Скорые фильтры

8.1.1 Фильтры и их коммуникации должны быть рассчитаны на работу при нормальном и форсированном (когда часть фильтров находится в ремонте) режимах. На станциях с количеством фильтров до 20 следует предусматривать возможность выключения на ремонт одного фильтра, при большем количестве — двух фильтров.

8.1.2 Для загрузки фильтров следует использовать кварцевый песок, дробленые антрацит и керамзит, а также другие материалы. Все фильтрующие материалы должны обеспечивать технологичес­кий процесс и обладать требуемой химической стойкостью и механической прочностью, с учетом требований 4.1 и 4.2. Гранулометрический состав загрузок и технологические параметры фильтрования должны быть подобраны таким образом, чтобы фильтр выводился на промывку не из-за ухудшения качества фильтрата, а по достижении предельных потерь напора в соответствии с 8.1.6.

8.1.3 Скорости фильтрования при нормальном и форсированном режимах, при отсутствии данных технологических изысканий для ориентировочных расчетов, следует принимать в соответствии с таблицей 8.1, с учетом обеспечения продолжительности работы фильтров между промывками не менее, ч:

12 — при нормальном режиме;

8 — при форсированном режиме или полной автоматизации промывки фильтров, при усло­вии обеспечения требований к питьевой воде.

8.1.4 Общую площадь фильтрования А _ф, м², следует определять по формуле

(8.1)

где Q — полная производительность станции, м³/сут;

— продолжительность работы станции в течение суток, ч;

— расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч, принимаемая по таблице 8.1, с учетом расчетов по формуле (8.3);

— число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации;

— скорость промывки, м/ч, принимаемая по таблице 8.1;

— продолжительность промывки, ч, принимаемая по таблице 8.1;

— время простоя фильтра в связи с промывкой, ч, принимаемое:

0,33 — для фильтров, промываемых водой;

. (8.2)

При использовании новых конструкций фильтров, а также фильтров из типовых или повторно применяемых проектов их количество определяется делением общей площади фильтрования А _ф
на рабочую площадь фильтрования принятого фильтра.

Скорость фильтрования при форсированном режиме v _ф, м/ч, определяется по формуле

, (8.3)

где N ₁ — количество фильтров, находящихся в ремонте (см. 8.1.1).

Площадь одного фильтра следует принимать не более 60 м².

8.1.6 Предельные потери напора в фильтре следует принимать для открытых фильтров до 3 м,
в зависимости от типа фильтра, для напорных фильтров — от 6 до 8 м.

8.1.7 Высота слоя воды над поверхностью загрузки в открытых фильтрах должна быть от 0,4 до 2 м (при обосновании, допускается более 2 м); превышение строительной высоты над расчетным уровнем воды — не менее 0,5 м.

Таблица 8.1

Фильтры	Характеристика фильтрующего слоя	Скорость фильтрования, м/ч	Скорость подачи при промывке, м/ч	Продолжительность промывки, мин	Относительное расширение фильтрующей загрузки, %
Материал загрузки	Диаметр зерен, мм	Высота слоя, м	Коэффициент неоднород­ности	при нормальном режиме	при форсированном режиме	воды	воздуха
Однослойные	Кварцевый песок	0,5–1,2	0,8	1,8–2	4–5	5–6	43–50	—
0,7–1,6	1,5	1,6–1,8	5–6	6–7	50–58	—
Дробленый керамзит	0,5–1,2	0,8	1,8–2	5–6	6–7	43–50	—
0,7–1,6	1,5	1,6–1,8	6–7	7,2–8,5	50–58	—
Двухслойные	Дробленый керамзит или антрацит	0,8–1,8	0,8	1,6–1,8	7–9	8,5–11	50–58	—
Песок	0,5–1,2	0,5	1,8–2
Трехслойные	Активирован­ный уголь	3–5	0,3	1,5	10–12	12–15	Первая фаза 70–75	—		—
Антрацит	1,25–3,15	1,25	1,5	—	Вторая фаза 50–60
Песок	0,8–1,2	0,5	1,5	Третья фаза 70–75	—		—
Примечания 1 Расчетные скорости фильтрования должны приниматься по результатам технологических исследований, выполненных непосредственно у источника водо­снабжения. 2 Допускаются отклонения крупности материала загрузки фильтров в пределах до 10 %. 3 При применении фильтрующих материалов, не предусмотренных в настоящей таблице, рекомендуемые параметры необходимо уточнять на основании экспериментальных данных или имеющегося опыта применения. 4 Эквивалентный диаметр зерен d э, мм, следует определять по формуле где Рi — процентное содержание фракций со средним диаметром зерен di, мм.

