2.8 Открытый скорый песчаный фильтр
Песчаные фильтры получили широкое распространение при фильтровании воды. Их используют для осветления мутной и цветной воды после коагулирования и отстаивания, при реагентном умягчении, обезжелезивании и в некоторых других случаях.
В фильтрах с нисходящим потоком дренаж защищен от попадания неочищенных вод.
Загрузку фильтра с нисходящим потоком принимаем однослойной. В качестве фильтрующего материала используем кварцевый песок.
Осветляемая вода по трубопроводу 1 поступает в карман 2 фильтра и далее через желоба 3 заполняет фильтр. Профильтровавшаяся через песок и поддерживающие слои вода собирается дырчатыми ответвлениями 4 в коллектор 5 и далее по трубопроводу 6 отводится в общий трубопровод фильтрованной воды[8].
Для сбора первого фильтрата и служит трубопровод 7.
Схема открытого скорого песчаного фильтра представлена на
Регенерация загрузки однослойных фильтров зависит от состава очищаемых сточных вод и материала загрузки. Промывку осуществляем фильтратом. При промывке фильтра промывная вода подается по трубопроводу 8 (при закрытых задвижках на трубопроводах 1,6 и 7) и проделывает путь, обратный тому, который она проходит при фильтровании.
Интенсивность водяной промывки 15 л/(с*м 2 ), продолжительность промывки 5,5 мин.
1 – карман; 2 – трубопровод подачи воды; 3 – желоба; 4 – дырчатые осветлители; 5 – коллектор; 6 – трубопровод отвода промывной воды; 7 – трубопровод отвода очищенной воды; 8 – трубопровод подвода промывной воды;
Рисунок 2.6 - Схема открытого скорого песчаного фильтра
Фильтр загрязняется значительно быстро. Фильтр промывают 2 раза в сутки профильтрованной водой под необходимым напором. Расход промывной воды составляет до 1,5-2% от количества очищаемой воды [1].
2.8.2 Расчет открытого скорого песчаного фильтра
Средний расход Q = 165000м 3 /сут.
Средний секундный расход на очистную станцию составит
Общий коэффициент неравномерности Кобщ. = 1,5
Проектируем однослойный песчаный фильтр с нисходящим потоком воды. Принимаем скорость фильтрования vф =8м/ч; n = 2 – количество промывок каждого фильтра в сутки; W =15 л/с*м 2 – интенсивность промывки; продолжительность первоначального взрыхления верхнего слоя загрузки t1 =0,08ч; W3 =18 л/см 2 –продолжительностью водяной промывки фильтра t 2 = 0,17ч; пусть t 3 = 0,33ч – продолжительность простоя фильтра из-за промывки (по СНиПу 2.04.02-84);
Т = 24ч – продолжительность работы станции в течение суток; W2 = 0, т.к. водовоздушная промывка отсутствует.
Суммарную площадь фильтров вычислим по формуле:
Количество фильтров определяют по эмпирической формуле:
Площадь одного фильтра:
Тогда размер его в плане 6,9 * 9,0 м.
Принимаем количество фильтров, находящихся на ремонте, Nр=1. Тогда скорость фильтрования воды при форсированном режиме:
Эта скорость не превышает скорости, допускаемой на форсированном режиме работы фильтров (СНиП 2.04.02-84).
Далее рассчитаем распределительную систему фильтра. Тогда количество промывной воды, необходимой для одного фильтра:
Диаметр коллектора распределительной системы находят по скорости входа промывной воды d кол. = 600 мм. При расходе 623 л/с, Vкол.=1,1м/сек.
Принимаем расстояние между ответвлениями распределительной системы
Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление, будет равна (при наружном диаметре коллектора d кол. = 620 мм):
Расход промывной воды, поступающий через одно ответвление, будет равен:
Диаметр труб ответвлений принимаем 200 мм. Скорость входа воды в ответвление V =2 м/с.
Для обеспечения 95%-ной равномерности промывки фильтра, подача промывной воды должна производиться под напором в начале распределительной системы.
где ho = 2 м –высота загрузки фильтра песком.
Расход промывной воды, вытекающей через отверстия в распределительной системе, определяют по формуле:
где - коэффициент расхода (μ=0,62);
fo - общая площадь отверстий.
Из этой формулы определим общую площадь отверстий:
При диаметре отверстийn dотв. = 160 мм, fо = 2,01 см 2 общее количество отверстий:
Общее количество ответвлений на каждом фильтре (7,8/0,3)*2=30. Количество отверстий, приходящееся на каждое ответвление 46/30 =1,52 шт.
При длине каждого ответвления lотв.= (5,9 - dкол)/2 = (5,9 – 0,62)/2 = 2,6 3 м и расположении отверстий в два ряда в шахматном порядке, расстояние между отверстиями lо = lотв /6 =2/6= 0,3 м.
Произведём расчёт сборных отводных желобов фильтра. Принимаем два желоба с треугольным основанием. Расход промывной воды, приходящейся на один желоб:
Примем ширину желоба 0,5 м.
Площадь поперечного сечения желоба в месте его примыкания к сборному каналу определяют по формуле Д. М. Минца:
Расстояние между желобами составит 3,0 м.
Высота прямоугольной части желоба (рабочая) равна:
Полезная высота желоба составит:
Высота треугольной части желоба без учета толщины стенки: H2 = 0,251 м.
Высота с учетом толщины стенки:
НК = Н + 0,08 (2.47)
НК = 0,625 + 0,08= 0,705 м.
Минимальное превышение кромки желоба над уровнем воды в желобе 0,04 м.
Высота кромки желоба над уровнем загрузки составляет 0,775 м.
Расстояние между низом желоба и верхом загрузки составляет 0,09 м.
Днищу желоба придается уклон 0,01 по ходу движения промывной воды.
Чертеж представлен на листе 5.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.