Зачем нужен насос в системе канализации?

Зачем нужен насос в системе канализации?

Отказ канализационной системы всегда случается неожиданно и приводит к серьезным последствиям. Затопленный подвал, неработающая сантехника, неприятные запахи – все это создает дискомфорт и требует немедленного решения. Во многих случаях проблемы с канализацией возникают из-за отсутствия или неправильного выбора насосного оборудования. Хорошо когда система спроектирована с учетом всех особенностей здания и участка, но что делать, если сточные воды не могут самостоятельно попасть в канализационный коллектор? Именно здесь на помощь приходят специальные насосы для канализации.

Что такое канализационный насос

Канализационный насос – это специальное устройство, предназначенное для принудительного перемещения сточных вод в канализационную систему. В отличие от обычных водяных насосов, канализационные модели способны перекачивать жидкости, содержащие твердые включения, взвеси и агрессивные компоненты.

Принцип работы канализационного насоса основан на создании перепада давления, благодаря которому жидкость перемещается по трубопроводам. В большинстве случаев используются центробежные насосы, где вращающееся рабочее колесо создает центробежную силу, выталкивающую воду через выходной патрубок. Конструктивно такой насос состоит из нескольких основных элементов:

• Электродвигатель – обеспечивает вращательное движение вала. В зависимости от типа насоса, мощность может варьироваться от 0,25 до 15 кВт и выше.
• Рабочее колесо – главный элемент, непосредственно контактирующий со сточными водами. В канализационных насосах используются разные типы колес: открытые, полуоткрытые и с режущим механизмом. Выбор зависит от состава перекачиваемых стоков.
• Корпус – защищает внутренние компоненты от воздействия среды. Обычно изготавливается из чугуна, нержавеющей стали или высокопрочных полимеров.
• Система управления – контролирует работу насоса, защищает его от перегрузок и сухого хода. Современные модели оснащаются поплавковыми выключателями для автоматического включения и отключения.

Особенностью канализационных насосов является их способность пропускать твердые включения определенного диаметра – от 5 мм в дренажных моделях до 50-100 мм в мощных фекальных насосах. Некоторые модели оснащаются измельчителями, которые превращают крупные фракции в мелкую взвесь, что упрощает их транспортировку по узким трубам.

Необходимость насоса в канализационной системе

Классическая схема организации канализации предполагает естественное движение стоков под действием силы тяжести. Для этого система проектируется с определенным уклоном – минимум 2 см на каждый метр горизонтального участка трубы. Но что делать, если такой уклон обеспечить невозможно?

• Одна из основных проблем, требующих установки насоса – отсутствие естественного уклона. Такая ситуация часто возникает в частных домах, расположенных в низинах, когда центральный канализационный коллектор находится выше уровня выхода внутридомовой канализации. Без насоса в такой ситуации сточные воды просто не смогут попасть в систему водоотведения.

Например, если выход домовой канализации находится на глубине 1,5 метра, а точка входа в коллектор – на уровне 0,5 метра от поверхности земли, то перепад высот составляет 2 метра. В этом случае требуется насос с напором не менее 3-4 метров водного столба (с учетом потерь на трение в трубах и фитингах).

• Еще одна распространенная ситуация – необходимость отведения стоков с нижних уровней здания. Подвальные и цокольные помещения часто оказываются ниже уровня основной канализационной магистрали. Разместить в таких комнатах санузел, прачечную или душевую без насосного оборудования невозможно.

В частных домах нередко возникает потребность в оборудовании санитарных узлов в пристройках или гаражах, расположенных на значительном удалении от основной канализационной системы. При большой протяженности горизонтальных участков (более 15-20 метров) обеспечить нормативный уклон становится проблематично – труба будет слишком глубоко заложена. В таких случаях установка насоса позволяет проложить трубопровод без соблюдения уклона или даже с подъемом.

При проектировании системы необходимо учитывать как вертикальный напор (высоту подъема), так и расстояние горизонтальной прокладки. Например, для перекачки стоков на расстояние 25 метров с подъемом на 3 метра потребуется насос с напором не менее 5-6 метров водного столба, учитывая гидравлические потери.

