Канализационная система под давлением - это технологическая система, основной целью которой является транспортировка сточных вод в определенное место, чтобы сточные воды не ухудшали свои свойства в течение этого времени. Эту систему следует рассматривать как последовательность событий, в которой каждый элемент системы определяет процессы, происходящие в следующем элементе этой системы.

В этой статье, первой в третьей серии, представлены основные вопросы, связанные с системами канализации под давлением. В нем представлены основные принципы выбора сливных трубопроводов, насосов, которые перекачивают сточные воды в эти трубопроводы, а также действующие стандарты в этом отношении и влияние допущений для проекта на конечный эффект. На втором будут представлены вопросы, связанные с канализационными насосными станциями, их правильной конструкцией, материалами для насосных резервуаров и технологическим оборудованием. В третьем будут обсуждаться проблемы, связанные с коллапсом сточных вод, причинами их образования и путями уменьшения этих неблагоприятных явлений.

Напорная канализация

Канализационные системы под давлением являются альтернативой традиционным гравитационным канализациям и находят применение в случае обширных жилых районов с неблагоприятной топографией или формованием, где производительность традиционной гравитационной системы неэффективна по различным причинам. Сточная вода сточной вод давления нажимается с помощью насосов через выпускные трубы и транспортируется к камере повышенного давлению скважины или непосредственно на очистные сооружения.

Эффективность системы канализации под давлением зависит от подготовки проекта в соответствии со стандартами и с инженерным искусством, на основе которого осуществляется выбор оптимального, и в то же время современного оборудования с высокой эффективностью и надежностью.

Пример системы канализации под давлением показан на рисунке 1. Она состоит из насосной станции бытовых сточных вод, зональных насосных станций и сетевых насосных станций. Сточные воды, поступающие в насосную станцию, перекачиваются на очистные сооружения через систему напорных трубопроводов с использованием встроенных насосов.

канализация Системы расчетного давления

Проектирование канализационных давления можно разделить на два этапа: предположения для проекта и процесс правильного дизайна. При согласовании допущений для проекта необходимо определить, предпочтительно с водопроводными станциями или учреждениями, отвечающими за управление водоснабжением и очисткой сточных вод, среднее потребление воды жителями определенного района, планы дополнительных подключений в будущем и возможную сезонность людей в данном районе. Сезонность относится в первую очередь к туристическим зонам.

Результаты работы на данном этапе оказывают существенное влияние на правильную работу давления в системе канализации сделанного на основе результатов проекта.

Сточные воды, поступающие в насосную станцию, инициируют - через датчики уровня системы управления - насос и канализационную насосную станцию, связанные с отводной трубой в расширительную скважину. Насос работает в точке с заданной производительностью Q и давлением (высотой подъема) H. Эта точка находится на пересечении кривой кривой насоса и характеристик потерь в трубопроводе.

На рисунке 2 показан пример характеристик трубопровода и насоса, а также рабочей точки насоса. Чтобы определить рабочую точку, нам нужны данные из предположений для проекта, а именно: количество сточных вод, поступающих в насосную станцию ​​в единицу времени, длина нагнетательного трубопровода и его профиль. На основании этих данных можно рассчитать рабочую точку насоса для заданного диаметра выпускной трубы. На практике, рабочая точка выбранного насоса рассчитывается с помощью специализированных программ, предоставляемых каждым известным производителем насосов. Прежде чем начинать расчеты, следует определить по профилю разгрузочного трубопровода, будет ли у нас трубопровод, полностью заполненный перекачиваемой средой или частично пузырьками-воздушными шариками. Потери в разгрузочном трубопроводе одинаковой длины и диаметра в случае полного или частичного наполнения существенно различаются, и поэтому насос с одинаковыми параметрами не может быть использован. Для полностью заполненного трубопровода потери всегда будут ниже, чем в частично заполненном трубопроводе, что связано с тем, что в первом случае мы можем использовать насос с более низкими параметрами, чем во втором. На практике часто возникает проблема, заключающаяся в том, что насос в одном трубопроводе перекачивает сточные воды, а в другом - нет, хотя они имеют одинаковый диаметр и длину. Это связано с различной степенью заполнения трубопровода перекачиваемой средой. Другим параметром правильно выбранного насоса является его эффективность, которая должна обеспечивать, чтобы при заданном диаметре нагнетательной линии скорость перекачиваемой среды составляла не менее 0,7 м / с. Об этом говорится в стандарте PN-EN 1671. Эта скорость ограничивает возможность возникновения осадка и осаждения твердых частиц в трубопроводе. В программах выбора насоса у нас есть возможность выбора различных диаметров нагнетательного трубопровода для вычетов, и, таким образом, мы получаем различные рабочие точки насоса. Зная минимальную эффективность, с которой должен работать насос, когда в трубопроводе заданного диаметра перекачиваемая среда достигает скорости V = 0,7 м / с, мы можем определить, является ли расчетная точка работы для данного трубопровода подходящей или нет. В таблице показана эффективность, с которой насос должен работать, чтобы перекачиваемая среда имела скорость 0,7 м / с для труб различного диаметра. В случае притока к канализационной насосной станции в объеме, сопоставимом с объемом сточных вод, откачиваемых в заданный интервал времени, рассчитайте количество пусков насоса в этом отсеке и сверьтесь с допустимым количеством, предоставленным производителем. Этот параметр проверяется на период максимального притока сточных вод к насосной станции, который обычно происходит вечером.

