Главная Продукция Техническая информация Контакты
Повышение энергоэффективности – самый очевидный способ экономической оптимизации хозяйственной деятельности любого предприятия. Учет воды не менее важная задача, чем учет электроэнергии. Обеспечивая точное измерение канализационных стоков, вы не только экономите средства, но и повышаете энергоэффективность коммунального хозяйства в стране.

 

Коммерческий учет сточных вод имеет важное значение и требования по его организации определены постановлениями Правительства РФ от 12.02.1999 г. № 167 «Об утверждении Правил пользования системами коммунального водоснабжения и канализации в РФ» и от 10.04.2007 г. N 219 «Об утверждении Положения об осуществлении государственного мониторинга водных объектов», а также Приказ Минприроды России от 8.07. 2009 г. N 205 «Об утверждении Порядка ведения собственниками водных объектов и водопользователями учета объема забора (изъятия) водных ресурсов из водных объектов и объема сброса сточных вод и (или) дренажных вод, их качества».

Сточные воды — это воды, загрязненные бытовыми отбросами и производственными отходами, а также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населенных пунктов и промышленных объектов. Удаляются сточные воды с этих территорий через системы канализации.

Канализация — это комплекс инженерных сооружений, оборудования и санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор и отведение загрязненных сточных вод, а также их очистку и обезвреживание перед утилизацией или сбросом в водоемы. Различают внутреннюю и наружную канализацию. Внутренняя расположена внутри зданий и сооружений и служит для сбора и вывода сточных вод в наружную канализационную сеть. Здесь осуществляется транспортирование сточных вод за пределы населенных мест и промышленных объектов. Элементами внутренней канализации являются санитарные приборы, отводы, стояки и выпуски из зданий, наружной — самотечные и напорные трубопроводы, канализационные насосные станции (КНС) и очистные сооружения.

Под системой канализации принято понимать совместное или раздельное отведение трех категорий сточных вод — бытовых, производственных и ливневых. Системы канализации бывают общесплавными и раздельными. Суть ясна из названий: при общесплавной системе все три категории сточных вод отводятся по одной общей сети труб и каналов, при раздельной дождевые и условно чистые производственные воды удаляют по одной сети, а бытовые и производственные — по другой.

Разумеется, организация, занимающаяся водоотведением (как правило, это Водоканал), не может делать этого бесплатно. Поэтому граждане, предприятия и организации оплачивают услуги водоотведения подобно тому, как они оплачивают услуги водоснабжения — пропорционально объему отводимой воды. Но как же измерить и учесть этот объем?

Традиционным методом учета сточных вод является сопоставление их объема с объемом водопотребления. Логика здесь проста: вода, поступивщая через водопровод, непременно попадает в канализацию. Объем водопотребления просто и привычно измеряется водосчетчиком, т.е. все данные для расчета есть. Для жилого сектора этот расчет достаточно корректен. Для предприятий, как правило, нет. Рассмотрим примеры. Часть воды, поступивщей из учтенных источников, использовали в производственных целях, для приготовления пищи в столовых, для полива территорий, на мойку оборудования, охлаждения и пр. В этом случае объем стоков снижается, как правило на 10 – 30% от объема поступившей воды. А если наоборот? — воду завезли или взяли из неучтенных источников? Тогда объем стоков превысит объем зафиксированного счетчиком водопотребления, и здесь нужно применять повышающей коэффициент.

Из приведенных примеров понятно, что при всей своей дешевизне (отсутствуют затраты на организацию учета собственно стоков) данный метод весьма приблизителен и не учитывает особенностей потребителя, которые могут влиять на соотношение «потребление/стоки» довольно серьезно, причем как в ту, так и в другую сторону. Не стоит забывать также, что в канализацию попадает не только потребленная холодная, но и потребленная горячая вода. Их поставщиками обычно являются разные организации (Водоканал и Тепловые сети), тогда как стоки «достаются» полностью Водоканалу. Дождевая вода, привозная вода, вода, ушедшая в землю при авариях трубопроводов, слитая «мимо» канализации, вода испарившаяся — «возмущающих» факторов довольно много, и потому метод «потребление/стоки» более-менее нормально работает только у «маленьких» потребителей с «традиционным» использованием воды.. В других случаях необходимо организовывать приборный учет стоков. Причем, как можно понять из вышесказанного, в некоторых случаях такой учет будет выгоден той стороне, что «сливает», в некоторых — той, что занимается водоотведением. Но в любом случае приборный учет будет объективен и «прозрачен». Посмотрим, как его организовать.

Как уже говорилось выше, сточные воды в системах канализации транспортируются по напорным или безнапорным трубопроводам. В первом случае воду качают насосы, во втором она идет по трубам «самотеком». Измерение объема напорных стоков — задача давно решенная. Существует большое количество приборов, используемых, как для измерения входящей воды, так и для сточных вод. 

