Поделиться
Практическое занятие №12.docx
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Краснодарского края
«Армавирский механико-технологический техникум»
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №12
Тема: «Расчет сверхскорых фильтров»
по «МДК 02.02. Реализация технологических процессов эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха»
для специальности
08.02.07. Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств, кондиционирования воздуха и вентиляции
Составитель: Казетов С.Н.
преподаватель спец.дисциплин ГБПОУ КК АМТТ
2020
Практическое занятие №12
Тема: «Расчет сверхскорых фильтров»
Цель: Изучить правила расчета решеток для очистки сточных вод промышленных предприятий
Время выполнения: 2 часа
Порядок выполнения работы:
1)Внимательно изучить теоретический материал;
2)Решить задачи предложенные в работе;
3)Сделать отчет о проделанной работе
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ.
Сверхскорые фильтры предназначены для очистки сточных вод от взвесей, нефтепродуктов, жиров и т.п. Работают они под избыточным давлением. Конструкция сверхскорых фильтров камерного типа была предложена Г.Н. Никифоровым в 1934г. В 1947г. он предложил сгруппировать эти аппараты по 6-10 штук в единую станцию, что значительно увеличивает их производительность.
При сверхскором фильтровании его скорость находится в пределах 50-100 м/ч. При этом вовремя всего фильтроцикла суммарные потери напора в скорых фильтрах остаются величиной постоянной. Поскольку в процессе фильтрования потеря напора в загрузке возрастают с течением времени, должны снижаться потери напора в дренаже и оборудовании фильтра, то есть должна уменьшаться скорость фильтрования. За счёт такой структуры процесса сверхскорого фильтрования уменьшается интенсивность смывы частиц загрязнений с зерен загрузки, что повышает эффективность работы сверхскорых фильтров.
Для регенерации загрузки сверхскорых фильтров применяется водовоздушная промывка, полностью автоматизированная. При этом соблюдается очередность вывода каждого сверхскорого фильтра на промывку. Во время промывки одного фильтра остальные работают. Промывка фильтров осуществляется из "кольца" промывной воды, куда вода поступает из "кольца" очищенной воды. На перемычке, соединяющей эти "кольца" устанавливаются регуляторы давления "до себя". Поддерживая постоянное давление в трубопроводе промывной воды, они обеспечивают промывку сверхскорого фильтра с заданной интенсивностью.
Интервал времени между моментами окончания промывки одного фильтра и началом промывки другого является функцией качества исходной воды. Она в качестве заданной вводится в программу промывки.
Сверхскорые фильтры компануются в автоматизированные сверхскоростные фильтровальные станции (АСФС). В АСФС отдельные фильтры устанавливаются либо по кругу, либо по два в ряд.
Коммуникации АСФС представляют собой замкнутые системы ("кольца"), которым подключены отдельные фильтра. К "кольцам" подводится вода или отводится от них. Таким образом вода подается на очистку через "кольцо" исходной воды. Наиболее часто применяются схема автоматизации АСФС, базирующейся на задвижках с электроприводами и пневмоклапанах.
Эффективность очистки производственных стоков от взвеси и нефтепродуктов в скорых фильтрах находится в пределах 70-80%.
Схема устройства сверх скорого фильтра представлена на рисунке 1.
Направление фильтрования в этих аппаратах - сверху вниз. В качестве фильтрующего материала применяется кварцевый песок крупностью 0,8-2мм. В качестве поддерживающего материала применяется слой щебня или гравия с крупностью 2-10 мм.
Рисунок 1 - схема устройства сверхускорого фильтра: 1 - корпус; 2 - фильтрующий слой; 3 - поддерживающий слой; 4 - подача исходной воды; 5 - отвод очищенной воды; 6 - подача воздуха; 7 - подача промывной воды; 8 - отвод промывных стоков.
В качестве распределительного устройства, которая также служит для сбора промывных стоков принято расширительная воронка диаметром (0,5-2)dк, где dк - диаметр подводящего трубопровода. Высота ее составляет (0,8-1)dк.
В качестве системы для сбора очищенной воды, которая также служит для распределения промывной воды принимается либо щелевые колпачки, либо лучевая система с перфорированными ответвлениями, либо перфорированный трубопровод, либо коллектор с двойными перфорированными ответвлениями. Диаметр отверстий составляет 10-12 мм. Площадь отверстий на сборной системе составляет 0,25-0,5% от площади фильтра.
Суммарная площадь отверстий на системе сбора очищенной воды Fочсум, мм2 составляет
(1)
где dот.к - диаметр отводящего коллектора.
В качестве воздухораспределительного устройства принимается либо перфорированный трубопровод, либо коллектор с двойными перфорированными ответвлениями, либо лучевая система с перфорированными ответвлениями. Отверстие для выхода воздуха имеют диаметр 5-10 мм.
