Билет 23

1 Проектирование насосной станции 1-го подъема на водозаборах подземных вод.

НС-1 на водозаборах подземных вод считается сам насос в скважине.

Режим подачи воды насосной станции I подъема, а также пос­тупление воды с очистных сооружений в резервуары чистой воды при­нимаем равномерными в течение суток

Необходимый напор скважинных насосов определяют по формуле

,

где Z_p – отметка точки излива воды в сборном резервуаре;

Z_дi - отметка динамического уровня в скважине при расчетном расходе воды;

h_{щ –} потери напора в щели между обсадной трубой скважины и двигателем погружного насоса;

h_в.кi - потери напора в водоподъемной колонне скважины;

h_пл.i - потери напора в линии подключения скважины к сборному водоводу;

- суммарные потери напора в сборном водоводе на участке от точки подключения к нему i-ой скважины до сборного резервуара;

h_k – потери напора на k-ом участке водовода;

h_и - потери напора на выходе из сборного водовода

Насосное оборудование водозаборов, использующих подземные воды, выбирается из условия обеспечения каждым элементом водозабора расчетной производительности во время эксплуатации. Тип и параметры насосного оборудования выбирают по Q и H скважины, но они взаимосвязаны с насосами других скважин

Диаметр эксплуатационной колонны труб в скважинах следует принимать на 50 мм больше номинального диаметра насоса, при установке электродвигателя над скважиной, и равным номинальному диаметру насоса с погружным электродвигателем.

2Фильтрующие материалы фильтров водоподготовки. Способы промывки. Дренажно-распределительные системы фильтров.

В качестве фильтрующих материалов для зернистых фильтров в настоящее время применяют кварцевый речной или карьерный песок, дробленые кварц и антрацит, мрамор, магнетит, керамическую крошку, керамзит, местные мат-лы. Прим-ют щебень, гравий, но фракция их больше, чем песка, тяжелее, что увеличивает высоту загрузки и усложняет его промывку.

Материалы, применяемые в качестве фильтрующих, не должны истираться или измельчаться в процессе эксплуатации фильтров и растворяться в фильтруемой воде, должны иметь заданную крупность зерен.

Проверку стойкости фильтрующего материала на истирание и измельчение производят путем встряхивания в течение 24 ч 100 г испытуемого материала в 150 мл дистиллированной воды на аппарате для встряхивания с числом качаний платформы 100 в 1 мин.

Ко всем любым мат-лам предъявляются след. треб-я: 1-обеспеч. треб. кач-во фильтрата, 2-обладать достат. механич. прочностью и хим. стойкостью, 3-не вступать в реакцию с растворенными в-вами в воде, 4-не содержать в своем составе различ. вредных в-в, в т.ч. радиоактивных, ядовитых и т.д.

Поддерживающие слои–устраиваются для загрузок с очень малыми размерами, в рез-те чего, эта загрузка м. попасть в дренажную с/с. Н-р, устройство поддерж. слоев, обязательно, при наличии дырч. дренажа.

Промывка скорых фильтров, типы дренажных систем скорых фильтров

Является вспомогательной но ответственной операцией в работе фильтров. От кач-ва промывки зависит дальнейщая работа фильтра и его эффективность. Если промывка осущ-ся недостаточно полно , площадь поперечного сечения из-за оставшихся загрязнений уменьшится , скорость фильтрования при этом увеличится и возможно ухудшится качество фильтрата .Кроме того накопившиеся остаточные загрязнения в фильтре приводят к увеличению потерь напора и сокращению продолжительности фильтроцикла из чего следует увеличения промывок. Основные способы промывки скорых фильтров :1) водяная: 2)водовоздушная ; 3)последовательная с чередование водяной и водовоздушной.

1Водяная промывка- осуществляется с такой скоростью, которая вызывает расширение фильтрующего слоя . Величина относительного расширения фильтрующего слоя зависит от типа фильтрующего материала и интенсивности промывки. Минимальным расширением фильтрующей загрузки считается величина 15%, но на практике исп-ся большие значения (25-50%).

Промывка осуществляется в направлении снизу вверх и в процессе промывки могут наблюдать конвекционные токи жидкости и в направлении снизу вверх и сверху вниз. Вследствие нисходящего движения воды грязевые скопления из верхней части слоя опускаются в нижнюю часть загрузки, образуя плотные грязевые шары, которые не всегда удается удалить при промывке. Это яв-ся одним из недостатков водяной промывки, вторым недостатком яв-ся гидравлическая классификация фильтрующего материала , вследствии которого в верхнем слое оказываются наиболее мелкие фракции фильтрующего материала , это приводит к тому что при последующем фильтровании воды верхний мелкозернистый слой быстрее загрязняется и фильтр приходится выводить на промывку когда загрязненными оказываются только верх 20-30см фильтрующего слоя , а остальная загрузка практически чистая. Сопротивление фильтрующего слоя резко возрастает и фильтр приходится выводить на промывку при том , что большая часть загрузки явл-ся незагрязненной, т.е. грязеемкость фильтра используется частично.

