Указания по расчету фильтров с плавающей загрузкой.

Площадь одного фильтра из конструктивных и экономических соображений рекомендуется назначать в зависимости от производительности станции:

при Q_{сут.полезн.} < 1000 м³\сут. = 4-16 м²;

Q_{сут.полезн.} = 1000-10000 м³\сут . =16-25 м²;

Q_{сут.полезн.} =10000- 100000 м³\сут =25-50 м²;

Суммарная площадь безнапорных фильтров, на которых фильтрование осуществляется снизу вверх (ФПЗ-4), следует определять по формуле :

(31)

где Q_{сут.полезн.} – суточная полезная производительности, м³\сут

Т – продолжительность работы станции в течении суток, ч.

V_н.р. – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м\ч;

n – число промывок фильтров в сутки; принимается в зависимости от продолжительности фильтроцикла равным от 0,1 до 3,0 ;

t₁ – время простоя фильтра, связанное с промывкой и переключения задвижек. Принимаем равным 0,12-0,15 ч.

Число фильтров на станции надлежит назначать по формуле:

, шт., где площадь одного фильтра,м².

Общее число фильтров на станции из условия обеспечения надежности работы следует принимать при осветлении воды не менее двух.

Расчетную скорость фильтрования при форсированном режиме следует определять по формуле :

; м\час

(32)

где N и N₁ – количество фильтров, общее на станции и находящиеся в ремонте соответственно.

В случае, когда V_р.ф. получится больше величины, приведенной в табл.1 необходимо несколько увеличить площадь фильтрования.

Объем промывной воды, необходимый для промывки одного фильтра, следует определять по формуле:

Wпр. = 3,6W *t* , м3;

(33)

где W – интенсивность промывки, л\с* м²;

t – продолжительность промывки,ч.

- площадь фильтра, м²

В фильтре ФПЗ-4 высоту слоя воды в надфильтровом пространстве к концу фильтроцикла назначают по величине потерь напора:

h₀ > ∑h = 1,5-2,0 м,

где ∑h – суммарные предельные потери напора в загрузке к концу фильтроцикла.

Общую высоту корпуса ФПЗ всех конструкций следует определять по формуле;

Hф = h+h0 + Dк + [ li ( 1 + ei ) + ha,b], м;

(34)

где h – высота запаса стенки корпуса фильтра над максимальным уровнем воды в нем, равная 0,2 м;

D_к - диаметр коллектора нижней сборно-распределительной системы, м;

Диаметр нижней дренажной системы определяем по формуле:

, м.

(35)

l_i и e_i – соответственно толщина до промывки и величина относительного расширения загрузки при промывке i-го яруса загрузки, табл.1;

h_a,b – аварийная высота, предотвращающая вынос загрузки при промывке в нижележащие ярусы или коллектор нижней дренажной системы, принимается равной h_a,b ≥0,2 м.

W_пр – объем промывной воды,м³;

V₁ – 1.5-2.2 м\c – скорость движения воды в коллекторе при промывке фильтра.

Решение

Сточная вода после аккомулирующей емкости поступает в фильтры с плавающей загрузкой ФПЗ-4.Где происходит очистка сточной воды до требуемого предела. После аккомулирующей емкости сточные воды имеют концентрацию по БПК – 10 мг\л и по взвешенным веществам 15 мг/л. Q_{сут.полезн.} = 1600 *24 = 38400 м³\сут

Характеристика фильтрующего слоя:

• Тип загрузки- однослойная;

• Диаметр гранул 1÷2 мм;

• Толщина слоя 0,3 м;

• Скорость фильтрования при нормальном режиме

• V_нр=10 м/ч; при

форсированном- не более V _фр =12 м/ч;

• Минимальная продолжительность фильтроцикла 12ч;

• Интенсивность промывки W=10 л/с*м²; продолжительность

промывки t=4-6 мин;

• Относительное расширение 60%.

Суммарная площадь фильтров определяется по формуле:

, м² (1)

F = = 161,0 м²

где Q_{сут.полезн.} – суточная полезная производительности, 38400 м³\сут

Т – продолжительность работы станции в течении суток, 24 ч.

V_н.р. – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, 10 м\ч;

n – число промывок фильтров в сутки; принимается в зависимости от продолжительности фильтроцикла равным от 0,1 до 3,0;

t₁ – время простоя фильтра, связанное с промывкой и переключения задвижек. Принимаем равным 0,12-0,15 ч.

Число фильтров на станции надлежит назначать по формуле:

, шт., (2)

где площадь одного фильтра,м² равная 25-50 берем 25

F= = 6,44 =6 шт.

Принимаем 6 фильтров.

Расчетную скорость фильтрования при форсированном режиме следует определять по формуле :

V_р.ф. = ; (3)

V_р.ф. = 1,2 м\ч;

где N и N₁ – количество фильтров, общее на станции и находящиеся в ремонте соответственно.

В случае, когда V_р.ф. получится больше величины, приведенной в табл.1 необходимо несколько увеличить площадь фильтрования.

Объем промывной воды, необходимой для промывки одного фильтра,

определяется по формуле :

W_пр. = 3,6W *t* = 3,6*10*0,066*25 = 59,4 м³; (4)

где W – интенсивность промывки, 10 л\с* м²;

t – продолжительность промывки,4 мин 4/60 = 0,066 ч.

- площадь фильтра,25 м²

Высота слоя воды в надфильтровом пространстве к концу фильтроцикла назначаем по величине предельных потерь напора h₀ > ∑h = 1,5-2,0 м,

где ∑h – суммарные предельные потери напора в загрузке к концу фильтроцикла.

h₀ - потери напора на ФПЗ-4 следует принимать 1,5 м при фильтровании снизу вверх принимаем 1,6

Общую высоту корпуса ФПЗ-4 следует определять по формуле;

H_ф = h+h₀ + D_к + [ l_i ( 1 + e_i ) + h_a,b], м; (5)

где h – высота запаса стенки корпуса фильтра над максимальным уровнем воды в нем, равная 0,2 м;

D_к - диаметр коллектора нижней сборно-распределительной системы, м;

Диаметр нижней дренажной системы определяем по формуле:

D_к = , м. (5) D_к = = 0,16 м;

Принимаем D_к = 20 мм;

V₁ – 1.5-2.2 м\c – скорость движения воды в коллекторе при промывке фильтра.

t – продолжительность промывки , м , 4*60 = 240 мин.

W_пр – объем промывной воды,м³;

l_i и e_i – соответственно толщина до промывки и величина относительного расширения загрузки при промывке i-го яруса загрузки, табл.1; l_i = 0,3 м, e_i = 0,6

h_a,b – аварийная высота, предотвращающая вынос загрузки при промывке в нижележащие ярусы или коллектор нижней дренажной системы, принимается равной h_a,b ≥0,2 м.

H_ф = 0,2+1,6+0,2+[0,3(1+0,6) + 0,28] = 2,76 м ≈ 3 м.

Принимаем 6 фильтров высотой 3 м шириной 8,4 м