Диаметр труб для распределения рециркуляционной жидкости (водовоздушной смеси)

Трубы над дном флотатора принимают 0,3 – 0,4м., заглубляя его под уровень жидкости примерно на 0,7 Н .

При расчёте системы распределения водовоздушной смеси следует обеспечить следующие условия:

- равномерное распределение жидкости по площади камер установки;

- расход на одно ответвление распределительной системы q = Q_р/n_отв;

- скорость движения водовоздушной смеси по распределительным трубам v = 0,8 – 1,0 м/с;

- скорость выхода водовоздушной смеси из отверстий v_о ≤ 5,0 – 6,0 м/с;

- диаметр отверстий d_о = 2 – 3мм;

- расстояние между отверстиями (шаг) 50 – 100мм. Отверстия следует располагать в шахматном порядке под углом 45 – 60^о к оси трубы в нижней ее части;

- площадь отверстий при d_о = 2мм – f_о = 0,00000314м² , а при d_о = 3мм

f_о = 0,000007065м²;

- количество отверстий на ответвлении определяется по формуле

n_о = q / v_о∙ f_о, шт.

Рекомендации по конструированию труб для подачи водовоздушной смеси.

От напорного бака: диаметр трубы от сатуратора 76 мм; количество ответвлений 6 шт.; диаметр ответвлений 35 мм.; длина ответвлений 0,9 м; количество отверстий 10 шт, располагающиеся друг от друга через 100мм. Трубы стальные ГОСТ 10704-91

4.5 Расчет фильтра с плавающей загрузкой

Для доведения качества очищенных сточных вод до ПДК допустимых к сбросу в бытовую канализацию предусмотрена установка фильтра с плавающей загрузкой. При этом в качестве фильтрующей загрузки рекомендуется применять керамзит с высотой слоя от 1 до 1,5 м, для поддерживающих слоев − отсортированный гравий высотой слоя 0,45 м крупностью от 2 до 32 мм. Скорость фильтрования от 6 до 7 м/ч, продолжительность фильтроцикла 24 часа, интенсивность аэрации каждой ступени фильтра от 3 до 3,5 м³/м² · ч. Промывка осуществляется потоком воды интенсивностью от 16 до 18 л/с · м² в течении семи, восьми минут.

Расчетная суммарная площадь фильтров F ,м², определяется по формуле:

где Q_cym − производительность очистных сооружений, м³/сут;

Т − продолжительность работы очистных сооружений в течении суток, ч;

υ_pH − расчетная скорость фильтрования, м/ч;

n − число промывок фильтра в сутки;

w − интенсивность промывки; л/с · м²;

t₁ − продолжительность промывки фильтра, ч;

t₂ − продолжительность простоя фильтра в связи с промывкой, ч.

Количество фильтров N, шт, определяется по формуле:

Принимаем к установки 3 фильтра, из которых два рабочих и один резервный, резервный фильтр для обеспечения бесперебойной работы очистный сооружений.

Площадь фильтра составляет 1,76 м² при размерах в плане 1,4 х 1,4 м.

Проектируемый фильтр имеет две ступени, при этом в первой ступени вода движется снизу вверх, а во второй − сверху вниз, в противоток воздуху.

Расчет распределительной системы фильтра первой ступени производится на расчетный расход промывной воды q_np , л/сек, по формуле:

где ƒ_ф − площадь фильтра, м²;

w − интенсивность промывки фильтра, л/с · м².

Диаметр коллектора распределительной системы принимается исходя из скорости воды в начале коллектора от 0,8 до 1,2 м/с. При расходе 24,64 л/с диаметр коллектора составляет d_кол =150 мм.

Длина одного ответвления в фильтре I_отв, м, определяется по формуле:

где А − длина фильтра в плане, м;

d_кол − наружный диаметр коллектора, м.

Расстояние между ответвлениями в распределительной системе фильтра первой ступени m = 0,25 м (рекомендуется от 0,25 до 0,35 м). Количество ответвлений на фильтре составит : n = 1,4 · 2 / 0,25 = 12 шт.

Диаметр труб ответвлений принимаем d_отв = 40 мм (ГОСТ 3262 − 62), тогда скорость входа воды в ответвления составит 2 м/с (что не превышает рекомендуемой скорости от 1,6 до 2 м/с, при расходе 24,64/ 12 = 2,34 л/с).

В нижней части ответвлений под углом 60° к вершинам предусматриваются отверстия диаметром 12 мм.

Площадь каждого отверстия равна f_отв = 1,13 см². Отношение площади всех отверстий в распределительной системе к площади фильтра принимается равным от 0,25 до 0,3 %, тогда Σf_отв = 0,25 · 1,76 / 100 = 0,0044 м² или 44 см².

