Приемный резервуар и его оборудование

Приемный резервуар представляет собой регулирующую емкость, которая позволяет обеспечить продолжительную равномерную работу насосов в наиболее экономичном режиме при неравномерном притоке сточных вод. Насосы автоматически включаются и отключаются при достижении уровнем воды в резервуаре определенных отметок (см. рис. 39). Например, в начальный момент работы насосной станции резервуар пуст, насосы отключены. Поступающие из коллектора стоки аккумулируются в резервуаре. При заполнении резервуара до уровня, обозначенного I, включается насос I. Если его подача больше расхода поступающих стоков, уровень в резервуаре будет снижаться и при достижении уровня I', насос отключится. Если подача насоса меньше расхода поступающих стоков, уровень в резервуаре будет повышаться, и при достижении уровня II включится насос II, отключение которого произойдет при снижении уровня до II, и т.д.

Минимальная вместимость приемного резервуара должна приниматься не менее максимальной подачи одного из насосов в течение 5 мин, что соответствует включениям насоса не более трех раз в час. Максимальная подача насоса определяется по графику совместной работы одного насоса и двух водоводов.

Размеры приемного резервуара в плане назначают обычно после разработки схемы и определения размеров машинного зала. Вместимость резервуара определяют приближенно как произведение площади на глубину резервуара, которую принимают в пределах 1,5–2,5 м.

В приемных резервуарах насосных станций с подачей более 100 тыс. м³/сут необходимо предусматривать два отделения без увеличения общего объема.

Всасывающие трубы диаметром до 500 мм устраивают с коленом, разворачивая приемные отверстия ко дну приямка. Всасывающие трубы диаметром более 500 мм проектируют без колена непосредственно от вертикальной стены, разделяющей машинный зал и приемный резервуар; при этом со стороны резервуара устраивают щитовые затворы для перекрытия приемных отверстий при ремонте задвижек на всасывающих трубах.

Приямки у всасывающих труб устраиваются для того, чтобы можно было максимально использовать регулирующую вместимость приемного резервуара. При больших размерах приямков в них будет оставаться много неоткачанных стоков, а малые скорости приведут к отложению осадка; при малых размерах – увеличиваются гидравлические сопротивления на подходе жидкости к всасывающим трубам. Рекомендуемые размеры приведены на рис. 40: глубина –2d (d – диаметр всасывающей трубы), ширина по дну – (3,5...4)d. Наклон стенки со стороны резервуара – 60°. Дно резервуара устраивают с уклоном не менее 0,1 в сторону приямков всасывающих труб.

В приямке у всасывающих труб неработающих насосов возможно выпадение осадка. Для поддержания всех насосов в постоянной готовности к запуску к всасывающей трубе каждого насоса подводят трубопроводы для взмучивания осадка. Вода в систему взмучивания забирается от напорных линий основных насосов. Для того чтобы через систему взмучивания можно было опорожнять трубопроводы при ремонте, трубы системы взмучивания должны быть подключены к каждому напорному водоводу и оборудованы задвижками. Диаметр трубопроводов взмучивания принимается не менее 50 мм. Взмучивание осадка необходимо производить по всему периметру приемного резервуара.

Над приемным резервуаром не менее чем на 0,5 м выше уровня воды в подводящем самотечном коллекторе устраивают перекрытие из железобетонных плит. На этом перекрытии располагают помещение решеток. Против всасывающих труб перекрытие выполняют из съемных плит или оставляют в нем отверстие. Для того чтобы при необходимости из помещения решеток можно было спуститься в приемный резервуар, предусматривают один или несколько люков диаметром 0,7 м, располагаемых у стены. В резервуаре в стены против люков заделывают скобы.

В станциях водоотведения стоки перед попаданием в насосы должны пройти через специальные сороудерживающие решетки. Задержанный на решетках крупный мусор измельчается на дробилках и опять сбрасывается в лоток со сточной жидкостью. В настоящее время наиболее прогрессивным решением для предварительной очистки сточных вод считается установка решеток-дробилок – механизмов, совмещающих в себе задержание и измельчение крупного мусора. Решетки, дробилки, решетки-дробилки подробно описаны в [15, 21].

Типоразмеры и количество решеток или решеток-дробилок назначают, исходя из рекомендуемых скоростей движения сточных вод. Скорость движения сточных вод в прозорах решеток при максимальном притоке надлежит принимать: для механизированных решеток – 0,8–1 м/с, для решеток-дробилок – 1,2 м/с. Число резервных решеток или решеток-дробилок в соответствии со СНиПами необходимо принимать по табл. 13, 14,15.

Таблица 13

К определению числа резервных решеток
(решеток-дробилок)

Таблица 14

Технические данные для подбора решеток-дробилок типа РД

Таблица 15

Технические данные решеток-дробилок типа РД

Для насосных станций с подачей до 25 000 м³/сут допускается установка резервной решетки с ручной очисткой.

