5.3. Высота скорого фильтра

Высота скорого фильтра рассчитывается с учетом требований [1, п. 6.101, 14.11]

, (42)

–высота сухого борта принимается не менее 0,5 м;

–высота слоя воды над поверхностью загрузки 2 м;

–высота поддерживающего слоя;

Рисунок 8. Определение высоты скорого фильтра

;

H_п.с.=0,120+0,08+0,100+0,100+0,050+0,100=0,55 м;

где, h₁ – высота слоя, принимается равной 0,100 м;

h₂ – высота слоя, принимается равной 0,050 м;

h₃ – высота слоя, принимается равной 0,100 м;

h₄ – высота слоя, принимается равной 0,100 м;

h₅ – расстояние от низа ответвлений до дна фильтра, принимается согласно [пункт 6.105, 1] и равно 0,100 м.

Высота принимается кратной 0,6 м, согласно [1, п.14.11]. Поэтому высоту фильтра принимаем равной 4,8 м.

Потери напора в фильтре при промывке :

∑h=h_рс+h_ф+h_пс+h_пт+h_ос+h_мс, (43)

где, h_рс – потери напора в отверстиях труб распределительной системе фильтра;

h_ф – потери напора в фильтрующем слое:

h_ф = (А_п+В_п*ω_пр)*Н_з, (44)

где, А_п – параметр песка с крупностью зерен 0,5-1,0 мм – 0,76;

В_п – параметр для песка с крупностью зерен 0,5-1,0 мм – 0,017;

h_ф = (0,76+0,017*12)*1,2=1,1568 м;

h_пс – потери напора в гравийных поддерживающих слоях:

h_пс = 0,22*ω_пр*Н_пс, (45)

h_пс = 0,22*12*0, 55=1,452м;

h_пт – потери напора в трубопроводе, подводящем промывную воду к общему коллектору распределительной системы:

h_пт = i*l, (46)

где, i – удельные потери, принимаются по [4];

l – длина трубопровода, можно принять ориентировочно 100 м;

h_пт = (7,8/1000)*100=0,78м;

h_ос – потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном трубопроводах насоса для подачи промывной воды:

h_ос = , (47)

где, υ – скорость движения воды в патрубках насоса, принимается по [4];

h_ос = = 0,199м;

h_мс – потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре, можно принять 0,6м.

∑h=2,75+1,1568 +1,452+0,78+0,199+0,6=6,94м.

6. Осветлитель со слоем взвешенного осадка

Осветлитель состоит из двух отделений осветления воды и одного осадкоулотнителя (рис. 5). Ширина осадкоуплотнителя:

, (48)

, (49)

b_отд=152,07/7*9=2,41≈2,5 м;

b_осв=354,82/7*9=5,63=5,7 м;

Высота осветлителя определяется в соответствии с [1, п. 6.79]:

(50)

где, h_во – высота взвешенного осадка, 2 м;

h_вс – высота зоны осветления, 2 м;

h_зс – высота защитного слоя для формирования восходящего потока воды, 0,8 м;

h_сб – превышение строительной высоты над расчетным уровнем воды 0,3 м.

Н_ово=2+2+0,8+0,3=5,1 м;

Расчет дырчатых труб для удаления осадка

Удаление осадка из осадкоуплотнителя осуществляется дырчатыми телескопическими трубами, которые рассчитываются в соответствии с реко-мендациями [1, п. 6.80, 6.81].

(51)

где, Т_р – промежуток времени между сбросами осадка, принимается равным: 2сут.

W_ово=(1071,08*(685-10)*6)/(7*35000)=17,71 м³;

Распределение воды по площади осветления производится дырчатыми телескопическими трубами, которые рассчитываются в соответствии с рекомендациями [1, п. 6.82].

Количество труб для удаления осадка принимается конструктивно согласно [п. 6.71, 1], равно 1.

Расход разбавления осадка по одной трубе (q_ос) определяется по формуле:

(52)

где, К_раз – коэффициент разбавления осадка, принимается равным 1,5, согласно [пункт 6.74, 1];

t – время удаления осадка под гидравлическим давлении, принимается согласно [пункт 6.851, 1] равным 20 мин;

n_кол – количество труб для удаления осадка, принимается конструктивно согласно [пункт 6.81, 1], равно 1, при призматическом днище осветлителя со взвешенным осадком.

q_ос=17,71*1,5/0,33=80,5 м³/ч=22,2 л/с;

По таблицам гидравлического расчета [2] подбирается диаметр трубы (d_ос) согласно рассчитанному расходу (q_ос) и заданному интервалу скоростей (не менее 1 м/с), согласно [пункт 6.71, 1], и равен 150 мм (скорость в выбранной трубе составляет 1,51 м/с).

Диаметры труб и скорости движения осадка, которые подбираются по таблицам гидравлического расчета [2], сведены в таблицу 3. Для расчета принимается, что расход воды в трубе пропорционален номеру участка:

1) первый участок: q^I= q_ос/3;

2) второй участок: q^II=(2*q_ос)/3;

3) третий участок: q^III=q_ос/3.

Таблица 3. Телескопическая труба для удаления осадка

№ участка	Расход л/с	Диаметр мм	Скорость м/с
1	22,2	150	1,13
2	14,8	125	1,06
3	7,4	80	1,04

В связи с тем, что диаметр не может быть менее 150 мм, согласно [1. п.6.85], принимается телескопическая труба диаметром 175мм, 150мм.

