7971

11

Рис. 2. Компоновка скорых безнапорных фильтров

а) и б) - однорядная компоновка с боковым каналом (карманом); в)- однорядная компоновка с центральным каналом.

г) и д) - двухрядная компоновка, соответственно, с боковым каналом (карманом) и с центральным каналом.

1-боковой канал (карман); 2-фильтр; 3-сборные желоба; 4-центральный канал; 5- галерея для размещения общих технологических трубопроводов.

12

Для двухслойных фильтров эти параметры приводятся для каждого слоя.

ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ СЛОИ из гравия или щебня предусматриваются в том случае, если в фильтре принята трубчатая распределительная система с круглой перфорацией. Крупность фракций и высоту каждого поддерживающего слоя принимают по табл. 22 [1] с учётом примечаний. Общая высота поддерживающего слоя равна сумме высот слоев различной крупности, укладываемых друг на друга в последовательности, указанной в табл. 22 [1].

После подбора фильтрующей загрузки и поддерживающих слоев определяется высота фильтра по формуле (см. рис. 1.)

где Нп и Нф —соответственно, высота поддерживающего и фильтрующего слоя (если поддерживающие слои отсутствуют, тоНп =0) в м;

Нв— высота слоя воды над фильтрующей загрузкой, принимаемая равной 2, 0 м;

Нд— дополнительная высота фильтров (в м), определяемая только при работе их с постоянной скоростью фильтрования, при выключении одновременно одного или двух фильтров на промывку, по формуле:

где W0— объем воды, накапливающийся за время простоя одновременно промываемых фильтров, м3;

F0— суммарная площадь фильтров, в которых накапливается вода, за время простоя одновременно промываемых фильтров, м2;

∑f— суммарная площадь фильтров, выключаемая одновременно на промывку, м2;

Нс — превышение кромки бортов фильтра над поверхностью воды, принимаемое равным 0,5 м.

Если при выключении фильтров на промывку фильтрующей загрузки остальные фильтры переводятся в форсированный режим работы, тоНд= 0.

Все размеры проставляются на эскизе фильтра

6. ДРЕНАЖИ БОЛЬШОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ Расчет дренажей производится по количеству воды или воздуха, пода-

ваемых через них на регенерацию загрузки. При расчете дренажей фильтров необходимо правильно подобрать сопротивление в отверстиях дренажной системы, обеспечивающее требуемую равномерность (0,9...0,95) распределения промывной воды или воздуха, определить величину потерь напора в дренаже и найти конструктивные размеры дренажной системы.

Дренаж для распределения промывной воды может выполняться в ви-

13

де:

-системы распределительных труб с круглой или щелевой перфорацией с центральным коллектором (для фильтров площадью до 40 м2) или

сцентральным каналом (для фильтров площадью более 40 м2);

-системы распределительных труб, на которых устанавливаются щелевые колпачки, конструктивные размеры которых приведены в табл.

3;

-системы каналов, перекрываемых сверху полимербетонными плитами толщиной не менее 40 мм.

При водовоздушной промывке фильтров материала дренаж выполня-

ют:

-раздельными трубчатыми распределительными системами для воды и воздуха;

-щелевыми колпачками, закрепленными в промежуточном днище. В этом случае колпачки имеют вертикальные щели в хвостовой части. Дренажи из распределительных труб для воды и воздуха размещаются над дном фильтра.

Щелевые колпачки, выпускаемые ЛП «ТЭКО-ФИЛЬТР» Таблица 3.

Условное обозначение: Щелевой колпачок ФЭЛ-0,2-8,7-1-Н-G1/2В ФЭПфильтрующий элемент; 0,2- ширина щели, мм; 8,7- площадь

фильтрации, уменьшенная в 102, мм2; 1- исполнение колпачка с верхним расположением фильтрующей поверхности (2- с нижним); Н- высота, мм; G1/2- диаметр присоединительного штуцера в дюймах; В- внутренняя резьба.

14

7. ТРУБЧАТЫЙ ДРЕНАЖ С КРУГЛОЙ ПЕРФОРАЦИЕЙ

Схемы трубчатого дренажа с круглой перфорацией для фильтров площадью до 40 м2 с боковым каналом и для фильтров площадью более 40 м2 с центральным каналом показаны на рис. 3,

Расчет дренажа ведется в следующей последовательности.

1. Подсчитывается расчетный расход воды (в л/с) на промывку одного фильтра по формуле

Рис.З. Схемы фильтров, оборудованных трубчатыми дренажами с круглой перфорацией

а) - фильтр с боковым каналом; б) - фильтр с центральным каналом.

1- центральный коллектор; 2-распределительные трубы; 3-боковой канал; 4- нижняя часть центрального канала; 5- дополнительная перфорированная труба.

2. Определяется диаметр центрального коллектора дренажа (рис. 3,а) или подводящего коллектора (рис. 3,б), dк по таблицам гидравлического расчета [5] по расходу воды на промывку, qnp, при скорости движения промывной воды, принимаемой от 0,8 до 1,2 м/с.

