Канализационные станции для промышленных сточных вод
В производственно-дождевых стоках много нефтепродуктов в виде эмульсии. Такие воды текут с нефтебаз, НПЗ, и содержат взвеси из масла, топлива, смазывающе-охлаждающих жидкостей, и для их очистки требуется сложная физико-химическая система.
Канализационные станции также перекачивают сточные воды с производств, похожих по составу на хозяйственно-бытовые, в них примеси мяса, костей, крови, белковых соединений, ПАВ, мыла и многого другого.
Производственные стоки, идущие через канализационную станцию, также могут содержать тяжелые металлы, фенолы, цианиды и другие вещества, опасные ля человека и животных. И авария на такой канализационной станции может привести к экологической катастрофе, если подобный «коктейль» попадет в естественные водоемы.
Такие стоки очищаются до норм СанПин 2.1.5.980-00, до норм, разрешенных к сбросу в водоемы.
Есть канализационные станции локальные, которые работают на территории производства, и провести полную очистку всех сточных вод предприятия бывает очень невыгодно, поскольку должна пройти не одна стадия отстоя и фильтрации, оборудование же очень энергоемкое, плюс к этому должны применяться реагенты, нейтрализующие токсичные вещества в стоках.
Тогда сточные воды очищают лишь до тех норм, что достаточны для сброса в общую канализационную систему населенного пункта.
Канализационная станция для ливневых стоков
Это так называемая «ливневка», предназначенная для отвода и сброса атмосферных осадков. Они бывают в виде тающего снега, дождевых вод и воды, стекающей от полива улиц. У такой канализации три основных функции, это сбор стоков, их фильтрация и водоотведение.
На первой стадии идет отстой, за счет силы тяжести осаждаются песок, другие твердые и крупные частицы. На второй стадии осаждаются взвеси, а также отделяется эмульгирующая составляющая в маслобензоотделителе. Там масла и нефтепродукты образуют поверхностный слой. Это третий этап очистки.
Блок для впитывания бактерий и тому подобного содержит сорбент, так называемый сорбционный блок, четвертая стадия. Далее сток попадает на ультрафиолетовую обработку, в блок доочистки и обеззараживания, это пятый этап. У ливневой системы невысокая производительность, поэтому ее размеры можно уменьшить за счет монтажа всех необходимых узлов в едином корпусе.
Прежде чем сбросить очищенные воды в природные условия или в общую систему канализации, вся жидкость находится в колодце, оттуда берется проба воды. Перед отправкой в почву стоки не должны содержать химикаты, опасные для живых существ. Сама же система для сброса воды должна быть устроена таким образом, чтобы не затапливала ландшафт, не создавала угрозу подтопления фундаментов и их разрушения.
Классификация
1. По роду перекачиваемой жидкости канализационные насосные станции делятся на четыре группы: для перекачивания бытовых сточных вод; производственных сточных вод; атмосферных вод; осадков.
1.1. Насосные станции первой группы находятся на канализационной сети. В зависимости от места расположения в общей схеме канализации города и выполняемых функций станции могут быть:
- районными, перекачивающими сточные воды от отдельных районов канализуемой территории из лежащих ниже коллекторов в лежащие выше;
- главными, перекачивающими сточную жидкость, отводимую со всей канализуемой территории на очистные сооружения.
1.2. К устройству насосных станций второй группы предъявляется целый ряд специфических требований в зависимости от рода перекачиваемой сточной жидкости. Например, агрессивность сточной жидкости по отношению к бетону, чугуну, стали требует защиты резервуаров от разрушения, применения специальных насосов и устройств для периодической промывки установок чистой водой.
1.3. Станции третьей группы сооружают на сети дождевой канализации в тех случаях, когда нельзя отвести атмосферные воды самотеком к месту сброса.
1.4. Насосные станции четвертой группы находятся в составе сооружений очистки сточной жидкости и обработки осадка. Такие станции служат для перекачивания осадка из первичных отстойников в метантенки, сброженного осадка из метантенков на сооружения по обработке осадка, уплотненного активного ила в метантенки, активного ила из вторичных отстойников в регенератор активного ила или в аэротенки, песка из песколовок. Кроме того, их сооружают для повышения напора в осадкопроводах большой протяженности (транзитные насосные станции).
Наличие перечисленных насосных станций не обязательно во всех технологических схемах очистки сточных вод. Их устройство зависит от рельефа площадки и пропускной способности станций очистки сточных вод. Например, в зависимости от высотного расположения иловых площадок сброженный осадок из метантенков можно выпускать самотеком.
На станциях очистки сточных вод небольшой пропускной способности (до 30 000 м3/сут) не всегда требуется постройка самостоятельных зданий насосных станций, насосные установки размещают в камерах управления первичных отстойников (для перекачивания свежего и сброженного осадка)
Насосные агрегаты для перекачивания активного и избыточного активного ила, как правило, устанавливают в одном машинном зале и объединяют с воздуходувной станцией. Только на очень крупных станциях насосные станции для перекачивания активного ила сооружают отдельно.
Если взаимное расположение отдельных сооружений станции очистки сточных вод и рельеф местности благоприятствует объединению насосных агрегатов различного назначения, то в одном машинном зале могут быть установлены насосы для перекачивания сырого осадка, сброженного осадка, уплотненного и активного ила. В каждом случае объединение насосных агрегатов в одном здании решается на основании технико-экономического расчета рассматриваемых вариантов и рельефа площадки очистных сооружений.
Технологический процесс перекачивания сточной жидкости состоит из двух последовательных операций: освобождения сточной жидкости от содержащихся в ней отбросов, которые могут вызвать засорение насосов, и перекачивания. Следовательно, технологический процесс требует строительства двух помещений: помещения приемного резервуара с решетками и насосного зала.
Насосные станции классифицируют следующим образом:
- по расположению приемного резервуара и помещения решеток относительно машинного зала—станции с раздельным расположением резервуара и совмещенные;
- по расположению насосных агрегатов относительно поверхности земли — станции незаглубленные (до 4 м), полузаглубленные (до 7 м) и шахтного типа (свыше 8 м);
- в зависимости от типов установленных насосных агрегатов — станция с горизонтальными, вертикальными или осевыми насосами;
- по системе управления агрегатами — станции с ручным управлением, полуавтоматизированные, автоматизированные с местным диспетчерским пунктом и автоматизированные с телеуправлением (управление насосными агрегатами осуществляется с помощью средств телемеханики).
Канализационные насосные станции, как правило, сооружают в самых низких точках территории канализуемого- объекта, вблизи водоемов, иногда на заболоченной пойме реки, т. е. на участках, для которых характерно высокое стояние грунтовых вод, наличие плывунов и слабых грунтов. В этих условиях целесообразно строить станции опускным способом: наиболее удобная форма здания — железобетонный стакан.
Преимущества опускного способа строительства насосных станций еще более возросли в связи с освоением устройства тиксотропной рубашки, состоящей из глинистого раствора, нагнетаемого в пространство между грунтом и стенкой опускного колодца. Применение тиксотропной рубашки позволяет уменьшить толщину монолитных или сборных стен опускного колодца. Преимущества этого способа строительства еще больше возрастают в связи с освоением способа строительства стены в грунте.
Незаглубленные здания насосных станций сооружают обычно прямоугольной формы, позволяющей более удобно расположить насосные агрегаты и способствующей лучшей компоновке производственно-вспомогательных и бытовых помещений. Кроме того, прямоугольная форма здания позволяет использовать при строительстве станции типовые строительные детали. Поэтому даже для станций, имеющих подземную часть круглой формы, наземную часть, как правило, выполняют прямоугольной.
Раздельная схема насосной станции наиболее благоприятна в санитарном отношении, так как приемный резервуар и помещение решеток полностью изолированы от машинного зала и производственно-вспомогательных помещений, где постоянно находится обслуживающий персонал. К недостаткам этой схемы следует отнести увеличение эксплуатационных расходов и строительной стоимости, большую длину всасывающих труб и, следовательно, усложнение эксплуатации. Поэтому такая схема применяется сравнительно редко.
На автоматизированных насосных станциях рекомендуется устанавливать насосы под залив, так как это значительно упрощает схему автоматизации управления насосными агрегатами.
Схему насосной станции, рекомендуется применять при строительстве на скальных грунтах. Для уменьшения заглубления резервуара решетки располагают в отдельном помещении. Приемный резервуар выполняют в виде канала для размещения всасывающих труб. В слабых грунтах эту схему применить нельзя, так как расположение плит пола машинного зала на нарушенном грунте может привести к неравномерной осадке, появлению трещин и нарушению гидроизоляции.
Схема канализационной насосной станции, оборудованной шнековыми насосами. В этой схеме отсутствуют решетки, так как шнековые насосы практически незасоряемые и могут перекачивать жидкости с весьма крупными включениями. Сточная жидкость по подводящему каналу поступает в распределительный канал и подводится к насосам. Насосы подают жидкость в верхний отводящий канал.
Наиболее распространенные схемы компоновки насосных станций. Применяются и другие схемы: например, для крупных шахтных станций можно применить схему с расположением машинного зала в середине приемного резервуара. Установка насосных агрегатов по концентрической кривой позволяет увеличить число установленных насосов при том же диаметре шахты насосной станции.
Особенностью схемы насосных станций для перекачивания осадка и илов является отсутствие помещения решеток (так как осадок уже прошел механическую очистку и подвергся дроблению), производственных и бытовых помещений (за исключением санузла), которые объединяются в общий комплекс для всей очистной станции. Поскольку помещения решеток отсутствуют, приемные резервуары строят закрытого подземного типа отдельно стоящими или совмещенными. На всех станциях по перекачиванию осадка насосы следует устанавливать под залив. Кроме того, необходимо предусмотреть подачу чистой воды из водоема (очищенной сточной) для периодической промывки резервуаров, насосной установки и напорных трубопроводов.
На насосных станциях для перекачивания активного ила рекомендуется устанавливать осевые насосы, так как высота подъема ила обычно 6—8 м, а количество его достигает 50% объема сточной жидкости. Кроме того, габариты осевых насосных агрегатов меньше габаритов центробежных, что позволяет уменьшить площадь станции. Поскольку осевые насосы работают с подпором, станции следует заглублять.
Транзитные насосные станции аналогичны насосным станциям для перекачивания осадков. Если по условиям транспортирования осадка устройство резервуара для опорожнения трубопровода не требуется, то схема станции упрощается—станция имеет лишь одно помещение машинного зала.
При проектировании и строительстве насосных станций следует обращать особое внимание на гидроизоляцию подземной части, которая должна быть водонепроницаемой. Гидроизоляцию выполняют в соответствии с указаниями по проектированию и устройству гидроизоляции подземных частей промышленных и гражданских зданий и сооружений. Стены зданий должны быть покрыты гидроизоляцией не менее чем на 0,5 м выше уровня подземных вод. На правильно спроектированной и построенной насосной станции не должно быть ни подтеканий воды в колодец, ни вытеканий из него.