V型濾池設計計算要點

1、3.6 V型濾池設計計算361設計參數(shù)設計2組濾池，每組濾池設計水量 Q=10500ffi/d,設計濾速v =10m/h,過濾周期48h濾層水頭損失：沖洗前的濾層水頭損失采用1.8m第一步氣沖沖洗強度q氣1 = 15L/(s. m 2)，氣沖時間 壇=3min第二步氣、水同時反沖 q氣2 = 15L/(s. m 2) , q水 1 =4L/(s. m 2),t 氣，水=4m in第三步水沖強度 q水2=5L/(s. m 2)，t水=5min沖洗時間t=12min ;沖洗周期T=48h反沖橫掃強度1.8L/(s. m 2)，濾池采用單層加厚均質石英砂濾料,粒徑 0.96-1.35mm, 不均勻系

2、數(shù)1.2-1.6。3.6.2設計計算1.平面尺寸計算1) 濾池工作時間t/=24 t 24 =24 0.2 X 24 =23.9hT482) 濾池總面積F= Q =-:21 =87.9m2 vT 10 23.93) 濾池的分格濾池底板用混凝土，單格寬B=3.5m,單格長L=13m,(一般規(guī)定V型濾池的長寬比為2 : 1 4 : 1,濾池長度一般不宜小于11m濾池中央氣，水分配槽將濾池寬度分成兩半，每一半的寬度不宜超過4m 面積45.5m2,共2座，每座面積45.5 m2,總面積91n2。4）校核強制濾速VV =_冬二蘭10 =20m/h,滿足 vW 20m/h 的要求。N -12-15）濾池高

3、度的確定H=H 1 + H2 + H3 + H4 + H5 + H6 + H7=0.8 + 0.1 + 1.2 + 1.4 +0.4 + 0.3 + 0.1=4.3m式中：H1氣水室高度，0.70.9m,取0.8mH2濾板厚度m取0.1mH3濾料層厚度m取1.2mH4濾層上水深 m 取1.4mH5進水系統(tǒng)跌差 m 取0.4mH6進水總渠超高m取0.3mH7濾板承托層厚度 m取0.1m6）水封井設計濾層采用單層均質濾料，粒徑 0.961.35mm不均勻系數(shù) 心。為1.2 -1.6 ,均質濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算)3 2|vH 清=180(1-m。)210.8 0.12)120 0.28

4、=180x o.。101 (1-(.5)2981 匯 0.5= 19.43 cmy水的運動黏度，cm2/s ,20 C時為0.0101 cm2/s ;g重力加速度，981 cm2/s ;mo濾料孔隙率，取0.5 ;do與濾料體積相同的球體直徑，cm,根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)，取為0.1 cmI。一一濾層厚度，120 cmv濾速，v=10m/h=0.28m/s弟濾料顆粒球度系數(shù)，天然沙粒 0.750.80，取0.8根據(jù)經(jīng)驗，濾速為812 m/s時，清潔濾料層的水頭損失一般 為3050cm,計算值比經(jīng)驗值低，取經(jīng)驗值的底限30 cm位清潔濾料層的過濾水頭損失。正常過濾時，通過長柄濾頭的水頭損失 餉 0.2

5、2m，忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開始過濾時 的水頭損失為也H開始=0.3+0.22=0.52m,為保證正常過濾時池內(nèi)液面 高出濾料層，水封井出水堰頂高與濾料層相同，設水封井平面尺 寸2X2R2。堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高為：H 水封=0.3+ H1 + H2 + H3 + H 7=0.3+0.8+0.1 + 1.2+0.1=2.5m因為每座濾池過濾水量：Q單=vf=10 x 45.5=455m3/h=0.13 m 3/s2所以水封井出水堰堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=1.84bh3計算得:2 2h 水封=（盤）3=（r84r=0.108m則反沖洗完畢，清潔濾料層過濾時

6、，濾池液面比濾料層高0.108+0.52=0.628m2反沖洗管渠系統(tǒng)本設計采用長柄濾頭配水配氣系統(tǒng)，沖洗水采用沖洗水泵供應， 為適應不同沖洗階段對沖洗水量的要求，沖洗水泵采用兩用一備的組 合,水泵宜于濾池合建，且沖洗水泵的安裝應符合泵房的有關設計規(guī)定。1) 反沖洗用水流量Q反的計算反沖洗用水流量按水洗強度最大時計算，單獨水洗時反洗強度最大為5L/( m 2.s)33Q反水=q水 f=5 X45.5=227.5L/s=0.23m /s=819m/hV型濾池反沖洗時，表面掃洗同時進行，其流量：Q表水=q表水f=0.0018 X45.5=0.082 m 3/s2) 反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算配水干管

7、進口流速應為1.5m/s左右，配水干管的截面積Ak干二Q反水/ V水干 =0.23/1.5=0.15m 2反沖洗配水干管采用鋼管，DN5O0流速1.17m/s，反沖洗水由反沖洗配水干管輸送至氣水分配渠，由氣 水分配渠底兩側的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)，反沖洗水通過布水方孔的流速按反沖洗配水支管的流速取值，配水支管流速為1.01.5m/s,取v水支=1.0m/s,則配水支管的截面積A方孔二Q反水/ V水支 =0.23/1.0=0.23m 2,此為配水方孔總面積，沿渠長方向兩側各均勻布置10個配水方孔，共計20個，孔中心間距im每 個孔口面積：A小 =0.23/20=0.0115 m 2每個孔口

8、尺寸取0.1 X0. 1n2。反沖洗水過孔流速v=0.23/2 X 10X0.1 X0.1=1.15m/s 滿足要求。3) 反沖洗用氣量計算Q反氣采用鼓風機直接充氣，采用兩組，一用一備。反沖洗用氣流量按 氣沖強度最大時的空氣流量計算，這是氣沖強度為15L/( m 2.s)3Q反氣=q氣f=15 X45.5=682.5L/s=0.68m /s4) 配氣系統(tǒng)的斷面計算配氣干管進口流速應為5m/s左右，則配氣干管的截面積A氣干=2反 = 168=0.136 m2V氣干5反沖洗配氣干管采用鋼管，DN400流速5.41m/s，反沖洗用空氣 由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠， 尤其水分配渠兩側的布氣小孔

9、配氣到濾池底部布水區(qū)。布氣小孔緊貼濾板下緣，間距與布水方孔相同共計20個，反沖洗用空氣通過布氣小孔的流速按反沖洗配氣支管的流速取值。反沖洗配氣支管流速為10m/s左右，配氣支管的截面積A氣支=Q反氣 / V氣支=0.68/10=0.068m 2每個布氣小孔面積：A氣孔二 A氣支 /20=0.068/20=0.0034 m 2,孔口直徑,4 X 0.0034 p c cr 怖 rcd氣孔=(尸；t0.07m, 取 70mm3.14每孔配氣量：Q氣孔=Q反氣 /20=0.68/20=0.034m 3/s=122.4m3/h2.5氣水分配渠的斷面設計對氣水分配渠斷面面積要求的最不利條件發(fā)生在氣水同時

10、反沖洗時，亦即氣水同時反沖洗時要求氣水分配渠斷面面積最大。因此 氣水分配渠的斷面設計按氣水同時反沖洗的情況設計。氣水同時反沖洗時反沖洗水的流量Q反氣水=q水f=4 X45.4=182 L/s 0.18m3/s氣水同時反沖洗時反沖洗空氣的流量Q反氣=q氣f=15 X45.5=682.5L/s=0.68m 3/s氣水分配渠的氣水流速均按相應的配水配氣干管流速取值，則氣水分配干渠的斷面積：A氣水=Q反氣水/ V水干 +Q反氣/ V氣干2 =0.18/1.5+0.68/5=0.12+0.136=0.256 m3.濾池管渠的布置1) 反沖洗管渠(1) 氣水分配渠氣水分配渠起端寬取1.2m,高取1.5m,

11、末端寬取1.2m,高取1.0m，則起端截面積為1.8m2，末端截面積1.2m2，兩側沿程各布置10個配水小孔和10個配氣小孔，孔間距1n,共20個配水小孔和20 個配氣小孔，氣水分配渠末端所需最小截面積為 0.256/20=0.0128 m2 v末端截面積1.2 m2,滿足要求。(2) 排水集水槽排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5m,則排水集水槽起端槽高H 起=H1 + H2 + H3 + H7 +0.5-1.5=0.8+0.1 + 1.2+0.1+0.5-1.5=1.2m,式中：H，H2，H同前，1.5為氣水分配渠起端高度。排水集水槽末端槽高H 末= H1 + H2 + H3 + H7+0.

