Техническая характеристика установок для вспенивания представлена в табл. 11, размеры получаемых после вспенивания гранул — в табл. 12.
Таблица 11
|
Тип установки |
Производительность, кг/ч |
Мощность электродвигателя, кВт??ч |
Время вспенивания, мин |
Температура вспенивания, оС |
Давление пара, Па |
Температура воздуха для сушки, оС |
|
1 |
40-150 |
3,6 |
1-5 |
105 |
3000-8000 |
50-60 |
|
2 |
40-50 |
- |
3-5 |
98-100 |
- |
50-70 |
|
3 |
57,6 |
4,0 |
1,5-4 |
98-100 |
7000-15000 |
50-60 |
|
4 |
100-120 |
5,5 |
1,5-2 |
98 |
4000 |
- |
П р и м е ч а н и е. Подробные данные о проектировании и изготовлении установок могут быть получены в лаборатории охраны вод ЦНИИКИВР (277012, Кишинев, Комсомольская ул., 30).
9.7. После вспенивания гранулы пенополистирола промывают в холодной воде (с целью предотвращения их слипания), просушивают горячим воздухом и транспортируют в бункер готовой продукции.
9.8. Характерные параметры гранулометрического состава пенополистирольной загрузки d10, d50, d80 и dэ в отличие от тяжелых зернистых материалов следует определять по кривой рассева, построенной не по массе, а по объему каждой i-й фракции, % к общему объему исследуемой загрузки:
,(29)
где Wi - объем остатка i-й фракции пенополистирола на сите калибром di.
9.9. Необходимое количество исходного полистирола марки ПСВ для получения требуемого количества плавающей загрузки определяют по формуле
,(30)
где Wвс - объем плавающей загрузки;
- коэффициент вспенивания, определяемый по табл. 12.
Таблица 12
|
Диаметр гранул |
Время |
Диаметр гранул после вспенивания, мм |
|
|
до вспенивания, мм |
вспенивания, мин |
водой в установке типа 2 |
паром в установке типа 3 |
|
0,4-0,9 |
1 |
0,6-1,2 |
0,9-1,8 |
|
|
2 |
0,7-1,4 |
1,0-2,1 |
|
0,9-1,5 |
2 |
1,4-2,3 |
1,8-3,2 |
|
1,5-2,5 |
2 |
2,3-3,8 |
3,2-5,5 |
|
2,5-3,0 |
2 |
4,0-6,0 |
4,8-8,0 |
КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ФИЛЬТРОВ
9.10. Для технического водоснабжения рекомендуются фильтры ФПЗ-1 и ФПЗ-4, область применения которых указана в табл. 13.
9.11. В фильтре с восходящим фильтрационным потоком ФПЗ-1 (черт. 30, а) исходная вода фильтруется снизу вверх через удерживаемую в затопленном состоянии верхней системой пенополистирольную загрузку, собирается в надфильтровом пространстве и отводится в резервуар чистой воды.
Черт. 30. Фильтры с плавающей пенополистирольной загрузкой
а - ФПЗ-1; б - ФПЗ-4; в - ФПЗ-4н (ФПЗ-3,4-150); 1 - нижняя сборно-распределительная система; 2 - отвод промывной воды; 3 - подача исходной воды; 4 - пенополистирольная загрузка; 5 - отвод фильтрата; 6 - уловитель пенополистирола; 7 - верхняя распределительная система; 8 - средний дренаж
9.12. Промывка пенополистирольной загрузки осуществляется нисходящим потоком чистой воды, накопленной в надфильтровом пространстве. Загрузка при этом расширяется на 20-30 %, а накопленные в ней загрязнения уносятся в канализацию.
9.13. В фильтрах ФПЗ-4 и ФПЗ-4н с нисходящим фильтрационным потоком (черт. 30, б, в) используется более неоднородная загрузка. Исходная вода фильтруется в направлении убывающей крупности гранул и собирается средней дренажной системой, расположенной в толще загрузки с гранулами диаметром 0,8-1,5 мм.
9.14. Когда потери напора на фильтре достигнут заданной величины (1,5-2,0 м в безнапорных фильтрах и 6-10 м - в напорных), задвижку на трубопроводе подачи исходной воды закрывают, а задвижку на трубопроводе отвода промывной воды открывают. Промывка загрузки происходит так же, как в фильтрах ФПЗ-1 (исходной водой).
При концентрации взвеси в исходной воде свыше 150 мг/л рекомендуется после сбрасывания уровня воды в надфильтровом пространстве на 0,5 м подавать в него отфильтрованную воду в количестве, необходимом для промывки загрузки чистой водой в течение 2 мин.
