اصول طراحی صافی شنی تند

1. اصول طراحی صافی شنی تند

2. مقدمه • متداول ترین فرایند مورداستفاده در حذف بیش ترموادکلوئیدی فیلتراسیون است. فیلتراسیون یکی ازقدیمی ترین روشهای تصفیه ی آب است.در واقع فیلتراسیون مکانیزم تصفیهی آب خود طبیعت است.درطبیعت آب ضمن عبورآرام ازمیان تشکیلات سنگی و شنی متخلخل داخل خاک،تمیز وتصفیه می شود.

3. تئوری فیلتراسیون پالودن 1 ته نشینی 2 گیرافتادن 3 برخورد 4 تئوری رایج نشان می دهد که مکانیزم های متعددی به طور هم زمان در فرایند حذف جامدات عمل کند

4. بستر صافی ظرفیت نگه داشت جامدات دربستر عوامل موثر درانتخاب بستر مناسب در طراحی صافی میزان بار هیدرولیکی صافی ها کیفیت آب تصفیه شده

5. عوامل طراحی بستر • بسترصافی معمولأ به وسیله ی دو عامل اندازه موثر و ضریب یکنواختی تعیین ومشخص می شوند. اندازه ی موثر d10 اندازه منافذ سرند استانداردی است که 10 درصد وزنی مواد را عبور می دهد. ضریب یکنواختی (d60 / d10) ، نسبت اندازه منافذ سرندی که 60 درصد وزن مواد را عبور می دهد به اندازه موثر آن است .

6. معیارهای طراحی مورد استفاده به منظور درک بهتر، این قسمت با مثالی از طراحی همراه است

7. در مثال طراحی معیار های زیر استفاده می شود : میزان جریان 1 پارامتر های طراحی 2 رهنمود های کلی طراحی 3 آرایش و جانمایی واحد 4

8. میزان جریان الف ) حداکثر میزان جریان روزانه = (30 mgd) 113500 m3 / d ب) متوسط جریان روزانه = 57900 m3/d ( 15.3 mgd)

9. پارامتر های طراحی • میزان فیلتراسیون ( بار هیدرولیکی ) : 10 m3/m2.h (4.1 gpd/ft2) • میزان جریان پس شویی : 10 درصد سرعت ته نشینی مواد بستر با حداقل 37m3/m2.h (15 gmp/ft2) • میزان جریان شستشوی سطحی 0.061 m3/m2.min(1.52 gmp/ft2) • حداقل مدت زمان دوره ای فیلتراسیون : 24 ساعت • پیش بینی کاربرد مواد کمک صافی متناسب با ظرفیت طراحی تصفیه خانه

10. رهنمود های کلی طراحی الف ) صافی ها • تعداد کل هشت صافی در نظر کرفته می شود . ظرفیت هر صافی یک هفتم ظرفیت کل سیستم است . این اجازه میدهد تا یک واحد برای شستن یا خارج از خط باشد مادامی که میزان فیلتراسیون در سایر صافی ها به گونه ای است که کل ظرفیت سیستم پوشش داده می شود . ب ) مواد بستر صافی • صافی های مورد استفاده از بستر های دوبستری با بستر های زغال آنتراسیت و شن کوارتز هستند . اندازه موثر شن 0.5 mmاست . اندازه موثر زغال آنتراسیت طوری است که سرعت ته نشینی معادل متوسط سرعت ته نشینی دانه های شن می دهد . ضریب یکنواختی ، دانسیته ویژه و نسبت تخلخل آنتراسیت و شن به ترتیب 1.6 و 1.4 ، 1.55 و 2.65 ، 0.28 و 0.2 است .

11. رهنمود های کلی طراحی ج) زهکش زیرین • در این طرح از یک سیستم زهکش زیرین منفذ دار سفالی استفاده می شود . ه ) شستشوی سطحی • یک سیستم شستشوی سطحی از نوع بازوی چرخان با بار هیدرولیکی 0.061 m3/m2.min در حداقل فشار 690 kpaنصب می شود . و) سیستم آب پسشویی • آب مورد نیاز سیستم پس شویی به وسیله یک مخزن مرتفع با ظرفیت مقدار لازم برای شستشوی دو صافی تامین می شود . برای پر کردن این مخزن سه پمپ در نظر گرفته می شود .

12. رهنمود های کلی طراحی ز) دفع آب حاصل از پس شویی • آب حاصل از پس شویی به یک حوضچه ی یکنواخت سازی تخلیه می شود . این سپس با میزان جریان ثابت به حوضچه ای بازیافت وارد می شود . مایع رویی در حوضچه ی بازیافت به حوضچه ی اختلاط سریع برگردانده شده و لجن به سیستم تغلیظ لجن پمپ می شود . ح) هر صافی یک سیستم میزان فیلتراسیون ثابت با کنترل خروجی دارد .

