給水設(shè)計(jì)之濾池

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設(shè)計(jì)流量Q設(shè)=380000m3/d自用系數(shù)α=5%

實(shí)際流量Q?380000m3/d?(1?5%)?399000m3/d?16625m3/h?4.62m3/s一、平面尺寸計(jì)算

1.沖洗方式：采用氣水聯(lián)合反沖洗，并有表面掃洗

22

氣洗強(qiáng)度qg為13—17L/（s·m），取15L/（s·m）。

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水洗強(qiáng)度qw為2.5—3L/（s·m），取3L/（s·m）。

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表面掃洗強(qiáng)度q表為1.4—2.3L/（s·m），取2L/（s·m）。

氣水沖洗濾池的沖洗周期，為粗砂均勻級(jí)配濾料時(shí)，采用24-36h。單獨(dú)氣洗時(shí)間t1=2min氣水合沖時(shí)間t2=4min單獨(dú)水洗時(shí)間t3=6min

每次沖洗時(shí)間t=t1+t2+t3=12min沖洗周期T=24min2.濾池面積

濾速：正常濾速8-10m/h；強(qiáng)制濾速10-13m/h，取10m/h。濾池每日工作時(shí)間T0=24h/d每日沖洗總時(shí)間t0=0.2h/d

每日有效工作時(shí)間T=T0-t0=23.8h/d

Q399000m3/d2

總面積F???1676.47m2，取1680m

vT10m/h?23.8h/d根據(jù)總面積設(shè)池?cái)?shù):n=14。

F1680m2??120m2每池面積f?n14單池為雙格布置,沿寬度方向分為兩段

每格有效寬度b=4m

f120m2單池長度l???15m

2b2?4m實(shí)際單池面積F=120m每格寬度b'=4.3m

2

Q399000m3/d實(shí)際濾速v???9.98m/h2F?n?T120m?14?23.8h/d,強(qiáng)制濾速v強(qiáng)?單池水量Q單?Q?10.75m/h

F?(n?1)?TQ?28500m3/d?0.33m3/sn單池總寬B?b,?2?0.3m?2?排水槽寬度?4.3m?2?0.3m?2?0.7m?9.9m

單池總長L?l?0.3m?2?15m?0.6m?15.6m二、進(jìn)水系統(tǒng)計(jì)算：1.進(jìn)水總渠

渠內(nèi)流速v為0.7—1.0m/s，取0.94m/s。渠寬B=1.5m

Q4.62m3/s渠內(nèi)水深H1???1.6383m，取1.6m。

2?v?B2?0.94m/s?1.5mQ4.62m3/s實(shí)際流速v???0.96m/s

2?B?H12?1.5m?1.6m,進(jìn)水管管徑D=1.5m=1500mm。2.進(jìn)水孔及進(jìn)水槽1

過孔流速v=0.92m/s

Q單0.33m3/s孔口面積A???0.3587m2,取0.36m

v0.92m/s正方形孔邊長a?,A?0.36m2?0.6m

Q單0.33m3/s實(shí)際流速v???0.9163m/s2A0.36m掃洗進(jìn)水孔兩個(gè)

F120m22q表?2L/(s?m)?3321000L/m1000L/m掃洗進(jìn)水孔面積A2???0.13m,2?v2?0.9163m/s掃洗孔邊長l?A2?0.13m2?0.3619m，取0.36m=360mm

F120m22q表?2L/(s?m)?33,1000L/m1000L/m實(shí)際流速v???0.9259m/s222?l2?(0.36m)閥口水頭局部阻力系數(shù)ξ=1閥口水頭損失h1???v,?v,2g?1?0.9163m/s?0.9163m/s?0.04279m22?9.81m/s?1?0.9259m/s?0.9259m/s?0.04370m22?9.81m/s掃洗孔水頭損失h2???v,?v,2g之和h=h1+h2=0.08649m，取0.1m

