Насос для водоканала

Введение

Прежде чем начать разбираться, какие насосы используются на водоканалах и какие задачи они выполняют. Ответим на вопрос, что такое водоканал.

Водоканал — это муниципальное предприятие, которое обеспечивает город или район питьевой водой и отводит сточные воды.

Если кратко, это организация, которая отвечает за весь круговорот воды в городе:

1. Водоснабжение:
   • Забирает воду из рек, озер или подземных источников.
   • Очищает ее до безопасного уровня.
   • Перекачивает по трубам и подает в краны жилых домов, больниц, школ и предприятий.
2. Водоотведение (канализация):
   • Принимает использованную воду и стоки из домов.
   • Перекачивает и доставляет ее на очистные сооружения.
   • Очищает до состояния, безопасного для сброса в реки или для повторного использования.

Проще говоря, Водоканал — это то, что стоит между источником и чистой водой из вашего крана, а также между вашим стоком в раковине и очищенной водой, возвращаемой в природу.

Какие основные задачи выполняют насосы на водоканале

Основные функции делятся на две большие категории: водоснабжение (подача чистой воды) и водоотведение (отвод и очистка сточных вод).

1. В системе водоснабжения:
   • Подъем воды из источника: Вода забирается из рек, озер, водохранилищ или подземных скважин. Насосные станции первого подъема подают ее на очистные сооружения.
   • Подача воды на очистные сооружения: Вода проходит через различные фильтры и бассейны, и насосы перемещают ее между этапами очистки (коагуляция, отстаивание, фильтрация).
   • Подача чистой воды в городскую сеть (самая важная функция для потребителя): После очистки насосные станции второго подъема закачивают чистую воду в городской водопровод. Именно они создают то давление, с которым вода течет из вашего крана.
   • Поддержание давления в сети: В больших или холмистых городах устанавливают дополнительные повысительные насосные станции (ПНС), чтобы «протолкнуть» воду в удаленные районы или на верхние этажи зданий.
   • Пожаротушение: Насосы обеспечивают необходимое давление в гидрантах для тушения пожаров.
2. В системе водоотведения (канализации):
   • Перекачка сточных вод: Если канализационные трубы проложены неглубоко или рельеф местности не позволяет стекать воде самотеком, строятся канализационные насосные станции (КНС). Они собирают стоки и перекачивают их на более высокий уровень, откуда они снова текут самотеком к очистным сооружениям.
   • Перекачка на очистных сооружениях: Как и в случае с чистой водой, насосы перемещают сточные воды между этапами очистки: от приемных резервуаров к песколовкам, первичным отстойникам, аэротенкам и т.д.
   • Перекачка осадка и ила: После очистки остается большое количество осадка. Специальные насосы перекачивают этот густой и абразивный ил между метантенками, иловыми площадками или прессами для обезвоживания.
   • Перекачка дренажных и ливневых вод: Отвод воды после дождей и таяния снега.

Какие бывают насосы для водоканала

К насосам в этой сфере предъявляются очень высокие требования: надежность, долговечность, высокая производительность и способность перекачивать жидкости с разной степенью загрязненности.

Основные типы насосов:

1. По принципу действия:
   • Центробежные (лопастные): Самый распространенный тип. Работают за счет центробежной силы, создаваемой вращающимся рабочим колесом.
   • Консольные: Вал и колесо вынесены за пределы корпуса. Часто используются для чистой воды.
   • Моноблочные: Насос и электродвигатель представляют собой единый агрегат.
   • С двухсторонним входом: Обеспечивают высокую производительность и используются на основных узлах (например, станции второго подъема).
   • Вихревые: Создают мощный вихревой поток. Хороши для перекачки загрязненных вод, где есть риск попадания воздуха.
   • Объемные: Перемещают жидкость за счет изменения объема рабочей камеры (например, винтовые, шестеренные). Чаще используются для перекачки густых илов и осадков.
2. По типу перекачиваемой среды (самая важная классификация на водоканале):
   • Для чистой воды: Перекачивают воду с минимальным содержанием механических примесей (обычно до 0.1%). Это насосы на станциях второго подъема, повысительные насосы.
   • Примеры: центробежные консольные, многоступенчатые секционные.
   • Для загрязненных (сточных) вод: Предназначены для воды с большим количеством взвесей, песка, волокон и других включений. Устанавливаются на канализационных насосных станциях (КНС).
   • Примеры: фекальные насосы с одноканальным или вихревым рабочим колесом, имеющим большой зазор для прохода твердых включений. Часто оснащены режущим механизмом для измельчения длинноволокнистых примесей.
   • Для дренажных вод: Аналогичны насосам для сточных вод, но могут работать с еще большим содержанием песка и ила.
   • Для осадка и ила: Перекачивают очень густые, абразивные и часто химически агрессивные среды. Это самые прочные и износостойкие насосы.
   • Примеры: шнековые (винтовые) насосы, мембранные, поршневые, специальные центробежные насосы с большими проточными каналами.
3. По расположению и исполнению:
   • Погружные: Весь насосный агрегат работает погруженным в перекачиваемую жидкость. Это очень компактное решение, широко используемое в КНС и для откачки дренажей. Не требуют строительства больших зданий.
   • Сухого хода (поверхностные): Устанавливаются в сухом помещении, а в жидкость опускается только всасывающая труба. Требуют более сложного монтажа и подготовки фундамента, но легче в обслуживании.

