Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет и проектирование водопроводных очистных сооружений. Учебное пособие
.pdf
1, (6.106)
п
где К
– коэффициент перфорации (0,15 ≤ Кп ≤ 2).
п
Значение коэффициента К
показывает отношение площадей:
п
всех отверстий (щелей) к поперечному сечению прямолинейной
трубы (коллектора). Последняя принимается постоянной по всей
Потери напора, определяемые по формуле 6.104, не должны
превышать 7 м вод. ст.
Распределительную систему с колпачками принимают при
водовоздушной промывке. На квадратный метр рабочей площади
фильтра должно приходиться 35-50 колпачков [4, п. 9.90].
Потерю напора в щелевых колпачках определяют по формуле:
·
, (6.107)
·
где V – скорость в щелях колпачка, составляющая не менее 1,5 м/с;
ξ
= 4,0 – коэффициент сопротивления.
Потери напора в фильтрующем слое вычисляются по уравнению:
··
з
, (6.108)
з
здесь a – параметр [9, c. 213], принимаемый для кварцевого песка
с размером зерен 0,5-1 мм, равным 0,76, 1-2 мм – 0,85.
b – параметр [9, c. 213], принимаемый для кварцевого песка
с размером зерен 0,5-1 мм, равным 0,17, 1-2 мм – 0,004.
Гравийный поддерживающий слой
Потери напора при высоте слоя Н
определяются по формуле
под
проф. В.Т. Турчиновича [7, 12]:
0,022 ·
под
·, м. (6.109)
под
Подающий трубопровод
Потери напора определяются по формуле:
1,1··
п.т
, м, (6.110)
п.т
где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери на местные
сопротивления;
i – гидравлический уклон;
81
l
– длина подающего трубопровода, м.
п.т
Требуемый напор насоса, подающего воду на промывку, равен:
здесь H
h
з.н
нас
– геометрическая высота подъема воды;
геом
– запас напора, м, принимается 1,5-2,0 м;
∑
геом
, м, (6.111)
з.н
∑h – сумма потерь напора, которая определяется по формуле:
∑
з
под
, м. (6.112)
п.т
Производительность промывного насоса равна:
ф·, л/с. (6.113)
нас
Пример 6.8. Подобрать насос для промывки фильтра по условиям
примера 6.5. Отметки: кромки желобов – 116,55 м, дна резервуара
чистой воды – 109,5 м.
Площадь отверстий равна f
= 0,097 м2 (см. пример 6.6).
отв
Внутренний диаметр коллектора равен 600 мм, тогда его площадь
будет
0,785 · 0,60,283 м
к
2
, скорость Vк = 1,95 м/с; скорость
в ответвлениях V
= 1,42 м/с.
о
Определим коэффициент перфорации:
,
Коэффициент
п
,
ξ
по формуле 6.105:
,
,
0,34.
120,03.
Потери напора по формуле 6.104:
20,03 ·
,
·,
,
·,
3,98 м.
Принимаем параметр a = 0,76, b = 0,017, тогда потери напора
в фильтрующем слое высотой 1,5 м по формуле 6.108 составят:
0,76 0,017 · 15· 1,51,52 м.
з
Потери напора в поддерживающих слоях по формуле 6.109:
0,022 · 0,5 · 150,165 м.
под
Гидравлический уклон в подводящем трубопроводе при
q = 582,9 л/с, d = 600 мм, V
= 1,95 м/с – i = 0,00761. Тогда при общей
к
длине трубопровода l = 100 м потери напора по формуле 6.110 будут:
1,1 · 0,00761 · 1000,836 м.
п.т
82
Геометрическая высота подъема равна:
116,55 109,5 7,05 м.
геом
Требуемый напор насоса по формуле 6.111 равен:
7,053,98 1,52 0,165 0,836 1,515,03 м.
нас
Производительность насоса по формуле 6.113 будет:
38,865 · 15582,9 л/с.
нас
подбираем по справочным данным
нас
По напору Н
и расходу Q
нас
два насоса марки Д 2000-21 (один рабочий, один резервный).
Диаметр рабочего колеса – 460 мм, число оборотов – n = 980 об/мин.
83
7. ОДНОСТУПЕНЧАТАЯ СХЕМА ВОДОПОДГОТОВКИ
В соответствии с рекомендацией табл. 3.1 контактные
осветлители применяют для очистки воды, содержащей до 120 мг/л
взвешенных веществ и имеющей цветность до 120 градусов.
