Навіщо потрібний насос у системі каналізації?

Навіщо потрібний насос у системі каналізації?

Відмова каналізаційної системи завжди трапляється зненацька і призводить до серйозних наслідків. Затоплений підвал, сантехніка, що не працює, неприємні запахи – все це створює дискомфорт і вимагає негайного вирішення. У багатьох випадках проблеми з каналізацією виникають через відсутність або неправильний вибір насосного обладнання. Добре коли система спроектована з урахуванням усіх особливостей будівлі та ділянки, але що робити, якщо стічні води не можуть самостійно потрапити до каналізаційного колектора? Саме тут на допомогу приходять спеціальні насоси для каналізації.

Що таке каналізаційний насос

Каналізаційний насос – спеціальний пристрій, призначений для примусового переміщення стічних вод в каналізаційну систему. На відміну від звичайних водяних насосів, каналізаційні моделі здатні перекачувати рідини, що містять тверді включення, суспензії та агресивні компоненти.
Принцип роботи каналізаційного насоса заснований на створенні перепаду тиску, завдяки якому рідина переміщається трубопроводами. У більшості випадків використовуються відцентрові насоси, де робоче колесо, що обертається, створює відцентрову силу, що виштовхує воду через вихідний патрубок. Конструктивно такий насос складається з кількох основних елементів:

• Електродвигун – забезпечує обертальний рух валу. Залежно від типу насоса, потужність може змінюватись від 0,25 до 15 кВт і вище.
• Робоче колесо – головний елемент, що безпосередньо контактує зі стічними водами. У каналізаційних насосах використовуються різні типи коліс: відкриті, напіввідкриті та з ріжучим механізмом. Вибір залежить від складу стоків, що перекачуються.
• Корпус – захищає внутрішні компоненти впливу середовища. Зазвичай виготовляється із чавуну, нержавіючої сталі або високоміцних полімерів.
• Система управління – контролює роботу насоса, захищає його від перевантажень та сухого ходу. Сучасні моделі оснащуються поплавцевими вимикачами для автоматичного включення та відключення.

Особливістю каналізаційних насосів є їхня здатність пропускати тверді включення певного діаметру – від 5 мм у дренажних моделях до 50-100 мм у потужних фекальних насосах. Деякі моделі оснащуються подрібнювачами, які перетворюють великі фракції на дрібну суспензію, що спрощує їх транспортування вузькими трубами.

Необхідність насоса у каналізаційній системі

Класична схема організації каналізації передбачає природне рух стоків під впливом сили тяжкості. Для цього система проектується з певним ухилом – щонайменше 2 см на кожен метр горизонтальної ділянки труби. Але що робити, якщо такий нахил забезпечити неможливо?

• Одна з основних проблем, що вимагають встановлення насоса, – відсутність природного ухилу. Така ситуація часто виникає у приватних будинках, розташованих у низинах, коли центральний каналізаційний колектор знаходиться вище за рівень виходу внутрішньобудинкової каналізації. Без насоса у такій ситуації стічні води просто не зможуть потрапити до системи водовідведення.

Наприклад, якщо вихід будинкової каналізації знаходиться на глибині 1,5 метра, а точка входу в колектор – на рівні 0,5 метра від поверхні землі, перепад висот становить 2 метри. В цьому випадку потрібен насос із напором не менше 3-4 метрів водного стовпа (з урахуванням втрат на тертя у трубах та фітингах).

• Ще одна поширена ситуація – необхідність відведення стоків із нижніх рівнів будівлі. Підвальні та цокольні приміщення часто виявляються нижчими за рівень основної каналізаційної магістралі. Розмістити у таких кімнатах санвузол, пральню чи душову без насосного обладнання неможливо.

У приватних будинках нерідко виникає потреба в обладнанні санітарних вузлів у прибудовах або гаражах, розташованих на значній відстані від основної каналізаційної системи. При великій протяжності горизонтальних ділянок (понад 15-20 метрів) забезпечити нормативний ухил стає проблематично – труба буде надто глибоко закладена. У таких випадках установка насоса дозволяє прокласти трубопровід без дотримання нахилу або навіть з підйомом.

При проектуванні системи необхідно враховувати як вертикальний натиск (висота підйому), так і відстань горизонтальної прокладки. Наприклад, для перекачування стоків на відстань 25 метрів з підйомом на 3 метри знадобиться насос із напором не менше 5-6 метрів водного стовпа з огляду на гідравлічні втрати

Застосування насосів у приватних будинках

В індивідуальному житловому будівництві проблема відведення стічних вод постає особливо гостро. Не всі ділянки мають доступ до централізованої каналізації, а рельєф місцевості не завжди сприяє самопливному водовідведенню.