Краткое резюме:

Специфика подбора насосного оборудования для водоканала

Подбор насоса для водоканала — это сложная инженерная задача, которая требует учета множества параметров. Неправильный подбор приведет к перерасходу энергии, быстрому износу, поломкам и сбоям в работе всей системы.

Вот пошаговый алгоритм и ключевые критерии для подбора.

Шаг 1: Определение Основных Параметров

Это отправная точка для любого выбора.

1. Тип перекачиваемой среды (Самое важное!):
   • Чистая вода: Очищенная питьевая вода, техническая вода без примесей.
   • Сточные воды: Бытовые и промышленные стоки с волокнами, песком, взвешенными веществами.
   • Дренажные воды: Вода с песком, илом, мелкими включениями.
   • Осадок/Ил: Густая, абразивная масса с высоким содержанием твердых веществ.
2. Производительность (Расход, Q):
   • Сколько кубометров жидкости насос должен перекачивать в час (м³/ч).
   • Определяется исходя из потребностей объекта (пиковое водопотребление, приток стоков и т.д.).
3. Напор (H):
   • Общее давление, которое должен создать насос. Измеряется в метрах водяного столба (м).
   • Рассчитывается по формуле: H = H_гео + H_потерь

H_гео — геодезическая высота (перепад уровней между точкой забора и точкой сброса).

H_потерь — потери напора на трение в трубах и местных сопротивлениях (задвижки, повороты). Рассчитывается по специальным таблицам или программам.

Шаг 2: Выбор Типа Насоса по Среде и Условиям

На основе определенных параметров выбирается конструкция насоса.

Исполнение:

• Погружные: Для КНС, дренажных колодцев. Экономят место.
• Сухого хода (поверхностные): Для насосных станций очистки воды, где нужен легкий доступ для обслуживания.

Шаг 3: Учет Дополнительных Требований и "Мелочей", Которые Решают Все**

1. Материалы проточной части:
   • Чистая вода: Нержавеющая сталь, чугун с покраской.
   • Агрессивные стоки/осадок: Высоколегированная нержавеющая сталь (AISI 304, 316), чугун с полиуретановым покрытием.
2. Рабочая точка на характеристике:
   • Насос должен работать в зоне максимального КПД своей напорной характеристики. Работа на краях графика (малый или слишком большой расход) приводит к кавитации, вибрации и разрушению насоса.
3. Резервирование:
   • На критически важных объектах (станция второго подъема, главная КНС) всегда устанавливают минимум один резервный насос (принцип "N+1").
4. Автоматизация:
   • Насосы управляются автоматикой по уровню (поплавковые выключатели) или по давлению. Нужно учитывать совместимость с системой управления.

Пример (Упрощенный)

Задача: Подобрать насос для перекачки бытовых сточных вод из коллектора на очистные сооружения.

1. Параметры:
   • Среда: Сточные воды с песком и волокнистыми включениями.
   • Q (расход): 100 м³/ч.
   • H (напор): 20 метров.
   • Глубина колодца: 5 метров.
2. Выбор:
   • Тип: Погружной фекальный насос.
   • Конструкция колеса: Одноканальное или вихревое (для надежности против засоров).
   • Материал: Чугунное исполнение, рабочее колесо из износостойкого чугуна или нержавеющей стали.
   • Мощность: ~15-22 кВт (определяется по каталогу производителя при Q=100 м³/ч и H=20 м).
   • Дополнительно: Наличие режущего механизма — опционально, зависит от специфики стоков. Система автоматического охлаждения и защиты от перегрева.

Выводы

Таким образом, насосы для водоканала — это сложная и разнообразная группа оборудования, которая обеспечивает бесперебойную работу всего жизненного цикла воды в городе: от ее забора до очистки и возвращения в природу.

Проектировщики: Делают гидравлический расчет, определяют параметры и закладывают конкретные марки насосов в проектную документацию.

Поставщики насосного оборудования: Имеют специальные программы для подбора (например, Grundfos WinCAPS, Wilo Select и прочие). Вы предоставляете им параметры, они предлагают 2-3 варианта моделей с характеристиками и КПД.

Важно: Окончательный подбор насоса для объектов водоканала всегда должен проводиться квалифицированными инженерами на основе полных технических условий и проектных данных. Данная инструкция — это основа для понимания процесса, а не руководство к действию без специалиста.