Материал: Реконструкция отделения биохимической очистки сточных вод города Руза, производительностью 10000 м3/сут

где N₁ - число фильтров, находящихся в ремонте.

Следовательно, скорость фильтрования при форсированном режиме отвечает требованиям табл. 34 [1].

Подбор состава загрузки

Загрузка фильтра принята согласно данным табл. 32 и 34 [8]. Высота фильтрующего слоя Нф=700 мм с минимальным диаметром зерен 0,5 мм и максимальным 1,2 мм. Эквивалентный диаметр зерен dэ=0,7 мм, а коэффициент неоднородности Кн=2.Поддерживающие слои имеют общую высоту 500 мм и крупность зерен 2-32 мм. (см.табл.33 Кожинов)

Расчет распределительной системы.

В проектируемом фильтре распределительная система служит как для равномерного распределения промывной воды по площади фильтра, так и для сбора профильтрованной воды.

Интенсивность промывки была принята равной w = 12,5 л/(с, тогда количество промывной воды, необходимой для одного фильтра:

,

где f_ф - площадь одного фильтра;

Принимаем скорость промывной воды в коллекторе

,

Тогда диаметр коллектора распределительной системы будет равен

Диаметр коллектора распределительной системы по очищенной воде:

Принимаем распределительный коллектор диаметром

D_кол = 357 мм. И изготавливаем его из трубы ф377х10 мм.

Площадь фильтра, приходящаяся на каждое ответвление распределительной системы при расстоянии между ними m = 0,27 м и наружном диаметре коллектора Dк = 377 мм:

Расход промывной воды, поступающей через одно ответвление:

Скорость движения воды в ответвлениях

,

Диаметр труб ответвлений:

Принимаем ответвления изготовленными из трубы ф 95х4 мм.

Пересчет скорости движения воды в ответвлениях

В верхней части ответвлений вертикально устанавливаем колпачки на патрубки диаметром 20мм.

Отношение площади всех патрубков для установки распределительных колпачков всех патрубков в ответвлениях распределительной системы Σfо к площади поперечного сечения общего коллектора Fкол принимается по СНиП равным а=0,35.

Площадь сечения коллектора

Принимаем диаметр отверстия в патрубке (с учетом стенки)

d₀ = 16 мм,

Толщина стенки стальной трубы ответвления

δ_тр = 4 мм

Суммарная площадь отверстий для одного фильтра

 или 350 см²

При диаметре отверстия в патрубке 16мм площадь отверстия составит

Общее число патрубков (и, соответственно, колпачков) в распределительной системе каждого фильтра

Общее количество ответвлений на каждом фильтре при расстоянии между осями ответвлений 0.27 м

Принимаем с каждой их двух сторон коллектора по 15 ответвлений.

Число отверстий, приходящееся на каждое ответвление

При длине каждого ответвления

шаг оси отверстий будет:

На каждом патрубке устанавливается колпачек (см. [11] с 201)

Расчет устройства для сбора и отвода воды при промывке фильтра

Загрязненная вода при промывке скорых фильтров собирается и отводится по желобам, размещенным над поверхностью фильтрующей загрузки. Конструкция желобов должна предотвращать помехи нормальному расширению загрузки фильтра при поступлении промывной воды и препятствовать выносу зерен загрузки вместе с промывной водой.

Эти условия определяют выбор формы и размеров желоба, высоту его расположения над поверхность фильтра и допустимые расстояния между соседними желобами.

Принимаем 3 желоба. Расстояние между осями составляет 4м/3 = 1,333 м (рекомендуемое расстояние не более 2,2 м).