Более сложная задача — учет безнапорных стоков. Здесь мы имеем открытый канал или незаполненную трубу, по которым вода течет под действием силы тяжести с небольшой скоростью. Для таких случаев разработан метод переменного уровня, когда в качестве расходомера используется уровнемер, пересчитывающий «уровень в расход» с учетом информации об измерительном сечении. В качестве такого сечения используются встраиваемые в канал лотки Вентури и Паршаля или водосливы, размеры которых стандартизованы и для которых полуэмпирическим путем получены формулы пересчета «уровень-расход». Работает этот метод и в безнапорных трубопроводах или U-образных каналах, причем в этих случаях лотки и водосливы не нужны. Измерение уровня осуществляется, как правило, ультразвуковыми уровнемерами. Примером таких приборов являются расходомеры ЭХО-Р, ВЗЛЕТ и др. Метод регламентирован следующим документами Госстандарта:

  • МИ 2220-96 «Расход сточной жидкости в безнапорных трубопроводах. Методика выполнения измерений»; 
  • МИ 2406-97 «Расход жидкости в безнапорных каналах систем водоснабжения и канализации. Методика выполнения измерений при помощи стандартных водосливов и лотков». 

Претензии к данному методу возникают в основном из-за его «неочевидности», и точкой отсчета здесь являются результаты предварительного расчета напорно-расходной характеристики лотка, водослива или трубопровода. Точность этого расчета обусловливает точность дальнейшей работы прибора. При этом, основной причиной нарастающей погрешности лотков Паршалла и Вентури является их постепенное разрушение, а возможность их ремонта и поверки, как правило, бывает невозможным, т.к. для этого необходимо остановить работу очистных сооружений. Что касается расходомеров типа ЭХО-Р, ВЗЛЕТ, то для определения характеристики безнапорного трубопровода или U-образного канала необходимо экспериментальным путем измерить скорость течения жидкости при известном уровне заполнения. Такое измерение порою производят «на глазок», при помощи наручных часов и брошенной в канал щепки, т.е. погрешность эксперимента — просто аховая. Другой способ расчета — при помощи формулы Шези, в которой фигурируют такие параметры, как строительный уклон трубопровода и коэффициент шероховатости стенок. Здесь проблема таится в том, что и уклон, и шероховатость — это, если можно так выразиться, «теоретические» параметры. Реальный уклон может не соответствовать тому, что указан в проектной документации на систему канализации, а коэффициент шероховатости стенок по понятным причинам изменяется в процессе эксплуатации трубопровода. Как бы то ни было, результаты предварительных расчетов заносятся в прибор и полностью определяют его точность. Более серьезная проблема – возникновение подпоров в канале, что неизбежно в канализационных коллекторах, а также заиливание каналов. При этом реальные расходные характеристики очень сильно отличаются от занесенных в прибор. Ошибка в исходных данных ведет к недостоверности учета, причем во многих случаях эту недостоверность можно и не «зафиксировать». Дополнительным фактором, влияющим на достоверность измерения таких приборов, является изменение температуры, давления, влажности, интенсивные осадки, испарения, туман, а также волна и пенообразование на поверхности потока.

Более современные и корректные приборы учета стоков, работают по принципу «площадь-скорость». Эти приборы осуществляют прямое измерение уровня и скорости потока. Геометрические параметры канала введены в память прибора заранее: используя эти данные и получаемую в реальном времени информацию об уровне заполнения, прибор вычисляет площадь поперечного сечения потока в данный момент времени и, умножая его на измеренную среднюю скорость, рассчитывает расход и объем стоков. 

К приборам этого типа относятся:

- расходомеры типа ISCO -4250, ADFM, ADS 3600, NIVUS, SIGMA, Piton, в которых установленный на дно датчик измеряет скорость потока методом ультразвуковой доплеровской локации, а уровень потока измеряется с помощью ультразвука, гидростатическим или пьзометрическим методом. Для ультразвуковых доплеровских уровнемеров существует ряд своих ограничений – поток должен быть ламинарным, уровень ила и др. отложений в канале не должен превышать уровня излучателей датчика скорости потока, монтируемом на дне канала. Монтаж этих приборов на эксплуатируемых каналах с большим уровнем заполнения и большой скоростью потока весьма затруднителен. Приборы не осуществляют прямого измерения средней скорости потока, что вносит дополнительную погрешность вычисления расхода жидкости. Клиноструйность потока, часто встречающаяся в реальных условиях, также вносит дополнительную погрешность измерения скорости потока.

 

- расходомер FLO-DAR, скорость потока измеряется радиолокационным методом в субмиллиметровом диапазоне длин волн Прибор устанавливается над поверхностью жидкости в канале. Уровень измеряется ультразвуковым уровнемером. Имеет ограничения работоспособности при интенсивных осадках, испарениях, туманах, волнистости и пенообразовании на поверхности потока, неработоспособен при переливах канала, что часто встречается при установке прибора в колодцах.

