Как работает современная канализационная насосная станция

Канализационная насосная станция (КНС) нужна любому объекту, в котором присутствует система водоподачи и невозможно организовать водоотвод самотеком. Мы рассмотрим, какое оборудование обязательно входит в состав КНС, для чего оно нужно и какие задачи решает.

Как работает КНС и когда она нужна

Главная задача КНС – перекачивать сточные воды из объекта в канализационный коллектор. К канализационным отходам относятся:

• технические, производственные воды;
• хозяйственно-бытовая вода;
• ливневые воды, в том числе содержащие примеси грунта, глины;
• фекальные отходы из санузлов.

Насос в системе КНС нужен не только для перекачки воды, он также защищает магистрали от засоров, перемалывает и измельчает твердые отходы, предохраняет от поломок более сложное оборудование, например, в системе водоочистки. Кроме того, он «усредняет» стоки по составу, более равномерно распределяя объем твердых веществ и примесей в объеме жидкости.

Если нагрузка на систему внезапно возрастает (например, из-за сильных осадков), канализационная станция стабилизирует ее работу, выравнивая поток и предотвращая перегрузку. На случай непредвиденных ситуаций в ней устанавливают резервные или сменные насосы, которые включаются вручную или автоматикой.

Из чего состоит КНС: разбор оборудования

В любую насосную канализационную систему входят:

• Резервуар-приемник. Стальная, железобетонная или пластиковая крупная емкость, в которую попадают сточные воды из разных источников. Может разделять стоки по фазам (жидкая/твердая) и оснащаться системой самоочистки.
• Насосы. Как правило, погружные, которые устанавливаются в нижнюю часть приемного резервуара. Они запускаются и выключаются, когда срабатывают датчики уровня – например, поплавковые или аналоговые
• Отводящие трубы. По ним вода перекачивается из приемника к коллектору или аналогичному сооружению. Такие трубы должны иметь обратные клапаны, чтобы вода не затекала в резервуар после выключения насосной установки.

Насосы для канализационной воды – это «сердце» КНС. Их мощность, напор и подачу подбирают так, чтобы заложить запас на возможные перегрузки и расширение водоотводной сети (например, если на предприятии планируется вводить в эксплуатацию новые цеха).

Чтобы можно было ремонтировать трубопровод, не отключая всю станцию, на отводящих магистралях устанавливают специальные задвижки. Для сбора крупного мусора в системе могут быть предусмотрены отдельные контейнеры на входах приемных труб – они улавливают крупные камни, пластик или ткань, попавшие в сток.

Опционально КНС могут оснащаться системами вентиляции. Вентиляция нужна, чтобы:

• удалять из помещения опасные газы (например, сероводород);
• поддерживать стабильный микроклимат;
• предотвращать образование конденсата и ржавчины.

Необходимый уровень воздухообмена в системе рассчитывают, исходя из рабочей мощности канализационной установки, объемов и характеристик стока, который она перекачивает. В систему вентиляции включают воздухонагнетатели, фильтры, воздухозаборники и воздухопроводы.

Факт: канализационная станция может устанавливаться вертикально или горизонтально, работать с погружными или самовсасывающими насосами, иметь внутреннюю или выносную запорную арматуру. Конкретная конструкция зависит от объекта, потребностей предприятия и параметров жидкости, которую необходимо перекачивать.

Автоматизация КНС: как это работает

Работа канализационной станции может вестись в двух режимах: автоматическом и ручном. Как правило, первый используется чаще.

Автоматический режим

В автономных системах насосы запускаются и отключаются блоками управления, которые получают сигналы от датчиков уровня и отдают команды электроприводам. Принцип работы основан на простом алгоритме: если выполнено одно из условий, запускается нужное действие. Например:

• Если датчик уровня воды сигнализирует о подъеме жидкости в резервуаре до установленного значения (например, более 4/5 объема) – включается основной насос.
• Когда достигнут нижний заданный уровень, насос выключается.
• Если рабочие насосы включены, но вода поступает быстрее, чем перекачивается, автоматика переходит в подрежим пиковой нагрузки: подключаются резервные насосы. Они откачивают воду до заданного нижнего уровня и возвращаются в режим ожидания.
• Если уровень воды достиг критически высокой отметки, автоматика оповещает об этом оператора и включает все насосы на максимальную мощность.

Важно: частая работа в аварийном режиме ускоряет износ насосной техники КНС.

Ручной режим

В ручном режиме система работает редко. Его запускают, например, для настройки оборудования, во время ремонта или аварийной ситуации. Работа автоматики останавливается, включать или выключать насосы, открывать и закрывать клапаны или задвижки может только оператор по команде с рабочей консоли. В таком режиме можно проверить работоспособность оборудования, но в качестве рабочего он почти не используется.

Подбор оборудования для насосной станции

Первый шаг при проектировании насосной канализации – определение расчетного объема стоков и требуемого напора насосов.

Факт: в одной системе КНС могут быть насосы с разной производительностью и конструкцией.

Если объемы стока оценены корректно, можно переходить к проектированию и подбору оборудования. Чтобы установить КНС, которая справится с нужным уровнем нагрузки, специалисты оценивают:

• параметры перекачиваемой среды – плотность, процент твердых примесей, химическая активность, наличие опасных газов;
• необходимость установки металлических решеток на входных трубах для крупного мусора;
• расчетное энергопотребление;
• класс защиты электродвигателя – наивысший класс H рассчитан на работу при температуре до +180 °С;
• тип насосов – модели-дробилки, агрегаты со встроенными мощными измельчителями, либо стойкие к засорению;
• примерные затраты на эксплуатацию и т. д.

Как правило, рабочим для системы считается значение подачи на 20-25% выше, чем номинальная. В таком режиме оборудование проработает дольше, не требуя капитального ремонта.

Любая КНС состоит из основного резервуара, насосной системы и трубопроводов, по которым перекачивается вода. Конкретная конструкция, типы и расположение оборудования, датчиков и трубопроводов зависят от потребностей системы, под которую насосная станция спроектирована.

Проектирование КНС – сложная инженерная задача, для которой нужен ряд расчетов и вычислений. Подобрать резервуар и оборудование к нему, а также выполнить работы по установке и настройке системы «под ключ» вам помогут в нашей компании.