Насосы для выгребных ям
Насосы для выгребных ям: классификация, принцип действия, критерии выбора и монтаж
Оборудование для откачки выгребных ям, септиков и сточных вод представляет собой специализированный класс погружных насосов, предназначенных для работы в агрессивных средах с высоким содержанием абразивных и волокнистых включений. В профессиональной сфере корректнее использовать термины фекальный насос или насос для загрязненных сточных вод. Их основная задача – эффективный и бесперебойный отвод жидкостей с высокой степенью загрязнения, включая бытовые и хозяйственные стоки, содержащие крупные твердые частицы, длинноволокнистые включения и фекальные массы.
Классификация и конструктивные особенности
Фекальные насосы подразделяются на несколько ключевых категорий, определяющих их сферу применения, конструкцию и эксплуатационные возможности.
1. По наличию и типу измельчительного механизма:
- Насосы без измельчителя: Предназначены для перекачки жидкостей, содержащих твердые включения размером до 35-50 мм (диаметр проточного канала). Используются для откачки осветленных стоков из септиков, ливневых и дренажных вод. Конструктивно имеют более широкие проточные каналы и рабочее колесо, устойчивое к засорению.
- Насосы со встроенным режущим механизмом (измельчителем): Оснащены ножами или режущей крыльчаткой из закаленной стали, которая размельчает длинноволокнистые включения (ткань, бумага, гигиенические средства) и твердые фракции перед их попаданием в насосную часть. Это позволяет использовать стандартные напорные трубопроводы малого диаметра (от 1″ до 2″) и предотвращает засоры. Критически важны для систем, подключенных к центральной канализации или принудительной канализации в доме.
- Погружные фекальные насосы: Работают полностью погруженными в перекачиваемую среду. Корпус выполнен из чугуна, нержавеющей стали или ударопрочного полимера, обеспечивающего герметичность и коррозионную стойкость. Охлаждение происходит через перекачиваемую жидкость. Оснащены поплавковым выключателем для автоматического управления уровнем. Это основной тип для периодической откачки выгребных ям и септиков, а также для стационарного монтажа в канализационных колодцах.
- Полупогружные насосы: Насосная часть находится в жидкости, а электродвигатель – над ее поверхностью. Имеют ограниченное применение в быту, чаще используются в промышленности.
- Поверхностные насосы: Устанавливаются на поверхности, в откачиваемую среду опускается только всасывающий шланг. Требуют оснащения всасывающей корзиной с фильтром и заливной горловиной. Главные недостатки – низкая глубина всасывания (обычно до 8-9 метров), чувствительность к твердым включениям, высокий уровень шума и необходимость защиты от атмосферных воздействий. Применяются для эпизодических работ.
- Вертикальный перепад высот от точки забора до точки сброса.
- Горизонтальный участок: 10 метров горизонтального трубопровода приравниваются примерно к 1 метру напора (зависит от диаметра трубы и шероховатости стенок).
- Потери на местные сопротивления (фитинги, обратный клапан) – обычно добавляют 15-20% запаса.
- Чугун: Прочный, износостойкий, но подвержен коррозии при длительных простоях. Применяется в мощных и бюджетных моделях.
- Нержавеющая сталь (AISI 304, AISI 316): Наиболее надежный и коррозионностойкий вариант для агрессивных сред. Имеет более высокую стоимость.
- Технополимеры (полипропилен, стеклонаполненный полиамид): Легкие, коррозионностойкие, устойчивые к абразивному износу. Применяются в насосах средней мощности.
- Рабочее колесо: Изготавливается из технополимера (для стоков с абразивом) или из чугуна/нержавеющей стали. В насосах с измельчителем режущий механизм всегда выполнен из закаленной инструментальной стали.
- Направляющие трубы и муфта скольжения: Обеспечивают точную вертикальную установку насоса на дне резервуара и его легкий подъем для обслуживания.