13. آرایش و جانمایی واحد الف ) آرایش واحد • هشت واحد صافی در نظر گرفته می شود . انتخاب تعداد واحد های صافی بر اساس کاهش اثر شستن یک صافی و نیز با هدف کاهش هزینه و فشار کار بهره بردار صورت گرفته است .افزایش تعداد واحد های صافی روی بار هیدرولیکی وارده بر واحد های باقیمانده ، وقتی یکی از آنها خارج از خط است ، اثر کمی دارد .

14. آرایش و جانمایی واحد ب) جانمایی واحد • واحد های صافی مشابه ماننند شکل زیر چیده می شود . آرایش کلی دو مجموعه ی چهار واحدی صافی که بین آن ها ساختمان پذیرش و کنترل قرار دارد .

15. محاسبات طراحی طراحی واحد صافی

16. ابعاد واحد میزان جریان طراحی واحد های صافی 10 m3/m2.h (4.1 gpd/ft2)است . حداکثر میزان جریان روزانه با فرض این که یکی از صافی ها برای شسشتو خارج از خط باشد ، بین هفت صافی توزیع می شود. • که شامل محاسبات : الف ) محاسبه سطح مورد نیاز هر واحد صافی ب) محاسبه ابعاد صافی

17. محاسبه سطح مورد نیاز هر واحد صافی حداکثر جریان طراحی = 113500 m3/d جریان طراحی هر واحد صافی = = 16214 m3/d = 676 m3/h = 0.188 m3/s مساحت مورد نیاز صافی با میزان فیلتراسیون 10 m3/m2.hبه صورت زیر محاسبه می شود : Areq =

18. محاسبه ابعاد صافی با استفاده از صافی مربعی شکل ، ابعاد مورد نیاز برابر است با : طول (L) = عرض (W) = ( 67.6 m2)1/2 = 8.22 m طول و عرض معادل 8.25 m در نظر گرفته می شود . بنابر این مساحت سطح هر واحد صافی Af = 68.1 m2 است .

19. طراحی فرایند و انتخاب بستر • این قسمت شامل : الف : انتخاب اندازه ی مواد بستر ب : تعیین عمق بستر صافی 1. محاسبه متوسط وزنی اندازه بستر 2. تعیین عمق کل بستر 3. محاسبه عمق هر لایه بستر

20. انتخاب اندازه ی مواد بستر در این مثال طراحی ، لایه بالایی بستر زغال آنتراسیت با اندازه نامشخص است . لایه دوم بستر شن کوارتز با اندازه موثر d2= 0.5 mm است. برای اطمینان از پس شویی موثر لایه ی آنتراسیت بالای باید سرعت ته نشینی سازگار با لایه شن داشته باشد .از معادله : D2 = D1 ( )2 برای انتخاب بستر بر پایه ی مقادیر مشخص شده به عنوان معیار های طراحی استفاده می شود. Sg1=1.55 (آنتراسیت ) ، Sg2= 2.65( شن ) و d2= 0.5 mm( شن) اندازه موثر دانه های آنتراسیت d1 با سرعت ته نشینی مشابه شن از فرمول D2 = D1 ( )2 به صورت زیربدست می آید. D1=0.5 mm . ( )2/3 = 1.04 mm or 1 mm

21. تعیین عمق بستر صافی فرض می شود که آنتراسیت معادل 3/2 و شن 3/1 عمق کل بستر را تشکیل می دهد . 1. محاسبه متوسط وزنی اندازه بستر متوسط وزنی اندازه بستر = 1 * 2/3 + 0.5 * 1/3 = 0.83 mm متوسط وزنی تخلخل بستر = 0.48 * 2/3 + 0.4 * 1/3 = 0.45 mm

22. تعیین عمق بستر صافی 2. تعیین عمق کل بستر عمق کل بستر با استفاده از متوسط اندازه ی مواد بستر 0.83 mm و متوسط نسبت تخلخل ، از روی نمودار محاسبه می شود . L = 7.5 cm * 10 2 or 75 cm

23. تعیین عمق بستر صافی از طریق نمودار

24. تعیین عمق بستر صافی 3. محاسبه عمق هر لایه بستر عمق لایه آنتراسیت L 1 = 75 cm * 2/3 = 50 cm عمق لایه شن L2 = 75 cm * 1/3 = 25 cm

25. جدول خلاصه مشخصات طراحی بستر صافی

26. با تشکر