диплом рудюк (1195645), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Другим, достаточно распространенным методом обезжелезивания является метод «сухого» фильтрования. Метод «сухого» фильтрования обеспечивает очистку воды от железа до питьевого стандарта при следующих показателях качества:

• содержание железа – до 5 мг/л;

• рН воды – не менее 6,6;

• сероводород – не более 2 мг/л.

Применение и этого метода невозможно из-за значительного содержания железа и сероводорода.

В 80-х годах известный специалист в области обезжелезивания воды Г.Ю.Асс предложил объединить эти две технологии в одну, полагая, что в совместном применении они обеспечат достижение требований СанПиН. Для реализации новой технологии Г.Ю. Асс разработал оригинальную конструкцию двухступенчатых фильтров.

Сущность предложенного метода обезжелезивания состоит в том, что в фильтре верхняя часть загрузки (первая ступень) не затоплена («сухая») и здесь происходит частичное удаление железа по методу «сухого» фильтрования.

Нижняя часть фильтра (вторая ступень) работает по традиционному методу упрощенной аэрации и фильтрования.

Обезжелезивание в верхнем, незатопленном слое возможно лишь при подаче на фильтр хорошо аэрированной воды. Это достигается разбрызгиванием исходной воды над поверхностью загрузки дырчатым трубопроводом. При этом происходит активная десорбция сероводорода из воды, что важно для эффективности применения этого метода обезжелезивания.

Для реализации описанной технологии фильтр должен быть большой грязеемкости, что достигается увеличением высоты слоя загрузки и укрупнением зерен верхнего слоя.

Метод «сухого» фильтрования не предполагает регенерацию (промывку)загрузки, поскольку задержанные окислы железа имеют очень плотную структуру, прочно прикрепляются к зернам загрузки, при этом создают малое сопротивление. Периодически (раз в несколько месяцев) загрузка верхней части фильтра меняется.

Нижняя часть фильтра – 2 ступень – нуждается в промывке, поскольку работает по традиционному методу обезжелезивания. Так как нижняя загрузка находится под дырчатой перегородкой, она не может расширяться при промывке. Поэтому для промывки нижней загрузки фильтра принята водо-воздушная промывка без расширения фильтрующего слоя – с низким горизонтальным отводом промывных вод.

5.2 Составление высотной схемы станции водоочистки

Высотная схема представляет собой продольный профиль пути движения воды, на которой указываются отметки уровня воды в сооружениях, рассчитываемые с учетом потерь напора в каждом сооружении и в соединительных трубопроводах. Расчет ведется с наиболее низкорасположенного сооружения – резервуара чистой воды.

Отметка верха воды в фильтре, Z^вод_ф, м, определяется по формуле:

Z_ф^вод Z _рчв^вh_фh_ф-рчв (5.1)

где - Z_рчв^вод отметка верхнего уровня воды в РЧВ;

h_ф-потери напора в фильтре,принимаются2м(по[]потери напорапринимаются 3-3,5 м, но следует учесть, что в данной конструкции фильтра слой фильтрующей загрузки меньше обычного);

h_ф-РЧВ-потери напора в фильтре и трубопроводе,принимаются1,5м

Отметка верха воды в фильтре:

Z_ф^вод29, 00021,532,500

Отметка оси трубопровода разбрызгивания (излива) воды в фильтр, Z^изл, м, определяется по формуле

Z ^изл_Z_ф^в_ 0,3 (5.2)

Z ^изл33, 6500, 333, 950

5.3 Расчет и проектирование основных водоочистных сооружений

В данном проекте для очистки воды в качестве основных сооружений принимаются скорые однослойные безнапорные фильтры с водовоздушной промывкой (для лучшей промывки фильтров).

Расчетные параметры загрузки:

• фильтрующий материал – гранодиорит;

• высота слоя «сухой» загрузки – 2500 мм;

• высота слоя фильтрующей загрузки – 650 мм;

• высота поддерживающих слоев – 700 мм

• размер зерен: в загрузке – 10..3 мм, в поддерживающих слоях – 20...0,8 мм;

• интенсивность промывки водой – 8 л/с м²;

• продолжительность промывки водой – 6 мин.

Фильтры имеют размеры: в плане – 2,8х4,6 м, высота – 4,5 м, ширина водоприемного кармана – 0,7 м. Общее количество фильтров принимается равным 4.

5.3.1 Расчет системы распределения воды для промывки фильтра

Общая площадь фильтров рассчитывается по формуле:

, (5.3)

где Q– полезная производительность станции очистки воды, равная 9330 м³/сут;

_ст - продолжительность работы станции в течение суток, равная 24 ч;

_н- расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;

_пр – число промывок каждого фильтра в течение суток при нормальном режиме, принято равным 2;

q_пр-удельный расход воды на одну промывку одного фильтра в расчете на1м² площади, м³/м²;

– продолжительность промывки фильтра, принятая 6 мин или 0,1 ч;

_пр– время простоя фильтра в связи с водяной промывкой, принятое по 0,5 ч.