2(1). Для фильтров с центральным каналом или с боковым каналом с ком-поновкой фильтров по рис. 2,б рассчитывается площадь поперечного сечения нижней части центрального канала (в м2)по формуле

где vк - скорость движения воды в канале, принимаемая от 0,8 до 1,2 м/с.

2(2). Принимаются размеры нижней части центрального канала А к Нц

15

(рис. З или бокового канала А (см. рис. 2,б), которые должны быть не менее 0,7 м. Если диаметр трубопровода, подводящего промывную воду в нижнюю часть центрального канала dk >0,7 м, то минимальные значения А и Нцдолжны быть равны

где 0,2 — величина, необходимая для нормальной заделки трубопровода в торцевую стенку канала, м.

3.Для повышения равномерности распределения воды допускается прокладывать в центральном канале дополнительную трубу диаметром,

dк

отверстиями в 2 ряда, направленными вверх под углом 45° к вертикали. На рис. 3,б эта труба показана штриховой линией. Расчет дополнительной трубы производится так:

•Определяется диаметр трубы, dк по скорости движения промывной воды, принимаемой по [1] в пределах 1,8. ..2,0 м/с и расходу qnр по [5].

•Находится общая площадь отверстий в дополнительной трубе (в м2) по выражению

где Р - отношение суммарной площади отверстий к площади фильтра (в %), принимаемое равным 0,5.... 0,6 по [1];

f - площадь фильтра, м2.

• Принимается диаметр отверстий d0= 40.. .50 мм на дополнительной трубе и определяется их количество по выражению

•Рассчитывается расстояние между осями отверстий (в м) по выражению.

4.Определяется количество распределительных груб в фильтре.

где 10- расстояния между осями труб, принимается по [1] равным

0,25...0,35 м.

Распределительные (стальные или чугунные) трубы подсоединяются к центральному коллектору или к каналу с обеих сторон под прямым углом строго горизонтально над дном фильтра на расстоянии до низа труб

80... 120 мм.

6. Подсчитывается расчетный расход промывной воды, проходящей по одной распределительной трубе по выражению (л/с)

7. Принимается диаметр распределительных боковых ответвлений, dp, по расходу, qpm и скорости движения воды в распределительных трубах 1,6...2,0 м/с, используя таблицы гидравлического расчета [5].

8.Определяется общая площадь отверстий в распределительных тру-

бах по формуле (13) при Р = 0,25...0,5 % [1].

9.Находится количество отверстий на всех распределительных трубах по формуле (14) при диаметре одного отверстия d0=10... 12 мм,

10.Подсчитывается количество отверстий на одной распределитель-

ной трубе, шт.

Отверстия на распределительных трубах располагаются в два ряда в шахматном порядке под углом 45° к вертикальной оси трубы и должны быть направлены вниз.

10. Определяется расстояние между осями отверстий на распределительных трубах по выражению, мм.

S0=2х1000хlрт/n01. (21)

Расстояние между осями отверстий должно находиться в пределах

150...200 мм [1].

8. ТРУБЧАТЫЙ ДРЕНАЖ С ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАЦИЕЙ

Устройство его отличается от трубчатого дренажа с круглой перфорацией тем, что (см. рис.4) распределительные трубы должны быть из нержавеющей стали или полиэтилена со щелевой перфорацией. В фильтрах отсутствуют поддерживающие слои.

Расчет дренажа с щелевой перфорацией проводится аналогично дренажу с круглой перфорацией следующим образом.

1. Определяется расчетные параметры дренажа по формулам 10... 19,

при

17

веденным в п. 7.

2. Принимается диаметр распределительных боковых ответвлений, dp,

по

расходу, qpm и скорости движения воды в распределительных трубах 1,6...2,0 м/с, используя таблицы гидравлического расчета [5].

3. Определяется общая площадь щелей в распределительных трубах,

м2 .

где dmin- минимальный диаметр зеренфильтрующего материала, мм; dp- диаметр распределительной трубы, мм.

Рис.4 Схемы трубчатых щелевых дренажей большого сопротивления

а) - с боковым каналом; б) - с центральным каналом.

1- центральныйколлектор; 2- распределительные щелевые трубы; 3- боковой канал; 4- нижняячастьцентральногоканала;5- дополнительнаяперфорированнаятруба.

5. Определяется количество щелей на одной трубе по выражению

Щели размещаются перпендикулярно к продольной оси распределительных труб с двух диаметрально противоположных сторон.

18

6. Находится расстояние между осями щелей на распределительной трубе в мм

9. РАЗДЕЛЬНЫЕ ТРУБЧАТЫЕ ДРЕНАЖИ

Раздельные трубчатые дренажи (для воды и воздуха) применяются для во-довоздушной промывки фильтрующей загрузки.

