Очистка шахтных вод в системах оборотного водоснабжения

Располагаются отстойники преимущественно в балках, оврагах, на заболоченных участках и других неудобных для промышленного и сельскохозяйственного использования землях и имеют неправильную форму в плане. В некоторых случаях они размещаются на равнинных участках и ограничиваются насыпными дамбами, имеют правильную прямоугольную форму. Очистка прудов-отстойников от осадка обычно не производится в

связи с большим объемом и высокой его влажностью, необходимостью иметь специальные сооружения большой емкостью (илонакопители) при гидравлическом способе удаления осадка или дополнительные площади для размещения осадка при механическом способе его удаления после подсушивания. При заполнении пруда-отстойника осадком до расчетного уровня производится наращивание его бортов (дамб) с целью создания дополнительной емкости или строительство нового пруда-отстойника. При благоприятных условиях пруды-отстойники могут рассчитываться с учетом периодической чистки их от осадка. В этом случае количество отстойников принимается не менее двух, из которых один находится в работе, а другой в очистке. Периодичность удаления осадка должна быть не более одного раза в два года.

Отстойник, имеющийся на шахте соответствует требования.

Скорые открытые фильтры предназначены для глубокой очистки от взвешенных веществ шахтных вод, прошедших предварительную очистку в пруде-отстойнике.

Для загрузки фильтров используется кварцевый песок, удовлетворяющий требованиям по химической стойкости и механической прочности (измельчаемость не более 4%, истираемость на более 0,5%).

Восстановление фильтрующей способности загрузки производится периодически восходящим потоком воды. Параметры промывки следующие.

Для обеспечения эффективной и стабильной работы фильтров, особенно при большом содержании тонкодисперсных примесей, в поступающей на них воде используются флокулянты. Раствор флокулянта вводится непосредственно перед фильтрами с тем, чтобы процесс коагуляции происходил в толще фильтрующей загрузки. Основные параметры работы скорых фильтров определяются на основании технологических исследований подлежащей очистке воды.

Скорые фильтры представляют собой резервуары прямоугольной формы, выполненные из железобетона, нижняя часть которых заполнена загрузкой, состоящей из фильтрующих слоев кварцевого песка и поддерживающего слоя гравия. Фильтрация воды происходит в направлении сверху вниз под действием гидростатического напора. Высота слоя воды над поверхностью загрузки не должна быть менее 2 м.

Расчет скорых фильтров.

Полезная суточная производительность фильтра должна соответствовать суточному водопритоку, таким образом, полезная суточная производительность фильтра Q =1002,84 м3/сут.

Принятый тип фильтра – скорые однослойные песчаные, плотность зерен загрузки составляет rз =2,5 т/ м3, минимальный диаметр зерен dmin=0,5 мм, максимальный диаметр зерен dmax=1,2 мм, эквивалентный диаметр зерен dэ=0,8 мм, коэффициент неоднородности кн=1,9, высота фильтрующего слоя Lф=0,8 м.

Скорость фильтрования при нормальном режиме принимаем равным vн=5,0 м/ч.

Допустимая скорость фильтрования при форсированном режиме: vф=6,0 м/ч.

По п.6.97 [11] принимаем 2 промывки в сутки, т. е. nпр=2.

По табл. 23 [11] принимаем следующие параметры промывки:

- интенсивность промывки - w=14 л/(с*м2);

- относительное расширение загрузки – Е=45%;

По п. 6.110,6.114 [11] принимаем продолжительность промывки: tпр=10 мин.

Удельный расход промывной воды на один фильтр рассчитывается по формуле:

q=0,06*tпр*w (4.5)

q=0,06*10*14=8,4 м3/м2.

По п.6.98 [11] принимаем время простоя фильтра в связи с промывкой: tпр=0,33 часа.

По формуле 18 [11] рассчитываем общую площадь всех фильтров, F:

F=Q/(24*vн-nпр*q-nпр*tпр*vн) (4.6)

F=1002,84/(24*5,0-2*8,4-2*0,33*5,0)=10,04 м2.

Ориентировочное количество фильтров определяем по формуле:

N0=0,5* (4.7)

N0=0,5*=1,6, принимаем 2 шт.

Ориентировочная площадь одного фильтра определяется по формуле:

F1=F/N0, (4.8)

F1=10,04/2=5,02 м2.

Принимаем стандартную площадь фильтрования типового фильтра Fст - ближайшее значение к F1, Fст=6,7 м2. Принятые размеров фильтра:

а=3 м;

в=2,5 м.

Принятое количество фильтров рассчитывается по формуле:

N=F/Fст, (4.9)

N=10,04/6,7=1,5, принимаем 2 шт.

По п. 6.95 [11] принимаем, что в ремонте будет резервный фильтр.

Действительная скорость фильтрования в форсированном режиме определяется по формуле:

vф=vн*N/(N-Nр), (4.10)

vф=5,0*2/2=5 м/ч.

По таблице 22 [11] определяем состав и высоту поддерживающих слоев:

Lп=0,7 м,

крупность: 40-20 мм – толщина: 0,35 м

20-10 мм 0,15 м

10-5 мм 0,1 м

5-2 мм 0,1 м

Итого всего: - 0,7 м

Расчет распределительной системы фильтра.

Выбираем тип распределительной системы с дырчатыми трубами.

Расход воды при промывке одного фильтра определяется по формуле:

Qпр.1=Fст*w/1000, (4.11)

Qпр.1=6,7*14/1000=0,094 м3/с.

По п.6.106 [11] принимаем скорость движения воды в коллекторе:

vк=1,2 м/с.

Площадь сечения коллектора:

fк=Qпр.1./vк, (4.12)

fк=0,094/1,2=0,075 м2.

Диаметр водораспределительного коллектора:

Dк=p,

Dк==0,309 м, принимаем Dк=300 мм.

По п. 6.105 [11] принимаем расстояние между боковыми ответвлениями:

S=0,35 м.

Количество боковых ответвлений:

nбо=2*(b/S-1), (4.13)

nбо=2(2,5/0,35-1)=12 боковых ответвлений.

Расход промывной воды на одно ответвление:

Qбо=Qпр1/nбо, (4.13)

Qбо=0,094/12=7,5*10-3

Диаметр бокового ответвления:

Dбо=,

Dбо==0,069 м, принимаем 75 мм.

Отверстия располагаются в 2 ряда в шахматном прядке под углом 45° к низу от вертикали, и по п. 6.105 [11] принимаем диаметр отверстий d0=12 мм.

Площадь одного отверстия рассчитывается по формуле:

f0=p*d02/4, (4.14)

f0=3,14*122/4=113 мм2.

По п. 6.106 [11] коэффициент перфорации изменяется в пределах от 0,0025 до 0,005, принимаем коэффициент перфорации Кп=0,0025.

Суммарная площадь отверстий определяется по формуле:

åf0=Кп*Fст,

åf0=0,0025*6,7=0,017 м2.

Общее количество отверстий:

N0=åf0/f0*10-6,

N0=0,017/113*10-3=150 шт.

Количество отверстий на одном ответвлении рассчитывается по формуле:

n0=N0/nбо, (4.15)

n0=150/12=12,5, принимаем 13 отверстий.

Шаг отверстий должен находиться в пределах от 0,15 до 0,20, шаг отверстий рассчитывается по формуле:

е=b/(n0+1), (4.16)

е=2,5/(13+1)=0,178 м, что соответствует п. 6. 105[1].

По п. 6.109.[11] предусматриваем стояки воздушники с установкой на них запорной арматуры или автоматического устройства для выпуска воздуха в качестве устройства для удаления воды из распределительной системы.

 Скачать реферат