Применение насосов в частных домах

В индивидуальном жилищном строительстве проблема отвода сточных вод встает особенно остро. Не все участки имеют доступ к централизованной канализации, а рельеф местности не всегда благоприятствует самотечному водоотведению.

• Организация канализации при отсутствии централизованной системы требует создания локальных очистных сооружений или накопительных емкостей. В обоих случаях насосное оборудование играет ключевую роль. Для выгребных ям и септиков используются погружные фекальные насосы, способные перекачивать жидкость с твердыми включениями размером до 40-50 мм. Такие насосы устанавливаются непосредственно в емкость и включаются по мере наполнения.

Для локальных очистных сооружений подбираются насосы в зависимости от типа системы. В аэрационных установках требуются как насосы для подачи воздуха, так и для перекачки очищенной воды. Производительность таких насосов рассчитывается исходя из суточного водопотребления – для семьи из 4-5 человек обычно достаточно насоса с производительностью 4-5 м³/час.

• Отвод стоков из подвальных и цокольных помещений часто осложняется риском обратного подпора из центральной канализации. При сильных дождях или таянии снега уровень воды в коллекторах может повышаться, что приводит к затоплению низко расположенных помещений через канализационные трубы. Для решения этой проблемы используются специальные насосные станции с обратным клапаном, которые устанавливаются на выходе канализации из подвала.

Такие станции обычно состоят из накопительной емкости объемом 20-100 литров, одного или двух насосов мощностью 0,4-1,5 кВт и автоматики управления. Система срабатывает при заполнении емкости до определенного уровня и перекачивает стоки в основную канализацию. Обратный клапан предотвращает возврат жидкости в накопитель.

• Еще одна распространенная ситуация – необходимость организации точек водоотведения в местах, где прокладка стандартной канализации невозможна или нерациональна. Например, при обустройстве санузла в пристройке или дополнительной ванной комнаты в дальнем крыле дома. В таких случаях применяются компактные насосные станции или специальные унитазы со встроенными насосами-измельчителями.

Такое оборудование позволяет использовать трубы малого диаметра (от 20 до 50 мм) вместо стандартных канализационных труб 110 мм. Измельчитель перерабатывает твердые отходы в жидкую массу, которую легко перекачать на значительные расстояния – до 100 метров по горизонтали и до 6-8 метров по вертикали.

Использование насосов в многоквартирных домах и общественных зданиях

Многоквартирные дома и общественные здания имеют свою специфику организации канализационных систем. Большое количество санитарно-технических приборов, значительная протяженность коммуникаций и высокая неравномерность водоотведения создают дополнительные сложности при проектировании и эксплуатации.

1. Одна из наиболее распространенных задач – обеспечение работы санузлов, расположенных ниже уровня коллектора. В городских многоэтажках нередко возникает потребность в размещении санитарных узлов в цокольных этажах и подвалах – для персонала, технических служб или арендаторов коммерческих помещений. Поскольку центральная канализация обычно проходит на уровне цоколя или первого этажа, естественный отвод стоков с нижних уровней невозможен. Для решения этой задачи применяются канализационные насосные станции, способные перекачивать большие объемы стоков. Мощность таких установок определяется исходя из количества подключенных санитарно-технических приборов. Например, для обслуживания санузла с 5 унитазами, 5 умывальниками и 2 душевыми требуется станция производительностью не менее 15-20 м³/ч с напором 6-8 метров.
2. В многоэтажных зданиях часто встречается ситуация, когда санитарные узлы сгруппированы по вертикали, а стояки канализации проходят рядом. Однако иногда требуется разместить санитарно-технические приборы на значительном удалении от основных стояков – например, при перепланировке помещений или создании дополнительных удобств. В таких случаях прокладка традиционной канализации с необходимым уклоном может оказаться невозможной без существенного уменьшения высоты потолков или разрушения перекрытий. Решением становится установка компактных насосных станций или отдельных насосов для каждой группы приборов. Это позволяет использовать трубы меньшего диаметра (40-50 мм) и прокладывать их практически горизонтально под потолком или в специальных коробах. Мощность насоса в этом случае подбирается с учетом расстояния до стояка и количества точек водоотведения. Для небольшого санузла с унитазом, умывальником и душем достаточно насосной станции производительностью 5-7 м³/ч.
3. Еще одна проблема многоквартирных домов и общественных зданий – недостаточная пропускная способность старых канализационных систем. При реконструкции зданий, особенно исторических, часто увеличивается количество санитарно-технических приборов, что создает дополнительную нагрузку на существующие коммуникации. В таких ситуациях канализационные насосные станции помогают повысить эффективность водоотведения без замены всей системы труб. В торговых центрах, гостиницах и других общественных зданиях часто возникает необходимость оборудовать санузлы в местах, удаленных от основной канализации. Например, в зоне фуд-корта или в отдельно стоящем павильоне. Установка насосного оборудования позволяет решить эту задачу без масштабных земляных работ и нарушения покрытия пола.

