Расчёт контактного префильтра:

В соответствии с рекомендациями таблицы 25 [1] принимаем фильтрующую загрузку (крупность и тд), скорость фильтрования при форсированном и нормальном режиме, вид и продолжительность промывки, величину продолжительности промывки.

Согласно пункту 6.131 [1] потребная общая площадь всех префильтров определяется по формуле:

,

где – полезная производительность станции, м³/сут,

– продолжительность работы станции в течение суток ( ),

– расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме ( ),

– число промывок одного контактного префильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации ( ),

– удельный расход воды на одну промывку одного контактного префильтра в м³/м², определяемый по формуле:

,

где – время простоя контактного префильтра в связи с промывкой ( ),

– интенсивность промывки, ,

– продолжительность сброса первого фильтрата ( ).

Количество контактных префильтров на станции определяется согласно пункту 6.99 [1] по формуле:

Скорость фильтрования в форсированном режиме определяют ч/з количество фильтров в ремонте.

Потребная площадь одного контактного префильтра определяется по формуле :

,

Принимаем контактный префильтр с центральным коллектором рабочей площадью и его размеры в плане: длина контактного префильтра, ширина контактного префильтра, ширина канала.

Расход промывной воды для промывки одного контактного префильтра определяется, объем промывной воды, суточный расход промывной воды.

Для отвода осветленной и промывной воды предусматриваем желоба. В соответствии с требованием пункта 6.111 [1] количество желобов определяем исходя из расстояния между их осями не более 2,2м, определяем расход воды на 1 желоб, ширина желоба определяется, определяем расстояние от дна желоба до дна сборного канала

Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок желобов определяется.

Полная строительная высота контактного префильтра определяется по формуле:

Полная производительность контактного префильтра составит

По расходу и скоростям в трубах: диаметр трубопроводов подачи исходной воды на префильтр, отвода осветленной воды и первого фильтрата, диаметр трубопроводов, подводящих и отводящих промывную воду.

Промывные насосы подбираем исходя из потребного напора H = 1520 м и расхода на промывку.

Промывка(для фильтров взята)

Для промывки следует применять очищенную воду. Допускается использование неочищенной воды при ее мутности не более 10 мг/л, коли-индексе – до 1000 ед/л с предварительной обработкой воды на барабанных сетках. При этом должен быть предусмотрен разрыв струи перед подачей воды в емкость для хранения промывной воды.

Воду на промывку надо подавать насосом(15-20м напор и подача необходимая для промывки). Существует 2 критерия определения начала промывки:

5. ухудшение качества фильтрованной воды (обычно судят по повышению мутности).

6. Превышение допустимой потери напора. Когда потери напора достигают определенных параметров, фильтр выводят на промывку.

Промывку надо проводить заранее не допуская ухудшения фильтрата и потерь напора.

Операции при промывке фильтра:

5. Фильтр выводят из работы, закрывают задвижку на подающем трубопроводе исходной воды.

6. Закрывают задвижку на отводе чистого фильтрата.

7. Открываем задвижку на трубопроводе отвода загрязненной промывной воды.

8. Открываем задвижку на трубопроводе подачи промывной воды.

При подаче промывной воды фильтрующая загрузка приходит во взвешенное состояние и объем, занимаемый загрузкой увеличивается. Величина увеличения этого объема – вел-на относительного расширения загрузки. Зависит эта вел-на от загрузочного материала, обычно она от 15 до 45%. Легкие материалы расширяются больше. Тока во взвешенном состоянии зерна трутся и очищаются от грязи. Если не весь слой материала перейдет во взвешенное состояние, то качество отмывки загрузки падает. При промывке контролируют интенсивность промывки фильтров (л/с*м2). Для каждого материала есть своя интенсивность промывки, при которой будет нормальное расширение.

Через 5-7 мин плавно закрываем задвижку на трубе подачи промывной воды. Плавно все слои оседают и не перемешиваются. Закрываем задвижку отвода промывной воды. Открываем задвижку на отводе первого фильтрата. Открываем задвижку на трубе подачи исходной воды. Продолжительность сброса первого фильтрата при промывке очищенной водой 5…10 мин, неочищенной – 10…15 мин. Открываем задвижку на трубе фильтрованной воды и закрываем задвижку на трубе сброса фильтрата. Все фильтр промыли и запустили, вся операция промывки около 30мин.

Продолжительность времени м/у началами промывок – фильтроцикл.

Для сокращения расхода промывной воды применяют совместную водовоздушную промывку фильтров. Для этого для подачи воздуха кладут еще один дренаж параллельно м/у ответвлениями основного дренажа. При водовоздушной промывке операции:

6. Продувка загрузки воздухом. 1-2мин. Интенсивность подачи воздуха 15-20л/с*м²

7. Потом воду и воздух подают одновременно. 6-7мин. Интенсивность подачи воды 3-4 л/с*м2, интенсивность подачи воздуха 15-20л/с*м2.

8. Отмывка чистой водой без воздуха. 5-7мин. Интенсивность 6-8л/с*м2.

От 30 до 50% воды экономится при водовоздушной промывке. На крупных станциях водоподготовки очень существенно такое уменьшение.

От качества промывки зависит работа фильтра м/у промывками.