9.15. В напорных фильтрах ФПЗ-4н, имеющих заводскую марку ФПЗ-3,4-150 (см. черт. 30, в), подача исходной воды и ее распределение по площади фильтра осуществляются с помощью дырчатых труб с отверстиями диаметром 10 мм, перекрытых сеткой с ячейками размером 0,5 мм.
9.16. Для промывки средних дренажных систем предусмотрены патрубки, смонтированные после задвижки на трубопроводе отвода фильтрата.
9.17. Нижние системы фильтров ФПЗ-1 и ФПЗ-4 изготовляют из асбестоцементных дырчатых труб.
9.18. Верхние системы безнапорных фильтров изготовляют в виде перекрытия из полутруб или бетонных балок, уложенных с зазорами между ними, равными 5 мм, присыпанных слоем отмытого гравия диаметром зерен 25—40 мм на толщину до 0,2 м.
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФИЛЬТРОВ
9.19. Основные параметры работы фильтров типа ФПЗ для технического водоснабжения приведены в табл. 13.
Таблица 13
|
Фильтр |
Максимальное содер- |
Скорость фильтрования, м/ч, при режиме работы |
Минимальная про- |
Предельные потери |
|
|
|
жание взвеси в исходной воде, мг/л |
нормальном |
форсированном |
должительность фильтроцикла, ч |
напора за фильтроцикл, м |
|
ФПЗ-1 (с восходящим фильтрационным потоком) безнапорный |
200 |
10 |
12 |
8 |
2,5 |
|
ФПЗ-4 (с нисходящим фильтрационным потоком) безнапорный |
500 |
5-6 |
6-7 |
12 |
2,0 |
|
ФПЗ-4н (ФПЗ-3,4-150) (с нисходящим фильтрационным потоком) напорный |
500 |
5-6 |
6-7 |
12 |
6-10 |
П р и м е ч а н и е. Эффективность безреагентного осветления воды составляет примерно 60-80 % и зависит от дисперсности и устойчивости взвеси в исходной воде.
9.20. Гранулометрический состав загрузки и параметры ее промывки следует определять по табл. 14.
Таблица 14
|
Фильтр |
Диаметр гранул загрузки, мм |
Толщина загрузки, м |
Интенсивность промывки, мин |
Продолжительность промывки, мин |
Относительное расширение загрузки, % |
|
ФПЗ-1 |
0,8-1,5 |
2,0 |
12-10 |
4-5 |
20-30 |
|
ФПЗ-4 |
0,5-2,0 |
1,6 |
12-15 |
5-6 |
15-25 |
|
ФПЗ-4н(ФПЗ-3,4-150) |
2,0-4,0 |
0,4 |
|
|
|
9.21. Суммарную площадь фильтров следует определять в соответствии с указаниями СНиП 2.04.02-84.
9.22. Число фильтров на станции надлежит назначать с учетом того, чтобы при выключении одного фильтра (или секции) на промывку скорости фильтрования увеличивались не более чем на 15-20 %.
9.23. Общую высоту фильтра Нф, м, определяют по формуле
Нф = ??Н + Но + Dк + Нз (1 + аз) + Нав ,(31)
где ??H — превышение стенки корпуса фильтра над максимальным уровнем воды в нем, равное 0,2 м;
Но — высота слоя воды в надфильтровом пространстве, м;
Dк — диаметр коллектора нижней сборно-распределительной системы, м;
Нз, аз — соответственно толщина слоя загрузки в плотном состоянии и величина его относительного расширения при промывке, м;
Нав ?? 0,2 м — расстояние между нижней границей расширенного слоя загрузки и коллектором нижней дренажной системы.
9.24. Нижнюю сборно-распределительную систему (НСРС) фильтров проектируют в виде центрального или бокового коллектора с ответвлением из перфорированных пластмассовых или асбестоцементных труб, имеющих круглые отверстия dо = 10 мм, направленные вниз под углом 45° к вертикальной плоскости, проходящей через оси трубы, либо из бетонных или полимерных блоков размерами в плане 0,6??0,6 м и с углом наклона рабочей плоскости 30°. Блоки укладывают на лотки переменного сечения.
9.25. Диаметр коллектора НСРС следует определять исходя из скорости воды при промывке, равной 1,5—2,2 м/с.
9.26. Суммарную площадь отверстий ??о, м, в ответвлениях НСРС определяют в зависимости от условий промывки.
При постоянном уровне воды в надфильтровом пространстве во время промывки площадь отверстий определяют по формуле
;(32)
при переменном уровне в общем надфильтровом пространстве фильтров ФПЗ-1 — по формуле
,(33)
где Wïð — интенсивность промывки, л/(с??м2);
fo — площадь одной секции фильтра, м;
?? — коэффициент расхода в отверстиях, принимаемый равным 0,6;
h1 — напор воды над осью коллектора в начале промывки, м;
Nc — число секций фильтров;
??пр — продолжительность промывки, мин;
h2 — напор воды над осью коллектора в конце промывки с учетом потерь напора в загрузке и нижней сборной системе, м.
