10111

110

6.8. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ НАПОРА В КОНТАКТНЫХ ОСВЕТИТЕЛЯХ ПРИ ПРОМЫВКЕ

При промывке контактных осветлителей, потери напора затрачиваются на преодоление сопротивлений движению воды в распределительной системе, поддерживающих слоях (если имеются), в зернистой фильтрующей загрузке.

Потери напора в каждом элементе осветлителя подсчитываются отдельно. 1. Определяются потери напора в центральном коллекторе (канале) и рас-

пределительных системах из перфорированных труб (в м) по формуле [1].

v2 v2

hрсис =ς 2цкg + 2pmq

где ζ- коэффициент сопротивления, определяемый для распределительных труб с круглой перфорацией (в м) по выражению

ς= 2К,22 +1

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

111

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

(vpm=1,6...2,0), м/с.

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

2. Определяются потери напора в гравийных поддерживающих слоях для контактных осветлителей КО-3 по формуле В. Т. Турчиновича [6]

hгр = 0,022×Hn ×W

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

hф = Hф ×(1− ρ0 )×γ0

где р0- коэффициент пористости загрузки до расширения, принимаемый для кварцевого песка ро= 0,4; [6];

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

γ0 =γф −γв

ᵧФ - удельный вес фильтрующей загрузки, принимаемый для кварцевого песка ᵧф=2,65 в т/м3 [6];

ᵧв - удельный вес воды, равный 1,0 т/м3.

31 . В фильтрующем слое из кварцевого песка потери напора можно определить и по эмпирической формуле А. И. Егорова

hф = (a +b×W )×Hф ,

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 контактном осветлителе при промывке фильтрующей загрузки по выражению, м.

∑h = hрсис +hгр +hф

112

7. РАСЧЕТ КОНТАКТНЫХ ПРЕФИЛЬТРОВ

Устройство контактных префильтров аналогично контактным осветлителям с поддерживающими слоями и водовоздушной промывкой. Площадь контактных префильтров надлежит определять с учетом пропуска расхода воды на промывку скорых безнапорных фильтров.

Поэтому расчет контактных префильтров производится после расчета скорых фильтров в следующей последовательности.

1. Подсчитывается суммарная площадь скорых фильтров [1, 7] и определяется расход воды на промывку скорых фильтров по выражению

• для фильтров, промываемых только водой:

Qпр = 0,06×W ×t ×F ×nпр ;

• для фильтров с водовоздушной промывкой:

Qпр = 0,06×∑ W ×t ×F ×nпр

W, t - соответственно интенсивность в л/(с х м2) и продолжительность промывки фильтра (при промывке водой принимается по табл. 23 [1]; для фильтров с водовоздушной промывкой принимаются по табл. 1 [7] для 2-го и 3-го этапов промывки), мин;

F- суммарная площадь скорых фильтров, определяемая по [1, 7] м2; nпр- число промывок фильтров в сутки, принимаемое по [7].

2. Принимается режим водовоздушной промывки контактных префильтров по табл. 2, а затем рассчитывается их суммарная площадь по выражению

113

Значения буквенных обозначений смотри формулу 1.

Скорость фильтрования при нормальном режиме VH=(5,5... 6,5) м/ч, при форсированном 6,5...7,5 м/ч.

При этом выполняются все расчеты, приведенные в п. 1.2 методических указаний.

3. Производится компоновка контактных префильтров. Один из возможных вариантов компоновки показан на рис. 9.

Рис. 9. Компоновка контактных префильтров

1- блок входных устройств; 2- контактные префильтры; 3- струенаправляющий выступ; 4- пескоулавливающие желоба; 5- боковой канал; 6- емкость для смешения фильтратов контактных префильтров; 7- скорые фильтры; 8-сборные желоба; 9- галерея для размещения общих технологических трубопроводов.

4. Подбирается состав загрузки по табл. 8 и определяется высота контактных префильтров.

Состав загрузки контактных префильтров

Таблица 8.

Примечание:Для контактных префильтров верхняя граница гравия крупностью 40...20 мм должна быть на уровне верха труб распределительной системы.

5.Производится расчет дренажной системы в соответствии с п. 1.6.2.

6.Рассчитываются пескоулавливающие желоба в последовательности, указанной в п. 1.7.2.

7.Определяются потери напора в контактном префильтре в соответствии с

п. 1.8.

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ НА СТАНЦИИ КОНТАКТНОГО ОСВЕТЛЕНИЯ ВОДЫ

Диаметры трубопроводов определяются по таблицам для гидравлического расчета стальных труб [5] по расчетному расходу и рекомендуемой скорости. Диаметры трубопроводов, обслуживающих каждый контактный осветлитель или контактный префильтр, определяются из условия форсированного режима работы, т. е. при выключении одного сооружения на промывку. Результаты гидравлического расчета трубопроводов сводятся табл. 9.

