Канализационная насосная станция (КНС) – это комплекс гидротехнического оборудования, заключенного в единый корпус. В зависимости от решаемых задач, КНС может поставляться в готовом виде (для бытового использования) или проектироваться под заказ (для производственных объектов).
Зачем нужна канализационная насосная станция
КНС позволяет решить множество проблем, связанных с тем, что система слива не способна работать самотеком или обеспечивать стабильное удаление жидких отходов. Она предназначена для перекачки сточных, производственных, ливневых или дренажных вод.
Как насосные станции помогают решать проблемы с канализацией
Комплектная канализационная насосная станция КНС обычно имеет цилиндрический корпус, в котором располагается все функциональное оборудование. И дорогие промышленные системы, и бытовые КНС, имеющие невысокую цену, имеют схожую конструкцию и принцип действия.
Стоки через трубопровод попадают в приемный резервуар, где обычно размещаются погружные насосы. Станция КНС обычно состоит из двух насосов – основного и резервного, с одинаковой пропускной способностью. Когда уровень стоков достигает определенной отметки, включается рабочий насос.
Он поднимает жидкость по напорному коллектору. Далее сточные воды попадают в напорный трубопровод, в котором установлены задвижки и обратные клапаны. Эти элементы не дают стокам вернуться обратно в приемный резервуар. Для фильтрации крупных частиц мусора в нижней части КНС устанавливается корзина, которую нужно периодически очищать.
Для обслуживания и ремонта КНС снабжается люком в верхней части и лестницей для спуска на площадку.
Этапы проектирования канализационной насосной станции
Проектирование канализационной насосной станции – это сложный многоэтапный процесс, к которому нужно подходить со всей ответственностью. Проект насосной станции КНС разрабатывается на основе технических условий, задания на проектировку и технологического задания.
Сбор и анализ информации о проекте
В первую очередь специалисты собирают информацию о расположении объекта.
Для этого проводятся следующие работы:
- Геологические изыскания.
- Топографическая съемка.
- Изучение местонахождения инженерных коммуникаций.
- Расчет предполагаемого суточного расхода объемов воды.
Определение проектной мощности станции
Чтобы инженеры могли правильно рассчитать мощность оборудования и подобрать его производительность, учитывается множество показателей.
Исходными данными для проектирования канализационных станций КНС обычно выступают:
- Удельное водоотведение;
- Способ электроснабжения КНС;
- Тип грунта;
- Уровень грунтовых вод;
- Длина напорного трубопровода;
- Предполагаемое расположение насосной станции, самотечного коллектора и приемной камеры очистных сооружений.
Выбор типа насосного оборудования и его расчет
Насосы и другие агрегаты канализационных насосных станций выбирают в зависимости от расчетного притока, приходящегося на систему, характера сточных вод и высоты их подъема.
При выборе модели насосов руководствуются такими положениями:
- Количество насосов должно быть минимальное, но обеспечивать необходимый режим работы;
- Основные и резервные насосы должны быть взаимозаменяемыми, т.е. однотипными;
- Максимальный часовой приток сточных вод не должен превышать суммарную подачу группы рабочих насосов;
- При длительном режиме работы насосов, они должны работать в области наивысших КПД.
Расчет гидравлической схемы системы
При проектировании общей гидравлической схемы КНС обязательно выбирают элементы конструкции и проводят следующие расчетные операции:
- Рассчитывают максимальный расход жидкости за секунду времени;
- Определяют размеры корпуса станции и приемной емкости;
- Выбирают режим работы КНС;
- Определяют напор, который должны обеспечивать насосы;
- Производят гидравлический расчет всасывающих и напорных трубопроводов;
- Подбирают водовод с запорной арматурой, автоматизированные муфты;
- Определяют тип электродвигателя, который будет приводить насосы в действие;
- Строят график совместного функционирования насосов и водоводов;
- Проектируют расположение сервисной площадки с подведенной к ней лестницей;
- Подбирают оборудование для удаления из воды плавающих отходов;
- В случае сухой установки подбирают дренажный насос, для насосов погружного типа –поплавковые индикаторы;
- Определяют размещение шкафов с оборудованием управления и контроля КНС;
- Подбирают фильтрующую решетку для очистки от крупных фракций;
- Разрабатывают высотную схему КНС;
- Уточняют потери напора, возникающие за счет внутренних коммуникаций;
- Подбирают оборудование для монтажа КНС;
- Рассчитывают размер монтажной плиты, устанавливаемой на дно котлована для предотвращения всплытия КНС.
Выбор материалов и оборудования для строительства
Материалы элементов насоса (гидравлической части, уплотнений, кабеля), а также задвижек, лестницы, обратных клапанов, трубопроводов выбирают в зависимости от состава стоков, которые бывают двух видов:
- Стоки, близкие по характеристикам к сточным водам, поступающим с территории жилой застройки, общественных зданий и учреждений;
- Стоки, которые могут содержать специфические вещества токсического действия или значительное количество органики, опасной для окружающей среды.
Например, в случае нейтральных стоков применяют чугун, в условиях агрессивных нечистот необходимы стальные насосы. На выбор гидравлического оборудования влияет не только состав стоков, но вязкость, наличие включений.
В зависимости от этих показателей выбирают рабочие колеса, обеспечивающие эффективную эксплуатацию насосного оборудования. Например, при наличии абразивных частиц рабочее колесо насоса должно иметь керамическое покрытие.
Разработка проектной документации
На основании полученных данных и проведенных расчетов составляется техническое задание на КНС. Утверждается номенклатура (список) требуемых оборудования и материалов, готовятся чертежи основных агрегатов и отдельных элементов системы.
