ПЗ (Водоснабжение поселка на Сахалине вд), страница 5

t₂ –время простоя фильтра в связи с промывкой, 0,5ч.

По формуле (6.4)

м²

Число фильтров, шт, определяется по формуле:

(4.16)

шт.

Принимается 4 фильтра.

Площадь одного фильтра равна 15,5 : 2 = 7,7 м², тогда размеры в плане будут Bхl= 3,2x4 м. Площадь всех фильтров равна 114 м².

Высота фильтра, м, определяется по формуле

(4.17)

где H_ф.сл.- высота фильтрующего слоя, 1,2 м;

H_п.с.– высота поддерживающего слоя, м;

H_в - высота слоя воды над поверхностью загрузки, 2 м.

Высота поддерживающего слоя, м:

(4.18)

гдеH_20-40– высота слоя зерен крупностью 20–40 мм;

H_20-10– высота слоя зерен крупностью 20–10 мм;

H_10-5– высота слоя зерен крупностью 10–5 мм;

H_5-2– высота слоя зерен крупностью 5–2 мм;

H_2-1,2– высота слоя зерен крупностью 2–1,2 мм.

м

По формуле (4.17)

м

Максимальный расход воды для промывки фильтра, л/с

(4.19)

где F_ф – площадь одного фильтра, 12,7 м².

л/с

По данному расходу диаметр коллектора по [8] будет составлять: d= 400 мм, скорость 1,15 м/с.

Количество ответвлений с каждой стороны от коллектора, шт, определяется по формуле:

, (4.20)

где L – длина фильтра, 4 м;

l_ос – расстояние между осями труб, принятое 250 мм.

шт

Принимается 8 ответвлений с каждой стороны.

Расход воды по одному ответвлению, л/с, определяется по формуле

(4.21)

л/с

По данному расходу по [8] выбран диаметр и скорость ответвлений:d_{ответл.}= 80 мм, v_{ответвл.} = 1,80 м/с.

Длина труб ответвлений, м, в этом случае определяется как:

, (4.22)

l_{ответвл.} = 1,9 – 0,4/2-0,1 = 0,78 м

В ответвленияхпредусматриваются отверстия d_{отверстия}= 10 мм.

Общее число отверстий, шт, определятся по формуле:

, (4.23)

шт.

Расстояние, м, между отверстиями определяется как:

l_{отверст.} =l_{ответвл.} /n_{отверст.}, м (4.24)

гдеl_{ответвл.} –длина одного ответвления, 0,75 м.

l_{отверст.} = 0,75 / 16 = 0,04 м.

Количество желобов, для сбора и отвода промывной воды, принято из условия, что расстояние между осями не должно превышать 2200мм. Принято 2 желоба полукруглого сечения, расстояние между желобами 1200 мм.

Ширина желоба, м, определяется по формуле

, (4.25)

где q_ж– расход воды по желобу, м³/с;

K– коэффициент, принят равным 2;

a–отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, равное 1.

Расход воды,м³/с, по каждому желобу определяется по формуле:

, (4.26)

где n_ж – число желобов, принято 2 желоба.

q_ж = 123,2/2 = 0,06 м³/с

По формуле (6.14)

м

Кромки желоба над фильтрующей загрузкой находятся на расстоянии, м, которое определяется по формуле

, (4.27)

где H – высота фильтрующего слоя, 1,2 м;

e – относительное расширение фильтрующей загрузки при промывке, 25%.

м

Дно сборного бокового канала находится ниже дна желоба на величину, м, которое определяется по формуле:

, (4.28)

где q_кан.­– расход воды по каналу, 0,06 м³/с;

A – ширина канала, принята 0,7 м.

м

Производительность воздуходувки для воздушной промывки фильтров,м³/мин, определяется по формуле

, (4.29)

м³/мин

По каталогу подобрана воздуходувка типа ВВН1-6. Производительность воздуходувки до 6 м³/мин. Габариты воздуходувки 1435x410x987 мм. Предусматривается одна рабочая и одна резервная воздуходувка.

Для промывки фильтров принята схема с промывным насосом.

В дренажной системе большого сопротивления потери напора, м, определяется по формуле

, (4.30)

гдеV_к – фактическая скорость в начале распределительного коллектора, 1,2 м/с;

V_Б.О.– фактическая скорость в ответвлениях дренажа, 1,8 м/с;

ζ – коэффициент сопротивления.

Коэффициент сопротивления, определяется по формуле

, (4.31)

где - отношение суммы площадей всех отверстий в ответвлениях к площади поперечного сечения коллектора:

, (4.32)

= 0,181

По формуле (4.31)

По формуле (4.30)

м

Потери напора в поддерживающих слоях, м, определяются по формуле

_, (4.33)

м

Потери напора в фильтрующем слое, м, определяются по формуле

, (4.34)

где ­a ив– параметры, принимаются равными0,76 и 0,017.

м

При использовании промывного насоса нужный напор, м, определяется по формуле

, (4.35)

где - отметка верхней кромки желоба, 37,8 м;

- отметка нижнего уровня воды в резервуаре чистой воды, 33 м;

-сумма потерь напора в трубопроводе, подводящем воду на

промывку, принимается 1,5м.

По формуле (4.35)

м

Производительность промывного насоса, м³/ч, определяется по формуле

, (4.36)

где – площадь одного фильтра, 7,7 м².

м³/ч

По расходу и напору подобран промывной насос марки:

Д 800-28; n = 980 об/мин. Мощность двигателя 110 квт, масса 2045 кг, габариты 2290х1390х1110мм.

На рис. 6приведена схема скорого безнапорного фильтра с боковым карманом.

1 – емкость фильтра; 2 – боковой карман; 3 – водосборные желоба;4 – фильтрующая зернистая загрузка; 5 – гравийныеподдерживающие слои;6 – коллектор трубчатого дренажа большогосопротивления водной распределительной системы; 7 – ответвлениятрубчатого дренажа;8 – трубопровод сбора осветленной воды;9 – трубопровод сбора промывнойводы;10 – магистраль воздушнойраспределительной системы;11 – коллектор воздушного трубопровода;12 – ветви коллекторавоздушного трубопровода; 13 – трубыответвления воздушноготрубопровода; 14 – подача исходной воды.

Рисунок 6 – Схема скорого безнапорного фильтра с боковым карманом.

1. Проектирование и расчёт сооружений для промывных вод

Число резервуаров отстойников, шт, определяется по формуле

, (4.37)

где N – число фильтров на станции, 4шт;

t – период использования промывных вод в отстойнике, принимается 8 ч;

n_пр– число промывок каждого фильтра в течение суток, 3 раза;

Т_ст – продолжительность работы станции в течение суток, 24 ч.

шт.

Объем каждого отстойника складывается из объема зоны осветления, объема защитной зоны и объема зоны накопления и уплотнения осадка. Первые два объема находятся в вертикальной части отстойника, последний – в конусной.

Объем зоны осветления не менее объема воды, необходимого для одной промывки одного фильтра, м³

, (4.38)

где W – интенсивность промывки фильтра, 16 л/с м²;

t – продолжительность промывки, 6 мин;

F– площадь одного фильтра, 7,7 м².

м³

Принимаются размеры зоны осветления, равными в плане 4,5х4,5 м и высотой 3,62 м. Высота защитной зоны принимается равной 0,3 м. Расстояние от уровня воды до верха резервуара – 0,5 м. Зона накопления осадка выполняется с наклонными под углом 45° стенками, с одним конусом в резервуаре.

Количество железа, кг/сут, в условном сухом веществе в расчете на Fe(OH)₃, выпадающего в осадок за сутки определяется по формуле

, (4.39)

где Q – производительность станции, м³/сут;

Fe– концентрация железа в воде, мг/л;

56 – атомная масса железа;

107 – молекулярная масса гидроокиси.

кг/сут

Объем влажного осадка, м³/сут, выпадающего за сутки, определяется по формуле

, (4.40)

где р – влажность осадка, принимается равной 96,5%.

По формуле (4.40)

м³/сут

Объем зоны накопления осадка, м³, определяется по формуле

,(4.41)

где H_нак– высота зоны накопления осадка, принимается 1 м; 

S₁– площадь резервуара-отстойника в плане; 

S₂– площадь днища резервуара-отстойника.

м³

Продолжительность нахождения осадка в зоне уплотнения отстойника:

, сут (4.42)

сут.

Производительность насоса возврата осветленной воды на фильтры, м³/ч, определяются по формуле

, (4.43)

где t₃– время работы насоса, 2 ч.

Принимается равномерная перекачка отстоянных вод, чтобы нагрузка на фильтры распределялась равномерно.

м³/ч

Требуемый напор насосов промывной воды, м, определяется по формуле

, (4.44)

где - отметка верха воды фильтра, 39,500 м;

- потери напора воды, принимается 3 м;

- отметка дна усреднителя, определяется как

= , м (4.45)

= 35,000-1,500 = 33,500 м;

По формуле (4.44)

= 9 м

Принимается насос марки К45/30а, с техническими характеристиками: подача до 35 м³/ч; напор до 22 м, мощность электродвигателя 5,5 кВт; масса агрегата 119 кг; размеры: (LxBxH) 986x332x413 мм. К установке принимается один рабочий и один резервный насос.

Производительность насоса перекачки шлама на обезвоживание, м³/ч, определяется по формуле

, (4.46)

где t₄ – время работы насоса, 1 ч.

м³/ч

Требуемый напор насоса перекачки шлама на шламовые площадки принимается равным 10 м.Принимается насос марки ФГ-14,5/10. К установке принимается один рабочий и один резервный насос.

На рис. 7 приведена схема резервуара-отстойника

Рисунок 7 – Схема резервуара-отстойника.

1. Проектирование и расчёт шламовых площадок

Осадок, уплотненный в резервуарах отстойниках, далее подвергается обезвоживанию. В качестве сооружений для обезвоживания осадка применяются шламовые площадки, на которых при длительном хранении осадка гидроокись железа подвергается старению и переходит из аморфного состояния в кристаллическое.

Минимальный объем для накопления осадка в течении полугода, м³, определяется по формуле

(4.47)

где - объем влажного осадка, выпадающего за сутки, м³;

180 – количество дней.

м³