Окончание таблицы 8.1

5 Коэффициент неоднородности загрузки Кнз = d 80/ d 10, где d 10 — диаметр зерен загрузки, прошедших через отверстия сит в количестве 10 % общей массы, мм; d 80 — диаметр зерен загрузки, прошедших через отверстия сит в количестве 80 % общей массы, мм. 6 При использовании фильтров в схемах очистки воды двухступенчатым фильтрованием скорость фильтрования на них допускается принимать на 10 %–15 % больше. 7 При применении загрузок из керамзита и антрацита одновременная подача воды и воздуха при промывке не допускается.

 

8.1.8 При выключении части фильтров на промывку скорость фильтрования на остальных фильтрах следует принимать постоянной или с увеличением; при этом скорость фильтрования
не должна превышать значения, указанные в таблице 8.1 или полученные в результате технологичес­ких исследований.

При работе фильтров с постоянной скоростью фильтрования следует предусматривать над нормальным уровнем воды в фильтрах дополнительную высоту Н _доп, м, определяемую по формуле

, (8.4)

где W ₀ — объем воды, накапливающейся за время простоя одновременно промываемых фильтров, м³;

—суммарная площадь фильтров, в которых происходит накопление воды, м².

При форсированном режиме скорости движения воды в трубопроводах (подающем очищаемую воду и отводящем фильтрат) должны быть не более 1–1,5 м/с.

8.1.9 Трубчатые распределительные (дренажные) системы большого сопротивления следует принимать с выходом воды при промывкев поддерживающие слои (гравий или другие аналогичные материалы) или непосредственно в толщу фильтрующего слоя. Необходимо предусматривать возможность прочистки распределительной системы, а для коллекторов диаметром более 800 мм — их ревизию.

8.1.10 Крупность фракций и высоту поддерживающих слоев при распределительных системах большого сопротивления следует принимать по таблице 8.2.

Таблица 8.2	В миллиметрах
Крупность зерен слоев (сверху вниз)	Высота слоя
2–5 5–10 10–20 20–40	50–100 100–150 100–150 Верхняя граница слоя должна быть на уровне верха распределительной трубы, но не менее чем на 100 мм выше отверстий
Примечания 1 При водовоздушной промывке с подачей воздуха по трубчатой системе высоту слоев крупностью зерен от 5 до 10 мм и от 2 до 5 мм следует принимать от 150 до 200 мм каждый. 2 Для фильтров с крупностью материала загрузки менее 2 мм следует предусматривать дополнительный поддерживающий слой с размерами зерен от 1,6 до 2 мм (или от 1,2 до 2 мм) высотой 100 мм.

8.1.11 На ответвлениях трубчатого дренажа следует предусматривать, при наличии поддерживающих слоев, отверстия диаметром от 10 до 12 мм; при их отсутствии — щели шириной на 0,1 мм меньше минимального размера зерен фильтрующей загрузки. Общая площадь отверстий должна составлять от 0,25 % до 0,5 % рабочей площади фильтра; площадь щелей — от 1,5 % до 2 % рабочей площади фильтра. Отверстия следует располагать в два ряда в шахматном порядке под углом 45°
к низу от вертикали. Щели должны размещаться равномерно поперек оси и по периметру трубы
не менее чем в два ряда.

Расстояние между осями ответвлений следует принимать от 250 до 350 мм, между осями от­верстий — от 150 до 200 мм, между щелями — не менее 20 мм, от низа ответвлений до дна фильтра — от 80 до 120 мм.