Для таких объектов выбираются наиболее надежные модели насосов с двойным резервированием. Это означает, что в станции устанавливаются два насоса, работающие поочередно. При выходе из строя одного насоса автоматически включается второй, а система управления подает сигнал о неисправности. Такой подход гарантирует бесперебойную работу канализации даже в случае технических проблем.

Роль насосов в промышленных канализационных системах

Промышленные предприятия предъявляют особые требования к системам канализации. Наличие агрессивных стоков, высокая температура жидкостей, абразивные включения – все это требует специального подхода к выбору насосного оборудования.

Перекачка агрессивных и промышленных стоков – одна из самых сложных задач. На химических производствах, в гальванических цехах, на лакокрасочных предприятиях в канализацию могут попадать кислоты, щелочи и другие агрессивные вещества. Для работы в таких условиях используются специальные химически стойкие насосы, корпус и рабочие органы которых изготовлены из кислотоупорной стали, керамики или специальных полимеров.

Мощность таких насосов варьируется от 2 до 50 кВт в зависимости от объема стоков. Например, для небольшого гальванического участка с объемом стоков до 5 м³ в сутки достаточно насоса мощностью 2-3 кВт, а для крупного химического производства может потребоваться целый комплекс насосов с суммарной мощностью более 100 кВт.

Бесперебойная работа производства напрямую связана с надежностью канализационной системы. Даже кратковременный отказ насосного оборудования может привести к остановке технологических процессов и значительным финансовым потерям. Поэтому на ответственных участках устанавливают системы с полным резервированием – два или даже три параллельных насоса с автоматическим переключением.

Современные промышленные насосные станции оснащаются сложными системами контроля, которые отслеживают множество параметров: температуру перекачиваемой жидкости, уровень заполнения приемного резервуара, вибрацию насосов, потребляемый ток и т.д. При выходе любого параметра за допустимые пределы система автоматически реагирует – переключает насосы, снижает нагрузку или отправляет сигнал на диспетчерский пульт.

Соблюдение экологических требований – еще одна важная функция промышленных канализационных насосов. Современное законодательство устанавливает жесткие нормы по составу промышленных стоков, сбрасываемых в городскую канализацию или водоемы. Для соответствия этим нормам предприятия оборудуют локальные очистные сооружения, неотъемлемой частью которых являются насосные системы.

На каждом этапе очистки – механическом, физико-химическом, биологическом – применяются различные типы насосов. Для перекачки неочищенных стоков используются мощные фекальные насосы с режущим механизмом, способные измельчать крупные включения. На этапе физико-химической очистки применяются химически стойкие насосы для дозирования реагентов и перемешивания растворов. Для подачи воздуха в аэротенки биологической очистки устанавливаются воздуходувки мощностью от 5 до 100 кВт.

В пищевой промышленности особое внимание уделяется насосам, работающим с жиросодержащими стоками. Масла и жиры быстро забивают обычные насосы, приводя к их преждевременному выходу из строя. Для таких условий разработаны специальные модели с системой самоочистки, которые периодически включают обратный ход для очистки рабочего колеса.

На предприятиях с большой территорией часто возникает необходимость перекачки стоков на значительные расстояния – до нескольких километров. В таких случаях применяют многоступенчатые насосы или каскадные насосные станции, расположенные через определенные интервалы вдоль трассы. Мощность насосов и их количество рассчитываются индивидуально для каждого проекта с учетом рельефа местности, протяженности трубопроводов и объема стоков.