Расчет скорых безнапорных фильтров с кварцевой загрузкой

Диаметр ответвления принимаем  d_отв = 75 мм, что соответствует скорости  м/с.,

Диаметр отверстий в ответвлениях  принимаем d₀ = 10 мм = 0,01 м. Тогда количество отверстий на каждом ответвлении n, шт., можно определить по формуле

,                                                      (94)

где   – отношение площади  всех  отверстий распределительной системы к площади осветлителя, принимается равным 0,2 %;

f₀   –   площадь одного отверстия, м.

 шт.

Расстояние между осями отверстий e₀, мм, при их размещении в один ряд, можно определить по формуле

,                                                        (95)

мм.

4.6.5 Определение потерь напора при промывке фильтра

Потери напора слагаются из следующих величин:

а) потери напора в отверстиях труб распределительной системы фильтра, ,м, составит

,                                       (96)

где v_кол – скорость движения воды в коллекторе, v_кол = 1,07 м/с;

v_р.т – то же, в распределительных трубах, v_р.т = 1,51 м/с;

α    – отношение суммы площадей всех отверстий распределительной системы к площади сечения коллектора

.

 м.

б) потери напора в фильтрующем слое высотой Н_ф определяются по формуле А. И. Егорова, , м, составит

,                                        (97)

где а, b – параметры загрузки, для песка с крупностью зерен 0,5 – 1 мм равны соответственно 0,76 и 0,017;

Н_ф  – высота фильтрующего слоя, Н_ф = 0,7 м.

 м.

в) потери напора в гравийных поддерживающих слоях высотой Н_{п. с} определяются по формуле проф. В. Т. Турчиновича, , м, составит

,                                  (98)

где H_{п. с} – высота гравийных поддерживающих слоев, H_{п. с} = 0,5 м.

 м.

г) потери напора в трубопроводе, подводящем промывную воду к общему коллектору распределительной системы, , м.

При q = 318,75 дм³/с, d = 500 мм и v = 1,52 м/с, гидравлический уклон               i = 0,00581. Тогда при общей длине трубопровода l = 100 м

,                                                (99)

 м.

д) потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном трубопроводах насоса для подачи промывной воды, , м, составит

,                                                (100)

Для подачи промывной воды в количестве 318,75 дм³/с принимаем два одновременно работающих насоса марки 12НДс, производительностью 200 дм³/с, с напором 21 м, при скорости вращения 960 об/мин. Мощность на валу насоса 48 кВт, КПД насоса 0,87 [4].

Скорость в патрубках насоса d = 300 мм составит v = 2,75 м/с.

 м.

е) потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре, , м, составят

,                                          (101)

Коэффициенты местных сопротивлений равны: ξ₁ = 0,984 для колена,    ξ₂ = 0,26 для задвижки, ξ₃ = 0,5 для входа во всасывающую трубу и ξ₄ = 0,92 для тройника.

 м.

Следовательно, полная величина потерь, , м, равна

 м.

Геометрическая высота подъема воды h_г, м, от дна резервуара чистой воды до верхней кромки желобов над фильтром будет

 м, где  0,7  – высота кромки желоба над поверхностью фильтра, м;

1,2  – высота загрузки фильтра, м;

4,5  – глубина воды в резервуаре, м.

Напор, который должен развивать насос при промывке фильтра, , м, равен

,                                   (102)

где h_{з. н} = 1,5 м  – запас напора (на первоначальное загрязнение фильтра).

 м.

4.6.6 Подбор насоса для промывки фильтра

Для подачи промывной воды в количестве 318,75 дм³/с принимаем два одновременно работающих насоса марки 12НДс, производительностью 200 дм³/с, с напором 21 м, при скорости вращения 960 об/мин. Мощность на валу насоса 48 кВт, КПД насоса 0,87 [4].

Кроме двух рабочих насосов устанавливается один резервный агрегат.

4.6.7 Определение диаметров трубопроводов на     фильтровальной станции для подачи и отвода воды

Диаметры трубопроводов определяют по [5]. Результаты расчета сведены в таблицу 2

Таблица 2 – Результаты гидравлического расчета трубопроводов фильтровальной станции

Расчетный расход на один фильтр будет: 920/(12-1) = 83,6 л/с.

4.6.8 Использование промывной воды

Принимаем повторное использование промывной воды фильтров и биосорберов с кратковременным отстаиванием её в аккумулирующих