8206

21

6.По таблицам гидравлического расчета [5]. определяются диаметры

распределительных патрубков, (dn), которые устанавливают на входе в распределительные каналы, по расчетному расходу, gрк и скорости, прини-

маемой 1,8...2,0 м/с [2].

7.За патрубком на расстоянии(2 x dn) устанавливают отражатель в виде диска, а на выходе из патрубка — диафрагму, диаметр которой (в мм) определяется по формуле

где l— коэффициент сжатия струи, можно принимать 0,6...0,7;

hd— потери напора в диафрагме (в м), принимаемые равными 2.. .3 м [2].

8. При водовоздушной промывке трубчатую систему для распределения воздуха следует рассчитывать согласно п. 9.

11. КОЛПАЧКОВЫЙ ДРЕНАЖ

Колпачковый дренаж может выполняться в двух вариантах: а) Колпачки располагаются на трубчатой распределительной системе;

б) Колпачки закрепляются в промежуточном перекрытии, располагаемом на 0,8 м от дна фильтра. Устройство колпачкового дренажа показано на рис. 7. Расчет ведется в следующей последовательности.

1.Проводятся все расчеты, используя формулы (10... 12).в последовательности, указанной в п. 7.

2.Определяется общая площадь щелей всех колпачков, ∑fщ ,по формуле (22), в которой Р = 0,8... 1,0 % [ 1 ] от площади фильтра в м2.

3.Принимается тип колпачков по табл. 3 и определяется их суммарное количество для одного фильтра по формуле

где f0щ - площадь щелей в одном колпачке (в мм2).

4. Для фильтров, показанных на рис. 3 и 7,а определяется:

•количество распределительных труб, т, по выражению (16) при расстояниях между осями труб, l0, равными 0,25.. .0,35 м;

•длина распределительных труб, lрm(м):

-для фильтра с центральным коллектором по выражению (17);

-для фильтра с центральным каналом по выражению (18);

•расчетный расход по одной распределительной трубе по выражению

(19)в л/с;

•диаметр распределительных боковых ответвлений по расходу, qpm, и

22

скорости движения воды в распределительных трубах 1,6...2,0 м/с, используя таблицы гидравлического расчета [5];

• количество щелевых колпачков, шт, приходящееся на 1 распределительную трубу по выражению

Рис. 7. Схемы колпачковых дренажей большого сопротивления

а) - фильтр с боковым каналом; б) - фильтр с центральным каналом 1- центральный коллектор для подвода воды; 2- распределительные трубы; 3- боковой

канал; 4- щелевые колпачки для промывки загрузки водой, закрепленные на распределительных трубах; 5- щелевые колпачки с хвостовиком для водовоздушной промывки, закрепленные в промежуточном днище; 6- междудонное пространство; 7- промежуточное (глухое) днище; 8- коллектор с патрубками для распределения воздуха в междудонном пространстве, 9- патрубки для распределения воды в междудонном пространстве; 10фильтрующая загрузка.

• расстояние между щелевыми колпачками на распределительной трубе

в м

5. Для фильтров, показанных на рис. 7,б определяется:

• количество колпачков, приходящееся на 1 м2 площади фильтра.

23

• расстояния (мм) между колпачками, которые располагают в шахматном порядке

12. СИСТЕМА ДЛЯ СБОРА И ОТВОДА ВОДЫ ПРИ ПРОМЫВКЕ ФИЛЬТРОВ

Сбор и отвод загрязненной воды при промывке фильтров осуществляется устройствами, конструкция которых зависит от способа промывки. При промывке фильтрующей загрузки только водой принимаются желоба, а при водовоздушной промывке - специальные пескоулавливающие желоба.

13. РАСЧЕТ ЖЕЛОБОВ Сбор и отвод загрязненной промывной воды осуществляется желобами

полукруглого или пятиугольного сечений (рис. 8). Расчет желобов ведется следующим образом:

Рис. 8. Желоба для сбора и отвода промывной воды а) - желоб пятиугольного сечения; б) - желоб полукруглого сечения

1. Определяется количество желобов в фильтре так, чтобы расстояние между осями желобов не превышало 2,2 м [1]:

Количество желобов в фильтре округляется до целого и определяется действительное расстояние между их осями.

24

3. Определяется ширина желобов (рис. 8) по формуле [I], в м

где а — отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, принимаемое от 1 до 1,5 [I];

К— коэффициент, принимаемый для полукруглых желобов равным 2, для пятиугольных желобов - 2,1.

4. Подсчитывается конструктивная высота желоба по выражению в м.

где δ - толщина стенки желоба, м.

5. Определяется расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до

где е - относительное расширение фильтрующей загрузки (в %), принимаемое по табл. 23 [1] в зависимости от типа фильтра.

Верхние кромки желобов должны быть горизонтальны, а лотки иметь уклон 0,01 к боковому или центральному каналу.

6. Определяется расстояние от дна желоба до дна бокового канала (кармана) или до дна верхней части центрального канала (рис. 8) по формуле в м.

