КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Скорые безнапорные фильтры
Фильтры предназначены для осветления воды, они способны задержать практически все мельчайшие взвеси. Важнейшей характеристикой работы фильтров является скорость, в зависимости от которой подразделяют на медленные (0,1 – 0,3 м/ч), скорые (5 – 12 м/ч), сверхскорые (36 – 100 м/ч) Фильтры можно классифицировать: по числу фильтрующих слоёв – однослойные, двухслойные; по давлению – напорные, безнапорные. Скорые безнапорные фильтры применяются в двухступенчатых схемах очистки воды с предварительным осветлением в отстойниках, осветлителях с реагентной обработкой для получения воды питьевого качества. (рисунок 2.10) Сущность процесса – вода фильтруется через фильтрующий материал, при этом происходит отложение частиц, фиксация и отрыв. Фильтрование является заключительным этапом обработки воды. Скорый безнапорный фильтр – это прямоугольный железобетонный резервуар, который загружен кварцевым песком, уложенным на гравийный поддерживающий слой. Осветляемая вода подается на фильтр, проходит все слои фильтрующей загрузки, в которой задерживаются взвешенные частицы и собирается дренажной системой. Дренаж выполняют из перфорированных труб. Из дренажа по трубопроводу чистая вода отводится в резервуар чистой воды. По мере работы фильтра, взвеси накапливаются и фильтр выходит из работы, поэтому его переодически промывают, обратным током воды через 10 – 12 часов. При движении воды снизу вверх через слой загрузки, фильтрующий слой расширяется, увиличиваясь в объёме и перемешивается в результате происходит промывка зёрен загрузки от загрязнений. Промывная вода собирается желобами и отводится в канал или карман. Продолжительность промывки 3 – 8 минут. После промывки фильтр снова включают в работу.
Рисунок 2.10 – Скорй фильтр: 1 – подводящая труба; 2 – желоба для отвода промывной воды; 3 – карман; 4 – дырчатые трубы (ответвления) распределительной системы; 5 – коллектор; 6 – канал для отвода промывной воды; 7 – труба для сброса первого фильтрата и опорожнения фильтрата; 8 – трубы для подачи промывной воды; 9 – труба для отвода промывной воды; 10 – туба для отвода профильтрованной воды; 11 – уровень воды для промывки фильтра. Основными исходными данными для расчётов фильтров является: полезная производительность станции, продолжительность работы и расчётная скорость фильтрования при нормальном режиме работы. (таблица 2.5)
Таблица 2.5 – Исходные данные при проектировании фильтров
Расчёт фильтра ведётся на два режима работы при форсированном и нормальном с учётом выключения отдельных фильтров на промывку и ремонт.
Общая площадь фильтров на станции определяется:
, м2 (2.97)
где - полезная производительность станции, м3/сут; – продолжительность работы станции в течении суток, ч; - расчётная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;
- число промывок одного фильтра; - удельный расход воды на одну промывку 1м2 фильтра, м3/м2; – время простоя фильтра в связи с промывкой, ч. (принимается для фильтров, промываемых водой – 0,33 ч, если воздух с водой - 0,5 ч). Удельный расход воды для фильтров, промываемых водой, составит:
л/с м2 (2.98)
где – интенсивность л/с м2 и продолжительность промывки фильтра, ч.
По общей площади фильтров определяется их количество:
, шт. (2.99)
При производительности более 1600 м3/сут рекомендуется принимать не менее 4 фильтров.
Площадь одного фильтра:
, м2 (2.100)
Рекомендуется размеры фильтров брать согласно основных типов размеров, которые разработаны проектными организациями: (B ) – 3,5 5; 5 5,5; 6 6; 6 8; 6 9; 6 12; 12 12. м (размеры по осям стен). После выбора числа фильтров проверяем скорость фильтрования при форсированном режиме Vф при условии, что один фильтр находится в ремонте или промывке:
, м/ч (2.101) где - допустимая скорость фильтрования при форсированном режиме, м/ч; число фильтров находящихся в ремонте или промывке (при N < 20, =1, при N > 20 N1 = 2) В фильтрах площадью до 40 м2 предусматривается боковой карман с наружной стороны вдоль длинной стороны стенки для подвода воды на фильтр и сбора грязной воды после промывки. Фильтры площадью более 40 м2 устраивают с центральным каналом, делящий фильтр на две равные части. Состав фильтрующей двухслойной загрузки подбираем по таблице 2.5. В качестве поддерживающих слоёв берём гравий различной крупности, его укладывают на распределительную систему. (трубчатая)
Таблица 2.6 – гравийные слои фильтра
При крупности загрузки 0,5 – 1,2 мм следует брать пятый слой, размеры зёрен 2 – 12 высотой 100 мм. Общая высота поддерживающих слоёв равна сумме высот гравийных слоёв.
