Розрахунок швидкого фільтра - Розробка системи очищення природної води і доведення її якості до санітарних норм

Фільтри приймаємо швидкі, одношарові з піщаним завантаженням. Визначаємо сумарну площу фільтрів за формулою 9.1[7]:

(8.38)

Отже:

M - тривалість роботи станції протягом доби, m = 24 год;

- розрахункова швидкість фільтрування, м/год, (приймаємо по таблиці 9.1[7] = 6 м/год);

N - число промивань кожного фільтра за добу (приймається 2);

W - інтенсивність промивання фільтра, л/(с-м2) приймаємо по таблиці 9.2[7] W = 12,5 л/(с-м2);

- тривалість промивання, год (приймається по таблиці 9.2[7] = 6 хв. = 0,1 год);

- час простою в зв'язку з промиванням, год (для одно поточних фільтрів t2 = 0,33 год).

Приймаємо типовий блок фільтра 4,5Ч6 м площею 27 .

Кількість фільтрів визначаємо за формулою:

(8.39)

Приймаємо кількість фільтрів 7 штук.

Розрахункова швидкість фільтрування при форсованому режимі визначається за формулою:

(8.40)

Де - розрахункова швидкість фільтрування, м/год (по таблиці 9.2[7] = 6 м/год);

N - кількість фільтрів;

- число фільтрів, які знаходяться у ремонті, приймаємо = 1 шт.

Розрахунки показали, що = 7 ? 7,5.

Швидкість фільтрування при форсованому режимі відповідає вимогам таблиці 9.2[7].

Визначаємо склад завантаження фільтра. Висота фільтруючого шару піску прийнята 700 мм з крупністю часток 0,5-1,25 мм. Еквівалентний діаметр зерен 0,7-0,8, а коефіцієнт неоднорідності = 2 - 2,2 (таблиця 9.1[7]).

Загальна висота підтримуючих шарів гравію 500 мм. Розрахуємо розподільну систему фільтра.

Визначимо кількість промивної води, необхідної для промивання одного фільтру:

(8.41)

Де - кількість промивної води для промивання одного фільтра, л/с;

- поверхня одного фільтра, ;= 183,2/7=26 ;

- інтенсивність промивання фільтра, л/с*; (по таблиці 9.3 = 12,5 л/с*

Діаметр колектора розподільчої системи визначаємо по швидкості входу промивної води (діаметр колектора дренажу). Згідно СНиП 2.04.02-84 швидкість руху води на початку колектора приймається 1-1,2 м/с. Для розрахунку приймемо швидкість руху води на початку колектора = 1,15 м/с, тоді площа перетину колектора визначається за формулою:

(8.42)

Де - площа перетину колектора,;

- кількість промивної води для промивання одного фільтра, л/с;

- швидкість руху води на початку колектора, м/с (= 1,15 м/с).

Тоді внутрішній діаметр колектора:

(8.43)

При товщині стінки 20 мм, зовнішній діаметр колектора = 640 мм.

Площа дна фільтра, що приходиться на кожне відгалуження розподільної системи при відстані між ними m = 0,3 м і зовнішньому діаметрі колектора 640 мм, складе:

(8.44)

Де - площа дна фільтра, що приходиться на кожне відгалуження, ;

    6 - довжина колектора (прийнята по довжині фільтра), м; 0,64 - зовнішній діаметр колектора, м; 0,3 - відстань між відгалуженнями, м (прийнятий згідно СНиП); 2 - відгалуження, влаштовані на обох сторонах колектора.

Визначимо витрату промивної води, що надходить через одне відгалуження:

(8.45)

Де - інтенсивність промивання фільтра в л/(с*), по таблиці 9.3[7] = 12,5 л/( с*).

Діаметр труб відгалужень приймаємо = 100 мм, тоді площа перетину труби відгалуження:

(8.46)

Визначаємо швидкість входу води у відгалуження:

(8.47)

Швидкість входу води у відгалуження дорівнює 1,28 м/с (що не перевищує рекомендованій - 1,8 м/с).

У нижній частині відгалужень під кутом до вертикалі передбачаються отвори діаметром d = 10ч12 мм.

Відношення площі всіх отворів у відгалуженнях розподільної системи до площі фільтра приймаємо рівним 0,25 %.