Расчет диаметров трубопроводов

Примечания: 1. Для опорожнения КО на нижней части коллектора распределительной системы должен быть предусмотрен трубопровод с запорным устройством диаметр которого должен обеспечить скорость нисходящего потока воды в KО1-0,2 м/с, а в КО-3 не более 2 м/с.

2. При опорожнении осветлителей КО-1 следует предусмотреть устройство, предотвращающее вынос фильтрующей загрузки.

116

В формулах:

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

Qn— полезная производительность контактных осветлителей или префильтров, м3/сут;

Nnp - количество одновременно промываемых сооружений или отделений. vн- скорость нисходящего движения воды в КО при опорожнении, м/ч

9. РАСЧЕТ СКОРЫХ БЕЗНАПОРНЫХ ФИЛЬТРОВ

9.1.ВЫБОР ТИПА СКОРОГО БЕЗНАПОРНОГО ФИЛЬТРА И РЕЖИМА ПРОМЫВКИ

Скорые безнапорные Фильтры применяются в двухступенчатых и в одноступенчатых схемах очистки природных вод с целью получения воды, отвечающей требованиям СанПиН 2.1.4. 1074-01. «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Наибольшее применение на станциях подготовки воды питьевого качества нашли применение скорые безнапорные однопоточных фильтры с однослойной и двухслойной фильтрующей загрузкой.

При выполнении курсового и дипломного проектов, допускается принимать тип фильтра [1].

Фильтры с однослойной и двухслойной фильтрующей загрузкой из кварцевого песка, дробленного керамзита и антрацита промываются очищенной водой, прошедшей фильтры. Для однослойных фильтров с загрузкой из кварцевого песка можно применять водовоздушную промывку. При применении загрузок из дробленного керамзита и антрацита водовоздушная промывка не допускается. Параметры промывки загрузок водой принимаются [1]. Режим водовоздушной промывки принимается по табл. 1.

117

9.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ФИЛЬТРОВ Площадь фильтров рассчитывается для нормального режима работы и

проверяется при форсированном режиме работы (при выключении отдельных фильтров на промывку и ремонт).

Общая площадь фильтров (м2) на станции определяется по формуле [1]:

Q

F = Т ×vн −nпр ×(gпр +τпр ×vн )

где Q- полезная производительность станции в м3/сут;

Т- продолжительность работы станции в течение суток (принимается обычно 24 ч);

vH - расчётная скорость фильтрования при нормальном режиме в м/ч, принимаемая по табл. 15 [1];

ппр - число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режимеэксплуатации, определяемое по выражению:

nпр = tф +Тτпр

tф- расчетная продолжительность фильтрующего цикла при нормальном режиме работы фильтра, принимаемая по табл. 16 [1] равной 8... 12 ч, а при форсированном режиме — 6 ч;

Тпр- время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое по [1] для фильтров, промываемых только водой — 0,33 ч, а промываемых водой и воздухом —0,5 ч;

119

димо), системы для сбора и отвода промывной воды, технологических трубопроводов и арматуры.

В процессе конструирования требуется начертить план и разрез (рис. 1) принятого в проекте фильтра, на которых должно быть видно взаимное расположение всех элементов.

Корпус фильтра представляет собой железобетонный резервуар прямоугольной формы в плане (реже круглой). При определении размеров фильтров в плане (BxL) по найденной площади f (см. п. 2), рекомендуется ориентироваться на основные типоразмеры, которые разработаны ведущими про-

ектными организациями России: (BxL) 3,5x5,0; 5,0x5,5; 6,0x6,0; 6,0x7,5; 6,0x9,0; 6,0x12,0 м. Размеры фильтров приведены по осям стен.

В фильтрах площадью до 40 м2 предусматривается боковой прямоугольный в плане канал (карман), размещаемый с наружной стороны вдоль длинной (L) стенки (рис. 1,2). Он предназначен для подачи воды на фильтрование и отвода грязной промывной воды. Фильтры площадью более 40 м имеют центральный (прямоугольный в плане) канал (рис. 2), размещаемый перпендикулярно длинной стороне фильтра (L). Центральный канал делит каждый фильтр на две равные части. Центральный канал по высоте делится горизонтальной перегородкой на две части. Верхняя часть используется для подачи воды на фильтрование и отвода грязной промывной воды. Нижняя часть — для отвода фильтрованной воды и подачи воды на промывку фильтрующей загрузки. Площади каналов не входят в площадь фильтров.