Водопроводные очистные сооружения города (полезная производительность - 28300 м3/сут), страница 7

Проектирование сооружений основной технологии

Скорые фильтры

Расчет скорых фильтров (Ф) производится на полезную производительность станции, которая составляетQ = 28300 м³/сут.

Для получения воды питьевого качества принимаются однослойные, скорые фильтры с промывкой водой, загруженные кварцевым песком со следующими параметрами (табл.15 [2]):

Характеристика фильтрующего слоя
Материал загрузки	Диаметр зерен, мм			Коэф-т неоднородности загрузки	Высота слоя, м	Скорость фильтрования
	наименьших	наибольших	эквивалентный			Нормальный режим	Форсирован. Режим
Кварцевый песок	0,7	1,6	0,8-1	1,6-1,8	1.5	6,0	7,2

Дренаж выполняется трубчатым с отверстиями диаметром 10 мм.

Высота поддерживающих слоев принимается 0,5м (табл.14 [2]).

Промывка фильтров осуществляется водой с интенсивностью i = 15 л/с × м² (табл.16[2]), продолжительность промывки – t₁ =  6 минут (0,10 ч), относительное расширение загрузки – 30%.

Общая площадь фильтрования определяется по формуле 18 [1]

F_ф = Q / ( T_ст v_н – n_пр q_п  – n_пр t_пр v_н), где  Q – полезная производительность станции, Q = 28300 м³/сут;

T_ст – продолжительность работы станции в течение суток, T_ст = 24 ч;

v_н – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, v_н = 6 м/ч;

n_пр – число промывок одного фильтра в сутки, n_пр = 2;

q_пр – удельный расход воды на одну промывку одного фильтра,

q_пр = i  · t₁  · 3.6 =   15 × 0.1 × 3.6 = 5.4 м³/м²;

t_пр – время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое для фильтров,    промываемых водой – 0.33 ч.

F_ф = 28300 / (24 × 6 – 2 × 5.4 – 2 × 0.33 × 6) = 223 м².

В соответствии с рекомендациями п. 9.82 [2] количество фильтров определяется из выражения

N_ф = 0.5 (F_ф)^1/2 = 0.5 (223)^1/2 = 7.47

К установке принимается 8 фильтров.

Проверяется величина форсированной скорости фильтрования v_ф из условия

v_ф = v_н N_ф /( N_ф – N₁) ≤ 1.2 v_н, где N₁ – число фильтров, находящихся в ремонте, при N_ф < 20,  N₁ = 1.

V_ф = 6 · 8 / (8 – 1) = 6,9 м/ч, это меньше 1.2 · 6 = 7.2 м/ч, что говорит о соблюдении необходимого условия.

Площадь одного фильтра равна

F_1ф = F_ф / 7 = 223 / 8 = 27.9 м².

В соответствии с площадью фильтрования принимается конструктивная схема фильтра с центральным коллектором размерами в плане 6.0 ´ 7.5 м, площадью фильтрования 34.0 м²

Расход воды на промывку фильтра определяется из выражения

Q_пр = 15 × 34 = 510 л/с или 510 × 3.6 = 1836 м³/ч

Объем воды на промывку одного фильтра равен

W_1ф  = Q_пр · t₁ = 1836 × 0.1 = 183,6 м³.

Суточный расход воды на промывку всех фильтров составляет

W_сут = W_1ф · N_ф × n_пр = 183,6 × 8 × 2 = 2938 м³.

Насосы для промывки фильтров: Q_пр = 1050 м³/ч; Н = 44 м. К установке принимается 3 рабочих и 1 резервный насосы марки 1Д1250-63б с частотой вращения вала 1450 1/мин.

Определение диаметров технологических трубопроводов:

– подача исходной воды на ВОС – q = 29432/ 24 × 3.6 = 341 л/с,

D =700 мм, V = 0,88 м/с;

– подача исходной воды (отвод фильтрата и 1-го фильтрата) в каждый фильтр – q₁ = 341 /8 = 42.6 л/с, D = 250 мм, V = 0.81 м/с;

– подача и отвод промывной воды q₂ = 510 л/с, D = 800 мм, V = 1.00 м/с.

Расчет дренажа

Дренаж состоит из коллектора и ответвлений в виде перфорированных распределительных труб с отверстиями диаметром 10 мм. При расстоянии между ответвлениями 300 мм и длине фильтра в чистоте 5800 мм количество труб составит

N₁ = 5800/300 = 19.

Расход промывной воды на одно ответвление

q_о = 0,510/19 = 0,0268 м³/с.

Ответвления выполняются из стальных труб диаметром 125 мм, при этом скорость в начале трубы составляет 1,55 м/с. 

Общая длина ответвлений L = l_o · 19 = 5,8 · 19 = 110,2 м, где l_o – длина ответвления, по конструктивным размерам фильтра l_o = 5,8 м.

Общая площадь отверстий в ответвлениях в соответствии с рекомендациями п. 6.105. [1] принимается 0,3 % рабочей площади фильтра, что составляет F_о = 0,003 · 34 = 0.102 м².

Тогда количество отверстий диаметром 10 мм с площадью f = 0,0000785 м² равно N₂ = F_о/ f = 0.102/0,0000785 = 1300 шт.