Проектирование волокнистого секционного фильтра

ВМСФ является определяющим элементом комплекса. Габариты секции в плане диктуются условиями транспортировки и составляет 1,5х1,5м. Исходя из анализа сечения горных выработок околоствольного двора и принимая высоту выработки для размещения установки не менее 2,5 м (максимальная «в свету») с учетом полуметрового расстояния от кровли до борта емкостей (для доступа вовнутрь), получим максимальный высотный габарит секции 2,0 м. Для сбора осадка при регенерации фильтра под насадкой нужно устройство бункера. Поскольку сползание осадка происходит при угле наклона плоскости не менее 45°, принимаем угол наклона плоскостей бункера к горизонту 45°. При ширине дна бункера 0,5 м и размере стороны секции 1,5 м получаем высоту бункера 0,5 м. Размещая насадку непосредственно над бункером и оставляя запас от верха насадки к краю корпуса 0,25 м, получим толщину насадки в секции 2,0-0,5-0,25=1,25 м. Поскольку в каждой секции нужно обеспечить нисходящий и восходящий фильтруется поток (устройством вертикальной глухой перегородки, обтекаемой со стороны бункера), фактическая толщина насадки в секции по движении потока составит 2х1,25 = 2,5м. Сечение одного отделения (восходящего или нисходящего) секции составит, таким образом (1,5:2) х 1,5 = 0,75 х 1,5 м с площадью около 1 м2. При максимальной скорости фильтрования 50 м/час производительность секции составит 50 м/час х 1 м² = 50 м³/час. Отдельные секции стыкуют торцевыми стенками с водосливами, через которые происходит переток воды, которая очищается, то есть шахтная вода, фильтруясь многоразово сверху вниз и снизу вверх зигзагообразно через волокнистую насадку, очищается от взвешенных веществ. Для регенерации насадки под ней размещается распределительная система сжатого воздуха в виде гребенки из дырчатых труб. Расход сжатого воздуха для одной секции при интенсивности продувки 20 л/с*м² (с запасом) составит 1,5 х 1,5 х 20 л/с*м² = 45 л/с. По расходу и скоростям движения сжатого воздуха определяем диаметры труб: подводящей – 50 мм, осветленной (6 шт. с шагом 0,25 м) – 0,25 мм, отверстий в трубах – 3 мм Отверстия в распределительных трубах (ответвлениях) направлены вниз под углом 45° к вертикальной оси трубы. Первая ступень волокнистого фильтра служит также для воздухоотделения. Подведенная из гидроциклона вода выливается через раструб с углом конуса 120°; пузырьки газа, которые содержатся в них, уделяются в атмосферу, а вода направляется в насадку.

Первая и последняя секции фильтра имеют трубу, которая подводит и отводит воду. При расходе очищаемой воды 50 м³/час диаметры составят 150 мм. Отводящая труба должна оборудоваться сетками для улавливания волокон, которые могут отрываться из насадки.

Кроме того, необходимо оснастить каждую секцию трубой для удаления осадка. При выпуске осадка непосредственно из бункеров у почвы выработки возникают затруднения с последующей транспортировкой и обработкой осадка, потому что будет нужно устройство резервуара ниже уровня почвы выработки и перекачивания осадка насосами. В отдельных случаях такая схема канализирования осадка возможна, но более целесообразен отвод осадка самотеком. С этой целью принята система удаления осадка из бункеров секций эрлифтом (все равно к установке подводится сжатый воздух для регенерации). Эрлифт должен выдать водошламовую смесь на уровень немного ниже кровли, а затем с разрывом струи осадок самотеком транспортируется к месту обработки.

Исходя из подачи до 20 м³/час осадка (опорожнение бункера за 5 минут), глубины погружения эрлифта в воду около 2 м и высоте подъема шлама над уровнем воды 0,5 м, согласно методике расчета определяются размеры эрлифта. Расход сжатого воздуха составит около 5 л/с.

Таким образом, при одновременном подведении сжатого воздуха для регенерации и работы эрлифта общий его расход составит максимум 20 + 5 = 25 л/с = 1,5 м³/мин.

Количество секций ВМСФ, необходимое для осветления шахтной воды к требованиям ПДК, определяется следующим образом. Вначале по известным значениям скорости фильтрования V, мутности исходной воды М_исх, задавая период между чистками Т, можно определить необходимую толщину насадки L:

Количество секций ВСФ получаем делением полученной величины на 2,5 м (толщина насадки в одной секции).

Для обеспечения норм ПДК по суспензиям при их вероятном ужесточении в будущем стоит дополнить установку еще одной секцией.

Стоит учесть при этом, что в расчетах мы выходим из норм ПДК по взвешенным веществам до 10-15 г/м³.

Дата добавления: 2014-11-29