Расчет волокнистых фильтров конструкции ДонНАСА
| Наименование показателя или элемента | Ед. изм. | Формула для определения | Резуль-тат |
| Определение основных параметров волокнистых фильтров | |||
| 1. Материал фильтрующей насадки | Ерши из полиэфирных волокон | ||
| 2. Высота фильтрующей насадки | м | .hн = 3 ¸ 4 | |
| 3. Расчетная скорость фильтрования в нормальном режиме | м/ч | Vн =8 ¸10 для маломутных вод Vн =7 ¸8 для среднемутных вод Vн =5 ¸6 для мутных вод | |
| 4. Допустимая скорость фильтрования в форсированном режиме | м/ч | Vф =10 ¸12 для маломутных вод Vф =9 ¸ 10 для среднемутных вод Vф =7 ¸ 8 для мутных вод | |
| 5. Принятая интенсивность продувки осадка | л(с*м2) | w = 20 | |
| 6. Длительность продувки при регенерации насадки | мин | t =5 ¸10 | |
| 7. Число продувок в сутки | шт | nпр = 4 ¸ 6 | |
| 8. Длительность простоя в связи с продувкой | .час | tn = 0,5 | |
| 9. Суточная производитель-ность фильтров | м3/сут | Q | |
| 10. Общая площадь фильтров | м2 | F = Q / Vн( 24 – n .tn )= | |
| 11. Принятые размеры одного фильтра | м | а х b | 6 х 3 |
| 12. Принятая площадь одного фильтра | м2 | F1 = а х b = 6 х 3 | |
| 13. Принятое количество фильтров | .шт | N = F / F1 = | |
| 14. Число фильтров, находящихся в ремонте | .шт | ||
| 15. Действительная скорость фильтрования в форсированном режиме | .м/ч | Vф = Vн N / ( N-1 ) = Сравнить с допустимой см. п.4 | |
| Распределительная система воздуха | |||
| 16. Выбранный тип распределительной системы | Воздушный коллектор с бо-ковыми ответвлениями из дырчатых труб | ||
| 17. Расход воздуха при продувке одного фильтра | м3/с | W = w F1 / 1000 = | |
| 18. Принятая скорость воздуха в коллекторе | м/с | Vк =7 ¸ 10 по п. 7.20 Пособия к СНиП [2 ] | |
| 19. Площадь коллектора | м2 | f = W / Vк = | |
| 20. Диаметр воздухораспре-делительного коллектора | .мм | D = 1000  =
Принимаем
| |
| 21. Принятое расстояние между ответвлениями | .м | S = 0,25 ¸ 0,3 по п. 6.105 СНиП [2 ] | |
| 22. Количество ответвлений | .шт | n бо = b / S – 1 = | |
| 23. Расход воздуха на одно ответвление | м3/с | W1 = W / .n бо = | |
| 24. Принятая скорость воздуха в ответвлениях | м/с | Vбо = 13 ¸ 17 по п. 7.20 Пособия к СНиП [2 ] | |
| 25. Диаметр ответвления | .мм | dбо = 1000  =
Принимаем
| |
| 26. Принятый диаметр отверстий | мм | dо = 3 ¸ 5 по п. 7.16 Пособия к СНиП [ 2] | |
| 27. Расположение отверстий | В два ряда в шахматном порядке под 45° к низу от вертикали | ||
| 28. Площадь одного отверстия | мм2 | f0 = p d02 /4 = | |
| 29. Скорость выхода воздуха из отверстий | м/с | Vо = 45 ¸ 50 по п. 7.20 Пособия к СНиП [2 ] | |
| 30. Суммарная площадь отверстий | мм2 | Sf = 106 W / Vо = | |
| 31. Общее количество отверстий | шт | n0 = Sf / .f0 = | |
| 32. Количество отверстий на одном ответвлении | шт | m = .n0 / nбо = | |
| 33. Шаг отверстий | м | e = b / ( m +1) = Сравниваем с требованиями п. 7.16 Пособия к СНиП [ 2] | |
| Труба для распределения исходной воды по площади фильтра | |||
