Необходимая площадь фильтров определяется по средней расчетной скорости при нормальном режиме работы установки wр.н, когда фильтры поочередно или попарно отключаются для производства операций, связачных с их промывкой.

При ремонте ( перегрузке ) одного или одновременно двух фильтров ( в зависимости от их числа ) остальные фильтры работают в форсированном режиме при расчетной скорости фильтрации

(4.1)

где vр.ф – расчетная скорость фильтрации при форсированном режиме;

N- общее число фильтров ;

N1 – число одновременно ремонтируемых фильтров.

Предельные значения vр.н и vр.ф приведены в таблице 4.2 Если при малом числе фильтров значение vр.ф определяемое по формуле 4.1 окажется большей нормируемой предельной величины, то соответственно должно быть снижено значение расчетной скорости при нормальном режиме.

С учетом расхода воды на промывку, а также для восполнения сокращенной подачи воды фильтрами за время простоя на промывке и в течение сброса первого фильтрата расчетную площадь фильтров в м2 определяют из выражения

( 4.2 )

где Q – полезная производительность станции в м3 / сутки, определяемая максимальной суточной подачей воды потребителям ;

T – продолжительность в ч работы станции в течение суток ( обычно Т = 24 ) ;

n – расчетное число промывок каждого фильтра за сутки при нормальном режиме работы станции ( обычно n = 2 – 3 ) ;

w – интенсивность промывки в л/сек м2 ( таблица 4.3 )

t1 – продолжительность промывки в ч ;

t2 – время простоя фильтров в связи с промывкой , t2 = 0,33 – 0,5

t3 – продолжительность сброса первого фильтрата t3 = 0,17 ч.

Таблица 4.3

Основные параметры промывки

однопоточных фильтров t2 = 0,33 , для двухпоточных – 0,5 ч ;

Расчетная производительность фильтров в м3/сутки при нормальном режиме их работы определяется по формуле.

Qф = ТFvр.н ( 4.3 )

Во время пополнения пожарного запаса станция работает при нормальном режиме, но с повышенной скоростью фильтрации : vпож < vр.ф. Добавочный расход в м3/ч который должны пропустить фильтры, определяют по формуле

qпож = Wпож / t пож ( 4.4 )

где Wпож – сохраняемый в резервуарах пожарный запас воды в м3;

tпож – продолжительность пополнения пожарного запаса, принимаемая в соответствии с требованиями СниП равной 24 – 36 ч в зависимости от характера объекта водопотребления.

Проверка достаточности площади фильтров на работу в период пополнения пожарного запаса производится по формуле

( 4.5 )

Число фильтров. При назначении числа фильтров следует обеспечить экономичность решения и надежность работы фильтровальной установки.

По экономическим соображениям количество фильтров на станциях ориентировочно определяется из выражения

( 4.6 )

Число фильтров следует уточнять с учетом соотношения производительностей первой и второй очередей строительства станции. На любом этапе эксплуатации должно быть не менее двух фильтров прм производительности станции до 2000 м3/сутки и не менее трех – при большей производительности. Это условие обеспечивает надежность работы установки для малых и средних станций ; оно обычно оказывается решающим и при определении общего числа фильтров для полного развития станции. так как размеры фильтров на обоих этапах строительства должны быть одинаковыми.

Надежность работы установки обеспечивается не только определенным минимумом параллельно работающих фильтров, но и созданием условий для качественного функционирования таких ответственных элементов скорых фильтров, как распределительная, сборная системы и т.п.

Поэтому максимальная площадь отдельных фильтров обычно не превышает 100 – 120 м2, а фильтры площадью более 30 – 40 м2 выполняются с центральным каналом ( шириной 0,7 – 0,8 м), разделяющим фильтр на две равные части.

Высотное решение фильтров. Высота фильтра Нф складывается из высот слоев загрузки, слоя воды над загрузкой и высоты бортов.

Высота поддерживающего слоя ( Lгр ), размещаемого на дне фильтра и состоящего из слоев гравия или щебня, определяется суммой высот его слоев из зерен различной крупности, а именно ( считая сверху ) : слоя зерен крупностью 2 – 4 мм – 50 мм ; слоев 4 – 8 мм и 8 – 16 мм по 100 мм ; слоя с крупностью зерен 16 – 32 мм – высотой на 100 мм выше отверстий распределительной системы, но не ниже верха распределительных труб.

Высота фильтрующего слоя ( Lо ) принимается по таблице 4.2 или на основании расчетов фильтрующей загрузки.

Слой воды над загрузкой фильтра принимается из условия предупреждения воздушного засорения фильтра ; обычно его высота Lв > 2 м.

Высота бортов при стабильном расчетном горизонте воды ( как правило, когда число фильтров N > 6 ) должна быть равна Нб = 0,3 – 0,5м.

При работе фильтров с постоянной скоростью фильтрования высота бортов увеличивается для периодического приема части поступающей на станцию воды во время промывки одного из фильтров.