- Напорный трубопровод: Полиэтиленовая (ПНД) или ПВХ труба, диаметр которой соответствует выходному патрубку насоса (для моделей с измельчителем – DN 32, 40, 50).
- Обратный клапан: Устанавливается на напорной линии непосредственно после насоса для предотвращения обратного тока жидкости и гидроударов.
- Задвижка или шаровый кран: Монтируется после обратного клапана для отсечения насоса от магистрали при обслуживании.
- Трос из нержавеющей стали: Для спуска и подъема агрегата.
- Поплавковый выключатель (встроенный или внешний): Автоматизирует работу насоса, включая его при достижении максимального уровня и выключая при откачке до минимального.
- Шкаф управления (опционально): Содержит аппараты защиты (автоматический выключатель, УЗО), реле управления от поплавков и может обеспечивать ручной/автоматический режим, индикацию работы и аварийные сигналы.
- Исключить работу «всухую».
- Не перекачивать химически агрессивные вещества (кислоты, растворители), не указанные в паспорте.
- При периодическом использовании промывать насос чистой водой после откачки.
- Обеспечить стабильное напряжение питания.
- Хранить насос в чистом сухом помещении.
- Соблюдать интервалы регламентного обслуживания, указанные производителем.
2. По типу исполнения и месту установки:
Ключевые технические параметры выбора
Выбор конкретной модели насоса определяется расчетом на основе следующих параметров.
Производительность (Q, м³/ч или л/мин)
Объем жидкости, перекачиваемый за единицу времени. Зависит от объема выгребной ямы и требуемой скорости откачки. Для бытовых нужд обычно достаточно производительности от 10 до 25 м³/ч. Следует учитывать, что с увеличением высоты подъема (напора) производительность падает согласно характеристикам насоса.
Напор (H, метров водяного столба)
Суммарная высота, на которую насос способен поднять жидкость, с учетом как вертикального подъема, так и горизонтального перемещения. При расчете необходимо суммировать:
Формула для ориентировочного расчета требуемого напора: Hтреб = Hверт + (Lгор / 10) + 20%, где Hверт – вертикальный перепад, Lгор – длина горизонтального участка.
Допустимый размер твердых частиц
Указывается в миллиметрах. Для моделей без измельчителя – это диаметр шарового тела, которое может пройти через насос (например, 35 мм). Для моделей с измельчителем – максимальный размер фрагмента до измельчения (часто указывается как «способен измельчать волокнистые включения, ткани»).
Материал корпуса и рабочих органов
Тип электродвигателя и класс защиты
Двигатель должен быть асинхронным, с тепловой защитой. Класс защиты оболочки – не ниже IP68 для погружных моделей, что гарантирует полную герметичность и возможность длительной работы под водой. Для однофазных двигателей (220В) важна защита от «сухого хода», обычно реализуемая через поплавковый выключатель.
Сравнительная таблица типов насосов для различных задач
| Тип насоса / Задача | Откачка выгребной ямы (септика) с крупными включениями | Принудительная канализация от сантехприборов | Откачка дренажных и ливневых вод | Регулярная откачка канализационного колодца |
|---|---|---|---|---|
| Погружной с измельчителем | Оптимален. Измельчает отходы, предотвращает засоры. | Обязателен. Устанавливается в накопительной емкости. | Нецелесообразен из-за высокой стоимости. | Оптимален для систем с риском попадания волокнистых отходов. |
| Погружной без измельчителя | Подходит для ям с крупными фракциями (до 35-50 мм). | Не применяется. | Хорошо подходит для воды с песком, илом. | Подходит для условно чистых стоков. |
| Поверхностный | Ограниченно пригоден для эпизодического использования. Требует контроля. | Не применяется. | Может применяться при условии фильтрации крупного мусора. | Не применяется для стационарной установки. |
Схема монтажа и компоненты системы
Для стационарной установки погружного фекального насоса требуется:
Эксплуатация, обслуживание и типовые неисправности
Регламентное обслуживание включает визуальный осмотр, проверку изоляции кабеля, очистку корпуса и рабочего колеса от отложений, проверку работы поплавкового выключателя и остроты режущих кромок (для моделей с измельчителем).