Потери напора h, м, в распределительной системе следует определять по формуле

, (8.5)

где — скорость движения воды в начале коллектора, м/с;

— средняя скорость движения воды на входе в ответвления, м/с;

z — коэффициент гидравлического сопротивления, принимаемый согласно 7.6.10.

Потери напора в распределительной системе при промывке фильтра не должны превышать 7 м.

8.1.12 Площадь поперечного сечения коллектора трубчатой распределительной системы следует принимать постоянной по длине. Скорость движения воды при промывке следует принимать, м/с:

— от 0,8 до 1,2 — в начале коллектора;

— “ 1,6 “ 2,0 — в начале ответвлений.

Конструкция коллектора должна обеспечивать возможность укладки ответвлений горизонтально на одном уровне и с одинаковым шагом.

8.1.13 Допускается применять распределительную систему без поддерживающих слоев в виде каналов, располагаемых перпендикулярно коллектору (сбросному каналу) и перекрываемых сверху полимербетонными плитами толщиной не менее 40 мм.

8.1.14 Распределительную систему со щелевыми колпачками следует принимать при водяной
и водовоздушной промывке; количество колпачков должно быть минимально 64 шт. на 1 м² рабочей площади фильтра.

Потери напора в колпачках следует определять по формуле (7.3), принимая скорость движения воды или водовоздушной смеси в щелях колпачка не менее 1,5 м/с и коэффициент гидравлического сопротивления z равным 4.

8.1.15 Для удаления воздуха из трубопровода, подающего воду на промывку фильтров, следует предусматривать стояки-воздушники диаметром от 75 до 150 мм, с установкой на них запорной арматуры или автоматических устройств для выпуска воздуха. На коллекторе фильтра следует также предусматривать стояки-воздушники диаметром от 50 до 75 мм, количество которых следует принимать при площади фильтра до 50 м² — один, при большей площади — два (в начале и конце коллектора), с установкой на стояках вентилей или других устройств для выпуска воздуха.

Трубопровод, подающий воду на промывку фильтров, следует располагать ниже кромки желобов фильтров.

Опорожнение фильтра необходимо предусматривать через распределительную систему и отдельную спускную трубу диаметром от 100 до 200 мм (в зависимости от площади фильтра) с задвижкой.

8.1.16 Для промывки фильтрующей загрузки следует применять воду, очищенную на фильтрах. Допускается дополнительно применение верхней промывки с распределительной системой над поверхностью загрузки фильтров.

Технологические параметры промывки и ее вид (водяная или водовоздушная) устанавливаются
в результате исследований, выполненных для конкретной воды.

8.1.17 Для сбора и отведения промывной воды следует предусматривать желоба полукруглого или пятиугольного сечения. Расстояние между осями соседних желобов должно быть не более 2,2 м. Ширину желоба В _жел, м, следует определять по формуле

, (8.6)

где — расход воды по желобу, м³/с;

— отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, принимаемое от 1 до 1,5;

— коэффициент, принимаемый равным:

2 — для желобов с полукруглым лотком;

2,1 — для пятиугольных желобов.

Кромки всех желобов должны быть на одном уровне и строго горизонтальны.

Лотки желобов должны иметь уклон 0,01 к сборному каналу.

8.1.18 В фильтрах со сборным каналом расстояние от дна желоба до дна канала м, следует определять по формуле

(8.7)

где — расход воды по каналу, м³/с;

— ширина канала, м, принимаемая не менее 0,7 м.

Уровень воды в канале с учетом подпора, создаваемого трубопроводом, отводящим промывную воду, должен быть на 0,2 м ниже дна желоба.

8.1.19 Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок желобов Н _ж, м, следует опре­делять по формуле

(8.8)

где — высота фильтрующего слоя, м;

— относительное расширение фильтрующей загрузки, %, принимаемое по таблице 8.1.

8.1.20 Водовоздушную промывку, обеспечивающую более эффективную отмывку фильтрующей загрузки из кварцевого песка от задержанных загрязнений и препятствующую образованию грязевых шаров, следует осуществлять в три этапа в соответствии с данными, приведенными в таблице 8.3.

