8. Расчет фильтров

Расчетная площадь фильтра F, м², определяется по формуле:

= 116480 / (24 ∙ 6 – 2 ∙ 5,04 – 2 ∙ 0,33 ∙ 6) = 896,3

Q – полезная производительность станции, м³/сут;

Т_ст – продолжительность работы станции в течение суток, ч ;

V_{р. н} – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, принимаемая

по табл. 21 [1], м/ч;

n_пр – число промывок каждого фильтра в сутки при нормальном режиме

эксплуатации (принимается 2 – 3);

q_пр – удельный расход воды на одну промывку одного фильтра,м³/м² ;

следует рассчитывать с учетом п. 6.110 [1];

t_пр – время простоя фильтра в связи с промывкой, ч, принимается для

фильтров промываемых водой - 0,33 ч.

При площади фильтров более 30-40 м² их устраивают с центральными каналами, разделяющими каждый фильтр на две равные части. Верхние отсеки этих каналов используют для подвода осветляемой воды, к ним присоединяют желоба, нижние отсеки служат коллектором дренажной системы.

Количество фильтров на станции определяется по формуле:

= √896,3 / 2 = 21,2 = 22 шт

где F – площадь всех фильтров станции, м².

Площадь одного фильтра составляет 40,7 м²

Принимаем размеры фильтра: 4,1 х 10 м, тогда фактическая площадь одного фильтра составит: 41 м², и фактическая площадь всех фильтров: 902 м².

Расчетная скорость фильтрования V_р.ф., м/ч, при форсированном режиме определяется по формуле:

= 6 ∙ 22 / (22 – 2) = 6,6 м/ч

V_р.н – скорость фильтрования, при нормальном режиме принимается по табл. 21 [1];

N₁ – число фильтров, находящихся в ремонте.

Высота слоя воды над поверхностью загрузки в открытых фильтрах должна быть не менее 2 м; при этом следует учитывать, что при отключении фильтра на промывку на остальных фильтрах уровень воды может увеличиваться на 20%. Эта дополнительная высота определяется по формуле:

= 2 ∙ (41 ∙ 6 ∙ 0,33) / 902 = 0,18 м

W – объем воды, м³, накапливающейся за время одной промывки фильтров;

ΣF – суммарная площадь сооружений (фильтров), в которых происходит накопление воды, м².

Дренажные системы скорых фильтров являются одним из важнейших элементов, обеспечивающих равномерное распределение по всей площади фильтрующей загрузки промывной воды, равномерный сбор и отвод профильтрованной воды в однопоточных фильтрах. Применяем дренажные системы с поддерживающими слоями, крупность зерен и высота поддерживающего слоя принимаются по табл. 22[1].

Потери напора h в дренажных системах скорых фильтров из перфорированных труб, м, определяются по формуле:

= 3,2 ∙ 1² / 2 ∙ 9,81 + 1,8² / 2 ∙ 9,81 = 0,33

V_к – скорость в начале коллектора, м/с (0,8 – 1,2);

V_{б. о} – скорость в начале бокового ответвления, м/с (1,6 – 2,0);

ξ – коэффициент сопротивления, ξ = 2,2 / к_п² + 1 = 3,2.

Для сбора и отвода воды предусматриваются желоба полукруглого сечения.

Расстояние между осями соседних желобов принимается не более 22 м.

Ширина желоба, В, м определяется по формуле:

=

q_ж – расход воды по желобу, м³/ч;

a – отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его

ширины (1,0 – 1,5);

k – коэффициент, принимаемый для полукруглого лотка 2.

Кромки всех желобов должны быть на одном уровне и строго горизонтальны.

Лотки желобов должны иметь уклон 0,01 к сборному каналу.

Высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки, м,

= 1,5 ∙ 30 / 100 + 0,3 = 0,75 м

Н – высота фильтрующего слоя, м;

e – относительное расширение фильтрующей загрузки, %, принимается по табл. 23 [1] .

Промывку скорых фильтров производят очищенной водой, подаваемой специальным промывным насосом, который обычно устанавливают на насосной станции второго подъема, или из специального бака промывной воды, который размещают на необходимой по расчету высоте.

Расходы на промывку фильтров, %, общего расхода по станции, определяется по формуле

= (5,04 ∙ 6 ∙ 41 / 60) 22 ∙ 100 / 4853 ∙ 12 = 0,8 %

W_н – количество воды, расходуемой на одну промывку фильтра, м³;

N – число фильтров на станции;

q – расчетный расход воды на станции, м³/ч;

Т – продолжительность работы фильтров между промывками, ч.

Расстояние от дна желоба до дна сборного канала, необходимое для исключения подпора воды в нем, определяется по формуле

= м

q_к – расход воды в канале, м³/с;

А – ширина канала (минимум 0,7 м).

Промывка фильтров осуществляется насосами. При использования промывных насосов забор воды осуществляется из резервуаров чистой воды.