3.4. Расчет скорых фильтров

Скорый безнапорный фильтр представляет собой резервуар, загруженный слоями песка и гравия, крупность которых возрастает сверху вниз. Поддерживающие гравийные слои соприкасаются с распределительной трубчатой системой, собирающей профильтрованную воду, которая отводится в резервуары чистой воды. В процессе фильтрования зернистая загрузка засоряется, в результате чего возрастают потери напора в фильтре. Когда потери достигают предельно допустимой величины, фильтр отключается из работы и проводится промывка загрузки водой. Для отвода загрязненной воды, образующейся при промывке скорых фильтров, служат бетонные желоба.

Таблица 3.5. Расчет скорых фильтров

Наименование величины	Единица измерения	Формула для определения			Значение
1. Принятый тип фильтра		Скорые однослойные или двухслойные			Скорые однослойные
2. Принятые фильтрующие материалы и характеристики фильтрующего слоя фильтрующие материалы плотность зерен загрузки минимальный диаметр зерен максимальный диаметр зерен эквивалентный диаметр зерен коэффициент неоднородности высота фильтрующего слоя скорость фильтрования при нормальном режиме допустимая скорость фильтрования при форсированном режиме	т/м³ мм мм мм м м/ч м/ч	По п. 6.96 [1] и табл. 21 [1] ρ_з d_мин d_макс d_экв К_н L_ф v_н v_ф			Песок 2,5 0,7 1,6 0,9 1,7 1,4 6 7,5
3. Принятое число промывок в сутки	шт.	– по п. 6.97 [1]			2
4. Принятая интенсивность промывки		– по п. 6.110 [1]			16
5. Продолжитель-ность промывки	мин	– по п. 6.110 [1]			5
6. Удельный расход воды на одну промывку одного фильтра	м³/м²				4,8
7. Длительность простоя в связи с промывкой	ч	– по п. 6.98 [1]			0,33
8. Общая площадь всех фильтров	м²	где Q_пол – полезная производительность станции, м³/сут; Т_ст – продолжительность работы станции в течение суток, ч; v_н – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч; – число промывок одного фильтра в сутки; – удельный расход воды на одну промывку одного фильтра, м³/м²; – время простоя фильтра в связи с промывкой.			115
9. Ориентировочное количество фильтров	шт.				5
10. Ориентиро-вочная площадь одного фильтра	м²				23
11. Принятые размеры фильтра и площадь фильтрования	м²				4,2×5,4
12. Принятое количество фильтров	шт.				5
13. Число фильтров, находящихся в ремонте	шт.	– по п. 6.96 [1]			1
14. Действительная скорость фильтрования в форсированном режиме	м/ч				7,5
15. Состав и высота поддерживающих слоев	м	Поддерживающий слой с размером зерен 1,2—2 мм L_п= Кварцевый песок крупностью 0,8—1 мм L_ф=			0,1 1,4
Распределительная система фильтра
16. Выбранный тип распределительной дренажной системы		С дырчатыми или щелевыми трубами или с колпачками			С щеле-выми трубами
17. Расход промывной воды при промывке	м³/с				0,31
18. Принятая скорость движения воды в коллекторе	м/с	– по п. 6.106 [1]			1,1
19. Диаметр водораспределительного коллектора	м				0,6
20. Принятое расстояние между ответвлениями	м	S – по п. 6.105 [1]			0,3
21. Количество ответвлений	шт.				34
22. Расход промывной воды на одно ответвление	м³/с				0,01
23. Принятая скорость движения воды в ответвлениях	м/с	– по п. 6.106 [1]			1,8
24. Диаметр ответвлений	м				0,075
25. Принятый размер отверстий и их расположение, площадь одного отверстия	мм мм мм²	Принимаем расположение щелей в 6 рядов = = =			0,6 150 113
26. Суммарная площадь щелей	мм²	принимаем равным 0,4 % рабочей площади фильтра			92000
27. Общее количество щелей	шт.				814
29. Количество щелей на одном ответвлении	шт.				24
30. Шаг щелей	м				0,15
Устройства для сбора и отвода промывной воды
31. Расстояние между осями желобов	м	– по п. 6.111 [1]			2
32. Принятое количество и форма желобов для отвода промывной воды	шт.	Желоба полукруглой формы			2
33. Расход воды через один желоб при промывке	м³/с				0,155
34. Ширина желоба	м	где – расход воды по желобу; – отношение прямоугольной части желоба к половине его ширины, 1—1,5; – коэффициент, принимаемый для желобов с полукруглым лотком равным 2.			0,54
35. Высота желоба	м				0,27
36. Высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки	м	где Н_з – высота фильтрующего слоя, м; а_з – относительное расширение фильтрующей загрузки, зависящее от крупности зерен, %			2,5
37. Расстояние от дна желоба до дна сборного канала	м	где – расход воды по каналу; В_кан – ширина канала, принимаемая не менее 0,7 м.			0,67
38. Ширина бокового или центрального канала	м	В_к			0,7
39. Скорость течения промывной воды в конце сборного канала	м/с				0,94
Потери напора при промывке
40. Принятая система промывки фильтров		От бака или насоса			насос
41. Потери напора в распределительных трубах	м	, где – скорость в начале коллектора, м/с; – средняя скорость на входе в ответвления, м/с; – коэффициент гидравлического сопротивления, который для прямолинейной распределительной трубы с ответвлениями с круглыми отверстиями равен , где К_П – коэффициент перфорации – отношение суммарной площади отверстий к площади поперечного сечения трубы. . .			0,39
42. Потери напора в фильтрующем слое при промывке	м	, где ρ₀ – плотность воды, т/м³.			3
43. Сумма потерь напора в загрузке	м
44. Потери напора в трубопроводе, подающем промывную воду к общему коллектору распределительной системы	м	, где i – определяется по табл. Шевелева по расходу и ; l – длина трубопровода, м; 2 – коэффициент, учитывающий местные потери.			1,12
45. Полная величина потерь при промывке фильтра	м				5,59
Подбор промывных насосов
46. Необходимый напор насоса	м				14,6
47. Необходимая производительность насоса	м³/ч				1116
48. Выбранный тип насоса и его основные характеристики. Количество резервных агрегатов	шт.	Д 1250-65 Подача 315 м³/ч Напор 17,5 м Диаметр рабочего колеса 390 мм			2
Диаметры трубопроводов на фильтровальной станции
49. Для подачи осветленной воды на все фильтры	мм				450
50. Для подачи осветленной воды на один фильтр		л/с	м/с	мм
50. Для подачи осветленной воды на один фильтр		90	1,18	300
51. Для подачи фильтрата в РЧВ (со всех фильтров)		180	1,06	450
52. Для подачи промывной воды в распределительную систему		310	1,82	450
53. Для отвода промывной воды по сборному каналу		310	1,82	450
Данные к балансовой схеме
54. Суточный объем промывной воды	м³				1344,4