Скорость выхода воздуха из отверстия составляет 45-60 м/с.
Если для сбора очищенной воды в скорых фильтрах применяются щелевые колпачки, то под днищем, на котором они закреплены, располагаются воронка, направленная вниз.
Обычно высота слова фильтрующей загрузки принимается равной 2,5-2,7м.
Площадь фильтрования сверхскорых фильтров Fф, м2, составляет
(2)
где Qр - расход сточных вод, м3/ч;
𝜐ф - скорость фильтрования, м/ч.
Средняя скорость фильтрования в сверхскорых фильтрах 𝜐срф, м/ч, составляет
(3)
где Fфф- фактическая площадь фильтрования.
Максимальный расход воды, подводимой к сверхскорому фильтру, Qmax, м3/ч, составляет
(4)
где Dф - диаметр сверхскорого фильтра, м;
𝜐maxф - максимальная скорость фильтрования, зависящий от 𝜐ф, м/ч.
Расход воды, подводимой к сверхскорому фильтру на промывку Qпр, л/с, составляет
(7)
где
м2 – интенсивность
промывки фильтра.
Расход воздуха на продувку сверхскорого фильтра Qв, л/с, составляет
(8)
где
м2 -
интенсивность продувки фильтра.
Скорость движения воздуха в воздуховоде составляет 𝜐воз = 5-10 м/с.
Схеме автоматизации за данными являются операции:
а) соблюдение интервала времени между промывками двух фильтров;
б) соблюдение очереди выключения фильтров на промывку и включение их в работу;
в) выполнение программы промывки фильтра.
В проекте автоматизации предусматривается 10 ключей режима, определяющих следующие интервалы времени между промывками двух очередных фильтров: t = 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 120, 150 и 200 минут. Предусматривается следующая очередность отключения фильтров на промывку: 1-2-3-4-5-6-7-8-1-2-3-4 и т.д.
Импульсом для включения каждого фильтра на промывку служит момент окончания времени интервала в соответствии с "ключом" режима.
Программа промывки для каждого фильтра включает:
1) Продувку загрузки сжатым воздухом с интенсивностью Jв = 25 л/с·м2;
2) Водовоздушная промывка с интенсивностью подачи воды Jпр = 10 л/с·м2 и интенсивностью подачи воздуха Jв = 25 л/с·м2;
3) Водяная промывка с интенсивностью J’пр = 17 л/с·м2;
Продолжительность фильтроцикла АСФС t’, ч, составляет
(7)
где Nф – число фильтров в АСФС.
Время работы одного фильтра t’’, ч, составляет
(8)
Расход воды на промывку одного фильтра Qпр, м3/ч, составляет
(9)
где t1 = 4 мин – время промывки фильтра;
t2 = 6,5 мин – продолжительность водовоздушной промывки.
Полная производительность АСФС за фильтроцикл Q’, м3, составляет
(10)
Средняя скорость фильтрования АСФС при промывке одного
фильтра 
, м/ч, составляет
(11)
При этом должно выполняться условие
(12)
Количество взвешенных веществ, подлежащих удалению за 1 фильтроцикл Мвв, кг, составляет
(13)
где Сн и Ск – начальная и конечная концентрация загрязнений, мг/л.
Количество взвешенных веществ, задерживаемых одним фильтром, 
, кг, составляет
(14)
Грязеемкость загрузки по взвешенным веществам 
, кг/м3, составляет
(15)
где Wз – объем загрузки фильтра, м3.
Время полезной работы сверхскоростного фильтра t’’’, мин, составляет
(16)
где Нз– высота загрузки, м;
Мmax – максимальная грязеемкость по данному виду загрязнений, кг/м3.
При этом должно выполняться условие
t’’’ > t’’ (17)
Задача №1
Рассчитать автоматическую сверхскоростную фильтровальную станцию для очистки сточных вод от нефтепродуктов. Производительность АСФС составляет 300 м3/сут. Время работы АСФС составляет 24 ч/сут. Концентрация нефтепродуктов в воде, поступающей на очистку достигает 36 мг/л, а в очищенной воде - 10 мг/л.
Задача №2
Рассчитать АСФС для очистки производственных стоков от взвеси. Производительность АСФС составляет 1200 м3/сут. Время работы АСФС составляет 16 ч/сут. Концентрация взвеси в воде, поступающей на очистку достигает 25 мг/л, а в очищенной воде - 5 мг/л.
Задача №3
Рассчитать АСФС для очистки нефтепромысловых сточных вод. Производительность АСФС составляет 480 м3/сут. Время работы АСФС составляет 8 ч/сут. Концентрация загрязнений в исходной воде составляет: нефтепродуктов 30 мг/л, взвешенных веществ - 25 мг/л. Концентрация загрязнений в очищенной воде составляет не должна превышать 10 мг/л.
Преподаватель Казетов С.Н.
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
