Фильтры

3.8 Фильтры

Фильтры применяют в качестве второй ступени очистки в ступенчатой схеме водоподготовки. В качестве фильтрующего материала используют кварцевый песок, дробленые антрацит и керамзит, а также другие материалы. Фильтры и их коммуникации рассчитывают на работы при нормальном режиме и форсированном(часть фильтров находится в ремонте) режимах. На станциях с количеством фильтров до 20 предусматривают возможность выключения на ремонт одного фильтра, при большем количестве – двух фильтров.

Расчетные скорости фильтрования при нормальном и форсированном режимах, в зависимости от качества воды в источнике водоснабжения, технологии ее обработки перед фильтрованием и других местных условий по табл. 21 [1] с учетом обеспечения продолжительности работы фильтров между промывками не менее: при нормальном режиме 8 – 12 ч, при форсированном режиме или полной автоматизации промывки фильтров – 6 ч.

Принимаем однослойные скорые фильтры с загрузкой различной крупности, материал загрузки – кварцевый песок.

Диаметр зерен: наименьших – 0,5 м;

наибольших – 1,2 м;

эквивалентный – 0,7-0,8м.

Коэффициент неоднородности загрузки 1,8-2.

Высота слоя 0,7-0,8 м.

Скорость фильтрования:

- при нормальном режиме V=5-6 м/ч;

 - при форсированном режиме V=6-7,5 м/ч.

Общую площадь фильтров определяют по формуле:

F =  = =171,81 м,

где F - общая площадь фильтров, м;

Т - продолжительность работы станции в течении суток, ч;

V - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;

n – число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации;

 - интенсивность промывки фильтра, л/(с*м), принимаемая по табл. 23 [1];

t - продолжительность промывки, ч, принимаемая по табл. 23 [1];

t - время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое для фильтров, промываемых водой – 0,33 ч.

Количество фильтров на станции производительностью более 1600 м/сут принимают не менее четырех. При производительности станции более 8 -10 тыс. м/сут количество фильтров определяют с округлением до ближайших целых чисел по формуле:

N = 0,5 = 0,5 = 6,5,

где N - количество фильтров на станции.

Принимаем 7 фильтров.

При этом должно обеспечиваться соотношение:

V= = = 7 м/ч,

где V - скорость фильтрования при форсированном режиме, м/ч;

N - число фильтров, находящихся в ремонте.

Условие выполняется.

Определим площадь одного фильтра:

F===24,5 м.

Принимаем фильтры без центрального кармана, т.к. F<30 м,

в плане 46,2 м.

Трубчатую распределительную (дренажную) систему большого сопротивления, предназначенную для сбора фильтрата и подачи промывной воды, рассчитывают по промывному расходу:

q =  · F = 12 · 24,5 = 294,0 л/с,

где q - промывной расход, л/с;

F - площадь фильтра, м.

Диаметр коллектора распределительной системы определяют по формуле:

d =  =  = 0,56 м,

где d - диаметр коллектора распределительной системы, м;

q - промывной расход, м/с;

V - скорость движения воды в коллекторе, равная 0,8-1,2 м/с.

Принимаем d=600 .

Количество ответвлений дренажной системы определяют по формуле:

n =  =  = 24,

где n - количество ответвлений дренажной системы;

b - ширина фильтра (длина стороны фильтра в направлении оси коллектора или центрального канала), м;

a – расстояние между осями ответвлений, равное 0,25 – 0,35 м.

Диаметр ответвлений определяют по промывному расходу в одном ответвлении и скорости движения воды в нем

d =  =  = 0,088 м,

где d - диаметр ответвления, м;

q - промывной расход, м/с;

V- скорость движения воды в ответвлении, равная 1,6 – 2 м/с.

Принимаем d=100 мм.

На ответвлениях, при наличии поддерживающих слоев, принимаем отверстия диаметром 12 мм на расстоянии 150 – 200 мм друг от друга.

Для сбора и отведения промывной воды предусматривают желоба пятиугольного сечения. Расстояние между осями соседних желобов должно быть не более 2,2 м. Ширину желоба определяют по формуле:

В = К = 2,1 = 0,47 м,

где В - ширина желоба, м;

К – коэффициент, принимаемый для желобов для пятиугольного сечения - 2,1;

q - расход воды в желобе, м/с;

a - отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, принимаемое в пределах 1-1,5.

Найдем расход промывной воды в одном желобе:

q===0,098 м/с.

По ширине желоба и принятому значению a определяют полную высоту желоба:

H = 0,5 · В · (1 + а) = 0,5 · 0,47(1 + 1) = 0,47 м,

где H - полная высота желоба, м;

В - ширина желоба, м.

