Водоподоподготовка производительность 58000. Афанасьичев водоподготовка. Водопроводные очистные сооружения
 Скачать 172.98 Kb.
|
РАСЧЕТ СКОРЫХ ФИЛЬТРОВК проектированию принимаем двухслойный безнапорный скорый фильтр с центральным каналом, с фильтрующей загрузкой, состоящей из кварцевого песка и дробленного антрацита, с трубчатым дренажем с поддерживающими гравийными слоями. Определяем площадь фильтров. Площадь фильтров определяется для нормального режима работы и проверяется при форсированном режиме работы. Общая площадь фильтров на станции определяется по следующей формуле: F=  ,м² (90)где Q - полезная производительность станции, м³/сут; Т - продолжительность работы станции в течении суток, ч, m=24ч; v н - скорость фильтрования, м/ч, υ=10м/ч; nпр - число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации n пр =  (91)tф -расчетная продолжительность фильтрующего цикла при нормальном режиме, ч, Т=10ч по [1]; τпр-время простоя фильтра в связи с промывкой фильтра водой, ч, t1=0,33ч по [1]; n пр =  =3 промывкиqпр-удельный расход воды на одну промывку одного фильтра, м³/м²; q=3,6*W*t, м³/м² (92) W,t-интенсивность и продолжительность промывки фильтра, W=1,6 л/с*м², t=0,1ч по [1]; q=3,6*1,6*0,1=0,576 м³/м² F=  =253 м²Определяем кол-во фильтров:   Площадь каждого фильтра составит: F1 = F / N, м2; (91) F1 = 253/ 8 = 31,6 м2. Конструктивно принимаем 8 фильтров прямоугольных размерами в осях 5,0х6,0 м с центральным каналом. Подбор состава загрузки и определение высоты фильтров. Принят двухслойный фильтр с поддерживающим гравийным слоем. 1 слой – кварцевый песок: - минимальный диаметр зерен 0,5мм; - максимальный диаметр зерен 1,2 мм; - коэффициент неоднородности  = 1,8;- эквивалентный диаметр зерен 0,7 – 0,8 мм; - величина относительного расширения загрузки 50%; - высота фильтрующего слоя 0,7-0,8 м; материал загрузки – дробленный антрацит; - минимальный диаметр зерен 0,8 мм; - максимальный диаметр зерен 1,8 мм; - коэффициент неоднородности = 1,6;- эквивалентный диаметр зерен 0,9-1,1 мм; - величина относительного расширения загрузки 50%; - высота фильтрующего слоя: 0,4-0,5 м. Для фильтрования предусмотрена распределительная дренажная система большого сопротивления. Принимаем крупность зерен поддерживающих гравийных слоев 2-40мм с высотой слоя  =0,6 м.Высота фильтра определяется по формуле:  , м (92)где  – высота поддерживающего слоя, м,   – высота фильтрующего слоя, м,   – высота слоя воды над фильтрующей загрузкой, м,   – превышение кромки бортов фильтра над поверхностью воды, м,   мПринимается высота фильтра 4,5 м Расчет трубчатого дренажа с поддерживающими гравийными слоями. Расчетный расход воды на промывку одного фильтра определяется:  , л/с (93)где  – площадь одного фильтра, м2; – интенсивность промывки фильтра, л/с* м2 ,  . л/сРе воды подается в центральный коллектор диаметром 1000 мм со скоростью 0,91 м/с. При принятой продолжительности промывки  =7мин, количество воды на одну промывку составит:Wпр = 60*qnр*t1 /1000 м3; (94) Wпр = 60*480*8 /1000 = 230,4 м3. Принимаем в дренажной системе расстояние между осями труб ответвлениями 260 мм (согласно СП 250-300мм). Количество ответвлений составит: n1 = Lф/l; (95) n1 = 5/0,26 = 19*2=38 шт. Расход воды на одно ответвление составит: qотв. = qn / n1, л/с; (96) qотв. =  /38= 12,63 л/с;Согласно СП скорость движения воды в начале ответвления принимается равной 1,6 – 2м/с. Чтобы пропустить расход 12,63 л/с по табл. Шевелева подбирается труба d=100 мм при скорости V=1,8 м/с. На ответвлениях трубчатого дренажа при наличии поддерживающих слоев предусматривается отверстия диаметром 10мм. Общая площадь отверстий согласно [1] должна составлять 0,25-0,5% площади фильтра. Принимаем 0,3%, шаг оси ответвления 0,1-0,2 м ( принимаем 0,15). Ответвления расположены в нижней части трубы в 2 ряда в шахматном порядке под углом 45º к вертикали. При длине ответвления 2,95 количество отверстий на одно ответвление составит: nр = L1 / l, шт; (97) где L1 – длина трубы, м, L1 = 2,95 м; l – расстояние между осями труб отверстий, м, l=0,15м. nр = 2,95 / 0,15 = 20 шт. Общие число отверстий для каждого фильтра составит: nобщ = n1 *n2 , шт; (98) nобщ = 38*20 =760 шт, где n1- количество ответвлений; n2- количество отверстий в каждом ответвление. Общая площадь отверстий d=12мм при площади каждого f0= 0,000113 м2 Σf0 = f0*nобщ , м2; (99) Σf0 = 0,000113*760 = 0,086 м2; Проверка:  - Удовлетворяет требованиям СП (от 0,25 – 0,5%).