Таблица 8.3

Более крупнозернистым загрузкам соответствуют большие скорости подачи воды и воздуха.

При горизонтальном отводе промывной воды следует предусматривать конструктивное исполнение верха стенок каналов, препятствующее выносу фильтрующего материала из фильтра вместе
с промывной водой.

Точные значения технологических параметров промывки устанавливаются по результатам исследований, выполненных для конкретного источника водоснабжения. При обосновании, допускается применять другие режимы промывки.

8.1.21 При водовоздушной промывке воду и воздух следует подавать через распределительные системы с колпачками или по раздельным трубчатым распределительным системам для воды и воздуха.

При трубчатой распределительной системе для воздуха площадь поперечного сечения коллектора, канала или трубопровода следует принимать постоянной по всей длине.

Воздушная распределительная система должна располагаться посередине водяной, непосредственно у дна фильтра. При этом коллектор подачи воздуха следует располагать выше распределительной системы.

Суммарная площадь отверстий в ответвлении должна составлять от 0,3 до 0,35 площади поперечного сечения трубы, суммарная площадь поперечного сечения ответвлений — от 0,4 до 0,6
площади поперечного сечения коллектора.

Скорость движения воздуха в трубах следует принимать от 13 до 17 м/с, скорость выхода воздуха из отверстий распределительной системы — от 45 до 50 м/с, диаметр отверстий — от 3 до 5 мм.

Давление воздуха на выходе из отверстий должно быть равно удвоенной высоте столба воды
в фильтре при промывке (считая от дна).

Потери напора в трубчатой воздушной распределительной системе следует принимать равными 1 м.

Магистральный воздуховод следует укладывать на отметке, исключающей возможность попадания в него воды во время остановки воздуходувного агрегата.

8.1.22 Фильтры без желобов должны устраиваться шириной не более 3 м между каналами для сбора и отведения промывной воды.

8.1.23 Закрытые (напорные) фильтры, работающие под давлением, следует применять на станциях небольшой и средней производительности. Диаметр фильтров — до 3,4 м. Напорные фильтры могут быть стандартной конструкции, а также двухступенчатыми (с последовательной работой ступеней) или двухкамерными (с параллельной работой камер фильтра) в одном корпусе. Загрузку и технологические параметры работы фильтров следует принимать такими же, как и для открытых фильтров; допускается увеличение скорости фильтрования до 20 м/ч и более, высоты слоя загрузки — до 3,0 м. Точные значения технологических параметров устанавливаются на основании результатов технологических исследований.

8.1.24 Вода на промывку фильтров должна подаваться насосами или из бака специально предназначенной для промывки фильтров водонапорной башни. В зависимости от количества фильтров на станции промывные системы должны быть рассчитаны на промывку одного фильтра — при их количестве на станции до 20 или двух фильтров одновременно — при большем количестве. Объем промывного бака должен обеспечивать одну дополнительную промывку сверх принятого их числа.

8.1.25 Давление воды для промывки фильтров следует принимать с учетом потерь напора в распределительной системе, подводящих коммуникациях промывной воды и в фильтрующей загрузке.

Насос для подачи воды в бак должен обеспечивать его наполнение за время не более чем интервалы между промывками фильтров при форсированном режиме. Забор воды насосом, подающим воду в бак, следует производить из резервуара фильтрованной воды. Допускается производить забор из трубопровода фильтрованной воды, если он не превышает 50 % расхода фильтрата.

Забор воды на промывку фильтров должен производиться насосами из резервуаров фильтрованной воды, в которых следует предусматривать запас воды на одну дополнительную промывку сверх расчетного их числа.

Допускается использование специальных резервуаров для хранения фильтрованной воды, предназначенной для промывки фильтров, минимальная вместимость которых рассчитывается на две промывки фильтров.

8.1.26 Скорость движения воды в трубопроводах, подающих и отводящих промывную воду, следует принимать от 1,5 до 2 м/с. Должна быть исключена возможность подсоса воздуха в трубопроводы, подающие промывную воду на фильтры, а также подпора воды в трубопроводах, отводящих промывную воду.

Поиск по сайту: