Приемный резервуар насосной станции 

Суммарный приток сточной жидкости, поступающей на канализационную насосную станцию, составляют в большинстве случаев: а) хозяйственно фекальные стоки города; б) бытовые стоки промышленных предприятий, включая и воды от душей на промышленных предприятиях; в) производственные стоки от технологических процессов промышленных предприятий. Все эти воды поступают на насосную станцию неравномерно в течение суток. Поэтому «необходимо определить расходы по часам суток, для того чтобы правильно выбрать число и производительность насосов. 

Хозяйственно-фекальные стоки города 

Суточный расход этих вод определяется по количеству населения и норме водоотведения. Литературных данных о распределении суточного расхода канализационных вод по часам очень мало. Поэтому пользуются данными часовых расходов водопроводной воды. Часовые расходы зависят от величины города и ряда других показателей. При составлении проектов насосных станций принимают различное распределение расхода воды по часам, как это видно из табл. 20. 

Большие коэффициенты принимаются для небольших населенных пунктов, меньшие — для более крупных. При определении величины одного процента суточного расхода необходимо исходить из среднесуточного расхода, так как таблица составлена с общим коэффициентом неравномерности. 

Бытовые стоки предприятий и производственные души 

Бытовые стоки исчисляются на одного рабочего в смену в количестве 35 л в горячих цехах с коэффициентом неравномерности, равным 2,5, и 25 л в холодных цехах с коэффициентом неравномерности, равным. 3. Этот расход учитывается независимо от нормы бытового расхода, принимаемого для того же рабочего в населенном пункте. Максимальный бытовой расход на предприятии имеет место во время перерыва и в конце смены. В остальные часы расходы на бытовые нужды меньше. 

Существующие нормы расхода на душ—40 л на рабочего, а для производств, связанных с сильным загрязнением тела, — 60 л. Продолжительность работы душей в смену — 45 мин. Производственные стоки от технологических процессов предприятий. Так как не все стоки от технологических процессов предприятий принимаются в городскую канализацию, то нужно учитывать только те, которые могут быть обработаны вместе с городскими сточными водами на очистных сооружениях. 

Количество этих стоков различно для различных предприятий. Что касается коэффициента неравномерности, то могут быть самые разнообразные случаи: равномерное поступление, поступление, неравномерное по часам, суткам, периодические выпуски. Эти данные получают непосредственно от предприятия. 

Пример. Население города—120000 человек, норма водоотведения— 125 л на одного человека в сутки. На предприятиях 15000 рабочих, душами пользуется 20%. Стоки подводятся к насосной станции коллектором на глубине 5 м от поверхности земли до лотка и перекачиваются на очистные сооружения, отстоящие от станции на расстояние 1 км. Отметка поверхности земли в конце напорного трубопровода в точке излива на 10 м выше отметки земли у насосной станции. 

По этим данным надо запроектировать насосную станцию. Принимаем для нашего примера общий коэффициент неравномерности равным 1,70, бытовые расходы на предприятиях — 25 л на рабочего в смену, расход на душ—40 л, расход стоков от технологических процессов равномерный — 100 м3/час.

В соответствии с этими данными получим расходы, указанные в табл. 21. 

Приведенные цифры дают возможность получить величину часовых поступлений сточных вод на насосную станцию в течение суток. Часовые притоки показаны в табл. 22. 

Приемный резервуар 

Указанные в табл. 22 стоки поступают в приемный резервуар, где размещаются решетки для задержания крупных плавающих веществ. Кроме того, назначение приемного резервуара состоит в создании регулирующей емкости, способствующей лучшему режиму работы насосов. При расчете регулирующей емкости приемного резервуара следует принимать во внимание объем жидкости от кривой спада до нормального заполнения коллектора, зависящий от диаметра, длины и уклона коллектора. Без этого нельзя получить расчетного заполнения приемного резервуара. 

Здесь не приводится сложный расчет определения объема коллектора выше кривой спада, что, кстати, и не имеет особого значения. Нельзя использовать объем коллектора до полного его заполнения, так как это приводит к выпадению в коллекторе осадков. Емкость приемного резервуара определяется по графику притока и откачки сточных вод. При этом на средних и больших насосных станциях, где регулирование откачки производится насосами, емкость резервуара ограничивается лишь размерами, достаточными для размещения в нем оборудования. 

Если перекачиваемые стоки содержат много органических загрязнений, емкость резервуара должна быть уменьшена, чтобы ускорить подачу жидкости на очистные сооружения в незагнившем состоянии. Это требование остается в силе и в том случае, если сточные воды содержат примеси, способные быстро осаждаться. Вместе с тем объем резервуара следует принимать не менее, чем на пятиминутную производительность одного из насосов. На малых насосных станциях, особенно с незначительным притоком в ночное время, объем резервуара приходится увеличивать иногда до размеров, вмещающих ночной приток. 