Также готовят экономическое обоснование и получают характеристику инженерных сетей, к которым будет подключаться канализационная насосная станция.
При передаче КНС в эксплуатацию конечному потребителю, она должна быть снабжена полным комплектом документов, предусмотренных законодательством.
Согласование проекта с государственными органами
Для согласования составленных в процессе работ документов проводится специальная экспертиза, которая должна исключить ошибки проектировки. Пройти можно государственную или частную экспертизу – разницы в документах, выдаваемых такими организациями, не будет.
Главное, чтобы выбранное учреждение имело законное право на проведение такой экспертизы.
При выявлении несоответствий в предоставленной документации, необходимо исправить расчет разрабатываемой КНС или изменить выбранное оборудование в минимальные сроки.
Также подготовленная проектная документация обязательно требует согласования в организациях, эксплуатирующих инженерные сети, к которым будет подключена КНС.
Требования к проектированию канализационной насосной станции
Чтобы обеспечить эффективную работу и высокую производительность станции КНС, к ней выдвигают определенные требования. При этом учитывается множество факторов: перепады давления, удобство эксплуатации, скачки электроэнергии и другие нюансы.
Соблюдение санитарных и гигиенических норм
При проектировании КНС крайне важно соблюдать требования санитарных норм и правил. Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» предусматривается строительство вокруг канализационной насосной станции санитарно-защитной зоны определенных размеров.
Также необходимо проработать вопросы ее озеленения и иного благоустройства.
Основными нормативными документами, которыми руководствуются при проектировании и расчете КНС, являются СП 32.13330.2018 «Канализация. Наружные сети и сооружения» и СП 31.13330.2021 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».
Безопасность эксплуатации
Использование КНС должно быть безопасным для человека и окружающей среды. Для этого предусматривается наличие разнообразных защитных конструкций: заземления, системы уравнивания потенциалов и прочих. Для предотвращения выхода из строя погружных насосов, они снабжаются внутренними и внешними устройствами защиты электродвигателя.
Минимальное воздействие на окружающую среду
Чтобы предотвратить поломки насосного оборудования и не допустить возникновения экологической катастрофы, во время проектирования обязательно принимают меры для защиты КНС от засорения. Так, при разработке проекта КНС, стоки которой могут содержать крупный мусор, предусматривается установка измельчителей.
В случае со сточными водами, содержащими большой объем песка или другой взвеси, в проект закладываются погружные мешалки. Установка таких конструкций требует наличия дополнительного пространства, которое также необходимо предусмотреть в корпусе КНС.
Энергоэффективность и экономичность
Любой проект канализационной насосной станции должен обеспечивать применение энергоэффективного оборудования и электроагрегатов. Начать оценку эффективности стоит с технико-экономического обоснования выбора насосного оборудования с учетом таких показателей, как КПД, тип рабочего колеса, стоимость, затраты на эксплуатацию или ремонт.
Для облегчения замены и ремонта КНС обычно рекомендуют купить насосное оборудование отечественных производителей или продукцию иностранных фирм, произведенную в России (при условии соблюдения необходимых технических требований нормативных документов).
Грамотное проектирование позволяет решить все задачи, стоящие перед созданием насосных станций, и минимизировать затраты. При проектировании КНС нужно отталкиваться от нужд заказчика, но строго соблюдать требования нормативных документов.
Значимость правильного проектирования канализационной насосной станции
Основной целью проектирования канализационной станции КНС является определение соответствия показателей ее работы имеющимся условиям:
- Расход воды (мгновенный и в течение суток);
- Определение необходимого давления и других характеристик системе;
- Выбор элементов очистки с учетом нагрузки на систему водоотведения;
- Подбор устройств автоматизации и контроля.
Важность соблюдения требований к проектированию
Главной задачей проектирование КНС является создание системы, во взаимодействии с остальными элементами фильтрации эффективно выполняющей свои функции. Правильно проведенные расчеты позволят сократить количество устройств и оптимизировать затраты на потребление энергоресурсов.
Также важно предусмотреть запасное оборудование и специальные устройства на случай возникновения непредвиденных ситуаций. С этой целью требуется купить резервные устройства канализационной насосной станции – запасные насосы КНС. Если устанавливать станции, игнорируя требования к фильтрующему оборудованию, то в процессе эксплуатации могут возникнуть неполадки. А это приведет к дополнительным расходам на ремонт или полную замену оборудования.
Основные этапы проектирования и их значение
Чтобы проект КНС можно было воплотить в реальности, необходимо прохождение всех этапов проектирования в определенной последовательности. Стоит также учитывать, что на любом из этапов могут появиться ошибки.
В случае неправильного выбора оборудования канализационная насосная станция не будет оптимально функционировать. Например, если не учесть угол наклона трубопровода или глубину промерзания грунта.
При установке слишком мощных насосов будет перерасход энергоресурсов, а при монтаже оборудования недостаточной мощности – нехватка. Ошибки могут быть допущены и при составлении технологической схемы. Кроме того, возможны проблемы со сбором или согласованием пакета документов.
Рекомендации по повышению качества проектирования
КНС в системе подготовки воды должна выполнять определенные задачи. И для эффективной работы канализационной насосной станции обязательно нужно учесть все детали. Поэтому разработкой проектных решений должны заниматься профессионалы.
В специализированных организациях Москвы все расчеты КНС выполняют при помощи профильного программного обеспечения, куда вводят исходные данные, а выбор конструкций проходит тщательный инженерный контроль.