Расчет и конструирование трубчатых дренажей с круглой перфорацией для подачи и распределения промывной воды производится в последовательности, указанной в п. 7. Отличие состоит в том, что: при определении площади отверстий в распределительных трубах по формуле (13) суммарная их площадь должна составлять Р = 0,18...0,22 % площади фильтра [2], а отверстия располагаются в один ряд по нижней образующей распределительных труб (диаметр отверстий 10...12 мм, расстояния между осями отверстий 120... 160 мм).

Если для подачи промывной воды принят трубчатый дренаж с щелевой перфорацией, то он рассчитывается в последовательности, указанной в п. 8. Независимо от конструкции трубчатого дренажа диаметр распределительных труб определяется исходя из скорости движения воды в них на 3-м этапе промывки, равной 1,5...2,0 м/с. Расстояния между осями распределительных труб следует принимать 250...350 мм (меньшие расстояния для труб меньшего диаметра). Распределительные трубы для подачи воды укладываются на высоте 120.. 150 мм от дна фильтра до низа труб, точно посредине между трубами для подачи воздуха.

Взаимное расположение трубчатых дренажей для подачи воды и воздуха показано на рис. 5. Дня распределения воздуха применяются полиэтиленовые трубы.

Расчет трубчатой распределительной системы для подачи воздуха следует производить в следующей последовательности,

1. Определяется расход воздуха (в л/с), подаваемого на продувку филь-

тра по формуле

где Wв— максимальная интенсивность подачи воздуха, принимаемая по табл. 1, л/(схм2).

2. Определяется площадь поперечного сечения коллектора для подачи воздуха в м2

19

где vв- скорость движения воздуха в коллекторе, принимаемая 7..10 м/с [2]. 3. Рассчитывается диаметр коллектора для воздуха (в мм) по формуле

Принимается стандартный ближайший диаметр коллектора из стали. К коллектору по нижней образующей привариваются отводы (колена под углом 45°), к которым подсоединяются полиэтиленовые распределительные трубы. Коллектор располагается выше распределительных труб (рис. 5).

4. Принимаются количество распределительных труб (прв) для воздуха на одну больше, чем для подачи воды.

Принимается длина распределительных труб для воздуха равной длине труб для подачи воды 1рт

1-1 (увеличено)

Рис. 5. Трубчатые системы для подачи воды и воздуха

1- коллектор для распределения воздуха; 2- дырчатые трубы для распределения воздуха; 3. кондуктор для крепления труб; 4- дырчатые трубы для распределения воды; 5- коллектор для подачи промывной воды; 6- коллектор для отвода загрязненной промывной воды.

6. Определяется диаметр распределительных труб (в мм) по формуле

где vpв- скорость движения воздуха в распределительных трубах, принимаемая 13...17 м/с [2], причем меньшей скорости в коллекторе должна соответствовать большая скорость в распределительных трубах и наоборот.

7. Находится площадь отверстий или щелей на одной распределительной трубе (м2)

где v0- скорость выхода воздуха из отверстий или щелей, принимае-

мая 45...50м/с[2].

20

8. Определяется количество отверстий или щелей в распределительной трубе

d0- диаметр отверстий в мм (3.. .5 мм) [2];

lЩ-длина щелей в мм (15...25 мм) [2] в зависимости от диаметра трубы; dmin - минимальный диаметр фракций фильтрующей загрузки, мм.

Отверстия или щели располагаются в шахматном порядке под углом 45° к вертикали и направлены вниз.

9.Определяется расстояние между осями отверстий или щелей по формуле (21), которое не должно превышать 100... 180 мм [1,2].

10.Распределительные трубы для воздуха располагаются между распределительными трубами для подачи воды (рис. 5) непосредственно на дно фильтра или на подкладках высотой 10...30 мм. На краевых участках (вблизи стен фильтра) необходимо располагать трубы для распределения воздуха.

11.Рассчитывается диаметр магистрального воздуховода, dмаг, по скорости движения воздуха vмаг= 18...25 м/с и расходу воздуха, ∑Qв, подаваемому на продувку одновременно промываемых фильтров в мм

Принимается стандартный диаметр трубы.

10. ДРЕНАЖ ИЗ ПОРИСТЫХ ПОЛИМЕРБЕТОННЫХ ПЛИТ

Дренаж может быть выполнен из полимербетонных плит, из железобетонных дырчатых плит, отверстия которых заполнены пористым полимербетоном, а также из монолитного полимербетона [2]. Устройство дренажа из полимербетонных плит показано на рис. 6. Дренаж из полимербетонных плит состоит из опорных стенок, смонтированных перпендикулярно сборному боковому или центральному каналу. На опорные стенки укладываются поли-мербетонные плиты. Опорные стенки и плиты образуют распределительные каналы. Каждый распределительный канал соединен с нижней частью центрального канала или с центральным (боковым) коллектором патрубками большого сопротивления с диафрагмами и отражателями. Фильтрующая загрузка располагается непосредственно на плитах. Расчет дренажа ведется в такой последовательности.

1. Проводятся все расчеты, используя формулы (10...15) в последова-