4.4 Расчет камеры хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка

К проектированию приняты встроенные в горизонтальные отстойники камеры хлопьеобразования. Количество камер равно числу отстойников, т.е. 6 шт рабочих.

Ширина камеры равна ширине отстойника: .

Площадь одной камеры составит:

где V_к.хл. – скорость восходящего потока, мм/с [1, п.6.56];

N_к.хл. – количество рабочих камер.

Длина ;

принимаем L_К.ХЛ.=16 м. Полезная высота камеры будет

,

строительная высота 6,0 м.

Время пребывания воды в камере составит

,

что отвечает требованиям (>20 минут).

Распределение воды по площади камеры хлопьеобразования предусмотрено дырчатыми трубами. При расстоянии между трубами l_ТР.=2 м (от стенок камеры – 1 м) их количество будет

Расход воды по каждой трубе составит

Принимаем стальные электросварные трубы по ГОСТ 10704-91 диаметром 350 мм, скорость движения воды 0,41 м/с, что соответствует требованиям.

Площадь отверстий, расположенных на одной трубе, составит

.

При диаметре отверстий d_ОТВ.=25 мм необходимое их количество на каждой трубе будет

принимаем n_ОТВ =112 шт. Отверстия расположены в нижней части трубы в два ряда в шахматном порядке под углом 45 к вертикали. Количество отверстий в каждом ряду – 56шт., а расстояние между ними

.

Из камеры хлопьеобразования вода поступает в горизонтальные отстойники над затопленным водосливом, верх стенки которого расположен ниже уровня воды в отстойнике на величину

где V_.в.сл.. – скорость движения воды через водослив, м/с [1, п.6.58].

За водосливной стенкой установлена подвесная перегородка, погруженная в воду на 1,48 м. Скорость движения воды между водосливной стенкой и подвесной перегородкой должна быть не более 0,03 м/с.

4.5 Расчет скорых фильтров

К проектированию приняты открытые скорые фильтры с двухслойной загрузкой из кварцевого песка и антрацита с гравийным поддерживающим слоем. Регенерация фильтрующей загрузки предусмотрена с помощью промывки обратным током воды.

Фильтрующая загрузка принята высотой Н_з.=1,1 м; состоит из слоя кварцевого песка высотой 0,8 м с крупностью зерен 0,5 – 1,2 мм, эквивалентным диаметром 0,7 мм, коэффициент неоднородности 2,0 и слоя дробленого антрацита высотой 0,4 м с крупностью зерен 0,8 – 1,8 мм, эквивалентным диаметром 1,7 мм,

Фильтрующая загрузка уложена на поддерживающий слой гравия с крупностью зерен 1,2 – 40 мм, высотой Н_П.С.=0,5 м.

Скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтров – 7 м/ч при форсированном – не более 8,5 м/ч. Фильтры работают с постоянной скоростью фильтрования. Слой воды над поверхностью загрузки Н_В=2 м. Следовательно, рабочая высота фильтра равна:

, строительная высота – 4,2 м.

Общая площадь фильтров составит

где Q_ф – полная производительность станции за вычетом расхода на промывку

фильтров;

V_Н – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч

[1,тбл.21];

q_ПР – интенсивность промывки, л/см² [1, табл.23];

n_ПР – число промывок одного фильтр в сутки при нормальном режиме

эксплуатации ;

t₁ – продолжительность промывки, ч [1, табл.23];

t₂ – время простоя фильтра в связи с промывкой, ч (при промывке водой

t₂=0,33).

Определяем ориентировочно количество фильтров

с учетом компоновки фильтров принимаем

Скорость фильтрования при форсированном режиме составит

,

что соответствует принятым ранее параметрам.

Площадь одного фильтра будет:

Принимаем конструкцию фильтра с боковым каналом. Канал по высоте разделен на две части: в верхнюю подается обрабатываемая вода и собирается промывная вода, в нижнюю собирается фильтрат и подается вода на промывку. По условиям эксплуатации принимаем ширину канала В_КАН.=0,6 м. Размеры фильтра в плане в чистоте приняты 6,8*6,6 м (L_ФхВ_Ф), полезная площадь F_Ф=623,5 м²; размеры фильтра с учетом канала 6,8*7 м, занимаемая площадь – 47,6 м².

В фильтрах принята дренажно-распределительная система большого сопротивления, состоящая из дырчатых труб, отходящих от канала у дна фильтра в толще поддерживающих слоев. Расход промывной воды на один фильтр составит

Количество дырчатых труб при расстоянии между ними l_ТР=250 мм составит

расход промывной воды по одной дырчатой трубе составит

Для устройства дренажно-распределительной системы приняты стальные электросварные трубы по ГОСТ 10704-91 диаметром 125 мм, скорость движения воды в начале трубы 1,51 м/с, что соответствует требованиям.

Общая площадь отверстий дырчатых труб принята равной 0,4% от площади фильтра, что составит

.

Общее количество отверстий в фильтре при их диаметре d_ОТВ.=10 мм равно

На одной дырчатой трубе размещено отверстий

Отверстия расположены в нижней части трубы в два ряда в шахматном порядке под углом 45 к вертикальной оси. Количество отверстий в одном ряду 43 шт., а расстояние между ними (по оси)

что отвечает требованиям.

Коэффициент перфорации равен

Для удаления воздуха из нижней части канала предусмотрено устройство стояка-воздушника диаметром 75 мм с установкой автоматического устройства для выпуска воздуха. Для опорожнения фильтра предусмотрена спускная труба, подсоединенная к трубопроводу отвода промывных вод, диаметром 150 мм с задвижкой; предусмотрен уклон дна фильтра 0,005 в сторону спускной трубы.

Сбор и отведение загрязненной промывной воды производится четырьмя желобами с полукруглым основанием; промывная вода поступает в них, переливаясь через верхнюю кромку. Расстояние между желобами (по оси) равно

что отвечает требованиям.

Расход промывной воды по одному желобу будет

Ширина желоба составит

где к_ж=2 [1, п.6.111].

Полезная высота

Расстояние от верха желобов до поверхности загрузки

Лотки желобов имеют уклон 0,01 в сторону сборного канала. Загрязненная промывная вода из желобов свободно изливается в сборный канал, откуда отводится на песколовку. Сечение канала принято прямоугольным, ширина В_КАН.=0,6 м. Расход промывной воды по каналу равен

.

Расстояние от дна желобов до дна сборного канала составит

Скорость движения воды в конце сборного канала при площади его поперечного сечения

,

Что отвечает существующим требованиям ( ).