 

- электромагнитные расходомеры типа ISCO UniMagTM 4402. Измерение средней скорости потока в электропроводных жидкостях осуществляется путем измерения наведенной ЭДС в электромагнитной катушке прибора, уровень потока измеряется гидоростатическим методам. Требует встраивания в канал, т.е дополнительных строительных работ с выводом коллектора из эксплуатации. Сечение канала ограничено диаметром 2 м. Увеличивают погрешность измерения иловые осадки и др. загрязнения на дне и стенках канала. 

 

- расходомер-счетчик безнапорных потоков СТРИМ. Уровень потока определяется по углу отклонения от вертикали рычага с поплавком подвешенным над потоком и свободно плавающем на его поверхности. Измерение средней скорости потока осуществляется измерением угла отклонения от вертикали лопасти (отрезок трубы), подвешенной над потоком (как маятник) и свободно опущенной в поток. Угол отклонения является функцией скорости потока, уровня потока, ширины и массы лопасти. Расходомер СТРИМ единственный из приборов осуществляющий прямое измерение средней скорости потока. В прибор помимо подвески с вертикальным перемещением чувствительных элементов преобразователей уровня и скорости введено поворотное устройство в горизонтальной плоскости, что обеспечивает верное измерение параметров не только ламинарного, но и турбулентного потока, в т.ч. в условиях клиноструйности потока. Лопасть преобразователя скорости за счет двух степеней свободы в подвеске автоматически устанавливается в уравновешенное состояние в потоке, т.е. в положение равнодействия всех сил, действующих на нее. Скорость потока в этом месте максимальна. На лопасть, по всему ее профилю, интегрально действуют все составляющие силы вертикальной эпюры скоростей потока, что обеспечивает однозначное высокоточное измерение средней скорости потока. Прибор обеспечивает стабильную работу при осадках любой интенсивности, волны и пенообразовании на поверхности потока, переливах и подпорах потока, изменении температуры и давления окружающей среды. 

 

Следует четко понимать, что узел учета безнапорных потоков состоит из двух компонентов, влияющих на погрешность и корректность измерения: установленный прибор учета и собственно канал в зоне измерения. Совокупная погрешность узла учета безнапорных потоков определяется инструментальной погрешностью расходомера, метода измерения и погрешностей, связанных с измерительным участком канала по месту установки прибора. К основным погрешностям канала следует отнести: погрешность измерения его геометрических размеров, наличие твердых иловых отложений на дне канала, неравномерность геометрии и уклона канала в зоне измерения, наличие в зоне измерения поворотных участков и боковых стоков, а также поверхностных сливов жидкости. Дополнительными факторами могут являться замерзание жидкости в канале, наличие ледопадов при установке приборов в колодцах и пр. К сожалению, состояние канализационных сетей далеко не всегда соответствует необходимым требованиям. Поэтому большая доля ответственности за правильностью измерения лежит на эксплуатирующей организации, требуется строгое соблюдение правил и требований эксплуатационной документации.

 

Учет сточных вод — это актуальная и сложная на сегодняшний день задача, и решать ее можно разными методами. В напорных системах есть свои проблемы, но они менее очевидны. Что касается безнапорных, то здесь можно сделать следующее выводы.

Для потребителей с малым объемом стоков и стабильным соотношением потребляемой и сточной воды имеет право на жизнь расчет по объему потребляемой воды. 

Для более крупных потребителей с неочевидным или меняющимся параметром «потребление/стоки», а также для потребителей, осуществляющих сброс воды, полученной из разных, в т.ч. неучтенных источников необходим приборный учет. Наиболее дешевые расходомеры – использующие для определения расхода измерение уровня жидкости в канале и расчетно-напорные характеристики этого канала. Однако экономия средств на приобретение прибора может вылиться в большие потери при платежах за стоки, особенно при подпорах и заиливании канала. Гораздо дороже обойдутся приборы, работающие по принципу «площадь-скорость», но здесь результаты измерений будут более объективными, а платежи за стоки реальными. 

Наиболее эффективной является установка расходомеров-счетчиков безнапорных потоков СТРИМ. Цена расхдомера СТРИМ несколько выше расходомеров осуществляющих только измерение уровня, но существенно ниже прочих расходомеров, работающими по принципу «площадь-скорость». При этом по метрологическим и эксплуатационным характеристикам расходомер СТРИМ превосходит остальных конкурентов.

© 3V-Engineering

Россия, Москва, 2-я улица Энтузиастов д. 5
Тел./факс: +7 (495) 545-48-08, e-mail: trofimov@techno-t.ru
Дизайн и разработка сайта
Студия «Idee Fixe»

Копирование материалов сайта разрешено только при условии обязательного указания
прямой ссылки на сайт www.3v-engineering.ru, как на первоисточник информации.