Таблица типовых неисправностей и методов их устранения
| Неисправность | Возможная причина | Метод диагностики и устранения |
|---|---|---|
| Насос не включается | Отсутствие питания, срабатывание тепловой защиты, неисправность поплавка, заклинивание рабочего колеса. | Проверить напряжение на клеммах, вручную переместить поплавок, проверить сопротивление изоляции, вручную прокрутить вал (при отключенном питании). |
| Насос работает, но не перекачивает жидкость | Забит всасывающий фильтр или рабочие каналы, неправильное направление вращения (для 3-фазных), повреждено рабочее колесо, утечка в напорной линии. | Извлечь насос и проверить на засор. Проверить целостность колеса и корпуса. Проверить герметичность трубопровода и обратного клапана. |
| Частое срабатывание тепловой защиты (отключается) | Работа в режиме «сухого хода», повышенная вязкость среды, износ подшипников или механическое заклинивание. | Проверить уровень откачиваемой среды и работу поплавка. Проверить механическую часть на предмет посторонних предметов и износа. |
| Пониженная производительность | Частичное засорение, износ рабочего колеса или уплотнительных колец, завоздушивание всасывающей линии (для поверхностных). | Прочистить насос, провести визуальный осмотр на предмет износа деталей. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем фекальный насос принципиально отличается от дренажного?
Дренажный насос предназначен для перекачки слабозагрязненных вод с содержанием твердых частиц размером обычно до 5-10 мм (модели для песка – до 20-30 мм). Он не имеет измельчительного механизма и не рассчитан на длинноволокнистые включения, которые приведут к немедленному заклинению рабочего колеса. Фекальный насос конструктивно усилен, имеет более широкие проточные каналы или оснащен режущим устройством для работы с вязкими, волокнистыми и крупнофракционными средами.
Можно ли использовать фекальный насос для откачки чистых вод, например, из бассейна?
Технически это возможно, но экономически нецелесообразно и может привести к ускоренному износу. Насосы для загрязненных вод имеют большие зазоры между рабочим колесом и корпусом, что снижает их КПД при работе с чистыми жидкостями. Для таких задач существуют более эффективные и дешевые насосы соответствующего типа.
Как правильно подобрать диаметр напорного трубопровода?
Диаметр трубы должен быть не меньше выходного патрубка насоса. Для моделей с измельчителем, создающим высокий напор, стандартными являются трубы DN 32 или DN 40. Для мощных насосов без измельчителя, перекачивающих крупные фракции, диаметр может достигать DN 80 или DN 100. Увеличение диаметра сверх рекомендуемого снижает скорость потока и увеличивает риск заиливания трубопровода, уменьшение – приводит к росту гидравлических потерь и перегрузке двигателя.
Что важнее при выборе: производительность или напор?
Оба параметра взаимосвязаны и рассматриваются по характеристической кривой насоса (H-Q curve). Сначала рассчитывается требуемый напор (Hтреб) с учетом геодезии и длины трассы. Затем по графику для выбранной модели находят точку, где напор не ниже требуемого, и смотрят соответствующую ей производительность (Q). Эта производительность и будет фактической для данной системы. Выбор насоса только по максимальным значениям в паспорте некорректен.
Требуется ли установка отдельного автомата защиты и УЗО?
Да, это обязательное требование электробезопасности. Фекальный насос должен быть подключен через автоматический выключатель с номиналом, соответствующим току двигателя (с запасом 10-15%), для защиты от короткого замыкания и перегрузки. Устройство защитного отключения (УЗО) с дифференциальным током не более 30 мА является критически важным для защиты персонала от поражения электрическим током в условиях повышенной влажности и проводящей среды.