1. Построение ступенчатого графика притока сточных вод и определение числа ступеней

1.1. Построение графика почасового притока сточных вод и его анализ

Приток сточных вод на насосную станцию в течение суток осуществляется неравномерно. Значения часовых притоков сточных вод определяют с учетом величины общего коэффициента неравномерности . Значения этого коэффициента зависят от среднего расхода сточных вод Q, л/с, и принимают по табл. 2 [1].

В прил. I приведено типовое распределение притока бытовых стоков в процентах по часам суток в зависимости от различных значений .

На рис. 1.1 представлен график притока сточных вод на насосную станцию при = 1,35. Анализ графика показывает, что величина максимального часового притока составляет 5,65% (с 8 до 11 ч и с 14 до 17 ч), а минимального - 1,85% (с 22 до 5 ч) от суточного.

1.2. Определение производительности насосной станции и числа ступеней (количество рабочих насосов)

Расчетная подача насосной станции (максимальная откачка) должна быть равна или несколько превосходить максимальный часовой приток сточных вод. Согласно рис. 1.1 расчетная часовая производительность насосной станции Q_p , м/ч

Откачка в другие часы суток определяется по производительности работающих насосов, число которых зависит от отношения максимального и минимального притоков жидкости.

Поскольку соотношение между максимальным и минимальным притоками 5,65/1,85 близко. 3:1, то откачка максимального притока должна осуществляться тремя насосами (первая ступень), работающими в параллельном режиме, а минимального - одним (вторая ступень). Число ступеней обычно назначают две либо три.

1.3. Определение производительности рабочих насосов

Согласно ступенчатому графику притока сточных вод на насосную станцию рис. 1.1 на первой ступени параллельно работают три однотипных насоса, суммарная подача которых обеспечит откачку Q_p.При выключении из работы двух насосов (вторая ступень) производительность оставшегося увеличивается. Это увеличение можно учесть введением коэффициента α, величина которого зависит от числа параллельно работающих насосов и составляет:

при выключении одного из работающих насосов α = 1,11-1,08;

при выключении двух α = 1,15-1,18;

при выключении трех α =1,25;

при выключении четырех α = 1,32.

Производительность одного насоса, м³/ч:

1.4. Выбор числа резервных насосов

Число резервных агрегатов выбирают, исходя из принятой категории надежности действия и числа рабочих насосных агрегатов по табл. 21[1]. Причем установленные на насосной станции рабочие и резервные насосы должны быть одной марки.

2. Проектирование внестанционных напорных трубопроводов

2.1. Определение диаметра внестанционного трубопровода и потерь напора в нем.

Число напорных трубопроводов от насосной станции первой категории надежности необходимо принимать не менее двух с устройством в случае необходимости между ними переключений для обеспечения при аварии на одном из них пропуска 100% расчетного расхода Q_p.

Для насосных станций второй и третьей категорий надежности допускается предусматривать один напорный трубопровод при наличии аккумулирующей емкости или аварийного выпуска.

Для насосных станций второй категории надежности при двух водоводах и аварийном выпуске во время аварии на одном из водоводов, второй должен обеспечить пропуск 70% расчетной подачи Q_p.

Для прокладки напорных трубопроводов применяют преимущественно неметаллические трубы (асбоцементные, железобетонные и пластмассовые) в зависимости от условий строительства и эксплуатации, а также от развиваемого напора насосной станции. При значительных напорах, в условиях предприятий и населенных мест со сложными подземными коммуникациями водоводы могут проектироваться стальными либо чугунными.

Напорный трубопровод должен иметь уклон в сторону насосной станции. Расстояние между трубопроводами при параллельной прокладке должно быть не менее 1,5м.

Диаметр внестанционного напорного трубопровода определяется по среднекубическому расходу, м³/ч:

,

где Q₁, Q₂, Q_n, - производительность ступеней, % или м³/с;

- время работы ступеней за сутки, ч;

n - количество напорных водоводов.

В часы суток, когда производительность ступени Q₁ больше притока Q_пр, время ее работы, ч:

.

В другие часы суток, когда приток становится больше производительности первой ступени, но меньше второй ступени (или третьей ступени), время работы:

второй ступени

первой ступени:

.

Полученные значения вносятся в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Определение времени работы ступеней насосной станции.

Часы суток	Время работы ступеней, ч
	Первая	Вторая
0 – 1
1 – 2
…
23 – 24

Для выбранного диаметра следует сделать проверку на максимальную скорость при максимальной откачке, а также на минимальную при наименьшей откачке и определить потери напора (табл. 2.2). Минимально допустимые скорости движения сточных вод в трубопроводах в зависимости от диаметра принимаются по [1]. Наибольшая расчетная скорость допускается для металлических труб 8 м/с, для неметаллических - 4 м/с.

Таблица 2.2.Определение потерь напора во внестанционных напорных трубопроводах.

Расчётный расход, л/с

d, мм

V, м/с

1000 i

l, км

H = i·l, м

Hн.в.=(1,05…1,1)·Н, м