Расчет скорых фильтров

Приняты однослойные песчаные фильтры с диаметром зерен 0,7 - 1,6 мм и высота слоя 1,5 м [2]. Скорость фильтрования при нормальном режиме 8 м/ч, интенсивность промывки 16 л/ (с · м2), продолжительность промывки 7 - 8 мин, время простоя фильтра в связи с промывкой - 0,334 ч, число промывок в сутки - 2. На рисунке 3 изображен скорый фильтр.

1 - подача фильтруемой воды; 2 - распределительная трубчатая система; 3 - отвод фильтрованной воды; 4 - выпуск промывной воды; 5 - желоба для распределения фильтруемой воды и отвода промывной; 6 - подача промывной воды; 7 - отводящий канал; 8 - боковой карман.

Рисунок 3 - Скорый фильтр

Общая продолжительность фильтров

(15)

где

QО. С - расчетная производительность станции, м3/сут;

T - продолжительность работы станции в течение суток, ч;

n - число промывок каждого фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации, n = 2;

ω - интенсивность промывки фильтра, ω = 17 л/ (с · м2);

t1 - продолжительность промывки t1 = 0,12 - 0,13 ч;

t2 - продолжительность простоя фильтра в связи с промывкой (при водяной промывке - 0,33 ч, при воздушной - 0,5 ч.

Число фильтров

Площадь одного фильтра

Целесообразно принять типовую ячейку фильтра размером 3,5х5=17,5м2. Общее число фильтров 123,3/17,5 = 7 шт.

Скорость фильтрования при этом

(16)

где N - число фильтров, находящихся в ремонте (при числе фильтров на станции до 20 N1 = 1, при N = 20, N1 = 2).

В соответствии с этой формулой скорость фильтрования при форсированном режиме

Дренажная система фильтра принятой конструкции состоит из коллектора и боковых ответвлений, рассчитывается по промывному расходу

Диаметр коллектора рассчитывается по qпром и скорости движения в нем воды (1,11 м/с), d = 630 мм.

Число ответвлений дренажа при расстоянии между ними 300 мм

где B1 - ширина фильтра.

Расход воды в ответвлении

При скорости движения воды в ответвлении 1,5 - 2 м/с необходимый его диаметр равен 125 мм. На ответвлениях предусматриваются отверстия, диаметром 12 мм, площадью

Суммарная площадь отверстий на всех ответвлениях принята равной 0,25% от площади фильтра

Число отверстий на всех отверстиях

(17)

Число отверстий на одном ответвлении

(18)

Шаг отверстий

Выбираем минимальный 150 в пределах 150…200 мм. Отверстия располагаются в 2 ряда в шахматном порядке в нижней части ответвлений.

Дренажную систему располагают у дна фильтра в толще поддерживающих слоев. Граница нижнего самого крупнозернистого слоя с размером фракций 20…40 мм находится на уровне верха трубы ответвлений (d = 125 мм) на 100 мм выше ответвлений дренажной системы. С учетом расстояния от низа трубы до дна фильтра, равного 75 мм, толщина этого слоя принимается 200 мм. Остальные три слоя с размерами фракций (снизу вверх) 10…20 мм, 5…10 и 2…5 мм, принимаются высотой по 100 мм каждый. Общая высота поддерживающих слоев: 200 + 100 + 100 + 100 = 500 мм.

Слой воды над загрузкой в скорых фильтрах должен быть не менее 2 м, конструктивное повышение стен фильтра над слоем воды - не менее 0,5 м. Следовательно, общая высота фильтра

(19)

где

Hп - общая высота поддерживающих слоев, м;

Hз - высота фильтрующего слоя, м;

Hв - число промывок каждого фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации, n = 2 высота слоя воды над загрузкой, Hв = 2 м;

hк - превышение строительной высоты фильтра над уровнем воды (не менее 0,5 м).