Пояснительная записка (1193167), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Для очистки подземных вод от железа принимается широко известный и изученный метод - фильтрование воды на скорых фильтрах с загрузкой из гранодиорита с упрощенной аэрацией.
Таблица 14 – Показатели качества воды
Наименование | Показатели качества воды | |
источника | по СанПиН | |
Мутность, мг/дм3 | 1,5 | до 1,5 |
Цветность, град | 17 | до 20 |
Водородный показатель (рН) | 7 | от 6 до 9 |
Железо (Fe), мг/дм3 | до 8 | до 0,3 |
Марганец (Мп), мг/дм3 | 0,05 | до 0,1 |
Сероводород (Н2S), мг/дм3 | Отсутствие | Отсутствие |
Общие колиформные бактерии, число в 100 мл | 20 | Отсутствие |
5.2 Высотная схема станции обезжелезивания
Высотная схема состоит из следующих сооружений: скорые фильтры – РЧВ(резервуары чистой воды). Необходимо определить отметку воды в каждом из перечисленных сооружений. Расчет ведется исходя из известной отметки земли и рекомендуемом уровни воды в РЧВпо отношении к отметки земли
(37)
где Zз– отметка земли в месте расположения РЧВ, 31,000 м.
м
Для определения отметки воды в фильтре обезжелезивания необходимо зная отметку воды в РЧВ учесть потери воды в трубопроводе от фильтра до РЧВ и потери воды в самом сооружении (фильтре).
(38)
где - потери напора в фильтре, 3,5м;
- потери напора в трубопроводе, 0,5 м.
м
5.3 Расчет фильтров обезжелезивания
Приняты скорые однослойные безнапорные фильтры с водовоздушной промывкой. Расчетные параметры фильтров сведены в таблицу 15.
Таблица 15 – Расчетные параметры скорых фильтров
Параметр | Значение |
Фильтрующий материал | дробленый гранодиорит |
Высота слоя загрузки, мм | 1200 |
Минимальный диаметр зерен, мм | 1 |
Максимальный диаметр зерен. мм | 2 |
Эквивалентный диаметр зерен, мм | 1,2 |
Коэффициент неоднородности | 1,5 |
Расчетная скорость фильтрования, м/ч (Vр) | 8 |
Относительное расширение загрузки, % | 25 |
Количество промывок в сутки, раз (n) | 2 |
Расчетная скорость фильтрования принята 8 м/ч, т.к. в исходной воде присутствуют высокие концентрации железа.
Принимается эффективная - водовоздушная промывка фильтров обезжелезивания. При промывке фильтра остальные работают в форсированном режиме, поэтому резервных фильтров не предусматривается.
Технологический регламент водовоздушной промывки подробно изложен в таблице 16.
Таблица 16 - Технологический регламент водовоздушной промывки фильтров.
Этап промывки | интенсивность воздушной промывки, л/с м2 (wвоздуха) | Интенсивность водяной промывки, л/с м2 (wводы) | Продолжительность, мин (tпромывки) | |
1. Взрыхление загрузки воздухом | 15 | - | 2 | |
2. Промывка водой и воздухом | 15 | 4 | 5 | |
3. Промывка водой | - | 8 | 5 | |
ИТОГО | 12 |
1. Определение общей площади фильтров обезжелезивания
Общая площадь фильтров обезжелезивания, м2, определяется по формуле
, (39)
где T- продолжительность работы станции в течение суток, принимается круглосуточный режим работы, 24 ч;
- время простоя фильтра в связи с промывкой, 0,5 ч.
м2
2. Определение количества и размеров фильтров обезжелезивания
Количество фильтров, шт, определяется по формуле
(40)
шт
Принимается 4 фильтра. Тогда площадь одного фильтра равна 12 м2. Принимаютсяфильтры с размерами в плане 3,5x3,5м. Тогда фактическая площадь 1 фильтра равна 12,25 м2.
Проверяем правильность подбора числа фильтров обезжелезивания. Вычисляем форсированную скорость фильтрования. Форсированная скорость фильтрования – эта скорость при которой происходит фильтрование воды на период промывки одного из фильтров. Таким образом, расчетное количество фильтров для проверки их в форсированном режиме Nфорс= 3 шт.
