3.1. Надшвидкісна фільтрувальна станція (фс1.1)

Станція (рис. 3.2) являє собою батарею із 10 серійних напірних вертикальних однокамерних фільтрів, об’єднаних загальним підвідним колектором вихідної води та загальним колектором фільтрованої води.

Основними особливостями надшвидкісних фільтрувальних станцій являється те, що:

• станції працюють з високими швидкостями фільтрування, середніми по блоку від 20 до 30 м/год;

• фільтри у блоці промиваються по черзі власним фільтратом під залишковим напором за заданою в системі автоматики програмі;

• в результаті почергової промивки фільтрів у блоці зберігається постійна кількість затриманих домішок, відповідно постійний опір фільтруючого завантаження і постійні втрати напору при постійний продуктивності;

• завдяки зниженню швидкостей замулювання завантаження забезпечується високий ефект прояснення води при високих швидкостях фільтрування.

Рис. 3.2. Надшвидкісна фільтрувальна станція батарейного типу

в – вихідна вода; ф – фільтрат; к – каналізація; 1÷10 – серійні напірні вертикальні однокамерні фільтри; 9 – засувка для подачі в фільтр вихідної води; 10 – засувка для відведення з фільтру фільтрованої води і подачі у фільтр води на промивку; 11 – засувка для відведення з фільтру промивної води; 12 – подача вихідної води до блоку фільтрів; 13 – відведення фільтрованої води в мережу водоспоживача;

14 – відведення промивної води від блоку фільтрів.

Корисну продуктивність фільтрувальної станції приймаємо рівною максимальному годинному водоспоживанню Q_{год.макс} =1445 м³/год.

Загальну площу фільтрування визначаємо з виразу :

F_заг = Q_{год.макс}/V_н, м²

де V_н – швидкість фільтрування у нормальному режимі, приймається в діапазоні від 20 до 25 м/год;

F_заг = Q_{год.макс}/V_н = 1445/20 = 72,25 м².

Кількість фільтрів в блоці приймаємо рівною десяти (N=10), тоді площа одного фільтра становитиме:

f =F_заг/N = 72,25/10 = 7,23 м².

До встановлення приймаємо за табл. 6.1 [2] серійні напірні вертикальні однокамерні прояснювальні фільтри діаметром 3,4 м з площею f=9,0 м².

Витрату води на промивку такого фільтра розраховуємо за формулою:

Q_пром =i·f·3,6, м³/год

де i – інтенсивність промивки, яка може бути прийнята рівною 15 л/с·м²;

Q_пром=15·9,0·3,6 = 486 м³/год.

Перевіряємо швидкість фільтрування в період промивки одного з фільтрів:

V_ф = Q_{год.макс} + Q_пр/f(N-l)≤30, м/год

V_ф= (1445 + 486) / 9,0 (10-1) = 23,84 м/год < 30 м/год.

Перевірка показує, що дотримується умова V_ф ≤ 30 м/год, тому зберігається прийнята кількість фільтрів та їх типорозмір.

Тоді фактична площа фільтрування складає:

F_заг(ф)=N· f=10·9,0=90 м².

Визначаємо об'єм води на промивку одного фільтра протягом t_пр=6 хв, або 0,1 год:

W_пром = Q_пр·t_пр = 486·0,1= 48,6 м³.

Саме цей об'єм води повинен бути прийнятий в резервуарі P1.1 і накопичений в резервуарі Р1.2, звідки він забирається на промивку фільтрів насосами насосної станції НС1.2.

Добову витрату води, необхідну для промивки фільтрів ФС1.1, визначаємо за формулою:

W_{пром.доб} =W_пр·N·n_пр , м³/доб

де n_пр – число промивок кожного фільтру на добу, яке можна прийняти рівним 2.

W_{пром.доб} = 48,6·10·2 = 972 м³/доб.

Ця витрата води на потреби промивки фільтрів враховується при балансових розрахунках системи водоспоживання.

Середня концентрація механічних домішок у промивній воді фільтрів ФС1.1 може бути визначена наступним розрахунком:

К_пром = Q_доб·(К_вх – К_вим)/W_{пром.доб}, г/м³

де К_вх = 45 г/м³ – каламутність води на вході у фільтри ФС1.1; К_вим = 10 г/м³;

Q_доб= 33800 м³/доб; W_пр.доб= 972 м³/доб.

К_пром = 33800·(45–10)/972 = 1217 г/м³.