После подбора загрузки и поддерживающих слоёв определяется высота фильтра:
, м (2.102)
где и - высота поддерживающего и фильтрующего слоя, м; - высота слоя воды над фильтрующей загрузкой (принимается не менее 2х метров);
– дополнительная высота фильтров, при выключении одного или двух фильтров на промывку, м; - превышение кромки бортов фильтра над поверхностью воды, принимаемое равным 0,5 м. Дополнительная высота фильтров:
, м (2.103)
где - суммарная площадь фильтров, выключаемых на промывку, м2 ; - объем воды, накапливающейся за время простоя промываемого фильтра, м3 ; - суммарная площадь фильтров, в которых накапливается вода, м2.
Расчёт распределительной системы. Диаметр центрального коллектора этой системы определяется по расчётному расходу воды на прмывку одного фильтра при W л/с. м2 (таблица 2.5)
, м2 (2.104)
где , л/с - скорость движения промывной воды в коллекторе от 0,8 до 1,2 м/с.
Длина распределительных боковых ответвлений с центральным коллектором:
, м (2.105)
Количество распределительных труб в фильтре:
, шт. (2.106)
где - расстояние между осями труб ответвлений, принимается равным 0,25 – 0,35 м.
Диаметр распределительных боковых ответвлений определяется по расчётному боковому расходу и скорости равной 1,6 – 2 м/с:
, л/с (2.107)
Количество отверстий в одной трубе равно:
, шт. (2.108)
где - общее количество отверстий, определяется из условия, что площадь их равна 0,25% площади труб, а размер одного отверстия d0 = 10 – 12 мм,. Сбор и отвод загрязнённой промывной воды осуществляется желобами полукруглого или пятиугольного сечении. Расстояние между желобами не более 2,2 м.
Расход воды по одному желобу составит:
, м3/с (2.109)
где - количество желобов.
Ширина желоба:
, м (2.110)
где a – отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, обычно 1 – 15; K – коэффициент для желоба с треугольным основанием K = 2,1, полукруглым K=2. Высота треугольной части x=0,5 B, а прямоугольной h1 = 1,5 X, м Скорость движения воды в желобе принимаем Vж=0,5 м/с.
Высота кромки желоба над фильтрующей поверхностью загрузки
) + 0,3, м (2.111)
где H – высота фильтрующего слоя;
l – относительное расширение фильтрующей загрузки, l = 50%.
Расход воды на промывку всех фильтров в % от полной пропускной способности.
, % (2.112)
где qпр – расход воды на промывку одного фильтра, м3/с; qпр = W t (W – интенсивность промывки, - суммарная площадь всех фильтров, продолжительность промывки t = 5 мин = 5*60=300 сек); N – число фильтров; Q – расчётный полезный расход станции, м3/ч; T – продолжительность работы фильтра между промывками, ч;
T = T1 – (t2 + t3), (2.113) где T1 = 12ч для двухслойных фильтров, T1 = 8ч для песчаных; t2 – время простоя фильтра в связи с операцией при промывке, ч; t2 = 0,33 ч; t3 – продолжительность сброса первого фильтра, ч; t3 =0,17 ч.
T =12 - (0.33+0) =11,67 ч. (2.114)
В настоящее время фильтрат не сбрасывают, t3=0
Расчёт потерь напора в фильтрах при промывке. Для определения требуемого напора промывного насоса, необходимо определить потери напора в центральном коллекторе, распределительной системы, в гравийных поддерживающих слоях, фильтрующей загрузке. Общие потери напора при промывке фильтра определяется путём суммирования всех потерь:
, м (2.115) где - потери в распределительной системе;
, м (2.116)
где ξ – коэффициент сопротивления; VK, VP – скорости движения воды в центральном коллекторе и распределительных трубах, м/с; ξ=2,2/K2 + 1 для труб с круглой перфорацией где K – отношение суммы площадей всех отверстий распределительной системы к площади поперечного сечения коллектора; K=0,25 g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2; - потери в поддерживающих слоях гравия м.
, м (2.117)
где - высота слоя гравия над отверстиями распределительных труб, = 0,6 м; gпр – интенсивность промывки, л/с м2 - потери напора в фильтрующем слое, м.
, м (2.118)
где a и b – параметры кварцевого песка, которые принимаются в зависимости от размера зёрен: при крупности зерен 0,5 – 1,0 мм a = 0,76, b=0,017; при крупности зерен 1,0 – 2,0 мм a = 0,88, b = 0,004; H – суммарная высота фильтрующего слоя. hтр – потери напора в трубопроводе, подводящем промывную воду к фильтру, м:
hтр=i L + м. (2.119)
где i – единичная потеря в трубе при скорости VK =1,2 - 2 – определяется по таблицам Ф.А. Шевелёва; L – длина трубопровода, м; м – сумма местных потерь в фасонных частях, арматуре; (принимаем 20% от iL)
Дата добавления: 2015-05-31; Просмотров: 10040; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |