1.Projektowanie filtrów pospiesznych otwartych
Dane:
Q =14583 =0,168
H=1,02m
1.1 Charakterystyka złoża filtracyjnego
- minimalna średnica ziaren d min = 0,5mm
- maksymalna średnica ziaren d max= 1,25 mm
- współczynnik nierównomierności uziarnienia MR == 1,6
a) wysokość złoża przyjęto H= 0,2 m
b) warstwa podtrzymująca żwirowa o wysokości 0,4 m o następującym uziarnieniu
- żwir o średnicy 25 mm- grubość warstwy 0,1 m
- frakcja 12mm – grubość warstwy 0,1m
- frakcja 6 mm – grubość warstwy 0,1 m
- frakcja 3 mm- grubość warstwy 0,1 m
1.2 Obliczenie powierzchni liczby filtrów
Całkowita wymagana powierzchnia filtrów:
F=
gdzie:
Vf – obliczeniowa prędkość filtracji [m/h] ( przy normalnym obciążeniu filtrów)
T - nominalny czas pracy filtrów w ciągu doby [h/d]
t1 – średni czas wyłączenia filtra z efektywnego działania w związku z jego płukaniem[h]
t2 – średni czas płukania filtra [h]
n – liczba płukań każdego filtra na dobę [d-1]
q – intensywność płukania wodą filtra ustalana dla danego uziarnienia i wymaganego stopnia ekspansji złoża stosownie do sposobu płukania [dm3/sm2]
Przyjęto wielkości do projektu:
Q= 14583 m3/d
Vf = 6 m/h
T= 24 h
t1 = 15 min = 0,25 h
t2 = 5 min = 0,0834 h
q = 10 [dm3/sm2]
F= = 104 m2
F= 104 m2- całkowita powierzchnia filtrów
Uwzględniając zalecenia dotyczące powierzchni ( filtra pojedynczego= nie więcej niż 40 m2) oraz liczby filtrów( nie mniej niż 4 szt.) przyjęto N= 4 filtry
-wymiary pojedynczego filtra :Bf = 4m –szerokość filtra, Lf = 7m – długość filtra
- powierzchnia pojedynczego filtra: 28 m2
- sumaryczna powierzchnia wszystkich filtrów ∑ F = N * Bf * Lf =112 m2
- rzeczywista średnia prędkość filtracji vf(rzecz) = Q / (∑F*24) = 5,425 m/h
Zakładając ,że po płukaniu poddawany jest tylko jeden filtr , prędkość filtracji w warunkach przeciążenia filtrów wyniesie:
Vfp = Vf(rzecz)= 5,4* 4/3 = 7,2 m/h
Wartość Vfp = 7,2 m/h jest zgodna z zaleceniem : Vfp = 5,5- 7,5 m/h
Ostatecznie przyjęto filtry o wymiarach B = 4m-szerokość , L= 7 m długość
1.3. Drenaż filtrów
Zaprojektowano drenaż płytowy z dyszami do płukania wodno –powietrznego. Czasza dyszy posiada 36 szczelin o wymiarach 0,8 cm x 1 mm co daję łączną powierzchnię szczelin:
fd = 288 *10-6 m2
- sumaryczna powierzchnia wszystkich otworów w dyszach
Fd = F[m2]
Gdzie:
F- powierzchnia jednego filtra F=28 m2
p- stosunek powierzchni otworów w dyszach do powierzchni filtra, przyjęto p = 1%
Fd =28 *0,01= 0,28 m2
- liczba dysz wymagana
n = == 972 sztuki
- Rozmieszczenie dysz : mając na uwadze względy konstrukcyjne przyjęto 28 płyt o powierzchni 0,97 m2 każda i o wymiarach 98,4 x 98,4 cm . W każdej płycie umieszczono 36 dysz .Rozstaw w osiach 16,4 cm . Łączna liczba dysz rzeczywista :
n1 = 28* 36 = 1008 sztuk
Liczba dysz jest o 3% większa od obliczonej.