12、5-1.0=0.8+0.1 + 1.2+0.1+0.5-1.0=1.7m,其中1.0為氣水分配渠末端高度坡底i= H末-H起J.7j.2 =0.038 0.02,符合設計要求。L13(3) 排水集水槽排水能力校核由矩形斷面暗溝(非滿流，n=0.013 )計算公式校核集水槽排 水能力。設集水槽超高0.3m,則槽內(nèi)水位高h排集=1.2-0.3=0.9m , 槽寬 b排集=1.0m,濕周 X=b+2h=1.0+2X0.9=2.8m水流斷面A排集=b排集h排集=1.0 X 0. 9=0.9m水力半徑 R=a排集 /X=0.9/2.8=0.32m2 12丄水流速度v=皿=7.0m/sn0.013過流能力

13、 Q排集=A排集 v=0.90 X 7.0=6.30 m 3/s頭際:過水量 0反=Q反水 + Q表水=0.23+0.082=0.312m 3/s v 6.12 m 3/s , 符合設計要求。2) 進水管渠(1) 進水管渠：2座濾池分成獨立的兩組，每組進水總渠過水流量按強制過濾流 量設計，流速要求0.81.2m/s,采用0.8m/s則過濾流量3Q =21000/2=437.5m /h=0.122m 3/s過水斷面F=0122=0.16m2，進水總渠寬 0.8m，水面高 0.2mv 0.8(2) 單池進水孔：每座濾池在進水側壁開三個進水孔，進水總渠的渾水通過這三個進水孔進入濾池，兩側進水孔孔口在

14、反沖洗時關閉，中間進水孔 孔口設手動調(diào)節(jié)閘板，在反沖洗時不關閉，供給反洗表掃用水。調(diào) 節(jié)閘板的開啟度，使其在反沖洗時的進水量等于表面掃洗用水量， 孔口面積按孔口淹沒出流公式 Q=0.64A 2gh計算，其總面積按濾池強 制過濾水量計，強制過濾水量0 122q強二 0.空=0.122m3/s2-1孔口兩側水位差取0.1m,則孔口總面積=Q 強=0.1220.64 2gh 0.641=0.136m22 9.8 0.120.14m中間孔面積按表面掃洗水量設計:Q表水=0.14 X 0.082 =0.09m20.122孔口寬B中孔=0.9 m,孔口高H中孔=0.1m兩個側孔口設閥門，采用橡膠囊充氣閥，

15、每個側孔面積人側=A孔-A中孔=0.14-0.09 =0.03m22 2孔口寬B側孔=0.3m，孔口高H側孔=0.1m(3) 寬頂堰:為保證進水穩(wěn)定性，進水總渠引來的待濾水經(jīng)過寬頂堰進入每座濾池內(nèi)的配水渠，在經(jīng)配水渠分配到兩側的V型槽。寬頂堰堰寬取b寬頂=4m寬頂堰與進水總渠平行布置，與進水總渠側壁相距0.5m。堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=.84bh2/32 2計算得：h寬頂=(總汀=(晉4心曲(4) 濾池配水渠:進入每座濾池的待濾水經(jīng)過寬頂堰溢流至配水渠，由配水渠兩側的進水孔進入濾池內(nèi)的 V型槽，濾池配水渠寬取b配渠=0.4m,渠高為0.6m,渠總長等于濾池總寬，則渠長 L配渠=3.5m，

16、當渠內(nèi)水深 h配渠=0.2m時，末端流速(進來的待濾水由分配渠中段向渠兩側進水孔流去，每側流量Q強/2)v配渠二 2b配;h配渠=FJ0f2or1.01m/s，滿足濾池進水管渠流速的要求。(5) 配水渠過水能力校核:配水渠水力半徑R配渠b配渠 h 配渠二 0.2 0.4 =oim2h配渠b配渠2 .2 0.4配水渠水力坡降 i 配渠=（nv配渠 /R配渠 ）2 =（0.013 1.0/0.172/3）2 0.002渠內(nèi)水面降落Ah配渠=i配渠L配渠/2=0.002 x3.5/2=0.0035m因為配水渠最高水位 h=h配渠+也h配渠=0.2+0.0035=0.2035m 渠高0.6m,所以配水渠的過水能力滿足要求。4)V型槽的設計V型槽槽底射表掃水出水孔，直徑取 0.025m，間隔0.15m,每 槽共計90個，則單側V型槽表掃水出水孔總面積為：2A 3.14 7.025 vcc y 2A表孔二x