| 34. Расчетный расход одного фильтра | м3/с | q = Q /N = | |
| 35. Количество труб | шт | n | |
| 36. Расход на одну трубу | м3/с | q1 = q / n = | |
| 37. Скорость воды в трубе | м/с | V – по п. 6.57 СНиП [ 1] | |
| 38. Площадь сечения трубы | м2 | f = .q1 / V = | |
| 39. Диаметр трубы | мм | d1 = 1000 =
Принимаем
| |
| 40. Коэффициент перфорации трубы | Kп – по п. 6.57 СНиП [1] | ||
| 41. Общая площадь отверстий на трубе | мм2 | Sf = Kп p d12 /4 = | |
| 42. Диаметр отверстия | мм | d0 ³ 25 | |
| 43. Площадь одного отверстия | мм2 | f1 = p d02 /4 = | |
| 44. Количество отверстий на трубе | шт | n0 = Sf / .f1 n = | |
| 45. Шаг отверстий | мм | e = 1000 а / .n0 = Сравниваем с требова-ниями п. 6.82 СНиП [ 1] | |
| Высотные размеры фильтра и его объем | |||
| 46. Принятый угол между стенками призмы | град | a = 90 | |
| 47. Высота призматической части | м | hn =0,5 ( b – 2d1) ctg a/2 = | |
| 48. Полная высота фильтра | м | H = hн +h п + 1,1 = | |
| 49. Объем фильтрующей насадки и защитной зоны | м3 | Wн = а b ( hн +0,8 ) = | |
| 50. Объем призматической части | м3 | Wп = 0,5 а hп (b + 2 d1 ) = | |
| 51. Объем воды в одном фильтре | м3 | Wф = Wн + Wп = | |
| Трубы для сбора осветленной воды | |||
| 52. Расчетный расход | м3/с | q - из п.34 | |
| 53. Количество труб | шт | n | |
| 54. Расход на одну трубу | м3/с | q1 = q / n = | |
| 55. Скорость воды в трубе | м/с | V – по п. 6.75 СНиП [1] | |
| 56. Площадь сечения трубы | м2 | f = .q1 / V = | |
| 57. Диаметр трубы | .мм | d2 = 1000 =
Принимаем
| |
| 58. Скорость движения воды в отверстиях | м/с | V0 – по п. 6.75 СНиП [1] | |
| 59.Общая площадь отверстий на трубе | мм2 | Sf = q1 106 / V0 = | |
| 60. Диаметр отверстия | мм | d0 ³ 25 | |
| 61. Площадь одного отверстия | мм2 | f1 = p d02 /4 = | |
| 62. Количество отверстий на трубе | шт | n0 = Sf / .f1 n = | |
| 63. Шаг отверстий | мм | e = 1000 а / .n0 = Сравниваем с требованиями п. 6.82 СНиП [1] | |
| 64. Содержание взвеси в фильтрате | мг/л | Сф = 15 ¸ 20 | |
| Труба для сброса шлама при продувке | |||
| 65. Диаметр трубы | м | d3 = d1 | |
| 66. Площадь сечения трубы | м2 | f = p d32 /4 = | |
| 67. Скорость шлама в трубе | м/с | V по п. 6.71 СНиП [1] | |
| 68. Расчетный расход шлама из одного фильтра | м3/с | q = V f = | |
| 69. Общее количество сбрасываемого шлама | м3 | Wш = Wф = | |
| 70. Продолжительность сброса шлама | мин | tс = Wш / q = | |
| 71. Суточный сброс шлама | м3/сут | Wсут = Wш nпр N = | |
| 72. Потери воды при продувке | % | П = 100 Wсут / Q |
Примечание: Диаметры трубопроводов принимаются унифицироваными согласно приложению 1.
Рис. 6. Волокнистый фильтр конструкции ДонНАСА: 1 - дырчатая труба для впуска и распределения воды, 2- призматическая часть корпуса, 3- волокнистая насадка, 4- водосборные трубы, 5- боковой лоток, 6- коллектор сжатого воздуха, 7- боковые ответвления распределения сжатого воздуха.
На сооружениях первой ступени осветления задерживаются также нефтепродукты.