуществляют с помощью переносного насоса ГНОМ 10-10.
У слива жидкости из подводящего коллектора в приемный канал установлен полупогружной клапан, ограничивающий поступление воздуха из коллектора в помещение шнеков. По условиям безопасности обслуживания и предотвращения разбрызгивания жидкости верхняя часть водоподъемных желобов закрыта деревянными щитами.
На насосной станции установлены шнековые насосы фирмы «ИНТЕРСИГМА» (ЧССР) типоразмера YBA 1550X10030, подачей 630 л/с при напоре 4 м и мощности 55 кВт.
Сточная вода, поднятая шнековыми насосами, сливается в сборный канал и поступает в отводящий самотечный коллектор. Для предотвращения разбрызгивания жидкости в надземной части отверстие в стене, через которое проходит втулка шнекового насоса, закрывается листовым винипластом или листовым металлом, а отверстие между шнеком и фундаментом электродвигателя — рифленым металлическим листом. Для смазки нижних подшипников скольжения, находящихся в сточной воде, применяют смазочный пресс типа 3T4F. Смазка верхних подшипников качения производится вручную с помощью солидолона нагнетателей.
Для монтажа и демонтажа оборудования и производства ремонтных работ в надземной части помещения .предусматривают установку монорельса с ручной талью грузоподъемностью 3,2 т.
Вентиляция в помещении подземной части запроектирована с механическим побуждением из расчета пятикратного обмена воздуха в 1 ч. Вентиляция — периодического действия, с включением ее за 5—10 мин перед входом обслуживающего персонала в помещение. Вентилятор устанавливается под потолком надземной части. В помещении надземной части запроектирована естественная вытяжная вентиляция с установкой цилиндрических дефлекторов на высоте 1 м над кровлей помещения.
Бытовые помещения на станции не проектируются, так как постоянное присутствие обслуживающего персонала не предусматривается. Для демонтажа шнеков в подземной части насосной станции предусматривают съемное перекрытие.
Типовую канализационную насосную станцию (ТП 902-1-70-83НК) применяют при заглублении подводящего коллектора на 4—7 м (рис. 11.20). Она рассчитана на установку трех агрегатов (двух рабочих и одного резервного) марок СД 100/40, СД 160/45, ФГ 144/46, фГ 144/10,5 или ФГ 450/57.
Сточная жидкость подводится по коллектору, в камере отключения которого предусмотрено устройство аварийного выпуска. 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 12-минутной подаче насоса СД 100/40, 8-минутной подаче насоса СД 160/45 или 5-минутной насоса ФГ 450/57. Дно приемного резервуара имеет уклон 0,1 к приямку, в котором расположены всасывающие трубы.
Крупные плавающие и взвешенные загрязнения задерживаются на решетке (одна рабочая и одна ре-зернная). Помещение решеток рассчитано на установку решетки-дробилки РД-600 или круглой решетки-дробилки КРД-40. Частицы мусора, находящиеся в сточной воде, задерживаются на решетке с прозо-рами 16 мм и с помощью вращающейся гребенки подаются в приямок дробилки, которая смонтирована в ячейке, расположенной рядом с каналом, где установлена решетка. Отбросы, попадая между молотом и решеткой, измельчаются и вместе со сточной водой выбрасываются в канал перед решеткой. На время ремонта предусмотрена установка ремонтной решетки в пазы перед щитовым затвором.
В машинном зале размещают три насосных агрегата, установленных под залив. 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 СД 100/40, СД 160/45, ФГ 450/57, ФГ 144/46 и 14—34 м для насосов ФГ 144/10,5; расход воды 3—5 л/с для насосое ФГ 144/46 и 0,3—1 л/с для насосов ФГ 144/10,5. Бак «разрыва струи» вместимостью 0,5 м3 установлен в машинном зале.
Для подачи воды в систему производственного водопровода в машинном зале установлены два вихревых насоса ВК 10/45 или ВК 1/16 (или 1В-0.9М).
Воду, собираемую с пола машинного зала в лоток, отводят к приямку, где установлен насос ГНОМ, перекачивающий воду в приемный резервуар. Резервный насос хранится на складе. В приямке установлен датчик уровня. При заполнении приямка водой насос автоматически включается в работу.
Подачу насосной станции измеряют электромагнитными расходомерами, устанавливаемыми на каждом выпуске напорных трубопроводов (Е) = 400 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 находятся комната обслуживающего персонала, санузел, душевая установка, помещение для установки вентиляторов; над машинным залом — щитовое помещение и монтажное отделение.
Для монтажа и демонтажа оборудования установлена подвесная кран-балка, которой перемещают груз к монтажному проему; затем с помощью тали и монорельса оборудование выводят за пределы помещения насосной станции.
Представляет интерес типовой проект автоматизированной канализационной насосной станции, разработанной Гипрокоммун-водоканалом на основании предложений кафедры гидравлики и водоснабжения Ташкентского института инженеров железнодорожного транспорта (рис. 11.21.).
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 трубопроводе каждого насоса установлена особого типа виутритрубная самоочищающаяся решетка.
Сточная жидкость из подводящего коллектора по лотку смотрового колодца поступает в одну из подводящих труб, через обратный клапан — иа внутритрубную 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 смывает отбросы, задержанные на решетке, в напорный трубопровод. Насос откачивает воду до полного опорожнеиня 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.
При аварийном режиме сточная жидкость поступает в резервуар по переливной трубе. Если произошло засорение внутрнтрубной 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.
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. 11.22 представлен типовой проект крупной канализационной насосной станции, оборудованной пятью насосами СДВ 2700/26,5-УЗ (тпемя рабочими и двумя резервными). 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/сут при напоре 19,5—32,7 м. Насосы включаются автоматически при достижении определенного уровня воды.
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 сборных 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 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-мин откачке одного насоса. Резервуар 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 открытых выпусков труб у всасывающих воронок.
В трех каналах (1400X1200) приемного резервуара установлены три решетки с механизированными граблями (две рабочие и одна резервная) и щитовые затворы. Отбросы, задержанные на решетках граблями, сбрасываются на транспортер и подаются к дробилкам, установленным на перекрытии резервуара. Раздробленные отбросы разбавляются технической водой и сбрасываются в канал перед решеткой. Если насосная станция расположена на площадке очистных сооружений, то устанавливают решетки с прозо-рами 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 СДВ 80/18 (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 К 90/55 (один рабочий и один резервный).
Вода для хозяйственно-питьевых и производственных нужд подается из городской водопроводной сети по двум вводам диаметром 100 мм. Система хозяйствен но-питьевого водопровода обеспечивает подачу воды ко всем санитарным приборам. Система производственного водопровода подает воду для охлаждения масля-"ных ванн электродвигателей, смазки лигнофолевых вкладышей подшипников насосов СДВ 2700/26,5-УЗ, 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 я слива отработанного масла. Система подачи масла включает баки свежего и отработанного масла и два шестеренных насоса (или два насоса БКФ-2).
Для транспортирования и монтажа оборудования, арматуры и трубопроводов устанавливают подъемнотранспортное оборудование:
в зале электродвигателей — мостовой кран грузоподъемностью 5 т;
в насосном зале — два монорельса с электроталями типа ТЭ грузоподъемностью 3 т;
в помещении решеток — кран-балка подвесная электрическая грузоподъемностью 2 т;
для удаления решеток и дробилок из помещения решеток устроен люк с установкой над ним электро-тали типа ТЭ грузоподъемностью 3 т;
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 — десятикратный обмен воздуха в 1 ч; для помещения трубопроводов насосного зала и зала электродвигателей — однократный обмен воздуха в 1 ч.