Расчет устройств для сбора отвода воды при промывке фильтров водой. При промывке фильтров водой сбор и отвод загрязнений промывной воды осуществляется желобами полукруглого сечения. Расход воды по одному желобу составляет:  ,  /с (100)где  – количество воды подаваемой на промывку фильтра, /с.  / с – количество желобов,  . /сШирина желоба определяется по формуле: Вж = К*  , м, (101)К – коэффициент, принимаемый для желоба с полукруглым сечением, К= 2; qж – расход воды на 1 желоб, определяется как 1/8 от расхода промывной воды, т.е. 0,48/8 = 0,12 м3/с; а – отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, а=1. Вж = 2*  = 0,49 м.Высота прямоугольной части желоба составит: hпр. = 1,25*Вж*ẟ, м; (102) где ẟ - толщина стенки желоба, м, ẟ=0,007м hпр. = 0,5*1,04= 0,52 м; Лотки имеют уклон 0,01 к сборному каналу. Расстояние от дна желоба до дна сборного канала определяется по формуле: Hкан = 1,73 *  +0,2, м; (103)где А – ширина канала, согласно СП не менее 0,7м; Принимаем 1 м g – ускорение свободного падения, g= 9,81 м/с2;  - расход воды по каналу, м3/с,  м3/с.Hкан = 1,73*  = 0,8 м.Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до верхних желобов определяется по формуле:  (104)где – высота фильтрующего слоя, м,  – относительное расширение фильтрующей загрузки, %,   Высота сооружения от дна до кромок желобов составит:  (105) Расчет потерь напора в фильтрах при промывке. При промывке фильтров потери напора затрачиваются на преодоление сопротивлений движению воды в соответствующих элементах. Такими элементами являются центральный коллектор, распределительная система, гравийные поддерживающие слои, зернистая фильтрующая загрузка. Потери напора в центральном коллекторе и распределительных системах из перфорированных труб определяются по фомуле:  (106)где:Vк- скорость в начале дренажа, принимается 1м/с; Vб.о.- в начале бокового ответвления; Vб.о.=1,7 м/с; ξ- коэффициент гидравлического сопротивления принимается согласно пункта 6,86 [1]. ξ = 2,2/ Ω2 + 1, (107) Ω – отношение суммы площадей всех отверстий в трубе к площади поперечного сечения трубы; fт – площадь поперечного сечения трубы, fт = 0,125 м2 Ω = Σf0 / fТ; (108) Ω = 0,1 / 0,125 = 0,8. ξ = 2,2/ 0,82 + 1 = 4,4.  В гравийных поддерживающих слоях потери напора определяются по формуле hn.c,= 0,022*hn.c,*W, м; (109) где hпс – высота поддерживающего слоя, 0,6 м; W – интенсивность, 16 л/с на м2; hn.c,= 0,022*0,6*16 = 0,21 м. Потеря напора в фильтрующем слое вычисляется:  (110)где  – высота фильтрующего слоя, м;- для песка  - для антрацита  ;а и б – параметры принимаемые : - для песка а=0,76; б=0,017; -для антрацита а=0,85; б-0,004.    Промывка фильтров. В проекте принята промывка от бака башни. Объем промывной воды : Wпр= 230,4  Емкость бака должна вмещать объем на две промывки:  (111)Диаметр бака башни определится:  (112) Высота бака башни определится:  Насос для подачи воды в бак башни должен обеспечивать его наполнение за время не более чем интервал между промывки. Забор воды для наполнения бака башни осуществляется или из РЧВ или из трубопровода фильтрационной воды. Время наполнения бака башни насосом составит: t = T/ (Nф*n), ч; (113) где: Т – время работы станции; Т=24ч; N – количество фильтров; N=8шт.; n=3 – количество промывок фильтров в сутки. t = 24/(8*3) = 1 ч. Производительность подпиточного насоса определится: Qн =Wn.р./t, м3/ч; (114) Qн =230,4/1=230,4 м3/ч. С учетом запаса производительность насоса составит:  м3/ч;Для обеспечения самотечного режима движения промывной воды необходимо определить низ бака башни: Zб=Zж+H +hз (115) где Zж–отметка кромки желобов фильтров, Zж=104,5м; H– полная величина потерь напора, м, H=2,23м; hз- запас напора, hз=2м; Zб=104,5+2,23+2=108,73 м Высота башни до низа бака составляет: Нб= Zб -Zз, м где Zз-планировочная отметка земли, Zз=100,00; Нб=108,73-100,00=8,73 м |