1.4.Zapas wody do płukania]
Przyjęto intensywność płukania qpł = 10 [l/s m2]
Założona maksymalna wartość ekspansji = 20 % , co przy jednostkowej powierzchni filtra F=28 m2 daje ilość wody niezbędnej do płukania:
Qwpł = F * qpł = 28 *10 = 280 [l/s]= 16,8[ m3/min]
Co przy założeniu zalecanego czasu płukania t2 = 5 min daje
Vpł = Qwpł * t2 = 16,8 * 5 = 84 [m3]
Pojemność rezerwowa na wodę do płukania filtrów powinna wystarczać na 1,5 – 2 płukań.
Przyjęto 2 płukania
Vzbpł = 2* 84 = 168 [m3]
O taką wielkość należy powiększyć pojemność zbiornika na wodę czystą, z tego bowiem zbiornika pompy pobierać będą wodę do płukania .
1.5.Płukanie powietrzem
Założono intensywność płukania powietrzem qp = 17[ l/s m2]
Ilość powietrza do płukania:
Qp = qp * F * 3,6= 17 * 28* 3,6= 1713,6 [m3/h]
Straty ciśnienia powietrza na rurociągu dopływowym, w drenażu rozdzielczym, w otworach, na przepływie powietrza przez warstwę filtracyjną wynoszą około 0,2 m H2O
!.6. Koryta zbiorcze
Zaprojektowano koryta zbiorcze o przekroju złożowym : w górnej części o ścianach pionowych , a w dolnej części o kształcie trójkąta. Przyjęto nk= 2 koryta zbiorcze w odległości między osiami 2,0 m. Koryta zbiorcze mają spadek dna w kierunku zgodnym z kierunkiem przepływu wody po płukaniu wynoszący 2% . Jednym korytem zbiorczym odprowadzana będzie woda po płukaniu w ilości :
qk = qpł / nk = 0,28/2 = 0,14 m3/s
Do określenia wymiarów koryt zbiorczych skorzystano z nomogramu. Wartość parametru pomocniczego x wynosi x = 24 cm
- szerokość koryta zbiorczego B= 2x = 0,48 m
- wysokość prostokątnej części koryta hp = 1,5x= 0,36 m
- całkowita wysokość koryta hk =2,5x = 0,6 m
Minimalne wzniesienie krawędzi koryt zbiorczych ponad powierzchnię złoża filtracyjnego.
∆hk=+ 0,5 =+0,5 = 0,7
Wysokość warstwy wody nad krawędzią koryt;
- na początku cyklu : 0,5 m
- na końcu cyklu :1,5 m
1.7. Kanał zbiorczy
Do zbiornika wody po płukaniu z wszystkich koryt przewidziano kanał zbiorczy umieszczony po stronie galerii rur . Przyjęto kanał zbiorczy o szerokości Bkz = 0,7 m, głębokość tego kanału mierzona od dna koryta wynosi :
Hkz≥0,8+ 0,2 [m], tj. Hkz = 0,8+ 0,2 = 0,67 [m]
1.8. Prędkości wody w rurociągach
Rurociąg wody doprowadzonej do filtra
Q = 0,168 m3/s , v = 0,9 m/s
Do 1 i 2 filtra
Średnica rurociągu: d = = 0,487m ≈0,5 m
Sprawdzenie; v == 0,85 m/s-prędkość mieści się w zalecanym przedziale
Do 3 filtra : v = 1,1 m/s
Średnica rurociągu: d == 0,36 ≈ 0,4m
Spr. v = 0,89 m/s
D0 4 filtra : v = 1,2 m/s
Średnica rurociągu: d = = 0,243 m ≈0,25 m
Spr. v = 1,14 m/s
Dla rurociągu wody przefiltrowanej przyjęto te same średnice rurociągów z tym że rozstaw jest na odwrót.
Rurociąg do powietrza
v= 16 m/s , Q = 0,476 m3/s
d== = 0,194 m
spr. v 15,15 m/s
Rurociąg wody popłucznej i filtratu
Q wpł = 16,8 m3/min= 0,28 m3/s, v = 1,5 m/s
d== 0,487 m
spr. v = 1,42 m/s
wesmi