Удельный расход воды на одну промывку одного фильтра в расчете на 1 м²площади равен:

q_пр3, 6W_водt, (5.4)

где W_вод–интенсивность промывки,принимаемая8л/с·м²;

q_пр3, 680,12,88 м³/ м²

Так как размеры и количество фильтров заданы, общая площадь равна:

F 44,52,850, 4 м²,

Из формулы (5.3) найдем скорость фильтрования при нормальном режиме.

Для этого составим пропорцию:

185,12  24 x 2 2,88  2 0, 5х 23 x 5, 76 185,12x 7, 8

Следовательно, v_н= 7,8 м/ч.

Скорость фильтрования при форсированном режиме (когда один или два фильтра выключены на ремонт) рассчитывается по формуле:

, (5.5)

где N₁–количество фильтров, выключенных на ремонт N₁ = 1 на станциях с количеством фильтров до 20.

Тогда скорость фильтрования при форсированном режиме равна

м/ч

Данная скорость не превышает допустимую .

Расход воды для промывки фильтра определяется по формуле:

, (5.6)

м³

Диаметр коллектора принимается равным 400 мм при скорости движения воды в нем 0,96 м/с; диаметр ответвлений принимается равным 50 мм при скорости движения воды в них 1,66 м/с.

Длина коллектора равна 3900 мм, длина труб ответвлений – 1160 мм.

Количество ответвлений составляет 40 штук, расстояние между ними определяется по формуле:

мм

Расход промывной воды по одному ответвлению:

, (5.7)

м³/с

Коллектор расположен в центре фильтра, поэтому ответвления размещаются с двух сторон под прямым углом строго горизонтально.

Расстояние от низа труб до дна фильтра принимается 176 мм.

В ответвлениях устраиваются отверстия диаметром dо= 5 мм,располагаемые в два ряда в шахматном порядке под углом 45° книзу от вертикали. Общая площадь отверстий определяется по формуле:

, (5.8)

где v_о– скорость движения воды в отверстии, принята 4 м/с.

м²

Площадь одного отверстия равна:

м²

Тогда общее количество отверстий равно:

шт

На одно ответвление приходится 33 отверстия. Расстояние между ними определяется по формуле:

мм

Отверстия размещаются в два ряда с расстояние 35 мм между каждым отверстием.

В фильтре предусмотрен металлический желоб для отвода промывной воды. Его размеры: ширина – 800 мм, высота – 300 мм. Расстояние от кромок желоба до верха загрузки принимается равным 450 мм.

Определяются потери напора в фильтре при промывке, м, по формуле:

, (5.9)

где V_к– фактическая скорость в начале распределительного коллектора в м/с,принята 0,8 м/с;

V_б.о.–фактическая скорость в ответвлениях дренажа,принята1,6м/с;

 - коэффициент гидравлического сопротивления, который определяется поформуле:

, (5.10)

где ω– отношение суммы площадей всех отверстий в ответвлениях к площади поперечного сечения коллектора, определяется по формуле:

, (5.11)

Тогда:

В результате, потери напоры равны:

м

Потери напора в поддерживающих слоях находятся по формуле:

, (5.12)

м

Потери напора в фильтрующем слое определяются по формуле:

, (5.13)

где a и b - параметры, равные соответственно 0,85 и 0,004 [17].

м

Тогда общие потери напора при промывке составят:

м

Для промывки используется промывной насос. Необходимый напор находится по формуле:

, (5.14)

где Н_г– геометрическая высота подъема воды от минимального уровня в РЧВ до кромки желобов фильтра;

∑h_ф–потери напора в фильтре при промывке,равные2,67м;

∑h_пр–потери напора во всасывающем и напорном трубопроводах насоса отРЧВ до самого удаленного фильтра при промывке, м.

Геометрическая высота подъема воды от минимального уровня в РЧВ до кромки желобов фильтра рассчитывается по формуле:

, (5.15)

где Zж – отметка кромки желоба фильтра, равна 33,450.

Минимальный уровень воды в РЧВ 25,000.

Тогда геометрическая высота подъема воды от минимального уровня в РЧВ до кромки желобов фильтра равна:

, м

По формуле (5.14) необходимый напор насоса равен:

, м

Производительность промывного насоса определяется по формуле:

, (5.16)

, м³/ч

По рассчитанным параметрам принят насос 1Д 500-63 с частотой вращения n = 1450 об/мин, размерами в плане 2440х770, массой 450 кг. Количество насосов равно двум (один резервный).

5.3.2 Расчет системы распределения воздуха для продувки фильтра

Количество воздуха, м³/с, подаваемого на продувку фильтра по магистрали,определяется по формуле:

, (5.17)

где W_в– интенсивность подачи воздуха, принимается 18 л/с∙м²

м³/с

Диаметр магистрали принят 200 мм при скорости движения в нем v_в = 9 м/с.

После прохождения магистрали воздух распределяется на два коллектора диаметром 200 мм. Ответвления для воздуха располагаются между ответвлениями для воды и, с учетом расположения коллектора для воздуха внутри фильтра принимается количество ответвлений, равное 16. Расстояние между осями равно 195 мм.

Характеристики

Список файлов ВКР