Расход промывной воды на 1 желоб:

Определим ширину желоба

где

К = 2 - для желобов с полукруглым основанием

a = 1,5 - отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины

Высота прямоугольной части желоба

Принимаем

Полезная высота желоба

Принимаем

Конструктивная высота желоба (с учетом толщины стенки)

Радиус полукруглого основания

Площадь сечения желоба

Скорость движения воды в желобе

При высоте фильтрующего слоя

h_ф = 700 мм

и относительном расширении фильтрующей загрузки в % (табл.37 [8])

е = 45%

Высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки

Так как конструктивная высота желоба hк=0,44 м, т.е. более 0,303 м, нужно принять Dhж=0,5 м с тем, чтобы расстояние от низа желоба до верха загрузки фильтра было 0,05 - 0,06 м.

Определение расхода воды (в %) на промывку фильтра.

Продолжительность работы фильтра между двумя промывками при продолжительности рабочего фильтроцикла T₀ = 12 ч и продолжитель-ности сброса первого фильтра в сток t3 = 0,17 ч.

Расход воды (в %) на промывку фильтра

Определение потерь напора при промывке.

Потери напора слагаются из следующих величин:

потери напора в распределительной системе фильтра:

где v_кол - скорость движения воды в коллекторе, м/с;_р.т. - скорость движения воды в распределительных трубах, м/с;

потери напора в фильтрующем слое высотой Нф по формуле А.И. Егорова [8]:

где a и b - параметры, равные для песка крупностью 0,51,0 мм а = 0,76 и b = 0,0017;

потери напора в гравийном поддерживающем слое высотой Н_п.с. = 500 мм по формуле проф. В.Т. Турчинова [8]:

Принимаем суммарные местные сопротивления равными h_м = 1 м

Суммарные потери напора составят:

Высоту уровня воды в аппрате (от его дна) следует принять больше суммы потерь напора, для того чтобы столб жидкости позволял преодолеть гидравлическое сопротивление аппарата.

В результате принимаем общую высоту уровня жидкости от дна аппарата 2,9 м. С учетом запаса высоты стенки во избежание перелива принимаем высоту стенок фильтра 3 м.

Определим диаметр штуцера подачи загрязненной воды в фильтр

При скорости в штуцере v_ш = 1 м/с

Принимаем для этого штуцера трубу ф 180х5.

Определим диаметр штуцера отвода промывной воды из кармана фильтра (принимаем 2 штуцера для отвода воды)

При скорости в штуцере v_ш = 2 м/с

Принимаем для этого штуцера трубу ф 273х5.

3.4.5      Механический расчет фильтра

Ширина резервуара

Длина резервуара

Высота резервуара

Резервуар подземный, высота засыпки

Объемная масса грунта

Угол внутреннего трения

Район строительства - Москва

Данные для проектирования:

Бетон тяжелый класса В20

Расчетное сопротивление на осевое сжатие

Расчетное сопротивление бетона для предельных состояний второй группы

Арматура класса А-III

Расчетное сопротивление растяжению рабочей продольной арматуры

Модуль упругости арматуры

Расчет и конструирование стеновой панели производим, опираясь на следующие данные для проектирования:

Высота фундамента

Глубина заделки стеновой панели в фундамент

Назначаем толщину стеновой панели

Высота стеновой панели

Выделим для расчета вертикальную полосу шириной 1м.

Нагрузки на стеновую панель

Горизонтальная нагрузка от давления воды на уровне защемления стены

, где

 - коэффициент надежности по нагрузке для жидкостей

 - объемная масса воды (плотность)

Определим высоту эквивалентного слоя обсыпки

Временная нагрузка на поверхность грунта

Горизонтальная нагрузка от давления грунта и временной нагрузки на уровне верха стеновой панели (от давления грунта обсыпки)

 , где

 - коэффициент надежности по нагрузке для насыпных грунтов

Сумма высот обсыпки и эквивалентного слоя

Горизонтальная нагрузка от давления грунта обсыпки на уровне заделки стеновой панели в днище резервуара

        , где

Определим внутренние расчетные усилия в стеновой панели от давления воды

Изгибающий момент на уровне защемления стены

Максимальный изгибающий момент в пролете от уровня верха стены на расстоянии

Поперечная сила на уровне защемления

Вычислим внутренние расчетные усилия от давления грунта:

изгибающий момент на уровне защемления стены