В этих случаях целесообразно устраивать автоматические насосные станции. Емкость резервуара таких станций определяется из расчета не более шести включений в час, благодаря чему отложение осадков значительно уменьшается. Приемный резервуар устраивается или в одном здании с машинным залом, или отдельно. 

Первый случай имеет место при сравнительно небольших станциях, которым придается форма круглого резервуара с перегородкой, отделяющей приемную часть от помещения для насосов. Удобство такого устройства заключается в компактности всей установки и в возможности опускного способа производства работ, что важно при большом заглублении и при наличии плывунов. При устройстве прямоугольной станции приемный резервуар может примыкать непосредственно к зданию насосов, имея с ним общую водонепроницаемую стену, или он относится на расстояние 5—8 м от здания насосов. 

В приемном резервуаре крупных станций располагаются: в нижней части — приямок для улавливания песка, а также для размещения сосунов, решетки для улавливания крупных плавающих веществ и всасывающие трубы, а в верхней части — управляющий граблями механизм и двигатели. На насосных станциях производительностью более 5000 м3/сутки устанавливаются дробилки для измельчения отбросов с последующей подачей массы в сточную воду до решетки. 

Песколовки устраивают только при общесплавной системе канализации, так как песок, приносимый ливневыми стоками, быстро изнашивал бы насосы. При раздельной системе канализации песколовку не устраивают устраивают, так как расходы, связанные с эксплуатацией песколовки, велики, и редкая смена насосов обходится дешевле. Решетки могут быть или с ручной, или с механической очисткой. 

Первые — на станциях при количестве отбросов 0,2 м3 в сутки, вторые — на станциях с большей производительностью. Количество решеток принимается: для малых станций (до 5000 м3 в сутки) — одна, для больших — не менее двух. Наименьшая ширина решетки — 0,7 м. Величина зазоров должна быть меньше расстояния между лопатками насоса — 15—20 м м. Расчет решетки сводится к определению ее размеров и величины подпора, образующегося перед решеткой. 

Для расчета пользуются уравнением , где h – величина подпора;  - коэффициент для прямоугольного стержня, равный 2,42; b – расстояние между стержнями; δ – ширина прямоугольного стержня; V1 – скорость в канале перед решеткой, равняя не менее 0,5 м/сек и не более 1 м/сек при максимальном расходе. Сделаем расчет для двух решеток при максимальном Qмакс=1227,5 м3/час=0,340 м3/сек. Ширина канала перед решеткой В=0,7м,u1=0,55м/сек; δ=10мм; b=20 мм; угол наклона решетки a=70 Тогда будем иметь: .

Вносить поправку на наклон решетки: .

Полученная величина подпора вполне приемлема. Глубина потока в канале Н будет равна . 

Полная ширина решетки , где n – число прозоров. Отсюда . 

Число продуктов . 

Общая ширина прозоров . 

Площадь прозоров . 

Решетка устанавливается не ближе 0,5 м от лотка подводящего коллектора. Решетки можно установить против устья коллектора. В этом случае по бокам резервуара образуются мертвые зоны, где происходит выпадение осадков. Размер мертвых зон уменьшается, если разместить решетки по бокам. За решеткой приемный резервуар должен быть разделен перегородкой на две части. При наличии на насосной станции двух и более решеток перед каждой из них должны быть предусмотрены шиберные щиты. 

Закрывая щиты и откачивая стоки из каждой половины резервуара, можно освобождать каждую половину и производить необходимый ремонт как решетки, так и резервуара. Решетка с ручной очисткой (рис. 211) представляет собой стальную раму, к которой приварены стальные прутья квадратного сечения 20 X Х20 мм. Верхний край решетки опирается на площадку, с которой производится ручная чистка решетки. Отбросы сваливаются в дырчатый желоб, устроенный в полу площадки. 

В конце желоба ставится дырчатое ведро, которое после наполнения при помощи блока подается наверх. Решетки с механической очисткой могут быть подвижные и неподвижные с движущимися граблями. Последним надо отдать предпочтение, так как их можно поставить круче и они занимают меньшую площадь. 

Кроме того, на передвижение грабель расходуется меньше электроэнергии, чем на передвижение тяжелых подвижных решеток. Неподвижные решетки (рис. 212, 213) с движущимися граблями устанавливаются под углом до 70° к горизонту. Захватываемые граблями отбросы поднимаются в верхнюю часть приемного резервуара и здесь сбрасываются в вагонетку или тележку для вывоза или поступают в дробилку, где измельчаются и смываются током воды обратно вниз, в переднюю часть резервуара перед решетками. Измельченные отбросы проходят сквозь решетку, а крупные частицы снова поднимаются граблями наверх. 