Для монтажа решеток-дробилок предусматривают необходимое подъемно-транспортное оборудование.

Зная отметку пола помещения решеток и габариты оборудования, по формуле (41) проверяют, можно ли устроить на отметке пола первого этажа перекрытие над помещением решеток или его следует проектировать по полузаглубленной схеме.

При проектировании необходимо решить вопрос о подаче в помещение решеток монтируемого оборудования и соединить помещение лестницей с первым этажом. В помещении решеток следует предусмотреть принудительную приточную вентиляцию.

3.5. Проектирование систем технического
водопровода и дренажа

В насосных станциях водоотведения кроме основных насосов, как правило, устанавливаются еще две группы вспомогательных насосов: системы технического водоснабжения и откачки дренажных вод.

Насосные станции водоотведения оборудуют двумя системами холодного водопровода: хозяйственно-питьевой и технической. Вода для обеих систем подается в насосную станцию из сети хозяйственно-питьевого водопровода близлежащего населенного пункта или предприятия. В больших насосных станциях с подачей свыше 100 000 м³/сут предусматривается два ввода водопровода.

Хозяйственно-питьевой водопровод разрабатывается в дипломном проекте. Этот водопровод предусматривают из труб диаметром 15–20 мм с подключением к нему приборов в санузле, в душевой и кранов для мойки пола в помещении решеток и в машинном зале. Предполагается, что горячая вода для душевой поступает из центрального теплового пункта или приготовляется на индивидуальных водонагревателях. Сточная вода от санитарных приборов отводится в приемный резервуар.

Технический водопровод. Подает воду на охлаждение и гидроуплотнение сальников основных насосов и к дробилкам для смыва раздробленного осадка.

Существует опасность попадания сточных вод в систему технического водопровода. Например, при аварийном снижении давления в техническом водопроводе чистая вода уже не будет подаваться по его трубам к сальникам фекальных насосов; при этом сточная вода от насосов может попадать в трубопроводы системы водопровода.

Для защиты сети хозяйственно-питьевого водопровода от возможного загрязнения, технический водопровод подключается к хозяйственно-питьевому через бак «разрыва струи» (рис. 40).

Рис. 40. Схема подачи воды для охлаждения и гидроуплотнения сальников канализационных насосов: 1 – хозяйственно-питьевой водопровод; 2 – бак «разрыва струи»; 3 – перепускной трубопровод;
4 – напорный трубопровод; 5 – основные канализационные насосы;
6 – насосы-повысители напора; 7 – подводящая линия
к насосам-повысителям; 8 – переливной трубопровод

Требуемый напор технической воды, подаваемой к сальникам насосов, перекачивающих сточную жидкость, должен быть несколько выше напора, развиваемого этими насосами. Для создания такого напора в системе технического водопровода между баком «разрыва струи» и насосами сточной жидкости устанавливают насосы-повысители: один рабочий и один резервный.

Бак «разрыва струи» стремятся расположить как можно выше (на полу первого или второго этажа или на кронштейнах на стене в надземной части насосной станции) с тем, чтобы максимально использовать напор питающей сети.

Вместимость бака для небольших насосных станций, оборудованных основными насосами с подачей до 150 м³/ч, принимают 0,5 м³, для средних – 1–1,5 м³, для крупных, оборудованных насосами с подачей свыше 1000 м³/ч – 4–6 м³. Переливная труба диаметром 50 мм выводится из бака в приемный резервуар.

При определении расчетной подачи насоса-повысителя учитывают, что потребление технической воды каждым рабочим насосом, перекачивающим сточную жидкость, составляет 0,3–0,5 л/с.

Напор насосов технического водопровода определяют по формуле

(40)

где – напор, развиваемый основными насосами, м; – отметка дна бака разрыва струи, м; – отметка оси основного насоса, м; – рекомендуемое превышение напора в сети технического водопровода над напором, развиваемым основными насосами; определяется по паспортным данным основных насосов (может приниматься равным 2–3 м, а для насосов с подачей свыше 1000 м³/ч – 10 м).

Чаще всего требуемым параметрам удовлетворяют вихревые насосы ВК (ВКС) – 1/16, 2/26 и 4/24.

Насосы технического водопровода устанавливаются обычно в машинном зале сдвоенными на одном фундаменте.

Схему технического водопровода, аналогичную приведенной на рис. 40, студент должен представить на чертеже или в пояснительной записке.

Пример. Насосная станция оборудована двумя рабочими и одним резервным насосами СД 100/40 с расчетным напором 44 м. Оси насосных агрегатов на 5 м заглублены относительно пола первого этажа. Подобрать насосы-повысители системы технического водопровода.

Подача насосов СД 100/40 меньше 150 м³/ч, поэтому вместимость бака «разрыва струи» принимаем 0,5 м³. Бак размещаем на кронштейнах на стене надземной части здания насосной станции на высоте 2 м под полом.

