4.7. Зернистый фильтр

В загрузке фильтров задерживаются мелкодисперсные взвешенные частицы, а также некоторые специфические компоненты (нефтепродукты, фосфор и др.)

Таблица 4. Характеристика фильтрующего материала

Фильтрующий матреиал	Плотность, г/см3	Пористьсть, %	Cтоимость, 1 м3, руб
Речной песок	2,46	36,5—4,45	40

Принимаю каркасно-засыпной фильтр

Продолжительность фильтроцикла, ч, рассчитываем по формуле:

Т_ф=1000*Г/(v_ф*с_взв.от),

где: Г – грязеёмкость, Г=2,5-3,5 кг/м². Принимаю Г=3,5 кг/м²;

С_взв.от=10-12 г/м³, принимаю 12 г/м³;

v_ф=5-12 м/ч, принимаю v_ф=5 м/ч.

Т_ф=1000*3,5/(5*12)=58,3 ч.

Площадь фильтра:

F=Q/(m*v_р-3,6*n*W*t₁-n*t₂*v_р),

где m – продолжительность работы станции, m=8 ч;

v_р – расчётная скорость фильтрации, м³/ч;

n – число промывок каждого фильтра в сутки;

W – интенсивность промывки, л/(с*м²), принимаем 12 л/(с*м²);

t₁ – продолжительность промывки, ч; t₁=10-20 мин, принимаю t₁=15 мин=0,25 ч;

t₂ – продолжительность простоя фильтра в связи с промывкой, принимаю 0,33 ч.

n=24/Т_ф=0,41=0,5;

F=50,4/(5*8-3,6*0,5*12*0,25-0,5*0,33*5)=1,42 м²

Количество промывной воды, необходи­мой для фильтра:

Количество фильтров:

n=0,5 =0,5*1,19=0,6.

Принимаем 1 фильтр.

Находим диаметр коллектора распределительной системы по [6], для расхода 8,62 л/с. Принимаем расстояние между ответвлениями распределительной системы m = 0,3. Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление, будет равна при наружном размере коллектора

Расход промывной воды, поступающий через одно ответвление

Диаметр труб ответвлений принимаем 50 мм, скорость входа воды в ответвление , при рекомендуемой скорости .

Для обеспечения 95%-ой равномерности промывки фильтра подача промывной воды должна производиться под напором в начале распределительной системы

Где = 0,5 м – высота загрузки фильтра.

Расход промывной воды, вытекающий через отверстия в распределительной системе, определяют по формуле

где - коэффициент расхода, для отверстий , - общая площадь отверстий, определяют из этой формулы

При площадь отверстия . Общее количество отверстий:

Общее количество ответвлений на каждом фильтре (1/0,3)2=7. Количество отверстий, приходящееся на каждое ответвление, 18/7≈3 шт.

При длине каждого ответвления и расположении отверстий в два ряда в шахматном порядке, с расстоянием между отверстиями или 150 мм. Принимаем четыре желоба с треугольным основанием. Расстояние между желобами составит 1/4=0,25 м.

Расход промывной воды, приходящейся на один желоб:

Остаточные концентрации составят:

С_кон^взв.=112,5-(0,96·112,5)=5 мг/л;

С_кон^БПК=12-(0,7·12)=3,6 мг/л.

4.8. Адсорбер с плотным слоем загрузки

Характеристика активных углей, рекомендуемых для очистки от нефтепродуктов, представлена в следующей таблице:

Марка угля	Основной размер зёрен, мм	рН водяной вытяжки	Насыпная плотность, г/см3	Влажность, %	Прочность на истирание, %
ДАК	1-3,6	7-8	0,23	10	70
БАУ	1-3,6	7-8	0,22-0,35	10	70
ОУ-А сухой щелочной	порошок	8	0,42	-	-
ОУ-В влажный кислый	порошок	4-6	0,44	-	-

В качестве сорбента примем активный уголь БАУ.

Площадь загрузки адсорбционной установки F_ads, м², надлежит определять по формуле:

где: q_w - среднечасовой расход сточных вод, м³/ч;

v - скорость потока, принимаемая не более 12 м/ч.

Принимаю 1 фильтр, площадь которого 0,21 м², тогда его размеры будут 1,5х 2,5 м.

Количество фильтров принимаю 2: 1 рабочий и 1 резервный. Способ регенерации адсорбента –отгонка десорбционного вещества с водяным паром.

Объем загрузки фильтра определим по формуле:

где: F- площадь фильтра, м²;

Н- высота загрузки фильтра. Принимаем Н=1 м.

Продолжительность фильтроцикла находится по формуле:

Где Г – грязеемкость загрузки. Принимаем Г= 1,5 кг/м².

– скорость фильтрации, м/час;

- содержание взвешенных веществ, поступающих на фильтр.

ч

Число промывок в сутки:

Количество промывной воды, необходи­мой для фильтра:

Определим расход сорбента при одноступенчатой сорбционной очистке:

где: C_c- доза сорбента, C_c= 1,3 кг/м³.

Рассчитаем концентрацию сорбата в сточных водах после одно­ступенчатой сорбционной очистки:

где: К_адс - адсорбционная константа распределения сорбата между сорбентом и раствором, К_адс = 8000

С_н- начальная концентрация сорбата в растворе, С_н = 0,003 кг/м³;

Расход сорбента на каждой ступени при двухступенчатой и четырехступенчатой очистке будет:

где: n — число ступеней в сорбционной установке.

Концентрации сорбата С₂ и С₄ соответственно после двух и че­тырехступенчатой очистке составляет:

Определим эффект очистки сточных под соответственно на одно-, двух- и четырехступенчатой сорбционной установке для нефтепродуктов:

Э₁ = (С_н — С₁) 100/С_н = (3 — 0,26) 100/3 =91,33 %.

Э₂ = (С_н — С₂) 100/С_н = (3 — 0,078) 100/3 =97,4 %.

Э₄ = (С_н — С₄) 100/С_н = (3 — 0,018) 100/3 =99,4 %.

Остаточное содержание остальных веществ:

С_кон^взв.=5-(0,8·5)=1 мг/л;

С_кон^ХПК=52,5-(0,6·52,5)=21 мг/л;

С_кон^БПК=3,6-(0,75·3,6)=0,9 мг/л.