Количество отбросов, снимаемых с решеток в год на 1 человека в литрах, колеблется в зависимости от ширины прозоров решеток. Так, при ширине прозоров 15 мм количество отбросов будет: при ручной очистке — 5 л, при механизированной — 6 л, при ширине 20 мм — соответ» соответственно 4 и 5 л, при ширине 25 мм — 3 и 3,5 л, при ширине 30 мм 2,5 и 3 л. Влажность отбросов 75—85%, объемный вес в среднем 750 кг/м Механизированная очистка обязательна при количестве их 0,2 м3/сутки и более. 

Сточная жидкость, пройдя сквозь решетку, поступает затем во всасывающие трубы насосов. Для установления высоты расположения отверстий этих труб необходимо построить профиль дна приемного резервуара от конца коллектора до приямка для всасывающих труб. На рис 214 приводится профиль дна приемного резервуара диаметром 8,0 м. 

Углубление для концов всасывающих труб должно допускать возможность понижения уровня жидкости в резервуаре ниже лотка подводящего коллектора. Эта высота практически равна от 1,5 до 2,5 м. От коллектора идет откос глубиной 0,6 м. Далее дно понижается к всасывающим трубам с уклоном 0,01 — 0,02. Отверстия их размещаются в приямке на высоте от дна, равной половине диаметра воронки всасывающей трубы. 

Наинизший уровень воды в приемном резервуаре должен быть выше отверстия всасывающей трубы не менее чем на 0,25 м. Расстояние между всасывающими трубами должно быть не менее 2D, чтобы в работе трубы не мешали друг другу. При проектировании резервуара необходимо предусмотреть возможность удобного доступа к решеткам. Отопление в приемных резервуарах следует устраивать только при незначительном заглублении.

В глубоких же резервуарах оно не нужно, так как теплопотери через стены невелики, температура же сточной жидкости даже зимой не опускается ниже 7—9°. Вентиляцию рекомендуется устраивать приточно-вытяжной с пятикратным обменом и с незначительным превышением подачи воздуха во избежание засасывания его из коллектора. 

На случай вынужденной остановки работы станции необходимо предусмотреть устройство аварийного выпуска для сточных вод. Этот выпуск можно устроить в стене приемного резервуара, но лучше его поместить в последнем смотровом колодце коллектора перед насосной станцией. Если выпуск устраивается в резервуаре, то он должен быть расположен на такой высоте, чтобы при максимальном подъеме стоки в приемном резервуаре не затапливали площадки в нижней его части. 

Если аварийный выпуск устраивается в последнем колодце, то в нем должны быть поставлены два шибера — один на выпускной трубе, а другой на коллекторе, перед выходом из колодца в насосную станцию. Если из аварийного выпуска нельзя выпустить стоки самотеком в овраг или водоем, то на станции необходимо установить запасные двигатели внутреннего сгорания для перекачивания стоков на очистные сооружения или в водоем. На рис. 215 а, 6, в показан приемный резервуар, запроектированный в соответствии с изложенными выше соображениями. 

Резервуар имеет круглую форму в плане, диаметр его 8 ж. В резервуаре установлены две неподвижные решетки, расчет которых приведен выше. Они размещены обособленно друг от друга. Сточные воды из кол¬лектора попадают в канал, опущенный ниже лотка коллектора на 0,6 м и расходящийся в стороны к решеткам. Каналы ограничиваются с боков тремя бетонными массивами, приподнятыми на 1 м выше самого высокого уровня сточных вод. 

Решетки установлены под углом в 70°. За решетками дно приемного резервуара опускается к приямку для всасывающих труб с уклоном 0,02. В верхней части расположены механизмы грабельных аппаратов, дробилки и двигатели. Передняя часть резервуара (со стороны коллектора) не имеет перекрытия, что обеспечивает освещение нижней части резервуара. Для спуска вниз в задней части резервуара устроена лестница, заканчивающаяся площадкой у стены. 

Такая же площадка устроена и у противоположной стены. Площадки сообщаются друг с другом и со средним мостиком, с которого можно закрывать и открывать шиберы в каналах перед решетками. Так как в резервуаре имеются мертвые зоны, где могут отлагаться осадки, то необходимо предусмотреть возможность смыва этих осадков пожарным наконечником в приямок всасывающих труб при пониженном уровне стоков в резервуаре. 

Вода для смыва, получаемая из водопровода, из скважины или из шахтного колодца с насосом, перекачивается в резервуар, расположенный в верхней части станции. В средней части резервуара установлена железобетонная колонна для устройства верхнего междуэтажного перекрытия. На нее опирается балка, заделанная концами в стены резервуара. 

От этой балки идут к задней стене резервуара три железобетонные балочки, на которых и располагается железобетонная плита перекрытия. В нижнем этаже для перехода с одной стороны резервуара на другую и на средний мостик устроена площадка, опирающаяся на перегородку, которая разделяет нижнее помещение резервуара на две части.