• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8

8.8. Дренаж с железобетонными дырчатыми плитами (черт. 27) состоит из опор (горизонтальных балок или вертикальных столбиков), дырчатых плит, поверх которых засыпана фильтрующая загрузка. В стенке сборного канала установлены патрубки с отражателями.

Черт. 27. Дренаж из дырчатых плит с пористым полимербетоном

1 - опорные стенки; 2 - дырчатые плиты; 3 - фильтрующая загрузка; 4 - сборный канал; 5 - патрубки; 6 - отражатели

Дренажная железобетонная плита (черт. 28) имеет отверстия, заполненные пористым полимербетоном. Сверху она покрыта слоем пористого полимербетона. Плиты монтируются на опорах. Отверстия в плитах для предотвращения отрыва полимербетона от железобетона следует выполнять сужающимися кверху. Боковые торцы плит должны быть скошены для упрощения заделки стыков после монтажа плит.

Черт. 28. Дренажная плита

1 - железобетонная плита; 2 - отверстия, заполненные полимербетоном; 3 - слой полимербетона; 4 - опора плиты

8.9. Дренаж из монолитного полимербетона (черт. 29) представляет собой сплошную полимербетонную плиту, изготовляемую непосредственно в фильтре. Дренаж состоит из следующих основных частей: опорной системы, включающей вертикальные стенки и уложенные на них горизонтально железобетонные колосники; пористого слоя из полимербетона; деталей крепления, включающих анкерную арматуру и удерживающие пластины.

ерт. 29. Дренаж из монолитного полимербетона

1 - опорные стенки; 2 - полимербетонная плита; 3 - железобетонные колосники; 4 - анкерная арматура; 5 - стальные удерживающие пластины; 5 - дренажный канал; 7 - патрубки; 8 - сборный канал; а - 3—6 мм

8.10. При водовоздушной промывке на дне фильтра крепят дырчатые воздухораспределительные трубы. Общий трубопровод подачи воздуха следует располагать выше воздухораспределительных труб.

8.11. При использовании дренажа из отдельных плит, размеры которых в плане принимают конструктивно, исходя из условия размещения в ячейке фильтра:

для полимербетонных плит — рекомендуемая ширина (перпендикулярно опорам) 250—350 мм, длина 500—600 мм;

для дырчатых плит — ширина и длина равны 400—900 мм. При этом ширина плит должна быть на 5—10 мм менее расстояния между осями опор.

Толщина полимербетонной плиты должна быть не менее 40 мм. Плиту следует проверять расчетом на прочность (см. п. 8.17). Толщину слоя полимербетона над плитой надлежит принимать 15—25 мм.

Шаг отверстий в дырчатых плитах должен быть не более 150 мм, диаметры отверстий — не менее 25 мм. При этом разницу в диаметрах отверстия в верхнем и нижнем сечениях плиты следует принимать не менее 2-3 мм. Размеры отверстий уточняются гидравлическим расчетом (см. пп. 8.16 и 8.41).

8.12. При использовании дренажа из монолитного полимербетона высота опорных стенок должна составлять 250—300 мм, толщина - 80—120 мм, шаг (в осях) - 600 мм, длина патрубков - 70—150 мм, длина выступающей в дренажный канал части патрубков - до 300 мм, толщина слоя полимербетона - 40—50 мм.

Длина колосников должна быть кратной расстоянию между осями опорных стенок, высота - 70—80 мм, ширина - 70—120 мм; арматура колосников - двойная, диаметром 4—6 мм и мощностью не менее 0,5 %.

Ширина зазоров между колосниками - 3—6 мм.

Шаг анкерной арматуры - 250—300 мм, диаметр ее - 6—8 мм. Длина стальных удерживающих пластин - соответственно шагу анкерной арматуры; ширина пластин - 70—100 мм, их толщина - 4—6 мм.

Толщина основания дренажа - 50 мм, арматура основания дренажа должна выполняться в виде сетки размером 200 ´ 200 мм из прутков диаметром 6—8 мм.

При применении монолитного дренажа необходимо производить расчет опорных колосников на изгиб по общепринятой методике расчета железобетонных балок, анкерной арматуры — на растяжение по максимальной нагрузке снизу при промывке (см. п. 8.17).

8.13. Расстояние от дна фильтра до низа плит принимают конструктивно, исходя из размещения патрубков в стенке сборного канала. При этом скорости, м/с, при промывке в начале поддона должны быть не более:

0,4 - при применении полимербетонных плит;

0,5 - " " дырчатых " .