2- Водовоздушная промывка- может использоваться как с расширением, так и без расширения фильтрующего слоя (способ промывки с горизонтальным отводом воды).Одна из схем водовоздушной промывки состоит из 3-х фаз;: 1-ая фаза- барботирование загрузки воздухом без подачи воды, приводит к разрушению грязевых скоплений, которые в дальнейшем легко удаляются;2-ая фаза – совместная подача в загрузку воды и воздуха, при этом благодаря флотирующему действия воздуха , разрушенные на 1 фазе загрязнений поднимаются к верху и удаляются в соответствующее устройство. На 3-фазе- прополаскивание загрузки водой (воздух отключается). Кроме того подача воды в загрузку обеспечивает удаление защемленной в порах фильтрующего материала пузырьков воздуха. Водовоздушная промывка обеспечивает более высокое качество отмывки фильтрующей загрузки , отсутсвия грязевых шаров , при уменьшении общего расхода воды на промывку на 20-30% по сравнению с водяной.

3- Последовательная промывка используется для очень легких фильтрующих материалов (антрацид, активированный уголь), для многослойных фильтров, верхними слоями которых служат легкие материалы. Для таких фильтов используют водовоздушную промывку на каждой фазе промывку осущ-ют либо водой, либо воздухом. 1-ая фаза-вода-70-75м/ч 2-ая фаза- воздух- 60-50м/ч 3-ая фаза-вода 70-75м/ч. Возможно промывка в 4 фазы;- 1-фаза- воздух, 2-фаза- вода;3-ая фаза- воздух, 4-ая фаза- воды и называется пульсируюшая промывка. Иногда для удаления фильтрующего слоя плотных трудноудаляемых осадков используют верхнюю промывку дополнительно с помощью подвижных или неподвижных устройств, разрушающих верхнюю плотную корку. Как правило это наклонные сопла , из которых под большим напором вытекают струи воды. Применение верхней промывки резко увеличивает общий расход промывной воды. При водовоздушной промывки для обеспечения горизонтальности движения грязной промывной воды в сторону канала дополнительно подается исходная или осветленная вода через спец желоба.

Типы дренажных систем скорых фильтров: Дренаж должен обеспечить равномерный по всей площади фильтра отвод фильтруемой воды, предотвратить унос зерен фильтрующего материала и, что важнее всего, обеспечить равномерное распределение по всей площади фильтра промывной воды (в связи с чем эти системы называют также распределительными).Неравномерное поступление промывной воды, подаваемой с большими скоростями, может привести к неравномерной и неудовлетворительной промывке фильтра, вызвать сдвиг поддерживающих слоев и нарушить правильную работу фильтра.

Для обеспечения равномерности подачи промывной воды, т. е. одинаковой интенсивности промывки по всей площади фильтра, были предложены различные методы и различные конструкции дренажей: - с трубчатым дренажом, - с дренажом в который монтируются фильтрующие колпачки,- с дренажом в виде водонепроницаемого днища, на котором непосредственно укладывается слой фильтрующей загрузки.

Трубчатый дренаж- представляет собой систему труб (чугунных или стальных), укладываемых на дно фильтра в нижних слоях гравия. Обычно по дну каждого отдельного фильтра укладывается одна магистральная труба с присоединенными к ней с обеих сторон ответвлениями из труб меньшего диаметра. В ответвлениях имеются отверстия, направленные вниз под углом около 45° к вертикали. Струи воды, вытекающие из отверстий при промывке, ударяются о дно фильтра и, отражаясь, создают равномерно восходящие токи воды в толще поддерживающего материала и песка. Разновидностью трубчатого дренажа, допускающей укладку фильтрующего материала без поддерживающих слоев, является щелевой трубчатый дренаж, в котором в стенках труб ответвлений устроены щели шириной около 0,6 мм. Во избежание коррозии и зарастания щелей ответвления такого дренажа должны изготовляться из нержавеющей стали или из прочной пластмассы.

Колпачковые дренажи- для распределения промывной воды используются колпачки той или иной конструкции, которые или навинчиваются на присоединенные к трубчатой системе, подобной обычному дренажу, вертикальные штуцера, или укрепляются в верхнем днище фильтра, отделяющем фильтр от междудонного пространства, или ввинчиваются в заложенные в бетонные плиты закладные детали.

При расчете дренажей необходимо подобрать сопротивление в отверстиях дренажной системы, обеспечивающее требуемую равномерность подачи промывной воды, определить величину потерь напора в дренаже и найти размеры всех элементов дре-нажной системы (диаметры труб, число, взаимное расстояние и размеры отверстий).