bbk 000000

УДК 628.334.1

Волошин К. И., Полосков В. В.

Механическая очистка сточных вод на канализационных насосных станциях

Аннотация

Рассматриваются наиболее распространенные способы защиты насосных агрегатов от попадания крупных отбросов, поступающих на канализационные насосные станции с потоком сточных вод. Приведен пример работы механизированной решетки грабельного типа РКЭ ЭКОТОН® на главной канализационной насосной станции г. Северска. Решетки обеспечивают надежное извлечение крупного мусора из сточных вод, благодаря чему увеличивается межремонтный период работы насосных агрегатов. Если до реконструкции технологического участка из сточных вод задерживалось 15–20 кг/сут мусора, то после внедрения нового оборудования этот показатель увеличился до 50 кг/сут. Для компенсации затрат на вывоз мусора собранные на решетках отбросы подаются для отжима на гидропресс, что позволяет сократить их объем.

Ключевые слова

канализационная насосная станция , механизированная решетка грабельного типа , фильтровальное полотно , пропускная способность

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Наличие в сточных водах крупного мусора (дерева, пластика, бумаги, ветоши) в значительных количествах требует установки сорозадерживающих устройств на канализационных насосных станциях для защиты насосов. Наиболее популярно для этих целей применение стержневых механизированных решеток грубой очистки. Они представляют собой заключенное в раму фильтровальное полотно, набранное из вертикальных стержней, с механизированной прочисткой полотна граблиной. В частности, хорошо зарекомендовала себя механизированная решетка грабельного типа РКЭ ЭКОТОН^® (рисунок).

Главной конструктивной особенностью решетки РКЭ является оригинальная форма сечения стержней фильтровального полотна, близкая к каплевидной. В отличие от полотен с прямоугольной формой сечения стержней каплевидная форма позволяет сократить гидравлическое сопротивление в зоне решетки на 15–30%. Это препятствует забиванию фильтровального полотна отбросами. Низкое гидравлическое сопротивление и хорошее проскальзывание отбросов между стержнями обеспечивают также полотна, набранные из стержней с круглым сечением, но их показатели жесткости ниже, чем у стержней с каплевидным сечением. Такая конструктивная особенность стержневых решеток ЭКОТОН^® позволяет значительно сократить прозор между стержнями и эффективно использовать решетку для тонкой очистки. В частности, компания «ЭКОТОН» имеет положительный опыт поставки решеток РКЭ с прозором, уменьшенным до 5 мм.

Поскольку главная цель установки решеток на КНС не извлечение мусора, а защита насосов, значительное уменьшение прозоров не целесообразно из-за увеличения расходов на работу решетки (увеличение частоты включений привода решетки для снятия отбросов с фильтровального полотна) и на вывоз мусора. При подборе размера прозора фильтровального полотна решетки для установки на КНС определяющим фактором является его соответствие просвету рабочего колеса насоса. Как правило, он составляет не менее 20 мм.

Количество обслуживающего персонала на насосной станции минимально, поэтому необходима оптимизация трудозатрат. Для этого предусмотрены различные схемы автоматизации работы решеток, максимально облегчено их обслуживание. Применяются всевозможные сценарии включения решеток: по заданным временным интервалам, по достижению установленного перепада уровней сточной воды в канале до и после решетки, по включению насоса и другие. Предусмотрена также система защиты от разрыва цепи и других повреждений. При срабатывании системы защиты для оповещения обслуживающего персонала об аварийной ситуации включается световая и звуковая сигнализация. Для упрощения обслуживания оборудования рекомендуется дополнительно к решеткам устанавливать конвейер и винтовой пресс для транспортировки и отжима снятых с решеток отбросов. Применение полного комплекса оборудования и его автоматизация позволяют ограничиться лишь наблюдением за процессом, который можно осуществлять даже дистанционно.

Высокая надежность и длительный период безотказной работы решеток обеспечиваются благодаря их конструктивным особенностям. Решетка изготовлена полностью из нержавеющей стали, что является крайне важным при ее использовании в агрессивной среде сточных вод. Практика показывает, что такое исполнение позволяет продлить срок службы решеток в 4–5 раз в среде, близкой к нейтральной, и в 8–10 раз в агрессивных средах по сравнению с решетками из углеродистой стали. Также решетки из нержавеющей стали имеют более эстетичный внешний вид в течение всего периода эксплуатации.

В нижней части решетки, погруженной в канал, отсутствуют элементы вращения, а движение цепи осуществляется по полимерным ползунам. Также предусмотрена защита цепи от попадания и наматывания отбросов.

Максимально повышена ремонтопригодность решеток. В частности, предусмотрено поднятие решетки над каналом в положение «для обслуживания», при этом нет необходимости опорожнения канала или демонтажа всей конструкции. Съемное фильтровальное полотно может быть легко заменено в случае повреждения.

Эффективность, надежность и удобство обслуживания грабельных решеток РКЭ ЭКОТОН^® подтверждены более чем на 500 объектах очистки сточных вод. В частности, такие решетки установлены на главной канализационной насосной станции г. Северска КНС-2А. Перекачка сточных вод на станции пропускной способностью 4800 м³/ч осуществляется насосными агрегатами «Flygt» производительностью 720 м³/ч (4 насоса) и 1420 м³/ч (два насоса). Для защиты проточной части насосов в подводящих каналах были установлены решетки старого образца МГ-11-А с прозором между стержнями решеток 20 мм. Однако из-за ненадежного крепления стержней нарушалась их прямолинейность, и прозор увеличивался до 150 мм. Такое увеличение прозоров приводило к выносу крупных включений к насосным агрегатам и вызывало частые сбои в их работе. Быстрому механическому износу были подвержены такие детали, как улитка и рабочее колесо насоса.

Другую проблему представляла неудачная конструкция привода граблин, из-за которой часто случались обрывы тяговых цепей. Ремонт цепей занимал от одной до трех недель, и в течение этого времени обслуживающему персоналу приходилось вручную снимать отбросы с решетки. Частые сбои в работе и большие расходы на ремонт и эксплуатацию оборудования обусловили необходимость замены канализационных решеток, в связи с чем руководством Водоканала было принято решение о реконструкции этого участка. Первую решетку заменили в 2000 г. решеткой серии СУ, а вторую в 2008 г. – обновленной решеткой серии РКЭ.

Замена механизированных решеток на КНС-2А обеспечила надежное извлечение крупного мусора из сточных вод, благодаря чему увеличился межремонтный период работы насосных агрегатов. Если до реконструкции из сточных вод задерживалось 15–20 кг/сут мусора, то после реконструкции этот показатель увеличился до 50 кг/сут. Для компенсации затрат на вывоз мусора собранные на решетках отбросы подаются для отжима на гидропресс, что позволяет сократить их объем.

Удачная конструкция позволила сократить также число ремонтов самих решеток и значительно облегчить труд обслуживающего персонала. Автоматизация работы решеток по времени (включение через каждые 15 минут) и снижение мощности двигателя до 0,75 кВт обеспечили существенную экономию электроэнергии на этом технологическом участке.

Современным техническим решением для защиты насосов на КНС является также установка дробилок отходов, производство которых уже освоено компанией «ЭКОТОН». Дробилки могут размещаться прямо в канале, совмещая в себе функции задержания и измельчения крупного мусора, или устанавливаться за решетками. Это позволяет не только надежно защитить насосы, но и полностью решить проблему вывоза мусора.