8.14. Число и диаметр патрубков в стенках сборного канала назначают конструктивно. При этом должны быть выдержаны следующие диапазоны скоростей воды при промывке: в начале сборного канала - n _к до 1,2 м/с, в патрубках - n _п = 1,8-2,0 м/с.

8.15. Равномерное распределение промывной воды по площади (90-95 %) обеспечивается в фильтрах с полимербетонными плитами потерями напора в патрубках h _п , которые должны быть не менее 2-3 м, с дырчатыми плитами — потерями напора в плитах h _пл , м, вычисляемыми по формуле

, (22)

где z - коэффициент сопротивления патрубка (в варианте дренажа с дырчатыми плитами z = 1,5-2,0);

g - ускорение свободного падения, м/с² .

При этом потери напора в дырчатых плитах должны составлять не менее 40—50 % потерь напора в полностью расширенной загрузке h _з , м, которые определяют по формуле

h _З = (r _З - 1) (1 - m_o ) H_o , (23)

где r _з — относительная плотность частиц фильтрующей загрузки;

m _о — пористость загрузки;

Н_о — высота слоя загрузки, м.

8.16. В выходном сечении патрубков в конструкции с полимербетонными плитами устанавливают диафрагмы, диаметр отверстий которых d _Д , рассчитывают по формуле

, (24)

где W _пр - расчетная интенсивность промывки фильтра, см/с;

l _к , L _к - шаг дренажных каналов в осях и их длина, см;

m - коэффициент расхода патрубка с диафрагмой;

h _п - потребная потеря напора в патрубке, см.

Диаметр отверстий дырчатых плит d_o , см, определяют по формуле

, (25)

где l _о — шаг отверстий в осях, см;

k — коэффициент в вышеуказанной зависимости, с² × см^{d -4} ;

H ₁ — толщина железобетонной плиты, см;

n — кинематическая вязкость воды, см/с (можно принимать n = 0,01 см² /с);

h _пл — потребная потеря напора в плите (см. п. 8.15);

d — показатель степени зависимости потерь напора в полимер-бетоне от скорости движения воды.

Показатель степени d и коэффициент k определяют путем гидравлических испытаний образцов полимербетона. При отсутствии данных испытаний можно принимать d = 1,67, а коэффициент k задается в зависимости от эквивалентного диаметра зерен полимербетона d _э :

8.17. Плиты и опоры дренажа проверяют на прочность двумя расчетными нагрузками:

1) равномерно распределенной сверху, образующейся от веса мокрой загрузки (фильтр водой не заполнен);

2) равномерно распределенной снизу, образующейся во время промывки.

Нагрузка сверху G, МПа, определяется по формуле

G = 0,01 H_o [ r _з (1 - m _о ) + m _о ] . (26)

Нагрузка снизу определяется перепадом давлений до и после дренажных плит при промывке. Расчет несущей способности железобетонных плит и опор производится по действующим строительным нормам и правилам. Несущая способность полимербетонных плит от нагрузки сверху проверяется по формуле

, (27)

где R_p.н  — нормативная прочность полимербетона на растяжение при изгибе, определяемая по результатам испытаний плит или по паспортным данным, МПа;

b — ширина опорных стенок, см;

H ₂ — толщина полимербетонной плиты, см;

К_п — коэффициент перегрузки (К_п = 1,1);

К_б — коэффициент безопасности (К _б = 1,4);

К_в — коэффициент возможного снижения прочности полимербетона во времени (К_в = 1,5— 2,0);

К_у  — коэффициент условий работы (К_у = 0,8).

8.18. Отражатели (круглые или прямоугольные) должны иметь размер, примерно равный диаметру патрубка. Отражатели устанавливают на расстоянии 1-2 диаметров патрубка от его выходного сечения.

8.19. При водовоздушной промывке фильтров в нижней части воздухораспределительных труб следует располагать отверстия диаметром 3-5 мм, размещенные в два ряда в шахматном порядке под углом 45^о к вертикали. Расстояния между отверстиями принимаются равными 100-200 мм.

Скорость выхода воздуха из отверстий принимается равной 40-50 м/с. Диаметры воздухораспределительных и подводящих труб определяются в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Напор на выходе воздуха из отверстий h _о , м, рассчитывается по формуле

h_o = H _в + 4h _пл + h _з , (28)

где Н_в — высота слоя воды над отверстиями при промывке, м;

h _пл — потери напора в плитах при промывке водой с расчетной интенсивностью, м;

h _з — потеря напора в загрузке, м, определяемая по формуле (23).

