Потери напора в илопроводах

Производительность насосов ИНС может быть равна наибольшему расходу поступающего на них осадка или быть меньше его. Обычно она принимается в зависимости от количества образующегося в сооружениях осадка, режима его удаления из первичных и вторичных отстойников, илоуплотнителей и контактных резервуаров, а также технологической схемы использования и дальнейшей обработки. Вопросы о режиме удаления осадка из сооружений и о производительности насосов для его перекачки решаются при проектировании очистных сооружений.

Производительность насосов Q_н, круглосуточно перекачивающих активный ил на очистных станциях с аэротенками, должна быть не менее расхода осадка, непрерывно удаляемого из вторичных отстойников. Она определяется по зависимости, м³/ч,

Q_н= Q_аи= Q_цаи + Q_иаи = , (42)

Если из-за различия требуемых напоров подача циркулирующего активного ила Q_цaи в аэротенки и избыточного ила Q_иаи на дальнейшую обработку осуществляется разными группами насосов, то производительность последних находится в зависимости от расходов Q_цaи и Q_иаи. При этом насосы избыточного ила могут работать периодически.

Производительность насосов для перемешивания осадка в метантенках и осветлителях-перегнивателях определяется исходя из объема этих сооружений и требуемого времени перемешивания осадка в них; а также типа перемешивающих устройств. В метантенках перемешивающие устройства должны рассчитываться на пропуск всего объема бродящей массы в течение T = 5 ÷ 10 ч; для перемешивания обычно используют мешалки, специальные погружные насосы или насосы с гидроэлеваторами с соотношением рабочей жидкости, подаваемой насосом, и жидкости, засасываемой гидроэлеватором, 1 : 4(5). Значит, производительность насосов, перекачивающих осадок в метантенках, составит, м³/ч,

, (43)

В осветителях-перегнивателях осадок ежедневно перемешивается насосами в течение 3 ¸ 4 ч с целью предотвращения образования корки; для этого обычно используют те же насосы, которыми перекачивают осадок из осветителей в перегниватели.

Приемные резервуары ИНС могут быть совмещены со станцией или расположены отдельно от нее; решетки и решетки-дробилки не устраиваются

Емкость приемных резервуаров насосных станций, предназначенных для перекачки свежего, сброженного осадка или активного ила, определяется по количеству осадка от разового выпуска его из первичных и вторичных отстойников, осветителей-перегнивателей и метантенков и по количеству циркулирующего и избыточного ила. Вместимость приемного резервуара ИНС, периодически перекачивающей осадок, выпускаемый из первичных, вторичных отстойников или метантенков, определяется по формуле, м³,

, (44)

где W_ос – суточный объем подлежащего перекачки осадка, м³/сут.;

m₁ – количество одноразовых выпусков осадка из сооружений

в сутки.

На очистных станциях производительностью Q ≤ 50 тыс.м³/сут. осадок из первичных отстойников обычно выпускают один раз в смену поочередно из каждого отстойника или реже, на малых станциях – один раз в сутки или даже один раз в двое суток. При перекачки циркулирующего активного ила из вторичных отстойников после аэротенков вместимость приемного резервуара ИНС принимается равной 15-минутной подаче рабочего насоса, имеющего наибольшую производительность [4].

Минимальная емкость резервуара ИНС при перекачке осадка за пределы очистной станции определяется из условия 15-минутной непрерывной работы насоса, емкость допускается уменьшать за счет непрерывной откачки осадка из очистных сооружений во время работы насоса [1].

В случае использования приемного резервуара в качестве дозирующих (измерительных) устройств или как емкости воды для промывки илопроводов, он устраивается из двух отделений, соединенных перепускной трубой, на которой устанавливается затвор или задвижка. В оба отделения, подводятся соответствующие трубопроводы (ила, промывной воды), в каждом устраивается лаз, скобы и вентиляция с однократным обменом воздуха в час. Уклон дна таких резервуаров к приямку желательно предусматривать 0,2 ÷ 0,12.

При проектировании ИНС необходимо четко установить назначение и режим их работы, а также стремиться к блокировке станций разного назначения в одном здании.

Иловые насосные станции на очистных станциях с аэротенками устраиваются для подачи циркулирующего активного ила из вторичных отстойников в аэротенки, а избыточного активного ила в илоуплотнители и затем в метантенки (либо в двухъярусные отстойники или в перегниватели осветлителей-перегнивателей). В ряде случаев перед подачей избыточного ила на сбраживание он может не подвергаться уплотнению. Кроме того, возникает необходимость перекачивать осадок из первичных отстойников на дальнейшую обработку, например, в метантенки. Насосные установки, обслуживающие эти цели, обычно размещают в одном здании с воздуходувками. Иногда для перекачки осадка из первичных отстойников в метантенки устраиваются отдельные насосные станции. На очистных сооружениях с глубоким удалением азота и фосфора биологическими методами возникает необходимость в перекачивании осадка активного ила в различные зоны сооружений нитрификации – денитрификации, а также интенсивного перемешивания объема с помощью специальных мешалок. Соответствующие расходы в этих случаях определяются технологией процесса очистки. Для этих целей широко применяют осевые (пропеллерные) насосы и эрлифтные установки, расчет которых приведен в разделе 4.