, (41)
м/с.
Форсированная скорость не превышает допустимую, следовательно число фильтров выбрано верно.
3. Определение высоты фильтра обезжелезивания.
Высота фильтра, м, определяется по формуле
(42)
гдеhпод.сл. - высота поддерживающих слоев, м;
hфильтр.слоя.- высота фильтрующего слоя, 1,2 м – по таблице 12;
hводы - высота слоя воды над поверхностью загрузки, 2 м;
hстр – строительная высота, 0,5 м.
Высота поддерживающих слоев, м,определяется по формуле
(43)
где h20-40-зерна крупностью 20 – 40 мм: верхняя граница слоя должна быть на уровне верха распределительных труб, но не менее, чем на 100 мм выше отверстий, значит, высота слоя равна 0,6 м;
h20-10 - высота слоя с зернами крупностью 20-10 мм, принимается 0,1 м;
h10-5 - высота слоя с зернами крупностью 10-5 мм, принимается 0,15 м;
h5-2 - высота слоя с зернами крупностью 5-2 мм, принимается 0,15 м.
м
Таким образом, высота фильтра по формуле (39)
м
4. Расчет дренажной (водяной) системы фильтра обезжелезивания
Максимальный расход воды для промывки фильтра, л/с, определяется по формуле
(44)
л/с
По данному расходуdкол=300 мм, скорость 1,29 м/с.
Расстояния между осями труб ответвлений принимается равным 300 мм. Таким образом, количество ответвлений с каждой стороны фильтра равно
(45)
где А – сторона фильтра, 3500 мм;
l - расстояния между осями труб ответвлений, 300 мм.
шт
Общее количество ответвлений равно 24.
Расход воды по одному ответвлению, л/с, определяется по формуле
(46)
л/с
Диаметр ответвлений равен50 мм, скорость движения воды 1,24 м/с.
Принимаются отверстия в дренажных ответвлениях диаметром 12 мм.
Общее число отверстий, шт, определятся по формуле
(47)
где 0,0025 – отношение суммарной площади отверстий к площади фильтра. (48)
шт
Количество отверстий на каждое ответвление, шт, определяется по формуле
(48)
шт
5.Расчет дренажной (воздушной) системы фильтра.
Максимальный расход воздуха для промывки фильтра, м3/с, определяется по формуле
(49)
где n – количество коллекторов, шт.
м3/с
Принимается по данному расходуdкол=100 мм, при скорости движения воздуха при продувке 9 м/с.
Количество ответвлений труб воздушной системы принято такое же как и водяной дренажной системы – 24 шт.
Расход воды по одному ответвлению, м3/с, определяется по формуле
(50)
м3/с
Принимается диаметр ответвлений 25 мм.
Принимаются отверстия в дренажных ответвлениях диаметром 3 мм
Общее количество отверстий в ответвлениях воздушной распределительной системы определятся как по формуле
(51) (48)
шт
По формуле (47) определяем количество отверстий приходящееся на 1 ответвление.
шт
На каждое ответвление приходится 31 отверстие, расстояние между отверстиями 5 мм.
6. Расчет устройств для сбора и отвода промывной воды
Количество желобов для сбора и отвода промывной воды принимается из условия, что расстояние между их осями не должно быть более 2200мм.Таким образом, принимается два желоба полукруглого сечения.
Расход воды по желобу, м3/с, определяется по формуле
, (52)
где – число желобов, принимается 2 желоба.
м3/с
Принимаются желоба полукруглого сечения.
Ширина желобов равна
, (53)
где - расход воды по одному желобу, м3/с;
- коэффициент, принимается для желоба с круглым лотком равный 2;
-отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины.
м
Расстояние от кромки желобов до фильтрующей загрузки
(54)
где - относительное расширение фильтрующей загрузки при промывке, 25%
м
Дно сборного кармана ниже дна желоба на величину
, (55)
где - расход воды по каналу, м3/с;
- ширина канала, принимается 0,7м.
м
7. Определение потерь напора при промывке.
Отношение суммы площадей всех отверстий в ответвлениях к площади поперечного сечения коллектора, ед, определяется по формуле
, (56)
Коэффициент сопротивления определяется по формуле