книги / Оборотное водоснабжение химических предприятий

ется дополнительная высота для приема воды при выключении фильтров на промывку. Эта высота вычисляется по формуле

W

Ндоп М, (83)

1 F

где .U7 — объем воды, накапливающейся за время промывки од­ ного фильтра, м3\2F — суммарная площадь сооружений, накап­ ливающих воду, м2.

Высоту пирамидальной части осветлителя можно определить по формуле

где а — ширина коридора понизу, по конструктивным соображе­ ниям обычно принимается 0,4 м\ си — центральный угол, обра­ зуемый наклоном стенок коридора, равный 60—90°.

Площадь осадкоприемных окон определяется по расходу воды,

Дырчатые лотки для сбора и отвода воды из зоны отделения осадка в вертикальном осадкоуплотнителе размещаются так, чтобы их верхняя образующая была ниже уровня воды в освет­ лителе не менее 0,3 м и выше верха осадкоприемных окон не ме­ нее 1,5 м.

Расход воды через каждую сборную трубу определится из фор­ мулы

где Qoc — потеря воды при продувке.

Водосборные желоба с затопленными отверстиями для сбора воды размещаются в верхней части ооветлителя, вдоль боковых стенок коридоров. Расход воды на каждый желоб определяется

где h — разность уровней воды в осветлителе и желобе, равная 0,05 м\ ц — коэффициент расхода, равный 0,65.

ill

Фильтры для осветления воды в зависимости от филь­ трующего материала делятся на зернистые, сетчатые, тканевые

Скорые фильтры могут быть открытыми — безнапорными и на­ порными — закрытыми.

На предприятиях химической промышленности для осветления воды наиболее распространены скорые напорные и безнапорные фильтры с зернистой загрузкой. В последнее время применяются также сетчатые и намывные фильтры.

Осветление воды на фильтрах с зернистой загрузкой осущест­ вляется в значительной мере вследствие прилипания (адгезии) частиц взвесей к зернам фильтрующего слоя под действием мо­ лекулярных сил, и потому интенсивность прилипания тем боль­ ше, чем меньше агрегативная устойчивость взвесей в осветляе­ мой воде. Снизить агрегативную устойчивость взвесей можно предварительным введением в воду небольших доз коагулянтов

ифлокулянтов.

Внекоторых зарубежных патентах предлагаются реагентная обработка воды с предварительным коагулированием, фильтро­ вание воды через взвешенный фильтрующий слой либо фильтро­ вание через слой песка или дробленого угля с введением в воду перед фильтром небольших доз катионных полимеров, накапли­ вающихся вследствие сорбции в толще фильтра и коагулирую­ щих частицы взвеси в процессе фильтрования.

На фильтровальной станции производительностью 200 тыс. мъ/сутв Новосибирске на фильтрах с крупнозернистой загрузкой

толщиной 1,6— 1,7 м, с крупностью зерен загрузки 0,9— 1,8 мм была проведена проверка эффективности «зарядки» фильтрую­ щей загрузки полиакриламидом. Полиакриламид подавался в воду на выходе из отстойников дозами 0,5 мг/л в течение 20— 30 мин. Параллельно с этим для стабилизации прозрачности отстоенной воды на уровне 14— 15 см осуществлялась постоянная подача ПАА перед отстойниками в дозах 0,07— 0,1 мг/л. Филь­ трующая загрузка, обработанная полиакриламидом, приобрета­ ла повышенные адгезионные свойства, которые сохранялись на протяжении 24—30 ч. После двух-трех промывок необходима повторная зарядка фильтра полиакриламидом. Прирост потерь напора на фильтрах за период зарядки составлял 15— 20 см, грязеемкость загрузки достигала 5,7—6,5 кг/м2, продолжитель­

В качестве фильтрующего материала в фильтрах с зернистой загрузкой обычно используется кварцевый песок, шамотная крошка, дробленый малозольный или обеззоленный антрацит» мраморная крошка, гранулированный доменный шлак.

На рис. 37 приведены номограммы для расчета основных по­ казателей фильтрующих материалов в зависимости от условий

фильтрации. Исходные данные: средний диаметр зерен 0,7 мм, высота слоя загрузки— 1200 мм, температура воды 30°С. По но­ мограмме находим, что скорость фильтрования составляет 10 м/ч, прирост потери напора при содержании взвеси 15 мг/кг равен 233 мм вод. ст./ч, число промывок в сутки 0,6 для напор­ ных и 2,3 — для открытых фильтров, интенсивность промывки 14 л/сек-м2 при 30-процентном расширении и 20,8 л/сек, м2 при 50-процентном расширении.

По мере фильтрования воды происходит загрязнение филь­ трующего слоя взвешенными веществами. Для восстановления

ИЗ

ниях от коллектора располагаются в шахматном порядке и на­ правлены книзу под углом 45° При промывке фильтра струи промывной воды, вытекающие из дырчатых труб, отражаются от дна и образуют равномерно восходящий поток в толще под­ держивающего материала и песка. В трубчатом дренаже вмес­ то ответвлений может быть применена деревянная решетка из брусьев.

