10. 5. Расчет скорых фильтров Крупнозернистые (грубозернистые) фильтры используют для частичного осветления воды, в системах производственного водоснабжения, если мутность воды в источнике не превышает 150 мг/дм 3.
Основное предназначение крупнозернистых фильтров заключается в задержании частиц крупностью не менее 0, 05 мм. Они задерживают до 50÷ 60% взвешенных в воде веществ. Крупнозернистые фильтры проектируют напорными или открытыми.
Напорные фильтры рассчитываются на предельные потери напора в фильтрующей загрузке и дренаже до 15 м, открытые – на 3, 0÷ 3, 5 м. В открытых крупнозернистых фильтрах необходимо предусматривать слой воды над поверхностью загрузки 1, 5÷ 2, 0 м.
Расчетные скорости фильтрования в крупнозернистых фильтрах принимаются в зависимости от материала загрузки и ее крупности в пределах 10÷ 15 м/ч. Интенсивность взрыхляющей промывки должна быть 6÷ 8 л/(см 2) за 1 мин. , водовоздушная промывка – 3÷ 4 л/(см 2) воды и 15÷ 20 л/(см 2) воздуха за 5 мин. и заключительная отмывка водой с интенсивностью 6÷ 8 л/(см 2) за 2 мин.
Площадь крупнозернистых фильтров определяется по формуле: где Q – полезная производительность фильтров, м 3/сут; Т – время работы станции в течение суток, час. ; n – количество промывок всех фильтров в сутки; ω1 и t 1 – интенсивность в л/(см 2) и продолжительность в ч взрыхления фильтрующего слоя; ω2 и t 2 – интенсивность в л/(см 2) и продолжительность в ч водовоздушной промывки; ω3 и t 3 – интенсивность в л/(см 2) и продолжительность в ч отмывки загрузки; t 4 – общее время регенерации фильтрующей загрузки в ч.
Общая площадь ΣF скорых фильтров следует определять по формуле: где Q – полезная производительность станции, м 3/сут; Тст – продолжительность работы станции в течение суток, ч; vн – расчетная скорость фильтрования в нормальном (штатном) режиме, м/ч; nпр – число промывок одного фильтра в сутки при штатном режиме эксплуатации (принимается 2÷ 3); ω – интенсивность промывки (м 3/м 2), принимаемая в зависимости от типа загрузки в пределах 12÷ 18 л/(см 2) при продолжительности промывки 5÷ 10 минут; t 2 – время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое при промывке водой 0, 33 ч, водой и воздухом – 0, 50 ч.
Количество скорых фильтров на станциях производительностью более 1600 м 3/сут должно быть не менее четырех. При производительности более 8÷ 10 тыс. м 3/сут количество фильтров nф определяется по формуле: При этом должно соблюдаться соотношение: vф = vнnф /(Nф – N 1), м/ч, где N 1 – число фильтров, находящихся в ремонте; vф – скорость фильтрования при форсированном режиме (6÷ 12 м/ч)
Предельные потери напора в фильтре следует принимать для открытых фильтров – до 3, 0÷ 3, 5 м в зависимости от типа фильтра, для напорных – до 6÷ 8 м. Высота слоя воды над поверхностью загрузки (высота надзагрузочного объема) для открытых фильтров должна быть не менее 2 м, превышение строительной высоты над расчетным уровнем воды – не менее 0, 5 м.
Напорные фильтры представляют собой закрытые цилиндрические резервуары из высокопрочного материала со сферическими крышкой и днищем, рассчитанные на внутреннее давление до 4 ÷ 6 атм. Такие фильтры, как и открытые, имеют фильтрующий слой из зернистого материала, дренажную систему для сбора и отвода фильтрата и распределения промывной воды.
Диаметр стандартных вертикальных напорных фильтров, выпускаемых в РФ, составляет 1, 0÷ 3, 4 м. Их производительность в зависимости от качества исходной воды обычно не превышает 50÷ 90 м 3/ч.
Из экономических соображений количество фильтров на станциях водоподготовки должно быть не более 4÷ 6. При большей производительности применяются открытые фильтры или горизонтальные напорные, диаметр которых составляет 3, 0 м, длина – 10 м.
Расчетная скорость фильтрования для напорных фильтров принимают в пределах: при нормальном режиме с предварительной седиментационной обработкой – 8 м/ч, при форсированном – 10 м/ч; при нормальном режиме без отстаивания – 4 м/ч, при форсированном – 5 м/ч.
Считаются допустимыми потери напора в слое фильтрующей загрузки перед промывкой 10 м вод. ст. ; необходимый напор промывной воды должен быть не менее 10 м вод. ст. Расчетная интенсивность промывки восходящим потоком воды для кварцевого песка и мраморной крошки составляет 15 л/(см 2), для дробленого антрацита – 10 л/(см 2), длительность промывки – 6 мин.
На водоочистной станции г. Фаллон (шт. Невада США) для очистки воды используются напорные скорые фильтры, в которых применена трехслойная зернистая загрузка с убывающей сверху вниз (по ходу движения очищаемой воды) крупностью. Загрузка выполнена из разнородного материала (гранатовый песок, силиконовый песок и антрацит).
Напорные фильтры с общей производительностью 20 тыс. м 3/сут имеют диаметр 5 м, общую конструктивную высоту – 7, 5 м. Очищаемая вода на фильтры подается из контактного резервуара, где обеспечивается биосорбция примесей мышьяка на мицеллах предварительно вводимого агента – сульфата железа.
Напорные фильтры, применяемые в нашей стране, как правило, не имеют поддерживающих слоев. Их дренаж выполняется в виде трубчатого коллектора с ответвлениями, снабженными дренажными колпачками или щелевой перфорацией.
Скачать презентацию 10 5 Расчет скорых фильтров Крупнозернистые грубозернистые фильтры
50.pptx