Двухпоточные фильтры
В основу конструктивного решения двухпоточных фильтров положен принцип двустороннего фильтрования воды с отводом фильтрата трубчатой дренажной системой, расположенной в толще фильтрующего слоя. Часть обрабатываемой воды фильтруется сверху вниз через верхний слой загрузки, основная же масса воды фильтруется снизу вверх, через нижний слой. Наличие двустороннего движения воды обеспечивает статическую устойчивость фильтрующего слоя.
В двухпоточном фильтре системы АКХ дренаж для отвода фильтрата расположен на некотором расстоянии (50-60 см) от поверхности песка. Соотношение между количествами воды, фильтрующимися через слои сверху и снизу, определяется гидравлическими сопротивлениями этих слоев. Из-за малой грязеемкости верхнего слоя песка и быстрого закупоривания его пор количество воды, прошедшей через него, постепенно уменьшается, а количество воды, проходящей через слой загрузки в восходящем направлении, - увеличивается.
Фильтрование осветляемой воды осуществляется одновременно снизу вверх и сверху вниз. Фильтрат отводится через среднюю дренажную систему через слой мелкого песка, что обеспечивает повышение грязеемкости в 2,5-5 раз по сравнению с обычными скорыми фильтрами.
Принципиальная схема работы двухпоточного фильтра
1,2 - подача исходной воды; 3 - нижняя распределительная система; 4 - отвод фильтрата; 5 - неоднородная по гранулометрическому составу загрузка фильтра.
Схема фильтра АКХ
1 - нижний дренаж; 2 - желоб для распределения исходной и сбора промывной воды; 3 - средний дренаж; 4 - отвод промывной воды; 5 - подача исходной воды; 6 - отвод фильтрата; 7 - подача промывной воды.
Такой фильтр промывается в основном через нижний дренаж 1 и дополнительно - через дренаж 3, расположенный в теле фильтра. Отвод промывной воды из фильтра осуществляется сборными желобами.
Расчетный расход Q (м/ч) на таких фильтрах представляет собой сумму расходов через нижний слой фильтрующего материала QH (м3/ч) и верхний слой Qв(м3/ч):
Qp = QH + Qв , м3/ч.
Нижняя распределительная система фильтров выполняется из труб в виде коллектора с ответвлениями, уложенными с подъемом 0,002 к магистральному трубопроводу. Размеры магистрального трубопровода и число ответвлений трубчатой распределительной системы большого сопротивления должны удовлетворять условию
F02/f12 + F02/f22*n2 ≤ 0,3
где F0- площадь всех отверстий распределительной системы, м2; f1f2 - площади поперечного сечения магистрали одного ответвления, м2; n - общее число ответвлений.
Загрузка фильтра АКХ
Слой |
Крупность зерен в слое, мм |
Высота слоя, мм |
Кварцевый песок (керамзит, шунгизит) |
d10=0,45-0,55, d80 = 1,50—1,60, коэффициент неоднородности 2,0-2,2 |
1450-1650 |
Гравий (или гранитный щебень) |
2-4 4-8 8-16 16-32 32-64 |
100 50-100 50-100 100 150 |
От магистрального трубопровода должен быть выведен стояк-воздушник для удаления воздуха.
Средняя дренажная система фильтров состоит из щелевых металлических или полимерных труб диаметром 100-150 мм, уложенных в толще фильтрующего слоя на расстоянии 500-600 мм от поверхности загрузки. Щели располагаются рядами параллельно или в шахматном порядке. Длина щелей в винипластовых трубах 45-60, в асбоцементных - до 100 мм, ширина щелей 0,4-0,5 мм. Расстояние между смежными щелями по внутренней поверхности не менее 10, а между щелями по наружной поверхности трубы - 15-20 мм.
Скорость движения воды в дренажных трубах не должна превышать 1 м/с.
Стыки дренажных труб жестко укрепляются на опорах из стальных труб или балок прокатных профилей, расположенных перпендикулярно к оси дренажных труб. Обычно расстояние между опорами принимается 1,2-1,5 м.
Расчет желобов для сбора промывной воды двухпоточных фильтров выполняется так же, как и для однопоточных скорых фильтров.