Реферат: Промывка фильтровальных аппаратов
(12.6 1)
Пористость плотно лежащей загрузки п0 и пористость расширившейся загрузки nсвязаны соотношением
'
где е - относительное расширение загрузки при ее промывке, равное:
e = ( h - h 0 ) / h 0 .
Подставляя (12.62) в (12.61) получим
(12 63)
Подставляя I по формуле (12.63) в выражение для Δр (12.58) и заменяяh = h 0 ( e + 1), получим
Как уже говорилось выше, при состоянии равновесия расширившейся загрузкиG = Δp . Тогда, выражаяG по формуле (12.54) и Δр по формуле (12.64), получим
Отсюда можно найти скорость восходящего потока воды (в см/с) (т.е. необходимую интенсивность промывки), учитывая, что рв =1:
Данная формула показывает, что для достижения одного и того же значения относительного расширения загрузки скорость восходящего потока воды должна быть тем больше, чем больше плотность материала загрузки р3 и диаметрd зерен загрузки; необходимая скоростьv уменьшается с увеличением вязкости воды (т.е. при низких температурах воды) и с увеличением коэффициента формы, т.е. для угловатых частиц.
Формула (12.66) выведена для однородных загрузок, имеющих зерна одинаковой крупности. В действительности фильтрующие загрузки всегда состоят из зерен различного размера. Для таких загрузок величинаd в формуле (12.66) заменяется величиной эквивалентного диаметра зеренd 3 , которая подсчитывается по формуле (12.48).
Теоретические исследования, а также опыт эксплуатации фильтров рекомендуют следующие относительные расширения загрузок и необходимые интенсивности промывки (см. табл.12.4). Для антрацитовых загрузок интенсивности промывки следует принимать на 70% меньшими, чем указаны в табл.12.4 для песчаных загрузок скорых фильтров.
Для загрузок из кварцевого песка при dэ >1 мм в целях повышения эффекта отмывки, снижения расхода промывной воды и уменьшения размеров водоотводящих устройств (желобов, каналов, трубопроводов) целесообразно применение водовоздушной промывки. Ее режим назначается следующим: продувка воздухом с интенсивностью 15.20 л/ (с*м2 ) в течение 1.2 мин, затем совместная водовоздушная промывка с интенсивностью подачи воздуха 15.20 л/ (с*м2 ) и воды 3.4 л/ (с*м2 ) в течение 4.5 мин и последующая подача одной воды с интенсивностью 6.8 л/ (с*м2 ) в течение 4.5 мин. При водовоз душной промывке воду и воздух следует подавать по раздельным трубчатым распределительным системам или через распределительные системы со специальными колпачками.
Водовоздушную промывку рекомендуется применять для песчаных фильтров с системой горизонтального отвода промывной воды с пескоулавливающим желобом, образуемым двумя наклонными стенками - отбойной и водосливной (рис.12.13, В). При использовании фильтрующих загрузок из дробленых антрацита и керамзита водовоздушная промывка не допускается.
Скорость движения воды в трубопроводах, подающих и отводящих воду, назначают 1,5.2 м/с. Для удаления воздуха из трубопровода, подающего воду на промывку фильтров, располагаемого ниже кромки их желобов, необходимо предусматривать стояки - воздушники диаметром 75.150 мм.
Для промывки фильтра, особенно если его площадь велика, приходится в течение 7.9 мин подавать большое количество воды, для чего требуется установка мощных насосов и электродвигателей. Например, даже для фильтра сравнительно небольшой площади в 20 м2 при интенсивности промывки 15 л/ (с*м2 ) требуется подавать 20*15=300 л/с и, следовательно, устанавливать насос с подачей 1080 м3 /ч с мотором мощностью 50 кВт. При наличии же промывного бака требуемое для промывки количество воды может подаваться в бак в течение сравнительно длительного времени (в зависимости от графика промывки фильтров), для чего потребуется насос значительно меньшей производительности. В этом случае можно подавать воду и от водоводов насосной станции П подъема. С другой стороны, устройство бака, располагаемого на высоте 10.15 м от уровня пола первого этажа, как правило, вызывает увеличение объема строительных работ и удорожание строительства. Поэтому вариант подачи промывки воды выбирают на основании технико-экономических расчетов с учетом ряда местных условий: возможности получения мощных насосов и электродвигателей, возможности расположения промывного бака на естественном возвышении, производительности водоочистной станции и др. Вместимость бака для промывки фильтров подсчитывают, исходя из возможности последовательной промывки двух фильтров, по формуле
(12.67)
где w - принятая интенсивность промывки фильтра, л/ (с*м2 ); А - площадь одного фильтра, м2 ; Т - продолжительность промывки фильтра, мин (см. табл.12.4).
Подачу промывного насоса определяют как произведение площади одного фильтра на принятую интенсивность промывки. Промывной насос забирает воду из резервуара чистой воды, в котором дополнительно должен предусматриваться запас воды на две последовательно проводимые промывки. Следует устанавливать два промывных насоса, из которых один резервный. Напор, развиваемый промывным насосом, или высота расположения промывного бака над уровнем отводных устройств фильтра складывается из следующих величин: суммы гидравлических сопротивлений в трубопроводе и арматуре на пути движения промывной воды; сопротивлений в распределительной системе (дренаже) фильтра; сопротивления в загрузке фильтра; разности отметок отводных устройств фильтра и дна резервуара чистой воды (учитывается только при промывке от насоса); запаса не неучтенные сопротивления, принимаемого равным 1,5.2 м. вод. ст.
Сопротивления в трубопроводах подсчитывают по таблицам, исходя из скорости движения воды 2.2,5 м/с, причем отдельно подсчитывают потери напора на местные сопротивления в тройниках, коленах, так как местные потери относительно велики по сравнению с сопротивлением в трубопроводе. Сопротивление в распределительной системе фильтра определяется при расчете этих систем (см. (12.53). Сопротивление в загрузке фильтра принимается равным высоте загрузки.
При реагентом умягчении воды или реагентом обезжелезивании наряду с обычной промывкой целесообразно применять поверхностную промывку с целью отмывки загрязнений 8 верхнем слое загрузки и экономии (до 50%) промывной воды. Ее можно производить с помощью неподвижных или вращающихся промывных труб, или труб, располагаемых непосредственно над поверхностью фильтрующей загрузки. Струи воды, выходя с большими скоростями из отверстий или насадок промывной системы, разбивают и размельчают осевшие загрязнения, облегчая удаление их из фильтра. Размытый верхней промывкой фильтрующий слой в начале промывки снизу уже не поднимается вверх монолитным пластом, а взвешивается отдельными зернами в потоке промывной воды (рис.12.15).
При вращающейся системе поверхностной промывки расходуется значительно меньшее количество промывной воды, чем при стационарной, при одинаковом качестве отмывки фильтрующего слоя. Кроме того, для изготовления вращающейся системы требуется значительно меньше труб. Однако, вращающую систему можно применять только для круглых и квадратных фильтров с размером фильтрующей площади не более 25 м2 . Для прямоугольных фильтров вращающуюся систему можно использовать при условии, если их площадь делится на два квадрата по 25 м2 каждый. На прямоугольных фильтрах, не делимых на два квадрата, и на квадратных фильтрах площадью выше 25 м2 следует применять стационарную систему промывки.
Вращающаяся система состоит из подвешенной трубы, от которой в центре фильтра опускается стояк, вращающейся пяты на стойке, двух горизонтально расположенных вращающихся труб с насадками и двух растяжек, придающих системе необходимую жесткость. Пята на стояке должна располагаться примерно на уровне кромок желобов, чтобы в нее не могли попадать зерна взвешенной фильтрующей загрузки. Общая длина вращающейся трубы принимается с таким расчетом, чтобы концы труб не доходили до стенок фильтра на 200.250 мм. На каждом плече вращающейся трубы располагаются насадкитаким образом, чтобы при вращении труб струи воды, выходящие из насадок на одном плече трубы, приходились между струями, выходящими из насадок другой трубы. Расстояние между соседними насадками принимают 200.250 мм.