Расстояние от верхней кромки желоба до поверхности фильтрующей загрузки определяют по формуле:

h =  =  + 0,3 = 0,19 м,

где h - расстояние от верхней кромки желоба до поверхности фильтрующей загрузки, м;

H - высота фильтрующей загрузки, м;

а - относительное расширение фильтрующей загрузки, %, принимаемое по табл.23 [1].

Т.к. H> h, то h конструктивно принимаем на 5 см больше полной высоты желоба.

Верх желобов проектируют строго горизонтально, дно – с уклоном 0,01 в сторону сборного кармана. В фильтрах со сборным карманом расстояние от дна желоба до дна кармана определяют по формуле:

Н = 1,73 + 0,2 = 1,73  + 0,2 = 0,65 м,

где Н - расстояние от дна желоба до дна кармана, м;

q - промывной расход, м/с;

В - ширина кармана, принимаемая не менее 0,7м;

g – ускорение свободного падения, м/с.

Промывку фильтров осуществляют чистой водой с помощью специальных насосов. При использовании насосов забор воду осуществляют из резервуаров чистой воды. Принимаем насосы 1 рабочий и 1 резервный типа HS 200150300, n = 1450 мин, с подачей Q = 300 л/с и напором H = 10 м, диаметр колеса 240 мм.

Скорость движения воды в трубопроводах, подающих и отводящих промывную воду, принимают 1,5-2 м/с.

Для удаления воздуха из дренажной системы фильтра на коллекторе предусматривают воздушник диаметром 75-100 мм, для опорожнения фильтра - спускные трубы диаметром 100-200 мм.

Полную высоту фильтра определяют по формуле:

Н = Н + Н + Н + Н + h,

где Н - полная высота фильтра, м;

Н - общая высота поддерживающих слоев, м, принимаемая по табл. 22 [1];

Н - высота фильтрующей загрузки, м, принимаемая по табл. 21 [1];

Н - высота слоя воды над фильтрующей загрузкой, принимаемая не менее 2 м;

Н - дополнительная высота, м;

h - превышение строительной высоты над уровнем воды (не менее 0,5 м).

При выключении части фильтров на промывку и при работе оставшихся фильтров с постоянной скоростью фильтрования, предусматривают над нормальным уровнем воды в фильтрах дополнительную высоту, которую определяют по формуле:

Н = ,

где Н - дополнительная высота, м;

W - объем воды, м, накапливающийся за время простоя одновременно промываемых фильтров;

F – суммарная площадь фильтров, м, в которых происходит накопление воды.

Подача одного фильтра будет равна:

Q =  = 116,4 м/ч,

W= Q · t = 116,4 · 0,33 = 38,42 м,

F = F · N = 24,98 · 7 = 174,86 м

Н==0,22 м.

Н=0,35+0,8+2+0,22+0,5=3,88 м.

Похожие работы

Расчет водоснабжения поселка и насосной установки

Скачать

18745

7

4

... центральным горячим водоснабжением; Линия всасывания имеет сетку с клапаном и изгиб 90 градусов.Линия нагнетания имеет задвижку и изгиб 90 градусов. Схема водопроводной сети: Расчет водоснабжения поселка 1.Определение расчетных расходов В качестве расходного принимают расход в течение часа или суток с максимальным водопотреблением, что позволяет обеспечить водой всех потребителей в ...

Расчет водоснабжения и выбор насоса для предприятий сельского хозяйства

Скачать

17429

4

1

... воды Qч.max =15,33 м3/ч. 4. Величина свободного напора в конечной точке водоразбора Нсвн=8м. 5. Длина трассы всех участков водопроводной сети ℓ j, м. Условия для выбора насоса (водоподъемника) Суточная производительность насоса должна быть равна или больше максимального суточного расхода Qсут. насоса ≥Qсут.max. Часовая производительность насоса должна быть выбрана а ...

Управление водоснабжением и водоотведением в городском коммунальном хозяйстве

Скачать

109856

5

1

... систем электро-, тепло- и газоснабжения[17]. В настоящее время нормативно-правовые акты, регламентирующие деятельность предприятий жилищно-коммунального хозяйства, в том числе по водоснабжению и водоотведению находятся на различных уровнях управления: федеральном, региональном и местном. Правовое регулирование водоснабжения и водоотведения в России осуществляется рядом нормативных актов, в том ...

Проект комплексной механизации водоснабжения свиноводческого комплекса

Скачать

41538

6

11

... показатели Основой всех расчетов определения экономической эффективности являются технические карты, представляющие собой основной документ для определения потребности хозяйства в машинах, обеспечивающие комплексную механизацию всех производственных процессов. По технической карте определяют технико-экономические обоснования выбранной системы машин. В карте должны быть приведены технические ...