При площі одного фільтра F = 26 сумарна площа отворів складає:

(8.48)

Задаючись діаметром отворів у відгалуженні d = 12 мм, визначаємо площу одного отвору:

(8.49)

Визначаємо загальне число отворів у розподільчій системі кожного фільтру:

(8.50)

Визначаємо число відгалужень на фільтрі при відстані між осями відгалужень 0,3 м:

(8.51)

Число отворів, що приходяться на одне відгалуження:

(8.52)

При довжині відгалужень. = (4,5-0,64):2 = 1,93 м крок осі отворів:

(8.53)

Отвори розташовують у два ряди в шаховому порядку під кутом до вертикальної осі труби.

Розраховуємо пристрої для збору і відводу води при промиванні. Збір води при промиванні фільтрів здійснюється за допомогою жолоба. Приймаємо три жолоби (відстань між жолобами не більш 2,2 м).

Витрата промивної води, що приходиться на один жолоб, визначається за формулою (9.10)[7]:

(8.54)

Де - витрата води через один жолоб при промиванні, с;

С - відстань між осями жолобів, м (приймаємо с = 1,8 м);

L - довжина жолоба, м (приймаємо 1 = 6 м);

- максимальна інтенсивність промивання, л/(с-, по таблиці 9.3[7] приймаємо = 12,5 л/( с-).

Визначаємо ширину жолобів за формулою (9.11)[7]:

(8.55)

Де В - ширина жолоба, м;

К - коефіцієнт (для жолобів пятикутного перетину К = 2,1, для жолобів напівкруглого перетину К = 2);

- відношення висоти прямокутної частини жолоба до половини його ширини (приймається в межах 1-1,5);

Для розрахунку приймаємо жолоби напівкруглої форми (див. рисунок 9.2 поз. Б[7]), тоді приймаємо рівним 1,5; К = 2.

Ширина жолоба В = 46 см. При визначенні розмірів доцільно користатися графіками, приведеними на рисунку 9.2 д[7]. Для подальших розрахунків приймаємо жолоб напівкруглої форми (рисунок 9.2 б[7]).

Визначивши по формулі (9.10[7]) витрату води через один жолоб при промиванні = 0,135 /с відкладаємо по осі ординат знайдену витрату води, (поз. д), проводимо перпендикуляр до перетину з кривою для обраного зрізу жолоба на осі абсцис і знаходимо значення Х, потім визначаємо шукані розміри жолоба, зазначені на рисунку 9.2 б[7].

Визначимо Х = 24 см, тоді ширина жолоба В = 2 - Х = 2-24 = 48 см. Висота прямокутної частини жолоба 1,5 - Х = 1,5 - 24 = 36 см. Висота напівкруглої частини жолоба Х = 24 см. Корисна висота жолоба Н = 46 + 24 = 70 см.

Визначаємо відсоток води, що витрачається на промивання фільтрів за формулою (9.13)[7]:

(8.56)

Витрата води на промивання 7 фільтрів складає .

Визначимо втрати напору в дренажних системах швидких фільтрів за формулою (9.5)[7]:

(8.57)

Де - коефіцієнт гідравлічного опору;

- швидкість руху води на початку розподільчого колектора, м/с ( = 0,8-1,2 м/с);

G - прискорення вільного падіння, м/ (g = 9,81 м/);

- швидкість води на початку відгалуження, м/с (можна приймати 1,8-2 м/с)

Для розрахунку приймаємо = 1,19 м/с; = 1,8 м/с.

(8.58)

Де - коефіцієнт перфорації, = 0,24. Тоді:

Визначаємо втрати у фільтруючому шарі висотою Нф = 700 мм за формулою:

(8.59)

Де а - приймається рівним 0,76;

B - для даної крупності зерен піску, b = 0,017;

- інтенсивність промивання л/(с-), приймаємо по таблиці 9.2[7] = 12,5 л/( с-);

= 700 мм = 0,7 м.

Визначаємо втрати напору (м) в підтримуючих шарах за формулою (9.8)[7]:

Тоді (8.60)

Втрати напору в трубопроводі, що підводить промивну воду до загального колектора розподільної системи (ухил i = 4,48) при загальній довжині трубопроводу l = 100 м, становлять:

(8.61)

Втрати на місцеві опори у фасонних частинах і арматурі становлять:

(8.62)

В тому числі для коліна = 0,984, для засувки = 0,26, для входу в усмоктувальну трубу = 0,5, для трійників = 0,92. Тоді всі втрати на місцеві опори будуть становити:

(8.63)

Повна величина втрат напору при промиванні фільтра становитиме:

(8.64)

Повна величина втрат напору при промиванні фільтра складає 4,51 м, що менше 7 м, що допускаються СНиП.

Похожие статьи




Розрахунок швидкого фільтра - Розробка системи очищення природної води і доведення її якості до санітарних норм

Предыдущая | Следующая