14. РАСЧЕТ ПЕСКОУЛАВЛИВАЮЩИЙ ЖЕЛОБОВ

Пескоулавливающий желоб выполняется двумя наклонными стенками: отбойной и водосливной, расположенными под углом 90° друг к другу. Он располагается на стенке, которая является общей для фильтра и канала. Схема пескоулавливающего желоба показана на рис. 9.

Расчёт его ведется в следующем порядке.

1. Определяется удельный расход промывной воды на 1 м водослива в л/(с х м) по выражению:

где Wвв— интенсивность подачи воды при совместной водовоздушной промывке, л/(с х м2), принимается по табл. 1;

L1 — расстояние от противоположной стенки фильтра до пескоулавливающего желоба, м.

25

2.Принимаются основные размеры конструктивных элементов пескоулавливающего желоба по величине удельного расхода, gуд. по табл. 4.

3.Для образования горизонтального потока воды, на противоположной от пескоулавливающего желоба стенке фильтра, выполняется струенаправляющий выступ под углом 45°.

Рис. 9. Система низкого отвода промывной воды с пескоулавливающим желобом

1- струенаправляющий выступ; 2- отбойная стенка желоба; 3- продольная щель для отвода песка; 4- водосливная стенка желоба; 5- фильтрующая загрузка; 6- сброс воды в сборный канал; 7- общая стенка для фильтра и сборного (бокового или центрального) канала.

Конструктивные размеры пескоулавливающего желоба

15. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ НАПОРА В ФИЛЬТРАХ ПРИ ПРОМЫВКЕ При промывке фильтров, потери напора затрачиваются на преодоление

сопротивлений движению воды в распределительной системе, поддерживающих слоях (если имеются), в зернистой фильтрующей загрузке.

Потери напора в каждом элементе фильтра подсчитываются отдельно.

1. Определяются потери напора в центральном коллекторе (канале) и распределительных системах из перфорированных труб (в м) по формуле [1].

26

где ʃ - коэффициент сопротивления, определяемый для распределительных труб:

к - отношение суммы площадей всех отверстий распределительной системы к площади сечения центрального коллектора;

vцк, vрм - соответственно скорости движения воды в начале центрального коллектора ( vцк= 0,8...1,2) или канала и на входе в распределительные трубы

(vpm= 1,6.. .2,0), м/с.

1(1). Если распределительная система выполняется из щелевых колпачков, то потери напора в них определяются по формуле

где vщ - скорость движения воды или водовоздушной смеси в щелях колпачков, принимаемая не менее 1,5 м/с;

µ - коэффициент расхода щели, принимаемый равным 0,5.

Потеря напора в дренажной системе при промывке фильтра водой не должна превышать 7 м вод. ст.

1(2). В фильтрах с распределительной системой из пористых плит потери напора будут равны сумме потерь напора в диафрагмах (2...3 м), расположенных в патрубках и пористых плитах (1.. .2 м).

2. Определяются потери напора в гравийных поддерживающих слоях по формуле В. Т. Турчиновича [6]

3. Подсчитываются потери напора в фильтрующем слое по формуле [6]

где р0- коэффициент пористости загрузки до расширения, принимаемый для песка р0= 0,4; для антрацита ро=(0,5...0,55); для керамзита

ро=(0,7...0,75) [6];

ᵧ0 - удельный вес взвешенной в воде загрузки в т/м3, определяемый по

песка ᵧф = 2,65; для антрацита ᵧф =1,7; для керамзита ᵧф = 1,73 [6]; ᵧв - удельный вес воды, равный 1,0 т/м3.

27

3(1). В фильтрующем слое из кварцевого песка потери напора можно определить и по эмпирической формуле А. И. Егорова

где а и b— параметры кварцевого песка, которые принимаются в зависимости от размеров зерен: при крупности зерен 0,5... 1,0 мм а = 0,76; b= 0,017; при крупности зерен 1,0...2,0 мм а = 0,85; b = 0,004.

4. Определяются суммарные потери напора в фильтре при промывке по выражению в м.

16. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ НА ФИЛЬТРОВАЛЬНОЙ СТАНЦИИ

Диаметры трубопроводов определяются по таблицам для гидравлического расчета стальных труб [5] по расчетному расходу и рекомендуемой скорости. Диаметры трубопроводов, обслуживающих каждый фильтр, определяются из условия форсированного режима работы, т. е. при выключении одного фильтра на промывку. Трубы принимаются стальные. Результаты гидравлического расчета трубопроводов сводятся табл.5.

В формулах (табл. 5):

а - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды, принимаемый 1,03—1,04;

Qn - полезная производительность фильтров, м3/сут;

Nпр - количество одновременно промываемых фильтров или отделений.

28

Расчет диаметров трубопроводов

29

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Свод правил. Наружные сети и сооружения. СП 31.13330.2012 / Мин-

регион. – М.:, 2012.- 128 с.

2.Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды (к СНиП 2.04.02.84*) - М: 1989.

3.Николадзе Г. И. Сомов М. А. Водоснабжение.- М: Стройиздат. 1995.

4.Кульский Л. А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. Часть I, II, — Киев: Наукова думка. 1980.

5.Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. -М.: Стройиздат. 1995.

6.Клячко В. А., Апельцин И. Э. Очистка природных вод. -М.: Стройиз-

дат. 1971.