8.20. Сборный канал фильтра должен быть снабжен стояками для выпуска воздуха.

8.21. Опорожнение фильтра следует предусматривать через сборный канал и спускную трубу диаметром 100-200 мм.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОЛИМЕРБЕТОННОГО ДРЕНАЖА

8.22. Дренажные плиты следует изготавливать на заводе железобетонных изделий на специально оборудованном участке, а при небольшом объеме производства - на месте строительства.

8.23. Пористый полимербетон получают путем смешения заполнителя (гравия или щебня) и эпоксидной диановой смолы с отвердителем.

В качестве заполнителя применяют гранитный щебень или гравий по ГОСТ 8267-82, ГОСТ 8268-82 и ГОСТ 10260-82; крупность заполнителя принимают от 3 до 10 мм при эквивалентном диаметре от 4 до 7 мм. При этом масса зерен менее 3 мм и свыше 10 мм не должна превышать 5 %, содержание зерен слабых пород должно быть не более 10 %, пластинчатой и угловатой форм - 15 %, пылевидных, глинистых и илистых частиц - 1—2 %.

Перед изготовлением полимербетона заполнитель должен быть отмыт от загрязнений и высушен. Температура заполнителя при изготовлении должна быть не ниже 18 °С, рекомендуемый диапазон температур — 30-50 °С.

8.24. В качестве связующего следует применять эпоксидную смолу ЭД-20 или ЭД-16 по ГОСТ 10587-84 с отвердителем полиэтиленполиамином по ТУ 6-02-594-80. Отношение по массе между смолой и отвердителем должно быть 1:10, отношение массы заполнителя и связующего должно быть 15:1 — 20:1. Уточненный расход связующего определяется опытными замесами. Погрешность дозирования компонентов должна быть не более 3 %.

8.25. Полимербетонную смесь приготавливают в мешалке до однородной консистенции. При небольшом объеме работ допускается ручное перемешивание.

8.26. Для изготовления полимербетонных плит применяют металлические разъемные формы (на одну или несколько плит), обеспечивающие заданные размеры плит со скосами в торцах под углом 45-60° (см. черт 26, узел А). Уплотнение полимербетона производят на виброплощадках при стандартной частоте и амплитуде или с помощью поверхностных вибраторов. При небольшом объеме работ допускается трамбование полимербетона вручную.

8.27. Железобетонные дырчатые плиты изготовляют на заводе, на специально оборудованном участке, а при небольшом объеме - на месте монтажа.

8.28. Боковые грани железобетонных плит следует делать наклонными, размеры плит поверху должны быть на 10-15 мм менее размеров понизу.

8.29. Состав бетона и технология изготовления дырчатых железобетонных плит должны обеспечивать его проектную несущую способность (в том числе и трещиностойкость).

8.30. Размеры плит должны соответствовать проектным, допустимые отклонения: по длине и ширине ±5 мм, по диаметрам отверстий ±1-2 мм. Не допускаются раковины диаметром свыше 20 мм, глубиной более 15 мм, местные наплывы высотой более 10-15 мм. На поверхности полимербетона не должно быть скоплений связующего диаметром свыше 10 мм.

8.31. При устройстве монолитной конструкции дренажа приготовленную полимербетонную смесь укладывают непосредственно в фильтр на опорные железобетонные колосники, играющие роль опалубки, разравнивают и уплотняют. При изготовлении монолитного дренажа уплотнение производят с помощью поверхностного вибратора или вручную трамбовками площадью около 1 дм² , массой 2—2,5 кг.

8.32. Суммарная продолжительность всех операций — от начала перемешивания смолы с отвердителем до окончания уплотнения полимербетона — не должна превышать 20-30 мин.

МОНТАЖ ДРЕНАЖА

8.33. Перед монтажом дренажных плит проверяют герметичность фильтра.

8.34. Опоры дренажных плит следует выполнять из монолитного или сборного железобетона. По периметру ячейки фильтра устраивают опорную стенку толщиной не менее 50 мм. Верхние грани опорных стенок должны быть в одной горизонтальной плоскости, допустимые отклонения ±20 мм.

Перед установкой опорных стенок необходимо принять меры по обеспечению сцепления их с дном фильтра для предотвращения отрыва при промывке (анкеровка дна, промывка, проливка цементным молоком).

8.35. Монтаж полимербетонных плит на опорах осуществляют по слою цементного раствора, а в случае повышенной агрессивности к бетону — с помощью эпоксидной мастики.