Отличие от скорых фильтров: конструкция дренажа. По нему идет грязная исходная вода, поэтому нельзя использовать щелевые, колпочковые и из полимербетонных плит. Значит гравийные поддерживающие слои обязательны.

Э ти сооружения у нас очень популярны.

Чтоб не было поддерживающих слоев, их убрали, т.к. вода движется всегда в одном направлении, сделали ячейки, которые мешают фильтрующему материалу попадать в отверстия дренажа.

П олучаются ячейки, в которых лежит фильтрующий материал. Такие дренажы называются безгравийные трубчатые распределительные системы (БТРС). Безгравийная распределительная система. 1-водораспределительные трубы, 2-проходные отверстия, 3-поперечные перегородки, 4-боковые шторки, 5воздухораспределительная труба.

Еще отличие от скорых фильтров: отличие в фильтрующем материале. Высота фильтрующего слоя около 2м в качестве фильтрующего материала применяют тяжелые загрузки (кварцевый песок, дробленую гранитную крошку). Антрацит и керамзит не применяют, т.к. они легкие и м. легко унестись. Чем тяжелее загрузка, тем лучше, они лучше работают на высоких скоростях.

С бор осветленной воды как и загрязненной воды осуществляется желобами полукруглой или пятиугольной формы. Такая конструкция с БТРС называется КО-1. Это было первое поколение.

Потом придумали следующую конструкцию – КО-3.

Отличия отКО-1: 1.Применяют водовоздушную промывку. Для этого еще один дренаж для воздуха.

2.Для сбора загрязненной воды делают систему низкого (горизонтального) отвода промывной воды. Низкого, т.к. глубина ее ниже, чем традиционно. Система горизонтального отвода состоит из 2х элементов: струенаправляющий выступ, чтоб уменьшить площадь сечения потока промывной воды, чтоб сохранить его транспортирующую способность. И еще сборное устройство с пескоулавливающим желобом.

Продолжительность промывки 7-8мин, интенсивность подачи воды 15-18л/с*м².

Недостатки контактных осветлителей:

3. Отсутствие в технологических схемах грязеемких сооружений (отстойники, осветлители со взвешенным осадком). Грязеемкие сооружения позволяют обрабатывать загрязненную промывную воду на 1ой ступени, значит промывную воду приходится очищать на специально построенных для этого сооружениях.

4. Низкая надежность таких схем. В обычных 2х ступенчатых схемах при резком ухудшении качества воды(типа ливни), отстойники на первой ступени задерживают основную грязь. В данной схеме такого барьера нет и поэтому контактный осветлитель м. загнуться.

Н а новых станциях водоподготовки такие сооружения обычно не предусматривают.

Все схемы с контактными осветлителями надо снабжать барабанными сетками и микрофильтрами. Делают специальные лазы или люки для прочистки КО на коллекторе.

Для отвода осветленной и промывной воды предусматриваем желоба. В соответствии с требованием пункта 6.111 [1] количество желобов определяем исходя из расстояния между их осями не более 2,2м.

Фильтрующие материалы СФ.

М. использоваться: кварцевый песок, дробленые материалы(дробленый керамзит, дробленый антрацит, дробленая гранитная крошка), гранулированные шлаки(отходы металлургических производств).

О сновные требования к фильтрующим материалам в снипе табл. 21. Фильтрующий материал подбирают по размеру зерен, также по универсальной характеристике - эквивалентный диаметр. Проверяют качество фильтрующего материала гранулометрическим анализом. Его проводят: берут навеску фильтрующего материала и фильтруют ее ч/з стандартный набор сит, контролируют остатки материала на ситах. Сита: 0,25; 0,5; 0,63; 0,75; 0,85; 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5мм. По результатам сеяния остатки взвешивают и строят график.

(3) «гранулометрическая кривая». Зависимость кол-ва фильтрующего материала, прошедшего ч/з сито, от размера сита.

Определяем коэффициент неоднородности загрузки:

(4) , где d₈₀ и d₁₀ – диаметр зерен, прошедших в кол-ве 80% и 10% от общей массы. Коэффициент неоднородности нормируется по снип (табл.21). если большие несовпадения, то загрузку меняем. Также по графику определяем эквивалентный диаметр:

(5) , где P_i – процентное содержание фракций со средним диаметром фракций d_i. Также сверяем с нормативами по снипу. Если большие отклонения по коэф и диаметру, то просто м. отсеять загрузку.

Требования к загрузкам скорых фильтров:

7. Зерна загрузок д.б. устойчивы к истиранию и измельчению. В процессе работы фильтра зерна трутся др о др и зерна д.б. устойчивы к этому. Есть спец гост на фильтрующие материалы.

8. Химическая устойчивость к реагентам для обработки воды. Зерна не д. вступать в реакцию с реагентами. По тому же госту можно посмотреть.

9. Требование к форме зерен. Зерна д.б. близки к округлой форме. Но бывает, когда зерна плоские и пластинчатые, это хреново, т.к. пористость падает, содержание зерен пластинчатой формы д.б. не более 5%. Пластинчатая форма зерен приводит также к потерям фильтрующего материала при промывке фильтра. Но накатанная форма зерен не идеальна с т.зр. грязеемкости. Т.к. поверхность зерен гладкая, грязь смывается с их поверхности. Поэтому применяют зерна с рваной поверхностью, это зерна дробленых материалов (6).

От фильтрующего материала зависит работа всего фильтра.