В состав сооружений одноступенчатой очистки воды входят
следующие сооружения: входная камера с барабанными сетками или
микрофильтрами, смесительные устройства и контактные
осветлители.
Входная камера с барабанными
сетками (микрофильтрами)
и смесителями представляют собой единый блок первого этапа
обработки воды.
7.1. Расчет барабанных сеток и микрофильтров
Барабанные сетки или микрофильтры размещают в открытых
резервуарах над входной камерой (рис. 7.1). Смесители могут быть
встроены во входной камере на выходе воды из нее: отдельно
стоящими вихревыми при подщелачивании воды известью или
шайбовыми
, установленными на трубопроводах, подающих воду
к контактным осветлителям.
Сетчатые барабанные фильтры (БС) применяют для удаления из
воды крупных плавающих и взвешенных примесей; микрофильтры
(МФ) – для удаления планктона и крупных плавающих и взвешенных
примесей. Количество рабочих фильтров определяют по формуле:
где Q – полная производительность станции, м
– производительность одного барабанного сетчатого фильтра
q
с
3
(БС) или микрофильтра (МФ), м
/сут.
, шт., (7.1)
с
3
/сут;
Производительность МФ и БС, размеры барабана
и рекомендуемые размеры резервуаров (ванн) для их размещения
приведены в табл. 7.1.
Кроме рабочих БС и МФ, предусматривают резервные,
количество которых принимают в соответствии с рекомендациями
84
п. 9.12 [4]. При количестве рабочих от 1 до 5 – один резервный, при
количестве рабочих от 6 до 10 – два резервных и при количестве
рабочих 11 и более – три резервных агрегата.
Рис. 7.1. Микрофильтр (барабанная сетка) [8]:
1 – камера микрофильтра; 2 – канал исходной воды; 3 – привод;
4 – промывное устройство; 5 – ограждение из прозрачных материалов;
6 – желоб для сбора промывной воды; 7 – сборный канал; 8 – опоры;
9 – барабан со съемными фильтрующими элементами; 10 – трубопровод
для отвода промывной воды; 11 – водосливное окно с шибером
Камеры, в которых устанавливают БС и МФ, оборудуют
спускными трубами. В подводящем канале камер устраивают
переливной трубопровод с диаметром не менее диаметра
подводящего трубопровода. Промывку сетчатых барабанных
фильтров предусматривают водой, прошедшей через них. Расходы
воды на собственные нужды, в процентах от расчетной
85
производительности, следует принимать для барабанных сеток –
0,5 %, микрофильтров – 1,5 % [4, п. 9.14].
Таблица 7.1
Производительность МФ и БС [8]
Марка
1,5×1
1,5×2
1,5×3
3×1,5
3×3
3×4,5
1,5×1
1,5×2
Производительность
, тыс. м3/сут.
q
c
4 1550 1230 2095
8 1550 2305 3160 2660 1000
12 1550 3370 4196
15 3050 1714 2606
30 3050 3370 4122 4060 1700
45 3050 4744 5635
10 1550 1230 2095
20 1550 2305 3160 2660 1000
Размеры
барабана, мм
диаметрd длинаl длинаL ширина
МФ
БС
Размеры ванны,
мм
В
расстояние
от оси до
дна С
1,5×3
3×1,5
3×3
30 1550 3370 4196
35 3050 1714 2606
4060 1700
70 3050 3370 4122
Аналогичные решения применяются и в зарубежной практике.
Так, например, на российском рынке представлена продукция
компании Nordic Water (Швеция), в число которой входят
и барабанные фильтры под фирменным названием DynaDrum [13].
Барабанные фильтры DynaDrum (рис. 7.2) – это автоматические
самоочищающиеся микросеточные фильтры, предназначенные для
удаления взвешенных веществ. Размер отверстий фильтрации может
составлять от 10 микрон до нескольких сотен микрон.
Ткань фильтра
изготавливается из полиэстера или нержавеющей стали.
Схема работы барабанного фильтра DynaDrum представлена на
рис. 7.3. Вода для фильтрации направляется в барабан и поступает
86
самотеком через фильтровальные панели, смонтированные на
периферии барабана. Взвешенные твердые частицы отделяются
и накапливаются на внутренней стороне фильтрующих панелей.