При колпачковом дренаже промывная вода подводится в междудювное пространство без укладки дырчатых труб и рас­ пределяется по площади фильтрующего слоя при помощи рав­

соединены с междудонным пространством трубками, закреплен­ ными в плите зкладышами на резьбе. На 1 м2 площади фильтра устанавливают обычно около 40 дренажных колпачков.

Над дренажем укладывают поддерживающий слой из булыж­ ника, щебня и гравия различной крупности общей высотой 0,35— 0,5 м, а над ним — фильтрующий рабочий слой песка (или ан­ трацита) высотой 0,7—2,0 м. Выбор материала и характеристи­ ку слоев фильтра следует производить по табл. 50.

Эквивалентный диаметр зерен фильтра определяется по фор­ муле

где Pt — процентное содержание фракций со средним диамет­ ром зерен.

При применении других фильтрующих материалов рекомен­ дуемые параметры уточняются опытным путем.

Для определения коэффициента неоднородности загрузки К по графику зависимости количества прошедшего через сита мате­ риала (в процентах к навеске, взятой для анализа) от калибра отверстий сита (рис. 40) находят такие значения калибров сит, через которые проходят 80 и 10% навески. Эти величины обозна­ чаются соответственно dso и dw, и их отношение k характеризует неоднородность фильтрующей загрузки, т. е.

k = - ^ d-ю

Потери фильтрующего материала вследствие истирания не должны превышать 2,5% в год. Эти требования к механической прочности фильтрующего материала лучше всего соблюдаются при использовании в качестве зернистой загрузки фильтров кварцевого песка или дробленого антрацита марок АП, АК и АС с зольностью не выше 5% и содержанием серы не более 3%.

Отведение промывной воды из фильтра осуществляется систе­ мой подвесных желобов или дырчатых труб. Управление работой

Для расчета желобов, отводящих промывную воду в водосток, обычно принимаемых полукруглого или пятиугольного сечения, следует пользоваться формулой

(96)

где Ь = 1,57+а— величина, одинаковая для желобов с треуголь­ ным и с полукруглым основанием; а — отношение высоты пря­ моугольной части желоба к половине его ширины (принимает­ ся в пределах от 1 до 1,5); К — коэффициент, принимаемый для желобов с треугольным основанием, равным 2, 1, а с полукруг­ лым основанием — 2.

Кромки всех желобов для обеспечения равномерного отвода воды устанавливаются строго на одном уровне. Лотки желобов должны иметь уклон 0,01 к сборному каналу.

В фильтрах со сборным каналом расстояние от желоба до дна канала должно быть не менее величины

(97)

где <7каН — расход воды по каналу, м3/сек\ А — ширина канала, принимается не менее 0,7 м\ g=9,81 м/сек2.

Высота кромки желоба над поверхностью песчаной загрузки Лж определяется по формуле

где Н — высота фильтрующего слоя, м; е — относительное рас­ ширение фильтрующей загрузки, проц.

При водо-воздушной промывке высота кромки желобов при­ нимается равной 30—40 см над поверхностью фильтрующей за­ грузки, при этом нижняя грань желобов не должна касаться поверхности загрузки.

Интенсивность промывки скорых фильтров должна обеспечи­ вать расширение фильтрующего слоя, необходимое для отмывки и выноса промывной водой задержанных фильтром загрязнений, но в то же время не превышать пределов, когда с промывной во­ дой начнут уноситься наиболее мелкие фракции зернистой загруз­ ки. Полнота промывки фильтра зависит также и от длительно­ сти промывки. Интенсивность водной промывки скорых филь­ тров зависит от требуемого относительного расширения загруз­ ки в соответствии с данными, приведенными в табл. 30.

Запорожским производственным управлением водопроводноканализационного хозяйства с целью повышения эффективно­ сти промывки зернистой загрузки предложено днище фильтров устраивать с продольными углублениями, в каждом из которых расположена одна из труб распределительной дренажной си­ стемы с отверстиями, обращенными в сторону днища; каждая такая труба присоединена к воздушному коллектору (рис. 41).

бах в таких случаях следует принимать от 15 до 20 м/сек, а ско­ рость выхода из отверстий распределительной системы — от 30 до 40 м/сек.

Проведенные на московском хлопчатобумажном комбинате Трехгорная мануфактура исследования работы скорых грубозер­ нистых фильтров при очистке воды в одну ступень подтвердили •необходимость барботирования воздуха в течение 2— 3 мин.

а

Рис. 42. Фильтры механические вертикальные однокамерные:

а — ХВ-044-Л, ХВ-044-2; б — 0-2,6; 0-3; 0,-3,4; / — подвод обрабатываемой воды; 2 — выход обработанной воды; 3 — подвод промывочной воды; 4 — спуск промывочной воды; 5 — спуск первого фильтрата; 6 — штуцер для гидровыгрузки фильтрующего материала; 7 — подвод сжатого воздуха.

для улучшения отмывки фильтрующего материала. Для этого между гравийными поддерживающими слоями и фильтрующей загрузкой фильтров предусматривалась распределительная си­ стема воздуха.