Монтаж дырчатых железобетонных плит производят по слою цементного раствора (на эпоксидной мастике) с помощью анкеров.

8.36. Следует применять цементный раствор состава 1:3 на цементе марки не ниже 400. Эпоксидная мастика применяется следующего состава (по мас. ч.):

эпоксидная смола ЭД-20 (ЭД-16) - 10;

отвердитель — полиэтиленполиамин — 1;

кварцевый песок (крупностью 0,25-0,5 мм) или цемент — 20-30.

8.37. Стыки плит замоноличивают свежеприготовленным полимербетоном того же состава, что и в дренажных плитах. Уплотнение полимербетона в стыках производят поверхностным вибратором или вручную трамбовками.

8.38. Опорные железобетонные колосники в случае монолитного дренажа укладывают с зазорами 3—6 мм на вертикальные стенки по цементному раствору состава 1 : 3. Зазоры между колосниками на опорных стенках заделывают цементным раствором того же состава.

Удерживающие стальные пластины приваривают к анкерам на высоте 50 мм от верха колосников до укладки полимербетона.

8.39. По периметру ячейки фильтра после укладки плит делают откос из цементного раствора шириной понизу 40—60 мм под углом 45—60°.

8.40. Твердение полимербетона в стыках должно происходить при температуре не ниже 18 °С в течение 6-7 сут.

Примеры гидравлического расчета дренажа

8.41. Скорый фильтр размерами в плане 6,0´ 4,8 м загружен среднезернистым кварцевым песком (0,7-1,6 мм) высотой слоя 1,2 м. Расчетная интенсивность промывки - 15 л/(с× м² ). Сборный канал выполнен в виде трубы диаметром 0,8 м. Полимербетон изготовляется из гранитного щебня крупностью 3—10 мм с эквивалентным диаметром 5 мм.

Требуется произвести расчет дренажа для двух вариантов его конструкции — с полимербетонными и дырчатыми плитами.

Пример 1. Полимербетонные плиты.

Расчетный расход воды при промывке

Q _пр = 15 × 6 × 4,8 = 432 л/с ;

скорость в начале сборного канала при промывке

= 0,86 м/с.

Принимаем шаг опорных стенок в осях 0,33 м, тогда число патрубков на входах в каналы будет равно 18. Расход воды через каждый патрубок равен 432/18 = 24,0 л/с, скорость воды в патрубке при диаметре 125мм составит

м/с.

Высоту канала принимаем равной 0,35 м, толщину опорных стенок - 0,1 м. Сечение канала (в свету) тогда составляет 0,35´ 0,23 м, а скорость воды в начале канала —

м/с.

Значения рассчитанных скоростей соответствуют требованиям пп. 8.13 и 8.14.

Потерю напора в патрубке h _п принимаем равной 2,5 м (см. п. 8.15), тогда диаметр отверстия диафрагмы на выходе из патрубка по формуле (24) составит

8,5 см

(все расчеты выполнены в см, коэффициент расхода принят равным 0,6).

Пример 2. Дырчатые плиты.

Дренажные плиты приняты размерами в плане 595´ 595 мм, с высотой железобетонной части 70 мм.

Принимаем на входов поддон фильтра 10 патрубков диаметром 175 мм. Расход воды через каждый патрубок составит 43,2 л/с, а скорость -

1,62 м/с .

При высоте поддона 0,35 м скорость в его начале

0,205 м/с

(0,35´ 6,0 - сечение поддона).

Потребные потери напора в плитах по формуле (22) составят

49 см

(коэффициент сопротивления патрубка z принят равным 1,5).

Потери напора во взвешенной загрузке при промывке по формуле (23) равны:

h _з = (2,65 - 1)(1 - 0,4) 1,2 = 1,19 м .

По п. 8.15 потери напора в плитах при равномерной промывке должны быть не менее 0,5 × 1,19 = 59,5 см. Принимаем для дальнейшего расчета значение h _пл = 59,5 см.

Средний диаметр отверстий в плитах определяем по формуле (25), приняв шаг отверстий l = 10 см, показатель степени d = 1,67 и коэффициент k = 0,59 с² × см^{-2 ,33} (см.п.8.16), коэффициент n = 0,01 см² /с.

3,95 см .

Принимаем диаметр отверстия в верхнем сечении d _в = 3,7 см, тогда диаметр в нижнем сечении равен (см. п. 8.16):

см.

