Obliczenia technologiczne hali filtrów.

Dane wejściowe:

Q= 25500[m³/d] = 1062,5 [m³/h]

H= 0,9 [m]

4.1. Charakterystyka złoża filtracyjnego

minimalna średnica ziaren d_min = 0,5 [mm]

maksymalna średnica ziaren d_max = 1,25 [mm]

współczynnik nierównomierności uziarnienia:

1. wysokość złoża (przyjęto zgodnie z danymi) = 0,9[m]

2. warstwa podtrzymująca żwirowa o wysokości 0,4[m] o następującym uziarnieniu (od dołu):

• Żwir o średnicy Ø25 [mm] – grubość warstwy = 0,15 [m],

• Frakcja 12 [mm] - grubość warstwy = 0,1[m],

• Frakcja 6 [mm] - grubość warstwy = 0,1 [m],

• Frakcja 3 [mm] - grubość warstwy = 0,05 [m].

4.2. Obliczanie powierzchni i liczby filtrów

Całkowita wymagana powierzchnia filtrów:

Gdzie:

V_f – obliczeniowa prędkość filtracji [m/h] (przy normalnym obciążeniu filtrów),

T – normalny czas pracy filtrów w ciągu doby [h/d],

n – liczba płukań każdego filtra na dobę [d^-1],

t₁ – średni czas wyłączenia filtra z efektywnego działania w związku z jego płukaniem [h],

t₂ – średni czas wyłączenia filtra [h],

q_pł – intensywność płukania wodą filtra [dm³/s,m²].

Do projektu przyjęto następujące wielkości:

Q = 25500 [m³/d]

T = 24 [h]

Wstępna V_f = 6 [m/h]

n = 1 [d^-1]

t₁ = 15 [min] = 0,25 [h] (w zakresie 15÷30 minut)

t₂ = 6 [min] = 0,1 [h] (w zakresie 3÷10 minut)

q_pł = 11 [dm³/s,m²] (w zakresie 5÷12)

Uwzględniając zalecenia dotyczące liczby filtrów (co najmniej 4 szt.) przyjęto liczbę filtrów N = 6 rozmieszczone w dwóch rzędach.

Obliczenia rzeczywistych parametrów technologicznych:

• Wymiary pojedynczego filtra:

Szerokość B_f: 4 [m] (min 3[m])

Długość L_f: 8 [m] (min 5[m])

• Powierzchnia pojedynczego filtra F₁: 32 [m²] (max 40 [m²])

• Sumaryczna powierzchnia wszystkich filtrów:

• Rzeczywista, średnia prędkość filtracji:

Wartość V_{f rzecz} powinna mieścić się w granicach 5,5÷6 [m/h]

Zakładając, że płukaniu poddawany jest tylko jeden filtr, prędkość filtracji w warunkach przeciążenia filtrów wyniesie:

Wartość V_tp powinna mieścić się w granicach 6÷7,5 [m/h]

4.3. Drenaż filtrów

Zaprojektowano drenaż płytowy z dyszami do płukania wodno-powietrznego. Czasza dyszy posiada 36 szczelin o wymiarach 0,8 x 10 [mm], co daje łączną powierzchnię szczelin:

• Sumaryczna powierzchnia wszystkich otworów w dyszach:

Gdzie:

F – powierzchnia jednego filtra, F = 33,75 [m²]

P – stosunek powierzchni otworów w dyszach do powierzchni filtra, przyjęto p=1% (w zakresie 1,0÷1,5%)

• Liczba dysz:

• Rozmieszczenie dysz: mając na uwadze względy konstrukcyjne przyjęto 32 płyt w każdej płycie umieszczono 36 dysz.

• Łączna liczba dysz (poniżej 1358 sztuk), różnica wynosi 3% w stosunku do wartości wyliczonej

4.4. Zapas wody do płukania

Przyjęto intensywność płukania wodą q_pł = 11 [dm³/s,m²].

Zalecana ekspansja 20%.

Jednostkowa powierzchnia filtra F₁ = 32 [m²]

Ilość niezbędnej wody do płukania:

Przy założeniu zalecany czas płukania t₂= 6 min

Pojemność rezerwowa na wodę do płukania filtrów powinna wystarczyć na 1,5÷2 płukań.

Przyjęto dwa płukania.

O taką wartość należy powiększyć pojemność zbiornika na wodę czystą.

4.5. Płukanie powietrzem

Założono intensywność płukania powietrzem q_pow=16 [dm³/s,m²]

(w zakresie 15÷18 [dm³/s,m²])

Ilość powietrza do płukania

4.6. Koryta zbiorcze

Zaprojektowano koryta zbiorcze o przekroju złożonym. W górnej części o ścianach pionowych, a w dolnej części o kształcie trójkąta. Przyjęto liczbę koryt n_k=2. 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:

Do określenia wymiarów koryt zbiorczych skorzystano z nomogramu.

Wartość parametru pomocniczego x wynosi:

x = 28[cm]

Szerokość koryta zbiorczego B = 2x = 2*0,28=0,56 [m]

Wysokość prostokątnej części koryta h_p = 1,5*x =1,5*0,28= 0,42 [m]

Całkowita wysokość koryta h_k = 2,5*x = 2,5*0,28=0,7 [m]

Minimalne wzniesienie krawędzi koryt zbiorczych ponad powierzchnię złoża filtracyjnego. Przyjmując projektowaną ekspansje e=20% i wysokość warstwy filtracyjnej H=1,2 [m]:

4.7. Kanał zbiorczy

Przewidziano kanał zbiorczy umieszczony po stronie galerii rur. Przyjęto kanał zbiorczy o szerokości B_kz= 0,7 [m] ( w zakresie 0,7÷1,0 [m])

Głębokość kanału mierzona od dna koryta wynosi:

4.8. Prędkości wody w rurociągach

• Rurociąg wody doprowadzanej do filtra: v=0,8÷1,2 [m/s]

przyjęto v=1,0 [m/s]

• Rurociąg wody przefiltrowanej: v=1,0÷1,5 [m/s]

przyjęto v=1,2 [m/s]

• Rurociąg wody do płukania: v=2÷2,5 [m/s]

przyjęto v=2,2 [m/s]

• Rurociąg wody popłucznej i I filtratu: v=1,5÷2,5 [m/s]

przyjęto v=2,0 [m/s]

• Rurociąg powietrza: v=10÷15 [m/s]

przyjęto v=12 [m/s]

4.9. Obliczanie średnic rur

Doprowadzające:

D₁=600mm Dn600

D₂=600mm Dn600

D₃=500mm Dn500

D₄=400mm Dn400

D₅=350mm Dn350

D₆=300mm Dn300

Odprowadzające:

D₇=300mm Dn300

D₈=350mm Dn350

D₉=400mm Dn400

D₁₀=500mm Dn500

D₁₁=600mm Dn600

D₁₂=600mm Dn600

D_płukania=500mm Dn500

D_powietrza=500mm Dn500