Рис. 7.2. Общий вид барабанного фильтра DynaDrum [13]
Рис. 7.3. Схема устройства и работы
барабанного фильтра DynaDrum [13]
87
Когда уровень воды в барабане увеличивается до установленного
значения, барабан начинает вращаться и запускается обратная
промывка фильтра. Струя высокого давления обратной промывки
удаляет накопленные взвешенные частицы в отводной лоток внутри
фильтра. Промывочная вода собирается в отводящем желобе
и выводится из фильтра. Фильтрующий материал погружен
максимум на 65 %, а уровень фильтрата сохраняется на
уровне
перелива.
Основные технические характеристики барабанных фильтров
DynaDrum приведены в табл. 7.2.
Таблица 7.2
Технические характеристики барабанных фильтров DynaDrum [13]
Размер
фильтра
DD502 500 2 0,4 0,18 0,55
DD802 800 2 0,8 0,25 0,55
DD804 800 4 1,6 0,25 1,1
DD806 800 4 2,4 0,25 1,1
Диаметр
барабана,
мм
Количество
фильтр-
панелей,
шт.
Площадь
фильтрации,
2
м
Мощность
приводного
двигателя,
кВт
Мощность
двигателя
насоса,
кВт
DD808 800 8 3,2 0,25 1,5
DD1203 1200 3 1,2 0,37 0,55
DD1206 1200 6 2,4 0,37 1,1
DD1212 1200 12 4,8 0,37 1,5
DD1218 1200 18 7,2 0,37 2,2
DD1224 1200 24 9,6 0,37 3,0
Кроме барабанных фильтров DynaDrum, компания Nordic Water
для тех же целей предлагает дисковые фильтры DynaDisc [13].
При установке в бетонную емкость фильтр оборудуется
подводящим каналом, куда подается исходная вода. Вода поступает
самотеком в центральный барабан, затем в кассеты и проходит сквозь
фильтрующую ткань (рис. 7.4). Каждый диск состоит из 8 или
10 фильтр-кассет.
88
Дисковые фильтры DynaDisc оборудуются системой обратной
промывки с подвижной распыляющей головкой и встроенным
уравнительным баком.
Рис. 7.4. Схема работы дискового фильтра DynaDisc [13]
При обосновании допускается размещать барабанные сетки на
водозаборных сооружениях [4, п. 9.11]. Более подробная информация
по оборудованию водозаборных сооружений приведена в [14].
Пример 7.1. Требуется подобрать барабанные сетки для станции
3
с производительности очистных сооружений 32280 м
/сут.
К установке принимаем барабанные сетчатые фильтры
БС 1,5×2: два рабочих и один резервный. Производительность
3
БС 1,5×2 – 20000 м
/сут. Барабанные сетчатые фильтры размещаем
в ванне из трех камер, которую предусматриваем над контактным
резервуаром.
89
Размеры барабана БС 1,5×2: диаметр – 1550 мм, длина – 2305 м.
Размеры камеры для размещения БС 1,5×2: длина – 3160 мм,
ширина – 2660 мм и высота – 1000 мм (табл. 7.1).
Ширину ванны без учета каналов при толщине стенок 0,2 м
принимаем 3,6 м, длину (для размещения трех БС, с учетом толщины
четырех стенок) – 8,8 м.
7.2. Расчет контактной камеры
Контактная камера должна
иметь не менее двух отделений. Общая
площадь контактной камеры численно может приниматься равной
площади, занимаемой БС или МФ. Если для смешения раствора
коагулянта с обрабатываемой водой применяются встроенные во
входную камеру смесители, то общую площадь контактной камеры
определяют с учетом площади смесителей по формуле:
кам
, м2, (7.2)
с
где F – суммарная площадь, занимаемая барабанными сетками (БС)
или микрофильтрами (МФ) с учетом стенок между ними и площади
2
каналов, м
– суммарная площадь, занимаемая смесителями, м2.
f
с
;
Объем контактной камеры рассчитывают по суммарному времени
пребывания в ней воды, которое необходимо для смешения и контакта
с реагентами по формуле:
·∑
кам
здесь q
кам
– часовой расход, поступающий в камеру, м3/ч;
кам
, м3, (7.3)
t – суммарное время пребывания воды в камере, мин.
Для определения t при последовательном вводе нескольких
реагентов необходимо учитывать интервал времени между их
вводами. Следует предусматривать возможность дополнительного
ввода реагента после камеры. Минимальный объем камеры должен
обеспечивать пребывание воды в ней не менее 5 минут [4, п. 9.98].
Высоту камеры определяют, исходя
из найденных объема
и площади, по формуле:
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]