V型濾池設計計算(共11頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上3.6 V型濾池設計計算3.6.1設計參數(shù)設計2組濾池，每組濾池設計水量Q=10500m³/d,設計濾速=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=15L/(s. m²)，氣沖時間=3min第二步 氣、水同時反沖=15L/(s. m²)，=4L/(s. m²)，=4min第三步 水沖強度=5L/(s. m²)，=5min沖洗時間t=12min；沖洗周期T=48h反沖橫掃強度1.8L/(s. m²) ，濾池采用單層加厚均質石英砂濾料，粒徑0.96-1.35mm

2、，不均勻系數(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 =24t=24 0.2×=23.9h 2) 濾池總面積F=87.9m² 3) 濾池的分格濾池底板用混凝土，單格寬=3.5m,單格長=13m,（一般規(guī)定V型濾池的長寬比為2 ：14 ：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91m²。4) 校核強制濾速 =20m/h, 滿足v20m/h的要求。5) 濾池高度的確定H=0.80.11.21.40.40.3

3、0.1=4.3m式中：氣水室高度，0.70.9m，取0.8m濾板厚度m，取0.1m濾料層厚度m，取1.2m濾層上水深m，取1.4m進水系統(tǒng)跌差m，取0.4m進水總渠超高m，取0.3m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)為1.21.6，均質濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算 =180 =180××=19.43 式中： 水流通過濾料層的水頭損失,；水的運動黏度, ²/s,20時為0.0101²/s；g重力加速度，981²/s；濾料孔隙率，取0.5；與濾料體積相同的球體直徑，根據廠家提

4、供數(shù)據，取為0.1濾層厚度，120v濾速，v=10m/h=0.28m/s濾料顆粒球度系數(shù)，天然沙粒0.750.80，取0.8根據經驗，濾速為812 m/s時，清潔濾料層的水頭損失一般為3050，計算值比經驗值低，取經驗值的底限30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0.22m，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=0.3+0.22=0.52m,為保證正常過濾時池內液面高出濾料層，水封井出水堰頂高與濾料層相同，設水封井平面尺寸2×2m²。堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高為：=0.3+=0.3+0.8+0.1+1.2+0

5、.1=2.5m 因為每座濾池過濾水量：=vf=10×45.5=455m³/h=0.13 m³/s 所以水封井出水堰堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=計算得：=0.108m 則反沖洗完畢，清潔濾料層過濾時，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/( m².s)=f

6、=5×45.5=227.5L/s=0.23m3/s=819m3/h V型濾池反沖洗時，表面掃洗同時進行，其流量： =f=0.0018×45.5=0.082 m³/s 2)反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算配水干管進口流速應為1.5m/s左右，配水干管的截面積=/=0.23/1.5=0.15m²反沖洗配水干管采用鋼管，DN500，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=1.0m/s,則配水支管的截面積=/

7、=0.23/1.0=0.23m²，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1m，每個孔口面積：=0.23/20=0.0115 m²每個孔口尺寸取0.1×0.1m²。反沖洗水過孔流速v=0.23/2×10×0.1×0.1=1.15m/s滿足要求。3) 反沖洗用氣量計算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/( m².s)=f=15×45.5=682.5L/s=0.68m3/s 4) 配氣系統(tǒng)的斷面計

8、算 配氣干管進口流速應為5m/s左右，則配氣干管的截面積=0.136 m² 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=/=0.68/10=0.068m²每個布氣小孔面積:=/20=0.068/20=0.0034 m²，孔口直徑 =0.07m，取70mm每孔配氣量:=/20=0.68/20=0.03

9、4m³/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=f=4×45.4=182 L/s0.18m³/s 氣水同時反沖洗時反沖洗空氣的流量=f=15×45.5=682.5L/s=0.68m³/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：=/+/=0.18/1.5+0.68/5=0.12+0.136=0.256

10、 m23.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，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1m，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=+0.5-1.5=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.5=1.2m, 式中:H1，H2，H3同前， 1.5為氣水分配渠起端

11、高度。排水集水槽末端槽高=+0.5-1.0=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=0.0380.02,符合設計要求。（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，則槽內水位高=1.2-0.3=0.9m，槽寬=1.0m，濕周X=b+2h=1.0+2×0.9=2.8m 水流斷面=1.0×0.9=0.9m2 水力半徑R=/X=0.9/2.8=0.32m 水流速度v=7.0m/s 過流能力=v=0.90×7.0=6.30 m³/s 實

12、際過水量=+=0.23+0.082=0.312m³/s6.12 m³/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 =21000/2=437.5m3/h=0.122m³/s 過水斷面 =0.16m2，進水總渠寬0.8m，水面高0.2m。（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，兩側進水孔孔口在反沖洗時關閉，中間進水孔孔口設手動調節(jié)閘板，在反沖洗時不關閉，供給反洗表掃用水。調節(jié)閘板的開啟度，使其在反沖

13、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=計算，其總面積按濾池強制過濾水量計，強制過濾水量=0.122m³/s孔口兩側水位差取0.1m，則孔口總面積=×=0.136m2 0.14m2 中間孔面積按表面掃洗水量設計：=×=0.14×=0.09m2 孔口寬=0.9 m,孔口高=0.1m兩個側孔口設閥門，采用橡膠囊充氣閥，每個側孔面積=0.03m2孔口寬=0.3m，孔口高=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過寬頂堰進入每座濾池內的配水渠，在經配水渠分配到兩側的V型槽。寬頂堰堰寬取=4m，寬頂堰與進水總渠平行布置

14、，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=計算得 ： =0.07m（4）濾池配水渠：進入每座濾池的待濾水經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=3.5m，當渠內水深=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/2）=1.01m/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=0.1m 配水渠水力坡降=<0.002 渠內水面降落=0.002×3.5/2=0.0035m 因為配水渠最高水位h=+=0.2+0

15、.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:=×90=0.044m2 表掃水出水孔低于排水集水槽堰頂0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰頂0.15m。據潛孔出流公式Q=，其中Q應為單個濾池的表掃水流量，則表面掃洗時V型槽內水位高出濾池反沖洗時液面=0.11m反沖洗時排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=求得，其中b為集水槽長13m，Q為單格反沖洗流量=/2=0.23/2=0.115m3/s所以 =0.03m V型槽傾角45

16、°，垂直高度0.6m，壁厚0.05m。反沖洗時V型槽頂高出濾池內液面高度為：H=0.60.15=0.60.150.030.11=0.31m3)沖洗水的供給,選用沖洗水箱供水的計算 (1)沖洗水箱到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失反沖洗時干管用鋼管DN500，管內流速1.17m/s，1000i=1.80。沖洗水箱底到濾池配水間的沿途及局部損失之和為：=0.53m (2) 配水系統(tǒng)水頭損失為h2=0.34m (3)濾料層水頭損失：=1.16式中：濾料石英砂的密度，=2.65t/m3； 水的密度，=1 t/m3； m0濾料膨脹前的空隙率，m0=0.41； H3濾料層膨脹前的厚度，H3=1.2m。（4）安全富余水頭：h4=1.5m，沖洗水箱底應高于洗砂排水槽面：0.53+0.34+1.16+1.5=3.53m（5）沖洗水塔容積按