• Організація каналізації за відсутності централізованої системи вимагає створення локальних очисних споруд чи накопичувальних ємностей. В обох випадках насосне обладнання відіграє ключову роль. Для вигрібних ям та септиків використовуються занурювальні фекальні насоси, здатні перекачувати рідину з твердими включеннями розміром до 40-50 мм. Такі насоси встановлюються безпосередньо в ємність та включаються в міру наповнення.

Для локальних очисних споруд підбираються насоси, залежно від типу системи. В аераційних установках потрібні насоси для подачі повітря, так і для перекачування очищеної води. Продуктивність таких насосів розраховується, виходячи з добового водоспоживання – для сім'ї з 4-5 осіб зазвичай достатньо насоса з продуктивністю 4-5 м³/год.

• Відведення стоків із підвальних та цокольних приміщень часто ускладнюється ризиком зворотного підпору із центральної каналізації. За сильних дощів або танення снігу рівень води в колекторах може підвищуватися, що призводить до затоплення низько розташованих приміщень через каналізаційні труби. Для вирішення цієї проблеми використовуються спеціальні насосні станції із зворотним клапаном, які встановлюються на виході каналізації із підвалу.

Такі станції зазвичай складаються із накопичувальної ємності об'ємом 20-100 літрів, одного або двох насосів потужністю 0,4-1,5 кВт та автоматики управління. Система спрацьовує при заповненні ємності до певного рівня та перекачує стоки в основну каналізацію. Зворотний клапан запобігає поверненню рідини в накопичувач.

• Ще одна поширена ситуація - необхідність організації точок водовідведення в місцях, де прокладання стандартної каналізації неможливе або нераціональне. Наприклад, при облаштуванні санвузла у прибудові або додатковій ванній кімнаті у дальньому крилі будинку. У таких випадках застосовуються компактні насосні станції або спеціальні унітази із вбудованими насосами-подрібнювачами.

Таке обладнання дозволяє використовувати труби малого діаметра (від 20 до 50 мм) замість стандартних каналізаційних труб 110 мм. Подрібнювач переробляє тверді відходи у рідку масу, яку легко перекачати на значні відстані – до 100 метрів по горизонталі та до 6-8 метрів по вертикалі.

Використання насосів у багатоквартирних будинках та громадських будівлях

Багатоквартирні будинки та громадські будинки мають свою специфіку організації каналізаційних систем. Велика кількість санітарно-технічних приладів, значна довжина комунікацій та висока нерівномірність водовідведення створюють додаткові складності при проектуванні та експлуатації.

1. Одне з найпоширеніших завдань – забезпечення роботи санвузлів, розташованих нижче за рівень колектора. У міських багатоповерхівках нерідко виникає потреба розміщення санітарних вузлів у цокольних поверхах і підвалах – для персоналу, технічних служб чи орендарів комерційних приміщень. Оскільки центральна каналізація зазвичай відбувається на рівні цоколя або першого поверху, природне відведення стоків з нижніх рівнів неможливе. Для вирішення цього завдання застосовуються каналізаційні насосні станції, здатні перекачувати великі обсяги стоків. Потужність таких установок визначається з кількості підключених санітарно-технічних приладів. Наприклад, для обслуговування санвузла з 5 унітазами, 5 умивальниками та 2 душовими потрібна станція продуктивністю не менше 15-20 м³/год із напором 6-8 метрів.
2. У багатоповерхових будинках часто зустрічається ситуація, коли санітарні вузли згруповані по вертикалі, а стояки каналізації проходять поруч. Однак іноді потрібно розмістити санітарно-технічні прилади на значній відстані від основних стояків – наприклад, при переплануванні приміщень або створенні додаткових зручностей. У таких випадках прокладання традиційної каналізації з необхідним ухилом може виявитися неможливим без істотного зменшення висоти стель або руйнування перекриттів. Рішенням стає встановлення компактних насосних станцій або окремих насосів кожної групи приладів. Це дозволяє використовувати труби меншого діаметра (40-50 мм) та прокладати їх практично горизонтально під стелею або у спеціальних коробах. Потужність насоса у цьому випадку підбирається з урахуванням відстані до стояка та кількості точок водовідведення. Для невеликого санвузла з унітазом, умивальником та душем достатньо насосної станції продуктивністю 5-7 м³/год.
3. Ще одна проблема багатоквартирних будинків та громадських будівель – недостатня пропускна спроможність старих каналізаційних систем. При реконструкції будівель, особливо історичних, часто зростає кількість санітарно-технічних приладів, що створює додаткове навантаження на існуючі комунікації. У таких ситуаціях каналізаційні насосні станції допомагають підвищити ефективність водовідведення без заміни всієї системи труб. У торгових центрах, готелях та інших громадських будинках часто виникає необхідність обладнати санвузли у місцях, віддалених від основної каналізації. Наприклад, в зоні фуд-корту або в окремому павільйоні. Встановлення насосного обладнання дозволяє вирішити це завдання без масштабних земляних робіт та порушення покриття підлоги.

