5.3 Расчет скорых фильтров

Вода после выхода из осветлителя должна содержать не более 8..12 мг/л взвешенных веществ. Для дальнейшей очистки вода поступает на различные фильтровальные установки.

После фильтрования мутность воды, предназначенной для питьевых целей, не должна превышать 1,5 мг/л. Помимо взвешенных веществ фильтры должны задерживать большую часть микроорганизмов, понижать цветность воды до допускаемой нормы в 20^о.

В практике водоподготовки, как правило, применяются скорые безнапорные фильтры с одно- или двухслойной фильтрующей загрузкой.

Загрузка фильтров принимается по данным [1, табл. 21], поддерживающие слои - [1, табл. 22]. Для данной работы подбираем в качестве материала загрузки кварцевый песок с эквивалентным диаметром зерен 0,8-1 мм, примем высоту его загрузки 1,4 м.

В качестве поддерживающих слоев используется гравий с крупностью зерен 2-5 мм. Верхняя граница слоя должна быть на уровне верха трубы, но не менее чем на 100 мм выше отверстий.

Суммарная площадь скорых фильтров определяется по формуле

,

где τ₁ – продолжительность промывки, равная 0,1 часа;

ω – определяется по [1, табл. 23] равна 15 л/с∙м²;

Q_сут – расчётная производительность станции, м³/сут;

T_ст – продолжительность работы станции в течение суток, 24 ч;

V_н – расчётная скорость фильтрования при нормальном режиме м/ч, принимается по [1, табл.21] равная 7 м/ч;

n_пр – число промывок каждого фильтра за сутки при нормальном режиме эксплуатации, равное 2;

q_пр – удельный расход воды на одну промывку, одного фильтра, м³/ч;

τ_пр – время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое для фильтров, промываемых водой и воздухом – 0,5 ч [1];

3,6 ∙ 15 ∙ 0,1 = 5,4 м³/ч

= 63,3 м³

Количество фильтров на станциях производительностью более 1600 м³/сут должно быть менее четырех, для станций производительностью более 8…10 тыс. м³/сут количество фильтров определяется по формуле:

Принимается количество скорых фильтров равное 4.

При этом должно обеспечиваться соотношение:

где N₁ – количество фильтров, находящихся в ремонте, определяется по [1] равное 1;

V_ф – скорость фильтрования при форсированном режиме должно быть не более указанной в [1, табл. 21], V_ф должно находиться в интервале от 7 до 9,5 м/ч.

Площадь одного фильтра рассчитывается по формуле:

Расчёт распределительной системы фильтра

Распределительная система служит для равномерного распределения промывной воды по площади фильтра и для сбора профильтрованной воды.

Количество промывной воды, необходимое для одного фильтра:

/c

Диаметр коллектора D_кол распределительной системы определяется по рекомендуемым скорости входа промывной воды V_кол = 0,8…1,2 м/с [1].

По [2] подобрана пластмассовая труба D_кол = 560 мм (при этом V_кол = 1,3 м/с).

Площадь фильтра, приходящаяся на каждое ответвление распределительной системы при расстоянии между осями ответвления m (рекомендуется принимать m = 0,25…0,35 м [1], принимается m=0,3 м) и наружном диаметре коллектора D_кол, составит:

где L_ф – длина фильтра.

L_ф – принимается равная 4 м, следовательно, ширина фильтра В_ф =3,9 м.

Расход промывной воды, поступающей через одно ответвление, определяется по формуле:

Диаметр труб ответвлений d_отв, принимается по [2] таким, чтобы скорость движения воды в них не превышала рекомендуемую скорость 1,6…2 м/с [1]. По [2] d_отв=90 мм (при этом V_отв=1,8 м/с).

Общее количество ответвлений на каждом фильтре при расстоянии между осями ответвлений l_о=250..300мм составит h_о= 12

Так как присутствуют поддерживающие слои на ответвлениях трубчатого дренажа, предусматриваем отверстия диаметром 10 мм. Общую площадь отверстий принимаем равной 0,3% от рабочей площади фильтра [1], то есть 0,047м².

При длине каждого ответвления l_отв=L_ф-D_кол шаг оси отверстий на ответвлении должен оставлять 150..200 мм.

l_отв=4-0,560=3,44 м

Отверстия располагаются в два ряда в шахматном порядке под углом 45° к низу от вертикали. Расстояние между осями отверстий принимаем 150 мм. Получаем 44 отверстия.

Для удаления воздуха из трубопровода, подающего воду на промывку фильтра, в повышенных местах следует предусматривать установку стояков: воздушников диаметром 75…150 мм с установкой на них запорной арматуры или автоматических устройств для выпуска воздуха.