2.4. Розрахунок швидкіх фільтрів

До проектування прийняті одношарові швидкі фільтри із завантаженням різної крупності.

Висота фільтруючого шару з кварцового піску 1800 мм з мінімальним діаметром зерен - 0,7 мм, максимальним - 1,6 мм. Еквівалентний діаметр зерен d_э=1,0 мм, коефіцієнт неоднорідності - 1,7. Підтримуючі шари мають загальну висоту 500 мм, крупність зерен - 5-40 мм 1.

Площу фільтрування знаходимо за формулою

, м², (2.21)

де - тривалість роботи станції протягом доби, год.;

- розрахункова швидкість фільтрування при нормальному режимі, м/год,

- кількість промивань кожного фільтра за добу при нормальному режимі експлуатації;

- інтенсивність промивання, л/с^.м²;

- тривалість промивання, год.;

- час простою фільтра в зв'язку з промиванням, год.

м².

Кількість фільтрів визначаємо за формулою

. (2.22)

При виборі кількості фільтрів слід також враховувати особливості компонування станції, тому кількість прийнятих фільтрів може бути як більше, так і менше N. Фільтр може мати розміри, кратні 1,5 м. Площа одного фільтру має бути не більше 120 м².

Приймаємо 10 фільтрів з розмірами 6х9 м, площа кожного фільтра =54 м² (повинна бути більше 460,35 : 10 = 46,035 м²). Визначимо швидкість фільтрування при нормальному режимі – 1 фільтр у промиванні - і при форсованому режимі – 2 фільтри не працюють (один у промиванні, другий в ремонті) - :

м/год. (2.23)

( =6-8 м/год)

м/год. (2.24)

( =7-9,5 м/год).

Швидкості фільтрування не перевищують гранично допустимих величин (інакше треба збільшувати кількість фільтрів або їхні розміри).

Кількість промивної води, необхідної для одного фільтра дорівнює

л/с = 3110 м³/год. (2.25)

2.5. Розрахунок горизонтальних відстійників та камер утворення пластівців

2.5.1. Розрахунок відстійників

Спочатку визначаємо кількість води, що надходить у відстійники. Вона дорівнюватиме сумі витрати води, що надходить на фільтр, і води, що скидається з відстійника разом з осадом.

Знаходимо витрату води, що скидається разом з осадом з відстійників.

Об’єм зони накопичення і ущільнення осаду

, м³, (2.26)

де - загальна кількість осаду, що утворився у відстійнику, мг/л:

, мг/л, (2.27)

де - масова концентрація завислих речовин у вихідній воді, г/м³;

- перекладний коефіцієнт, який для очищеного сульфату алюмінію дорівнює 0,55;

- кількість нерозчинних речовин, що вводяться з вапном для підлуження води, мг/л:

, (2.28)

де - доза вапна, мг/л; 0,4 - вміст СаО у вапні;

- масова концентрація суспензії у відстояній воді, мг/л;

- період роботи між скиданнями осаду, діб, =1 діб;

- кількість відстійників, приймається рівною кількості фільтрів;

- середня концентрація ущільненого осаду, г/м³

=0, тому що =0;

242 + 0,55.84 + 0,25.45 + 0 = 299,45 г/м³;

м³.

Об'єм осаду, що накопичується протягом доби у всіх відстійниках:

м³. (2.29)

Витрату води, що скидається разом з осадом з відстійників, знаходимо за формулою

, м³/діб, (2.30)

де - коефіцієнт розведення осаду.

м³/діб.

Витрата води, що надходить у відстійники і камери утворення пластівців

м³/діб (2.31)

або 3536,1 м³/год.

Приймаємо до проектування горизонтальні відстійники з розосередженим за площею збором води.

Площа горизонтальних відстійників у плані

, м², (2.32)

де - коефіцієнт, що враховує зважуючий вплив потоку, для відстійників з розосередженим збором води =1;

- гідравлічна крупність суспензії.

м².

Ширина відстійника

, м, (2.33)

де - середня горизонтальна швидкість руху води у відстійнику, мм/с;

- середня висота зони осадження, м.

м.

Приймаємо 6 м.

Довжина відстійника

м. (2.34)

Приймаємо = 30 м.

Висота зони накопичення осаду

м. (2.35)

Приймаємо 1 м.

Загальна висота відстійника дорівнює 2,5 + 1 = 3,5 м.

Видалення осаду з відстійників передбачається гідравлічним способом за допомогою дірчастих труб. У кожному відділенні по дну влаштовують дві труби на відстані 3 м одна від одної. Видалення осаду виконують без припинення роботи відстійників. Кількість осаду, що скидається відстійниками, визначаємо за формулою

т. (2.36)

2.5.2. Розрахунок камери утворення пластівців

Прийнята до проектування камера утворення пластівців із шаром завислого осаду з розподілом води за площею камери за допомогою перфорованих каналів. Камери цього типу застосовують для вод середньої каламутності та каламутних вод.

Число камер утворення пластівців приймаємо рівним числу горизонтальних відстійників - 10.

Витрата води на 1 камеру дорівнює

м³/діб = 353,6 м³/год. (2.37)

Виходячи з якості води (середньої мутності), швидкість висхідного потоку приймаємо 1,6 мм/с.

Площа камери утворення пластівців

, м², (2.38)

де - швидкість висхідного потоку води у верхньому перерізі, мм/с.

Висхідну швидкість руху води приймають при освітленні вод середньої каламутності – 0,65-1,6 мм/с, для каламутних вод – 0,8-2,2 мм/с. Виходячи з якості води (середньої мутності), швидкість висхідного потоку приймаємо 1,6 мм/с.

м².

Розміри камери приймаємо такі: ширина 6 м (за шириною відстійника), довжина 61,39 / 6 = 10 м.

Глибину камери визначають, виходячи з величини висхідної швидкості води і часу перебування води в камері

м,

де t - час перебування води в камері утворення пластівців, хв.; приймають t=20-30 хв.

Приймаємо 3 м, тоді об’єм камери дорівнює м³, а фактичний час перебування води в камері утворення пластівців

год = 30 хв. 20 хв., (2.39)