Для таких об'єктів вибираються найбільш надійні моделі насосів із подвійним резервуванням. Це означає, що у станції встановлюються два насоси, які працюють по черзі. При виході з ладу одного насоса автоматично вмикається другий, а система керування подає сигнал про несправність. Такий підхід гарантує безперебійну роботу каналізації навіть у разі технічних проблем.

Роль насосів у промислових каналізаційних системах

Промислові підприємства висувають особливі вимоги до систем каналізації. Наявність агресивних стоків, висока температура рідини, абразивні включення – все це потребує спеціального підходу до вибору насосного обладнання.

Перекачування агресивних та промислових стоків – одне з найскладніших завдань. На хімічних виробництвах, у гальванічних цехах, на лакофарбових підприємствах у каналізацію можуть потрапляти кислоти, луги та інші агресивні речовини. Для роботи в таких умовах використовуються спеціальні хімічно стійкі насоси, корпус та робочі органи яких виготовлені з кислототривкої сталі, кераміки або спеціальних полімерів.

Потужність таких насосів варіюється від 2 до 50 кВт, залежно від обсягу стоків. Наприклад, для невеликої гальванічної ділянки з об'ємом стоків до 5 м³ на добу достатньо насоса потужністю 2-3 кВт, а для великого хімічного виробництва може знадобитися цілий комплекс насосів із сумарною потужністю понад 100 кВт.

Безперебійна робота виробництва безпосередньо з надійністю каналізаційної системи. Навіть короткочасна відмова насосного обладнання може призвести до зупинення технологічних процесів та значних фінансових втрат. Тому на відповідальних ділянках встановлюють системи з повним резервуванням – два або навіть три паралельні насоси з автоматичним перемиканням.

Сучасні промислові насосні станції оснащуються складними системами контролю, які відстежують безліч параметрів: температуру рідини, що перекачується, рівень заповнення приймального резервуара, вібрацію насосів, споживаний струм і т.д. При виході будь-якого параметра за допустимі межі, система автоматично реагує – перемикає насоси, знижує навантаження або відправляє сигнал на диспетчерський пульт.
p align="justify"> Дотримання екологічних вимог - ще одна важлива функція промислових каналізаційних насосів. Сучасне законодавство встановлює жорсткі норми щодо складу промислових стоків, що скидаються в міську каналізацію або водойми. Для відповідності цим нормам підприємства обладнано локальні очисні споруди, невід'ємною частиною яких є насосні системи.

На кожному етапі очищення – механічному, фізико-хімічному, біологічному – використовуються різні типи насосів. Для перекачування неочищених стоків використовуються потужні фекальні насоси з ріжучим механізмом, які здатні подрібнювати великі включення. На етапі фізико-хімічного очищення застосовуються хімічно стійкі насоси для дозування реагентів та перемішування розчинів. Для подачі повітря в аеротенки біологічної очистки встановлюються повітродувки потужністю від 5 до 100 кВт.

У харчовій промисловості особлива увага приділяється насосам, що працюють із жировмісними стоками. Олії та жири швидко забивають звичайні насоси, приводячи до їх передчасного виходу з ладу. Для таких умов розроблені спеціальні моделі із системою самоочищення, які періодично включають зворотний хід для очищення робочого колеса.

На підприємствах із великою територією часто виникає необхідність перекачування стоків на значні відстані – за кілька кілометрів. У таких випадках застосовують багатоступінчасті насоси або каскадні насосні станції, розташовані через певні інтервали вздовж траси. Потужність насосів та їх кількість розраховуються індивідуально для кожного проекту з урахуванням рельєфу місцевості, протяжності трубопроводів та об'єму стоків.