9.27. Длину дырчатых труб ответвлений lт назначают конструктивно в зависимости от места расположения сборного коллектора, его диаметра, способа присоединения к нему труб и размеров фильтра в плане.
Число труб принимают, исходя из максимального расстояния между ними в плане, равного 0,5 м.
9.28. Диаметр дырчатых труб определяют по удельному промывному расходу и скорости движения воды в них, принимаемой 1,5—2,5 м/с.
9.29. После предварительного расчета, приняв значение коэффициента неравномерности расходов 0,90—0,95, по черт. 31 уточняют длину и диаметр дырчатых труб, а также определяют диаметр и число отверстий в них.
Черт. 31. Номограммы для расчета нижней сборно-распределительной системы (НСРС)
d - диаметр дырчатых труб, мм; lт - длина дырчатых труб, м; nт - число отверстий в трубе; dо - диаметр отверстий, мм; Ко - коэффициент неравномерности расходов
9.30. Средняя дренажная система (СДС) в фильтрах ФПЗ-4 служит для забора очищенной воды из толщи зернистого слоя и состоит из сборного коллектора и дренажных кассет (черт. 32).
Черт. 32. Конструкция среднего дренажа ФПЗ-4 (ФПЗ-4н)
1 - труба; 2 - фланец; 3 - решетка с дырчатой (do - 5-6 мм) или щелевой перфорацией (4??160 мм); 4 - боковые стенки; 5 - гранулы полистирола (три слоя 6-8, 3-5 и 1-2 мм); 6 - сетка; 7 - заглушка
Требуемую площадь поперечного сечения трубы средней дренажной системы Fср.др, м2, определяют по формуле
,(34)
где ??н.р - скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;
l - расстояние между осями труб, принимаемое 1,0-1,5 м;
Lдр - длина дренажной трубы, м ;
??2 - скорость движения воды в дренажной трубе, равная 1 м/с.
9.31. Ширину водоприемной поверхности дренажной трубы Вср.др, м, определяют по формуле
,(35)
где mп - скважность водоприемной поверхности, принимаемая равной 20 % ее площади;
hдр - напор воды, м, над водоприемной поверхностью среднего дренажа в начале фильтроцикла, определяемый по формуле
hдр = Нср.др ?? hв.с ?? hз ,(36)
где Нср.др - расстояние от максимального уровня воды до среднего дренажа;
hв.с - потери напора в верхней системе с учетом ее возможного частичного заиления к концу фильтроцикла (hв.с = 0,5 м);
hз - потери напора в загрузке к концу фильтроцикла.
9.32. Верхняя сборно-распределительная система (ВСРС) служит для предотвращения всплытия полистирола в надфильтровое пространство и равномерного распределения воды по площади фильтра. Она выполняется в виде решеток или гидрозатвора из полимерных полутруб, присыпанных слоем гравия толщиной 0,2 м и диаметром зерен 20—30 мм. В отдельных случаях можно устраивать монолитное перекрытие с фильтрующими труб чатыми гильзами или кассетами.
Для обеспечения равномерного распределения воды на площади фильтра в период его промывки потери напора в ВСРС должны быть не менее 0,2 м.
9.33. Элементы ВСРС должны быть изготовлены из антикоррозионных материалов и рассчитаны на выталкивающее давление за счет силы Архимеда с учетом веса загрузки и напора над загрузкой.
10. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫСОКОМУТНЫХ ВОД С ПЛАВУЧИМ ВОДОЗАБОРОМ-ОСВЕТЛИТЕЛЕМ
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
10.1. Сооружения предназначаются для осветления высокомутных вод поверхностных источников с содержанием взвеси от 1500 до 20000 мг/л. Цветность обрабатываемой воды — до 120 град.
При содержании взвешенных веществ свыше 20 тыс. мг/л производительность плавучего осветлителя следует уменьшать до 30 %.
10.2. Рассматриваемый комплекс сооружений рекомендуется применять при производительности ориентировочно до 100 тыс. м3/сут. Допустимая производительность сооружений проверяется расчетом в соответствии с указаниями п. 10.8 в зависимости от условий водозабора.
СОСТАВ СООРУЖЕНИЙ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ИХ ОСОБЕННОСТИ
10.3. Сооружения (черт. 33) состоят из плавучего осветлителя, плавучей насосной станции и береговых сооружений, включающих тонкослойные осветлители (системы АзНИИВП-2) и скорые фильтры, а также другие элементы, обычно входящие в состав водоочистных сооружений, такие как реагентное хозяйство, хлораторные, резервуары чистой воды, насосные установки (второго подъема и для промывки фильтров), лабораторные помещения, мастерские и т. п.