9. ФИЛЬТРЫ С ПЛАВАЮЩЕЙ ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНОЙ
ЗАГРУЗКОЙ

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

9.1. В настоящем разделе приводятся сведения о конструкции и расчете крупнозернистых напорных и безнапорных фильтров с плавающей пенополистирольной загрузкой (ФПЗ), предназначенных для безреагентного осветления поверхностных вод на технические нужды.

9.2. ФПЗ могут быть также применены для осветления и обесцвечивания поверхностных вод в реагентной схеме и для доочистки сточных вод. Наличие в воде минеральных масел, нефтепродуктов и жиров с концентрацией свыше 10 мг/л, а также водорослей более 10 тыс. кл/мл препятствует их нормальной работе.

9.3. ФПЗ могут работать как самостоятельные сооружения в одноступенчатых схемах очистки, так и в качестве сооружений предварительного осветления воды в двухступенчатых схемах.

9.4. Для технического водоснабжения и доочистки сточных вод может применяться загрузка из свежевспененного полистирола марки ПСВ (после ее отмывки в исходной воде в течение 0,5—1 ч). Для питьевого водоснабжения Минздравом СССР разрешено использовать загрузку из вспененного полистирола той же марки после ее 10-часовой отмывки в холодной проточной воде.

ПЛАВАЮЩАЯ ЗАГРУЗКА И ЕЕ ПРИГОТОВЛЕНИЕ

9.5. Плавающая загрузка приготовляется на местах путем вспенивания гранул полистирола марки ПСВ, выпускаемого в соответствии с ОСТ 6-05-200-83.

9.6. Вспениванию подвергаются исходные гранулы полистирола II- IV фракций или дробленые крупные гранулы (диаметром свыше 1,5 мм). Вспенивание производится с помощью горячей воды, пара, горячего воздуха, токов высокой частоты.

При вспенивании гранулы увеличиваются в размере в зависимости от продолжительности и температуры вспенивания.

Техническая характеристика установок для вспенивания представлена в табл. 11, размеры получаемых после вспенивания гранул — в табл. 12.

Таблица 11

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 d ₁₀ , d ₅₀ , d ₈₀ и d _э 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 W_i - объем остатка i-й фракции пенополистирола на сите калибром d_i .

9.9. Необходимое количество исходного полистирола марки ПСВ для получения требуемого количества плавающей загрузки определяют по формуле

, (30)

где W _вс - объем плавающей загрузки;

- коэффициент вспенивания, определяемый по табл. 12.

Таблица 12

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

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

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 Н_ф , м, определяют по формуле

Н_ф = D Н + Н_о + D _к + Н_з (1 + а_з ) + Н_ав , (31)

где D H — превышение стенки корпуса фильтра над максимальным уровнем воды в нем, равное 0,2 м;

Н_о — высота слоя воды в надфильтровом пространстве, м;

D _к  — диаметр коллектора нижней сборно-распределительной системы, м;

Н_з , а_з — соответственно толщина слоя загрузки в плотном состоянии и величина его относительного расширения при промывке, м;

Н_ав ³ 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 d _о = 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 w _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 W_пр  — интенсивность промывки, л/(с× м² );

f_o  — площадь одной секции фильтра, м;

m — коэффициент расхода в отверстиях, принимаемый равным 0,6;

h ₁ — напор воды над осью коллектора в начале промывки, м;

N_c  — число секций фильтров;

t _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 l_т 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; l_т - длина дырчатых труб, м; n _т - число отверстий в трубе; d _о - диаметр отверстий, мм; К_о - 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 (d_o - 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 F _ср.др , м² , определяют по формуле

, (34)

где n _н.р - скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;

l - расстояние между осями труб, принимаемое 1,0-1,5 м;

L _др - длина дренажной трубы, м ;

n ₂ - скорость движения воды в дренажной трубе, равная 1 м/с.

9.31. Ширину водоприемной поверхности дренажной трубы В_ср.др , м, определяют по формуле

, (35)

где m _п - скважность водоприемной поверхности, принимаемая равной 20 % ее площади;

h _др - напор воды, м, над водоприемной поверхностью среднего дренажа в начале фильтроцикла, определяемый по формуле

h _др = Н_ср.др - h _в.с - h _з , (36)

где Н_ср.др - расстояние от максимального уровня воды до среднего дренажа;

h _в.с - потери напора в верхней системе с учетом ее возможного частичного заиления к концу фильтроцикла (h _в.с = 0,5 м);

h _з - 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.

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8