Еще один очень важный канализационной системы давления параметром является время пребывания сточных вод в напорном трубопроводе. В пункте 5.4.3 стандарта PN-EN 1671 рекомендуется, чтобы сточные воды не содержались внутри системы более 8 часов. Опыт эксплуатации напорных канализационных систем последних лет ясно указывает на необходимость или даже требование для поддержания этого параметра, а в некоторых случаях его снижение до 6 или 4 часов. Проблемы со сжатием сточных вод, коррозия бетонных резервуаров, неприятные запахи - это лишь некоторые из проблем, с которыми мы сталкиваемся, когда эти времена превышают рекомендуемые. В свою очередь, зная изменчивость притока сточных вод к насосной станции в течение дня, сложно спроектировать систему, которая бы соответствовала рекомендациям стандарта.

Время пребывания сточных вод в сливном трубопроводе составляет:

T = V / Q,

где:

V - объем нагнетательного трубопровода (м³),

Q - количество поступающих сточных вод в насосную станцию ​​(м³ / час).

Эти расчеты также должны учитывать время пребывания сточных вод на насосной станции.

Диаграмма 1 иллюстрирует, например, максимальную длину нагнетательного трубопровода в течение времени пребывания в трубопроводе 2 часа, в зависимости от притока к насосной станции и диаметра трубопровода. Из графика видно, что для притока Q = 1,5 м³ / ч максимальная длина трубопровода с внутренним диаметром 141 мм (DN 150) составляет 200 м, а для трубопровода с внутренним диаметром 66 мм (DN 75) уже более 800 м. поэтому укажите, что рекомендуемое время пребывания сточных вод в трубопроводе, диаметр которого был выбран таким образом, чтобы сточные воды перекачивались со скоростью 0,7 м / с, определяет максимальную длину нагнетательного трубопровода. Проще говоря, вы не можете спроектировать напорный трубопровод любой длины и выбрать насосы для перекачки сточных вод в расширительную скважину. Выбранный таким образом насос будет негабаритным, а параметры сточных вод, перекачиваемых на очистные сооружения, будут далеки от ожидаемых и увеличат стоимость их очистки.

Предположения для проекта

Предположим, что проект предполагал потребление воды, а значит и количество сточных вод, генерируемых жителем, на уровне 150 л / сутки. Для сливного трубопровода DN 50 длиной 100 метров, подключенного к 10 жителям, время нахождения сточных вод составляет 3,3 часа. В тех районах, где потребление воды на душу населения составляет 100 л / сутки, для тех же параметров трубопровода время пребывания сточных вод в данном трубопроводе составляет 4,9 часа. Как следствие, в установке образуется сероводород, что вызывает коррозию компонентов системы, образование неприятных запахов и технологические проблемы на очистных сооружениях.

Приведенные выше расчеты подтверждают тезис, представленный в начале статьи: хорошие предположения являются необходимым условием для хорошего проекта.

Аркадиуш Вольник