Определение площади отверстий и количества отверстий:

, (53)

где, скорость выхода воды из отверстий, принимается согласно п.6.87 [1]

равной 3 м/с;

;

_{Принимаются отверстия диаметром 20 мм [1.п.6.85]. Тогда количество определяется по формуле:}

, (54)

где, общая площадь отверстий, м²;

площадь одного отверстия диаметром 20 мм;

;

;

Принимается 24 отверстия.

_{Определение расстояния между отверстиями:}

, (55)

где, длина осветлителя, мм;

количество отверстий ;

;

_{Расстояние между осями принимается 0,367 м, согласно п.6.82 [1] расстояние между отверстиями не более 0,5 м.}

Потери напора в сборной системе:

Расчет дырчатых труб для подачи воды:

Расход воды через каждую сборную дырчатую трубу:

, (56)

где, расход воды на один осветлитель, м³/ч;

;

Скорость входа воды в дырчатый коллектор должна лежать в пределах 0,5-0,6 м/с. Принимается диаметр коллектора , тогда.

Принимается коллектор телескопической формы, сваренный из трех труб диаметрами 300,250 () и 200мм (равной длины.

Определение площади отверстий и количества отверстий:

, (57)

где, скорость выхода воды из отверстий, принимается согласно п.6.82 [1] равной 2 м/с;

;

_{Принимаются отверстия диаметром 25 мм. Тогда количество определяется по формуле:}

, (58)

где, общая площадь отверстий, м²;

площадь одного отверстия диаметром 25 мм;

;

;

Принимается 46 отверстий.

_{Определение расстояния между отверстиями:}

, (59)

где, длина осветлителя, мм;

количество отверстий ;

;

_{Расстояние между осями принимается 0,191 м, согласно п.6.82 [1] расстояние между отверстиями не более 0,5 м.}

Потери напора в дырчатых трубах:

.

Расчет желобов: Сбор осветленной воды в зоне осветления надлежит предусматривать желобами с треугольными водосливами высотой 40 мм при расстоянии 100 мм и угле между кромками водослива 60⁰, согласно [1. п.6.84].

Расход воды на каждый желоб определяется по формуле:

, (60)

где, коэффициент распределения воды между зоной осветления и зоной

осаждения осадка, принимается по табл.20 [1];

часовой расход на один осветлитель, м³/ч;

число желобов в рабочей камере;

количество рабочих камер в осветлителе;

Ширина желоба прямоугольного сечения :

, (61)

Высота желоба прямоугольного сечения :

h_н=0,75*b_ж, (62)

h_к=1,25*b_ж, (63)

где, скорость движения воды в желобе, принимается согласно п.6.84 [1] равной 0,5 м/с;

;

;

;

;

Сбор осветленной воды из осадкоуплотнителя предусматривается дыр-чатыми трубами, которые рассчитываются в соответствии с рекомендациями [1, п. 6.85].

Расход воды через каждую сборную дырчатую трубу:

, (64)

где, коэффициент распределения воды между зоной осветления и зоной осаждения осадка, принимается по табл.20 [1];

часовой расход на один осветлитель, м³/ч;

потери воды при сбросе осадка, определяется по формуле:

, (65)

где, количество воды потерянное при сбросе воды из осадкоуплотнителя

в %, определяется по формуле:

, (66)

где, мутность воды выходящей из осветлителя со слоем взвешенного

осадка, принимается равной 10 мг/л;

средняя по всей высоте осадочной части концентрация твердой

фазы осадка, принимается по табл.19 [1];

коэффициент разбавления, принимается равным 1,5;

концентрация взвешенных веществ, поступающая восветлитель со слоем взвешенного осадка, мг/л;

;

;

;

Скорость движения воды в устье сборной трубы должна быть не более

0,5 м/с. Принимается , тогда.

Определение площади отверстий и количества отверстий:

, (67)

где, скорость входа воды в отверстиях, принимается согласно п.6.85 [1] равной 1,5 м/с;

;

_{Принимаются отверстия диаметром 15 мм. Тогда количество определяется по формуле:}

, (68)

где, общая площадь отверстий, м²;

площадь одного отверстия диаметром 15 мм;

;

;

_{Принимается 46 отверстий.}

_{Определение расстояния между отверстиями:}

, (69)

где, длина осветлителя, мм;

количество отверстий, шт;

;

Потери напора в дырчатых трубах:

;

Осадок из зоны взвешенного осадка в осадкоуплотнитель отводится осадкоприемными окнами [1, п.6.83].

Площадь окон в одном коридоре осветления составит:

)

где, V_ок – скорость движения воды с осадком в осадкоприемных окнах, 40 мм/с.

Принимается высота окон h_ок = 0,2м, общая их длина находится по формуле:

(71)

Приняв в каждой стенке, разделяющей осадкоуплотнитель и коридоры осветления, определенное количество окон, рассчитывают расстояние между окнами. При длине осадкоуплотнителя 8,8 м и 10 окнах шаг окон по горизонтали составляет 8,8/10=0,88 м. Расстояние между двумя соседними окнами при ширине окон 0,33 м будет 0,88-0,33=0,55 м.