Станция для перекачки циркулирующего активного ила состоит из приемного резервуара и машинного зала. Когда напор основных насосов этой станции достаточен, перекачка избыточного ила в илоуплотнители (или в другие сооружения) осуществляется теми же насосами путем устройства ответвления от напорного трубопровода, подающего цирку-лирующий активный ил в аэротенки. Специальные насосы для перекачки избыточного ила предусматриваются лишь в тех случаях, когда напор основных насосов недостаточен для этих целей.

Подбор насосов в первом случае производится по общему часовому расходу активного ила, поступающего из вторичных отстойников, который определяется при расчете очистных сооружений, и требуемому напору, а во втором случае - по расходам циркулирующего (возвратного) и избыточного ила и требуемым напорам для их подачи по назначению. Сырой осадок из первичных отстойников и уплотненный ил из илоуплотнителей могут перекачиваться на дальнейшую обработку либо совместно (одними насосами), либо раздельно (разными насосами).

Иловые насосные станции на очистных станциях с биофильтрами устраиваются для перекачки осадка либо из вторичных отстойников в двухъярусные, либо из осветлителей и вторичных отстойников в перегниватели, либо из первичных и вторичных отстойников в метантенки, а также для перемешивания осадка в метантенках или перегнивателях.

На очистных станциях насосы ИНС по возможности используют также для перекачки дренажных вод, подачи воды к гидроэлеваторам для удаления песка из песколовок (см. раздел 4) и для других целей. В этих случаях на насосных станциях предусматривают соответствующие переключения между трубопроводами. При необходимости на таких станциях устраиваются раздельные резервуары для ила, осветленной воды и дренажной воды. На малых и средних очистных сооружениях иловые станции, как правило, оборудуются одним рабочим и одним резервным насосами. Возможность использования подобранного насоса для всех операций определяется на основании расчета необходимого напора, производительности и времени его работы на каждой операции. Этот расчет рекомендуется вести в следующей последовательности.

1.Определяются отметки подачи и откачки осадка (воды) и находится Н_r.

2.По влажности перекачиваемого осадка р_оспо СНиП [1, табл. 17] определяются наименьшие скорости движения его в трубах V_мин.

3. Назначается диаметр d_тp ≥ 150 мм и определяется расход Q_тр, при котором V_тр ≥ V_мин; по табл. 9.3 [4] или по табл. 8 находятся потери напора в илопроводе 100i при влажности осадка р_ос. При этом, как правило, предусматривается одна напорная линия.

4. Подсчитываются потери напора в напорной линии и требуемый напор насоса Н по ранее приведенным зависимостях. При перекачке воды гидравлический уклон iнаходится по таблицам [2, 9], при этом найденные потери напора в илопроводах обычно рекомендуется увеличивать на 20%.

5. По сводным графикам при Q_н =Q_тpи Н_н = Н, а затем каталогам или таблицам подбирают насосы и уточняют их рабочие параметры.

6. Определяется время работы на каждой операции.

Время перекачки ила из вторичных отстойников, ч,

, (45)

Для удаления песка из песколовок гидроэлеваторами расход рабочей жидкости, подводимой к гидроэлеваторам, м³/ч,

, (46)

где	qп	- производительность гидроэлеватора по пульпе, м3/ч;
		- высота подачи пульпы, = 4 ¸ 5 м;
	H2	- напор воды, подводимой к гидроэлеватору, м. При его
		определении отметка подачи принимается равной отметке
		всасывающего патрубка гидроэлеватора;
	η	- КПД элеватора, η= 0,1 ÷ 0,25.

Отсюда находятся q_пи необходимое время, ч,

, (47) где W_п- объем осадка, удаляемого из песколовок, м³/сут.

Для перекачки иловой воды с площадок-уплотнителей время работы насоса определяется по ее суточному количеству, м³/сут.,

, (48)

Иловая вода сильно загрязнена и поэтому перекачивается в приемную камеру очистных сооружений. При этом продолжительность работы насоса составит, ч,

, (49)

где - производительность насоса при подаче воды в приемную камеру очистных сооружений, м³/ч.

Обычно вместе с дренажными водами перекачиваются и внутриплощадочные бытовые стоки.

С учетом сказанного время перемешивания осадка в метантенках составляет T₄ = (5 ÷ 10)ч, а в перегнивателях - T₅ = (3 ÷ 4)n ч, где n - число перегнивателей. Время перекачивания осадка из первичных отстойников в метантенки, перегниватели или двухъярусные отстойники Т₆определяется в зависимости от суточного количества осадка и принятой производительности иловых насосов.

Общая продолжительность работы насосов, выполняющих несколько операций в течение суток, определяется путем суммирования времени работы на отдельных операциях. Она не должна быть более 24 ч с учетом резерва времени ΔT ≈ 2 ч на подготовительные операции.

На основании анализа загрузки насосов определяется возможность их комплексного использования.

При проектировании иловых насосных станций применяются как зарубежные, так и выпускаемые отечественной промышленностью насосы: фекальные типа СМ, незасоряющиеся ЦНН, НН, плунжерные и осевые насосы, а также погружные электронасосы для загрязненных жидкостей ГНОМ, ЦМФ, ЦМК (табл. 9). Для перекачки песка устанавливаются песковые насосы. Винтовые насосы, обладающие высокой надежностью, в отечественной практике распространения не получили.

Таблица 9