Безнапорные фильтры

Безнапорные фильтры

Фильтры предназначены для осветления воды, они способны задержать практически все мельчайшие взвеси.

Важнейшей характеристикой работы фильтров является скорость, в зависимости от которой подразделяют на медленные (0,1 – 0,3 м/ч), скорые (5 – 12 м/ч), сверхскорые (36 – 100 м/ч)

Фильтры предназначены для осветления воды, они способны задержать практически все мельчайшие взвеси.

Важнейшей характеристикой работы фильтров является скорость, в зависимости от которой подразделяют на медленные (0,1 – 0,3 м/ч), скорые (5 – 12 м/ч), сверхскорые (36 – 100 м/ч)

Фильтры можно классифицировать: по числу фильтрующих слоёв – однослойные, двухслойные; по давлению – напорные, безнапорные. В данном случае мы рассматриваем изготовление безнапорных фильтров.

Скорые безнапорные фильтры применяются в двухступенчатых схемах очистки воды с предварительным осветлением в отстойниках, осветлителях с реагентной обработкой для получения воды питьевого качества.

Сущность процесса – вода фильтруется через фильтрующий материал, при этом происходит отложение частиц, фиксация и отрыв. Фильтрование является заключительным этапом обработки воды.

Скорый безнапорный фильтр – это прямоугольный железобетонный резервуар (возможны другие современные материалы), который загружен кварцевым песком (или мраморной крошкой), уложенным на гравийный поддерживающий слой. Осветляемая вода подается на фильтр, проходит все слои фильтрующей загрузки, в которой задерживаются взвешенные частицы и собирается дренажной системой. Дренаж выполняют из перфорированных труб. Из дренажа по трубопроводу чистая вода отводится в резервуар чистой воды. По мере работы фильтра, взвеси накапливаются и фильтр выходит из работы, поэтому его переодически промывают, обратным током воды через 10 – 12 часов. При движении воды снизу вверх через слой загрузки, фильтрующий слой расширяется, увиличиваясь в объёме и перемешивается в результате происходит промывка зёрен загрузки от загрязнений. Промывная вода собирается желобами и отводится в канал или карман. Продолжительность промывки 3 – 8 минут. После промывки фильтр снова включают в работу.

Промывкой управляет "автомат промывки" с процессорным управлением.

Возможна реконструкция существующих безнапорных фильтров, с заменой насосов, арматуры, распределительной и сборной систем. При этом улучшаются экономические показатели, качество очистки и производительность.

Предварительный расчет фильтра производится по таблицам и формулам

 

Типы филь-тров Фильтрующая загрузка Скорость фильтрования, м/ч Параметры промывки
Материал крупность, мм высота, мм при нор-маль-ном режи-ме попус-тимая в форси-рован-ном режиме отно-ситльное рас-шире-ние, % Интен-сив-ность про-мывки, л/с·м2 продол-житель-ность про-мывки, мин
Одно-слой-ные песок кварц. то же 0,5 - 1,2   0,7 - 1,6 700 - 800 5,0 - 6,0 6,0 - 7,5   12 - 14 6 - 5
1300 - 1500 6,0 - 8,0 7,0 - 9,5   14 - 16 6 - 5      
0,8 - 2,0 1800 - 2000 8,0 - 10,0 10,0 - 12,0   16 - 18 6 - 5    
дроб. керамзит то же 0,5 - 1,2 700 - 800 6,0 - 7,0 7,0 - 9,0   12 - 15 6 - 5  
0,7 - 1,6 1300 - 1500 7,0 - 9,5 8,5 - 11,5   12 - 15 6 - 5    
0,8 - 2,0 1800 - 2000 9,5 - 12,0 12,0 - 14,0   12 - 15 6 - 5    
Двух-слой-ные песок кварц. и дроб. антра-цит 0,8 - 1,2 700 - 800 7,0 - 10,0 8,5 - 12   14 - 16 7 - 6
0,8 - 1,8 400 - 500              

Расчёт фильтра ведётся на два режима работы при форсированном и нормальном с учётом выключения отдельных фильтров на промывку и ремонт.

 

Общая площадь фильтров на станции определяется:

,    м2 (2.97)

где Qп - полезная производительность станции, м3/сут ;

Tст - продолжительность работы станции в течении суток, ч;

Vм - расчётная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;

nпр - число промывок одного фильтра;

qпр - удельный расход воды на одну промывку 1м2 фильтра, м32;;

τпр - время простоя фильтра в связи с промывкой, ч. (принимается для фильтров, промываемых водой – 0,33 ч, если воздух с водой - 0,5 ч).;

 

Удельный расход воды для фильтров, промываемых водой, составит:

,    л/с · м2  (2.98)

гду W и t интенсивность л/с · м2 и продолжительность промывки фильтра, ч.

 

По общей площади фильтров определяется их количество:

,  шт. (2.99)

При производительности более 1600 м3/сут рекомендуется принимать не менее 4 фильтров.

 

Площадь одного фильтра:

 ,   м2 (2.100)

 

Рекомендуется размеры фильтров брать согласно основных типов размеров, которые разработаны проектными организациями:

(BxL) - 3,5x5; 5x5,5; 6x6; 6x8; 6x9; 6x12; 12x12 м (размеры по осям стен)

 

После выбора числа фильтров проверяем скорость фильтрования при форсированном режиме Vф при условии, что один фильтр находится в ремонте или промывке:

 ,  м/ч (2.101)

где Vф - допустимая скорость фильтрования при форсированном режиме, м/ч;

N1 - число фильтров находящихся в ремонте или промывке (при N<20, N1=1, N>20, N1=2 )

В фильтрах площадью до 40 м2 предусматривается боковой карман с наружной стороны вдоль длинной стороны стенки для подвода воды на фильтр и сбора грязной воды после промывки.

Фильтры площадью более 40 м2 устраивают с центральным каналом, делящий фильтр на две равные части.

Состав фильтрующей двухслойной загрузки подбираем по таблице. В качестве поддерживающих слоёв берём гравий различной крупности, его укладывают на распределительную систему (трубчатая)

 

Гравийные слои фильтра

Крупность зерен, мм Высота слоя, мм
40 - 20 Верхняя граница слоёв, д.б.
на уровне верха распределительных труб,
но 100мм
20 - 10 100 - 150
10 - 5 100 - 150
5 - 2 50 - 100