Канализационная насосная станция – как это работает?

Канализационная насосная станция — ключевой элемент системы водоотведения. Она требуется там, где стоки не могут уйти самостоятельно из-за отсутствия естественной тяги или гравитации. Знание принципа её работы нужно для понимания того, как происходит сбор, подача и транспортировка сточных вод в места переработки или очистки. Это важно для обеспечения бесперебойной работы инженерных систем в домах, промышленных зданиях и на участках, а также для предотвращения аварийных ситуаций, таких как засоры или переполнение. Понимание устройства и функционирования насосной станции позволяет своевременно проводить техническое обслуживание, устранять неполадки и продлевать срок службы оборудования.

Для чего нужна?

В общем случае КНС — оборудование для перекачки сточных вод.

Ее применение позволяет решить одновременно несколько актуальных задач:

• Поднять стоки к очистным сооружениям, расположенным выше точки сброса, и обеспечить напор отводимой воды
• Усреднить поступающие сточные воды по концентрации загрязняющих веществ или по расходу воды
• Задержать крупный мусор

В отличие от системы водоснабжения, стоки обычно отводятся самотеком. Вода течет вниз под действием гравитации. Это можно увидеть, взглянув на трубы канализации в доме. В некоторых случаях, например, в подвале, может быть установлена напорная канализация. Но чаще всего стоки выходят из здания в придомовые колодцы и затем по самотечной системе собираются в коллекторы.

Система самотечной канализации имеет свои плюсы и минусы. Плюсом является отсутствие затрат на транспортировку сточных вод. Однако у этой системы есть и недостатки. Чтобы обеспечить необходимый уклон, трубы канализации приходится закапывать все глубже. Для поворотов, чтобы избежать забивания труб в местах изгиба, нужны поворотные колодцы. Это также увеличивает глубину. В итоге к очистным сооружениям трубы могут уходить на десятки, а то и сотни метров. Это экономически и технологически нецелесообразно.

Чтобы решить эту проблему, используются канализационные насосные станции (КНС). Они переводят самотечную канализацию в напорную. Напорную канализацию можно прокладывать более гибко, хотя и не всегда это удобно.

Из чего состоит?

Конструкция канализационной станции достаточно проста. В общем виде КНС представляет собой стационарный объект, который включает в себя приемный резервуар из металла или стеклопластика, оснащенный двумя погружными насосами (один рабочий, один резервный), устройством для задержания крупных отбросов, системой взмучивания, а также  внутренней запорной арматурой и вспомогательным электрооборудованием.

• Корпус. Он может быть изготовлен из различных материалов. Станции на небольшую и среднюю производительность обычно собираются на специализированных фабриках из металла или пластиков и поставляются уже в собранном виде. Для сооружения КНС большой производительности уже используется железобетон, кирпичная кладка или чугунные тюбинги с гидроизоляцией уже непосредственно на месте. Стоит отметить, что производственные возможности заводов, как правило, позволяют делать корпуса довольно больших размеров, но главным ограничивающим фактором является возможность транспортировки корпуса. Именно перевозочными ограничениями обрезан сверху максимальный объём, а следовательно, и производительность сборных КНС фабричного изготовления. Также необходимо учесть, что корпусов может быть больше одного, например, когда в одном из них устраивается машинный зал и непосредственно в нём стоки не аккумулируются.

Естественно, что при выборе корпуса следует руководствоваться качеством его изготовления. Ведь он обычно находится в земле, а значит — подвергается физическим и химическим нагрузкам как изнутри — содержимым, так и снаружи — грунтом.

• Насосы. Это сердце КНС, которое, собственно, и переводит свободный поток в напорный. Насосы могут быть как погружными, то есть находящимися в рабочей среде, так и сухого исполнения, то есть не затапливаемыми и располагающимися в отдельном сухом помещении. Выбор каждый раз делается по обстоятельствам. Погружные насосы не требуют отдельного помещения, изготавливаются с повышенным запасом прочности и стойкости, но и стоят дороже; демонтаж таких насосов на случай ремонта производится только полностью и связан с грязными работами. Сухие насосы дешевле, для их ремонта не требуется большого контакта со стоками. Но для них необходимо отдельное помещение, в случае их затопления они выйдут из строя. Есть некоторый эмпирический предел производительности, примерно совпадающий с ограничениями из-за корпуса и связанный с технической и экономической нецелесообразностью изготовления серийных погружных насосов большой производительности. То есть — фабричные КНС обычно комплектуются погружными насосами, а сооружаемые на месте — насосами сухого исполнения, но возможны и индивидуальные решения.
• Трубопроводная обвязка. Сломано немало копий по поводу того, какой материал наилучшим образом пригоден для применения в КНС. В современных реалиях коллекторы в основном прокладывают из полиэтилена, в случае высокотемпературных или иных специфических стоков — из чёрного или нержавеющего металла. В то же время применение полиэтилена в качестве внутренней обвязки не очень удобно — им сложно оперировать в условиях замкнутого пространства, и цена на полиэтиленовые фитинги и арматуру не самая низкая. Полипропилен для внутренней обвязки удобен скоростью и манёвренностью, возможностью быстрой переделки, отсутствием необходимости в сварочном оборудовании, долговечен. Чёрный металл дёшев и прочен, но склонен к коррозии, для его сборки и коррекции требуется сварщик и сварочный аппарат. Антикоррозионная сталь дорога, требует сварки в инертной атмосфере, тяжела (как и чёрный металл), но обладает большой прочностью и долголетием.
• Резюмируя, вариант той или иной обвязки определяется индивидуально и зачастую выбор связан с тем, с каким материалом лучше всего умеет обращаться эксплуатирующая организация.
• Вспомогательное электрооборудование. К нему относятся силовые кабели, шкафы управления, различные датчики — уровней, сухого хода, утечек тока и так далее. В случае фабричных станций подбирается и поставляется в комплекте; в случае сборки КНС по месту определяется при проектировании и собирается вместе со станцией.
• Вспомогательные опции. Сюда относятся разнообразные улучшения, которые могут потребоваться конкретному заказчику. Утеплённые крышки, освещение, отопление или подогрев стоков, грузоподъёмные механизмы для демонтажа насосов, промежуточные площадки, наземные павильоны и многое другое по пожеланиям клиентов — выбор уже ограничивается только техническими возможностями и стоимостью.
• Фундамент. Это важная часть, которая изготавливается только на объекте. От правильного устройства фундамента зависит, насколько долго прослужит КНС, не будет ли она раздавлена грунтом, перекошена или выдавлена на поверхность. Разработка фундамента требует определённых компетенций и поэтому лучше доверить её профессионалам, поскольку ошибки в нём могут быть критичными и фактически неустранимыми. Это очевидно, поскольку демонтаж всей КНС для исправления ошибки фундамента легко может превзойти по стоимости саму станцию, и это фактически будут выброшенные зазря деньги.

Также стоит отметить, что при устройстве фундамента часто требуется временное понижение грунтовых вод. Это требует определённых финансовых и временных затрат, поэтому вопрос об уровне грунтовых вод и строению грунтов на месте предполагаемого размещения станции следует уточнить заранее.

Как работает?

Сточная вода, приходящая на КНС, сначала собирается в емкость - резервуар, размер которой зависит от количества поступающих стоков.

Для чего? Чтобы обеспечить стабильное и правильное поступление загрязненной жидкости на очистку и  отрегулировать работу насосов.

А как? Эта функция осуществляется автоматически за счёт датчиков уровня воды, которые включают  или отключают оборудование именно тогда, когда количество стоков достигает минимального, максимального или аварийного значения. Роль датчиков уровня могут выполнять  поплавки, находящиеся на поверхности жидкости. При достижении определенной высоты стока, они передают сигнал о состоянии и уровне прибывающей жидкости на пульт управления, откуда автоматически запускается или отключается тот или иной насос.

Как уже говорилось ранее, КНС позволяет усреднить поступающие сточные воды. А зачем? Бывает так, что загрязненная жидкость поступает на КНС неравномерно и в большом объеме (например, в часы максимального водопотребления или в конце смен на производстве, когда люди идут в душ). Поэтому нужно включать то один насос, то несколько, а в случае аварии включать резервный (количество насосов может увеличиваться в зависимости от требуемой производительности). Этот факт позволяет не тратить электроэнергию впустую и увеличить срок службы агрегатов за счёт правильной эксплуатации. В то же время иногда на КНС поступает сточная жидкость с высокой концентрацией загрязняющих веществ. В этом случае, требуется разбавление и усреднение стоков для  дальнейшего процесса очистки.

Ещё один очень важный элемент КНС — узел задерживания крупных отбросов. Он выполнен в виде сороудерживающей корзины, установленной на вводе подводящей трубы канализационной насосной станции. Представьте сами, долго ли проработало насосное оборудование в случае регулярного попадания в него разного рода мусора? Пожалуй, нет.

В свою очередь, необходимо отметить такую немаловажную составляющую КНС, как система взмучивания осадка, препятствующая сосредоточению на дне емкости различных взвесей. Накопившись в большом количестве, они бы нарушили нормальный режим эксплуатации канализационной станции. В дальнейшем началось бы гниение отложений с выделением различных опасных газов, а это дополнительная нагрузка на систему вентиляции.

Какие бывают?

В зависимости от расположения КНС бывают в наземном или подземном исполнении. Если же отталкиваться от конфигурации станции, то  КНС может быть вертикального или горизонтального типа. А вот принцип её функционирования во всех случаях  неизменен и  теперь действительно понятен.

Насосное оборудование КНС также может отличаться в зависимости от типа и вида станции: погружное, самовсасывающее и так далее. Но по факту меняется только обвязка трубопроводов и вспомогательных элементов.

Необходимо отметить, что в зависимости от требований заказчика КНС может быть оснащена дополнительными опциями, такими как:

• утеплённые крышки
• подогрев стоков
• освещение
• площадки
• наземные павильоны

В чем преимущества?

Вкратце рассмотрев устройство канализационной насосной станции и разобравшись с принципом работы, хочется отметить ее очевидные преимущества:

• Практичность
• Экономичность
• Удобство обслуживания и монтажа

Подводя итоги, хотим сделать акцент на том, что работа канализационной насосной станции складывается из нескольких взаимосвязанных процессов, которые сначала могут показаться не столь значимыми, хоть и имеют свои сложности. Зато уже сам принцип становится логичен и прост, так что теперь много кто его будет знать и уверенно смотреть в завтрашний день, то есть на очистные сооружения. 

Более подробную информацию читайте в статье.

Сколько стоит КНС у производителя?

Мы рассмотрели вкратце устройство канализационной насосной станции. Скорее всего при определении поставщика канализационной насосной станции встанет следующий вопрос - обратиться к дилеру или к производителю. Рассмотрим каждый из этих вариантов подробнее.

• Цена будет более выгодной у производителя, поскольку отсутствует посредник и его маржа. В то же время стоит понимать, что крупные дилеры имеют большие скидки, которые никогда не получит розничный клиент. Вкупе с довольно дорогой логистикой подобного оборудования иногда имеет смысл приобрести станцию у дилера, расположенного недалеко от Вас. Кроме того, хороший посредник более нацелен на продажу конечному потребителю и поэтому может разработать и предложить интересные условия по лизингу, рассрочке и подобным бонусам.
• Наряду с ценой производитель имеет возможность запроектировать и изготовить КНС под индивидуальные требования Заказчика, в то время как дилеру более интересно иметь дело с типовым товаром, а не с нестандартным. Соответственно, при запросе нетиповой станции у перепродавца скорее всего либо последует отказ, либо заградительная цена. К тому же технических компетенций посредника может и не хватить для обработки такого запроса.
• Цена технической поддержки производителя канализационной насосной станции тоже не содержит затраты посредников и может быть ниже. В то же время не секрет, что существуют официальные и неофициальные сервисные центры, по аналогии с автомобильными. И неофициальные вполне могут демпинговать, используя реплики вместо оригинальных запчастей. Но при этом стоит помнить об обратной стороне – качестве такого ремонта и обслуживания.

Конечно, ситуации бывают разные – рядом с Вами может не оказаться завода-изготовителя, Вам нужен обычный септик, или официальный дилер предлагает дополнительный пакет услуг в виде бонуса. Но предложение приобрести необходимые Вам очистные сооружения по цене от производителя всегда заманчиво.