Напор насосов технического водопровода определяем по формуле (40):

Подача технической воды к двум основным рабочим насосам

Требуемым условиям удовлетворяет насос ВК 2/26 с подачей 2,7–8 м³/ч и с напором 60–20 м.

Система откачки дренажных вод. Такая система должна предусматриваться в машинных залах всех насосных станций водоотведения. Подбор дренажных насосов и производится с помощью формулы (21), в которой не учитываются утечки через сальники.

В малых неавтоматизированных насосных станциях дренажные воды можно откачивать основными насосами. Для этого к всасывающему патрубку одного из насосов подсоединяют трубу диаметром 15–20 мм с вентилем, которая свободным концом опускается в дренажный колодец (приямок). Основные насосы устанавливаются под залив от максимальных уровней в приемном резервуаре, поэтому необходимый вакуум во всасывающей трубе может возникать только при малых уровнях в приемном резервуаре или после прикрытия задвижки на всасывающей трубе насоса. После откачки дренажных вод из колодца во избежание попадания воздуха в насос перекрывают вентиль на малой трубе. Эту же схему можно предусматривать для откачки воды из машинного зала при аварии на трубопроводах внутри насосной станции.

3.6. Порядок проектирования надземной части здания
насосной станции водоотведения

В надземной части насосной станции располагаются перевалочные помещения для приема оборудования, монтируемого в машинном зале и в помещении решеток, электрическая часть (щитовая низкого напряжения, камеры для установки трансформаторов, помещение распределительного устройства), бытовые и подсобные помещения (туалет, душевая, служебное помещение, мастерская, кладовая, гардероб).

Состав и размеры бытовых и подсобных помещений принимают в соответствии с рекомендациями в зависимости от производительности насосной станции и степени ее автоматизации. Гардероб в крупных насосных станциях следует предусматривать с двумя отделениями – мужским и женским.

Помещения для приема оборудования и электрическая часть располагаются, как правило, на уровне первого этажа; бытовые и подсобные помещения могут располагаться как на первом, так и на втором этаже здания насосной станции.

Планировка первого этажа насосной станции существенно зависит от того, заглубленными или полузаглубленными приняты машинный зал и помещение решеток.

В полузаглубленных насосных станциях над основными насосами и решетками в перекрытии первого этажа оставляют проемы, чтобы монтажная площадка на уровне первого этажа и машинный зал (помещение решеток) обслуживались одним подъемно-транспортным устройством. В этом случае над машинным залом и над помещением решеток меньше остается места для размещения электрической части и подсобных помещений. Если невозможно разместить электрическую часть в здании насосной станции, камеры для установки трансформаторов и помещение распределительного устройства выносят в отдельно сооружаемый павильон трансформаторной подстанции.

В заглубленных насосных станциях электрическую часть, вспомогательные и подсобные помещения располагают на перекрытии над машинным залом и помещением решеток.

Перевалочные помещения, в которые в кузове автомобиля или на инвентарной тележке может быть подано монтируемое оборудование, обычно проектируются отдельно для машинного зала и для помещения решеток. В этих помещениях с помощью монорельса или кран-балки оборудование снимается с автомобиля или тележки и через монтажный проем подается на монтажную площадку в машинный зал (помещение решеток). От монтажных площадок к месту установки насосы или решетки-дробилки подаются подъемно-транспортным оборудованием, расположенным в подземной части здания (см. главу 4).

Планы первого этажа и подземной части увязываются в соответствии со стенами, монтажными площадками, проемами и лестницами, соединяющими первый этаж с машинным залом и помещением решеток.

Надземную часть здания насосной станции чаще всего выполняют прямоугольной в плане из кирпича или сборного железобетона с соблюдением требований. Стены сооружаются на балках, опирающихся на железобетонную конструкцию подземной части. При необходимости, можно выносить консоли этих балок на 1–1,5 м за пределы колодца подземной части.

Минимальная высота помещений с подъемно-транспортным оборудованием определяется по формуле (42) или (43). Высота помещений электрической части определяется наибольшей высотой устанавливаемого электрического оборудования (см. главу 4).

Схемы с обоснованием принятых в проекте высот помещений необходимо привести в пояснительной записке.

На чертеже в курсовом проекте для полузаглубленных насосных станций водоотведения изображаются два разреза и один план насосной станции – на уровне первого этажа, так как технологическое оборудование достаточно хорошо просматривается с первого этажа. Для заглубленных станций добавляется план подземной части. При проектировании павильона трансформаторной подстанции необходимо показать ситуационный план с изображением насосной станции, павильона, наружных трубопроводов и подъездных путей.

При наличии второго этажа здания на чертеже или в пояснительной записке необходимо привести его план.

Заканчивают проект технико-экономическими расчетами.

4. ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ.
КОНСТРУКЦИИ ЧАСТЕЙ ЗДАНИЯ
НАСОСНОЙ СТАНЦИИ