Следовательно, общее количество отверстий в распределительной системе фильтра первой ступени n_o, шт, определяется по формуле:

В фильтре имеется 10 ответвлений. Размещают по 5 ответвлений с каждой стороны коллектора. Количество отверстий на каждом ответвлении 32 / 10 = 4 шт. Шаг отверстий l_o = 0,625 / 4 = 0,156 м.

Интенсивность аэрации фильтра первой ступени от 3 до 3,5 м³/м² · ч, аэрация фильтра осуществляется с помощью компрессора. Подбираем компрессор марки СО − 45А с габаритными размерами: длиной 425 мм, шириной 45 мм, высотой 355мм.

Распределительная система фильтра второй ступени оборудован промывными желобами. Желоба принимаем полукруглого сечения. Ширина желоба В, м, определяется по формуле:

где q_ж − расход воды по желобу, м^З/с;

а − отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, а принимается от 1 до 1,5;

К − коэффициент зависящий от типа желоба.

Высота прямоугольной части желоба h_пч = 0,75 · B = 0,75 · 0,016 = 0,012 м. Полезная высота желоба равна 1,25 · В, что составляет 0,02 м. Днищу желоба придается уклон 0,01 по ходу движения промывной воды

Высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки Н_ж, м, определяется по формуле:

где Н_ж − высота фильтрующего слоя, м;

Е − относительное расширение фильтрующей загрузки, %.

Расстояние от дна желоба до дна канала Н_кан, м, определяется по формуле:

где q_кан − расход воды по каналу, м³/с;

g − ускорение силы тяжести, м²/с .

Устройство для низкого отвода промывных вод горизонтальным потоком рассчитывается следующим образом. Для исключения выноса загрузки существует система низкого отвода воды с пескоулавливающим желобом. Водосливная стенка должна устраиваться вдоль стены сборного канала под углом 45° в сторону канала. Отбойная стенка располагается перпендикулярно водосливной с наклоном под углом 45 внутри фильтра, причем верхняя кромка отбойной стенки должна быть ниже верхней кромки водосливной на Н₁ = 25 мм. Нижняя кромка отбойной стенки не должна доходить до водосливной, образуя в нижней части пескоулавливающего желоба продольную щель L = 15 мм. Нижняя кромка водосливной стенки должна на 30 мм. перекрывать нижнюю кромку отбойной стенки. Нижнюю кромку водосливной стенки надлежит принимать на 100 мм выше поверхности фильтрующей загрузки.

Высота фильтра второй ступени Н, м., определяется по формуле:

где Н_nс − высота поддерживающего слоя, м;

Н_фс − высота фильтрующего слоя, м;

Н_ж − высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки, м;

h_з − высота запаса над максимальным уровнем воды, м, h_з = 0,2 м.

Тогда высота фильтра первой ступени, с учетом потерь, составляет 3,025 м.

Вода на фильтр подается из бака осветленной воды, расположенного на улице, погружным насосом марки ГНОМ 10 / 10.[10] Принимаем один рабочий и один резервный насос. Объем бака рассчитан на получасовой расход воды.

Промывка фильтра производится один раз в сутки, при этом каждая ступень промывается отдельно.

Количество воды, необходимой для промывки, Q, м³, определяется по формуле:

В данном случае в качестве бака промывной воды используется контактный резервуар. Объем контактного резервуара, с учетом времени на промывку фильтра составляет:

Контактный резервуар имеют следующие размеры: диаметр 1,5 м., глубина 3,6 м.

Напор, который должен развивать промывной насос, при промывке фильтра H, м, определяется по формуле:

где Н_z − геометрическая высота подъема воды, м;

Н_зап − запас напора, м., принимается 1,5 м.;

Σh − полная величина потерь напора при промывке, м., определяется по формуле:

где h_pc − потери напора в отверстиях труб распределительной системе, м;

Н_ф − потери напора в фильтрующем слое, м;

Н_zр − потери напора в гравийных слоях, м;

h_mp − потери напора в трубопроводе, м;

h_m − потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре, м;

h_oc − потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном трубопроводах насоса, м.

где α − отношение площади отверстий в распределительной системе к площади коллектора;

V_кол − скорость движения воды в коллекторе; м/с;

V_pm − скорость движения воды в распределительной трубке, м/с.

Потери в фильтрующем слое, Н_ф, м, определяются по формуле:

где а и в − параметры, зависящие от крупности загрузки, а = 0,85, в = 0,04.

Потери напора в поддерживающем слое, Н_z, м, определяются по формуле:

Потери напора в фасонных частях и арматуре составляют:

Геометрическая высота подъема воды определяется разницей отметки кромки желоба и дна резервуара и составляет 6,255 м.

Напор насоса равен:

Подача насоса составляет:

Подбираем насос марки ГНОМ 100/25, мощностью электродвигателя 7,5 кВт, массой 140 кг. 70 % промывных вод направляются в оборот, а 30 % направляются на очистку.[10]

Объем резервуара для перекачки очищенной воды определяется по формуле: