Методика расчета медленного фильтра

Основные данные для расчета: Максимальная мутность сырой воды М_max = 120 г/м³. Минимальная мутность М_min = 65 мг/л.

Грязеемкость АМФ максимальная Г_max = 4000 г/м²; минимальная Г_min = 1680 г/м².

Определение основных размеров фильтра и его режима. Необходимую площадь фильтра следует определить при минимальной грязеемкости и при минимальной мутности.

Очистительная способность фильтра:

Н_or = Г_min / М_min=1680 / 65 = 25,8 м.

Продолжительность периода полезной фильтрации:

t = H_or / V_ф = 25,8 / 0,15 = 172 ч.

Продолжительность периода очистки фильтра, ч:

t_or = t_on + t_пр + t_c,

где t_on= 0,16 ч – продолжительность опорожнения фильтра до отметки промывного горизонта; t_пр = 1,2 ч – продолжительность промывки одного фильтра; t_c – продолжи­тельностьпериода осветлительного созревания 1–2 час.

t_or = 0,16 + 1,2 + 2,0 = 3,36 ч = 4 ч.

Продолжительность фильтроцикла:

Т = t + t_or = 172 + 4 = 176 ч.

Период полезной фильтрации изменяется с изменением грязеемкости фильтра. С каждым фильтроциклом грязеемкость уменьшается. От первого до второго фильтроцикла грязеемкость уменьшается примерно по прямой:

Г_n= Г_max – (n – 1) z,

где Г_n – грязеемкость фильтроцикла n, г/м²; Г_max– максимальная начальная грязеем­кость,г/м²,

Г₂₀ = Г_min = 1680 г/м².

Тогда

z = (Г_max – Г_min)/(n – 1) = (4000 – 1680)/(20 – 1) = 122 г/м²;

Г_n = 4000 – (20 – 1) 122 = 1682 г/м².

Фильтр работает круглые сутки, и его полезная часовая производительность равна:

q = Q / 24 = 4641,81 / 24 = 193,4 м³/ч.

Необходимая площадь фильтра:

F = q·Т / V_ф·t = 193,4·176 / 0,15·172 = 1319,3 м².

Принимаем восемь отделений с полезной площадью каждого

F₁ = 16,5·10 = 165 м².

Продолжительность периода полезной фильтрации можно определить для каждого фильтроцикла по формуле:

t = 1[Г_max – (n – 1) z]/ M·V_ф,

где М – мутность сырой воды, г/м^3; V_ф – скорость фильтрации, м/ч; Г_max – максимальная грязеемкостьфильтра, г/м² .

t = 1[4000 – (20 – 1)122] / 120·0,15 = 93,44 ч.

Расчет промывных устройств

Время, с, необходимое для сброса слоя воды в одном отделении фильтра от отметки уровня фильтрации до отметки промывного горизонта, зависит от диаметра донного клапана и определяется по формуле:

,

где F ₂ – площадь в плане одного отделения фильтра, включая полезную площадь и площадь карманов. Полезная площадь равняется 16,5·10 = 165 м². Площадь карманов, учитывая толщину стенок б = 0,1 м, (2·0,1 + 0,5 + 0,4)·4 = 4,4 м³, т.е. F ₂ = 165 + 4,4 = = 169,4 м²; Н₁ – высота слоя воды над донным клапаном в период фильтрации,

Н₁ = В – В₁,

здесь В₁ – отметка дна в нижнем кармане, принята равной нулю,

Н₁ = 2,2 – 0 = 2,2 м;

Н₂ – высота слоя воды над донным клапаном в момент снижения уровня воды в фильтре до горизонта промывки, т.е. Н₂ = Е – В₁ = 1,06 – 0 = 1,06 м; μ – коэффициент расхода, принимаем равным 0,62; ω = 0,785·d² – площадь отверстия донного клапана. При диаметре его d = 0,2 м площадь ω = 0,0314 м²; g = 9,81 м/с².

t _оn = 2·169,4( – ) / 0,62·0,0314 = 1811 с.

t_оn = 30 мин.

Максимальный расход воды, сбрасываемой через клапан в момент его открытия:

Q _max = μ·ω ;

Q _max = 0,62·0,0314 = 0,128 м³/с/

Этот расход должен быть отведен канализационным лотком 7, который проектируется под нижним карманом вдоль линии отделения фильтра. Этот лоток должен быть уложен с уклоном:

І = Q²_max / С²·ω²·R,

где С – скоростной множитель, может быть определен по формуле

С = 1·R^0,2 / n,

где n = 0,012 – коэффициент шероховатости

С = 0,105^0,2 / 0,012 = 53;

ω – площадь живого сечения потока.

Принимаем глубину потока h = 0,3 м, коэффициент откоса m = 0,3.

ω = (b + m ^. h) ^. h = (0,2 + 0,3 ^. 0,3) ^. 0,3 = 0,087 м².

R – гидравлический радиус:

;

R = (0,2 + 0,3·0,3) 0,3 / (0,2 + 2·0,3 ) = 0,106

І = 0,128² /(53²·0,087²·0,105) = 0,0073.

Дата добавления: 2014-12-27