進(jìn)水槽1水深H2?H1?h?1.6m?0.1m?1.5m槽寬b=0.6m

Q單0.33m3/s槽內(nèi)流速v???0.3667m/s

H2?b1.5m?0.6m3.進(jìn)水堰堰上水頭及進(jìn)水槽2薄壁堰流量系數(shù)m=0.43堰寬b=2.5m

堰上水頭h3?(取0.17m

進(jìn)水槽2水深H3?H2?h3?1.5m?0.17m?1.33m槽寬b=0.6m

Q單m?b?2g)?(230.33m3/s0.43?2.5m?2?9.81m/s2)?0.1687m。

23Q單0.33m3/s槽內(nèi)流速v???0.4134m/s

H3?b1.33m?0.6m4.V型進(jìn)水槽

由進(jìn)水槽2至V型槽水頭損失取0.12m斜面與池壁夾角α=45?

槽底水平寬度b=0.12m=120mm槽內(nèi)流速v=0.6m/s每池兩個(gè)V型槽

?b?b?b?4?0.5?tan45??槽深H4?tan45?Q單2?v?0.5132m，取0.52m

實(shí)際流速v,?Q單?0.5861m/s

2?(b?H4?0.5?H4?H4?tan45?槽寬B=b+H4=0.12m+0.52m=0.64m=640mm壁厚t=0.05m=50mm槽內(nèi)小孔

孔徑D=0.02m=20mm

?D?單孔面積s??????0.0003142m2?2?沖洗時(shí)過孔流速v=2m/s

2q表?F2L/(s?m2)?120m23沖洗時(shí)表面掃洗水量Q1???0.24m/s331000L/m1000L/mQ10.24m3/s孔口總面積S???0.12m2

v2m/sS0.12m2小孔總數(shù)n???381.92，取390個(gè)。

s0.0003142m2每條槽布置195個(gè)

Q10.24m3/s實(shí)際流速v???1.96m/s2n?s390?0.0003142m,沖洗時(shí)槽內(nèi)水位低于斜壁頂100mm。

三、配氣配水系統(tǒng)1.氣水分派渠

qw?F3L/(s?m2)?120m23反沖洗水量Q2???0.36m/s331000L/m1000L/m渠內(nèi)水流流速vw=0.85m/s（應(yīng)小于1.5m/s）

渠寬B=0.9m

Q20.36m3/s渠內(nèi)水深H5???0.4706m，取0.5m=500mm

vw?B0.85m/s?0.9mQ20.36m3/s實(shí)際流速vw???0.8m/s

B?H50.9m?0.5m,Q31.8m3/s渠內(nèi)氣流實(shí)際流速vg???4m/s

B?H50.9m?0.5m,2.配水方孔

孔口流速v=1.2m/s單個(gè)方孔邊長a=0.1m

單孔面積f?a2??0.1m?2?0.01m2

Q20.36m3/s方孔總面積F???0.3m2

v1.2m/sF0.3m2方孔個(gè)數(shù)n???30個(gè)2f0.01mQ20.36m3/s實(shí)際流速v???1.2m/s2F0.3m,兩側(cè)各布置15個(gè)方孔，孔中心間距950mm，則總長度

l=（15-1）×950mm=13300mm。

單池長度15m=15000mm，則兩側(cè)共剩余長度1700mm（每邊剩余850mm）3.配氣圓孔

布置形式同方孔過孔氣速v=15m/s

15L/(s?m2)?120m2氣量Q3???1.80m3/s331000L/m1000L/mQ31.80m3/s氣孔總面積F???0.12m2

v15m/sF0.12m2單孔面積f???0.004m2

n30孔徑D?2?qg?Ff??2?0.004m2?2?0.07136m，取0.07m=70mm

2?D??0.07m?實(shí)際孔口總面積F??????n????m2??30?0.1155?2??2?Q31.8m3/s實(shí)際流速v???15.59m/s2F0.1155m,4.濾頭濾板

濾板采用混凝土預(yù)制濾板，尺寸1280mm×1100mm,共布置7×7=49個(gè)濾頭，濾板之間有20mm的安裝縫隙。據(jù)此，本工程每個(gè)濾池安裝至少2×13×3=78整塊濾板。5.穩(wěn)流槽

按薄壁無側(cè)收縮非吞噬出流計(jì)算

堰上水頭h4為0.2m—0.25m，取0.2m=200mm流量系數(shù)m=0.415堰寬b?Q單?h4?32?0.33m3/s0.2m?0.415?2?9.81m/s2?2.006m，取2m

?m?2g,4實(shí)際堰上水頭h?Q單m?b?2g?0.33m3/s0.415?2m?2?9.81m/s2?0.2023m

水面高度與濾料層底面相平

6.濾后水總渠

渠內(nèi)流速v為0.6m/s—1.2m/s，取0.6m/s

渠內(nèi)水深H6?出水總管管徑?1.2?2.4m?1.2?2.88m，取2.9m

Q4.62m3/s渠寬B???2.6541m，取2.6m

v?H60.6m/s?2.9mQ4.62m3/s實(shí)際流速v???0.6125m/s

B?H62.6m?3m,7.出水總管

流速v為0.6m/s—1.2m/s，取1m/s

管徑D?2?Q?2.4248m，取2.4mv??4.62m3/s實(shí)際流速v???1.0208m/s22????1.2m?D??????2?,Q四、沖洗水排水系統(tǒng)1.排水槽

底板坡度i=3%=0.03沖洗時(shí)排水槽頂水深

??bh1???qw?q表???31000L/m?0.42?2g??????3L/(s?m2)?2L/(s?m2)?23???0.04871m????321000L/m?0.42?2?9.81m/s?4m23F3L/(s?m2)23反沖洗水量Q2?qw???120m?0.36m/s331000L/m1000L/mq表?F2L/(s?m2)?120m2表面掃洗水量Q1???0.24m3/s331000L/m1000L/m排水槽寬度B=0.7m(與氣水渠不同寬）

槽內(nèi)流速v=1.3m/s

Q1?Q20.24m3/s?0.36m3/s排水槽內(nèi)水深H7???0.6593m，取0.66m

B?v0.7m?1.3m/sQ1?Q20.24m3/s?0.36m3/s實(shí)際流速v???1.2987m/s

B?H70.7m?6.6m,槽內(nèi)水面距其頂H=0.1m

槽高H=h+H7=0.1m+0.66m=0.76m濾料層厚度H9=1.2m

膨脹率e=30%h,?H9?e?1.2m?30%?0.36m排水槽最低處頂部距濾料層頂2.孔

流速v=2m/s

排水槽寬度B=0.7m

Q1?Q20.24m3/s?0.36m3/s高度H???0.4286m，取0.43m=430mm

B?v0.7m?2m/sQ1?Q20.24m3/s?0.36m3/s實(shí)際流速v???1.9934m/s

B?H0.7m?0.43m,3.排水總渠

渠內(nèi)水流流速v=1m/s

渠寬b=兩個(gè)進(jìn)水槽槽寬之和+0.2m=1.4m=1400mm

Q1?Q20.24m3/s?0.36m3/s渠內(nèi)水深H8???0.4286m，取0.43m=430mm

b?v1.4m?2m/sQ1?Q20.24m3/s?0.36m3/s實(shí)際流速v???0.9967m/s

b?H1.4m?0.43m,4.排水總管

流速v=1.2m/s

Q1?Q20.24m3/s?0.36m3/s管徑D?2??2??0.7979m，取0.8m=800mm

v??1.2m/s??0.24m3/s?0.36m3/s實(shí)際流速v???1.1937m/s22???0.4m??D??????2?,Q1?Q2五、高度計(jì)算1.過濾系統(tǒng)

濾料采用均質(zhì)石英砂(均勻級(jí)配粗砂濾料)，有效粒徑0.90～1.20mm，不均勻系數(shù)1.33。濾料厚度H9=1.2m

承托層采用粒徑為2～4mm的粗石英砂，從濾帽頂端至濾料層為其高度承托層厚度H10=0.05m濾料層以上水深H11=1.2m

濾板厚度H12=0.1m濾帽高度H13=0.05m2.氣水室

氣室高度Hg=0.2m水室高度Hw=0.6m

氣水室高度H14=Hg+Hw=0.8m

3.進(jìn)水系統(tǒng)跌差H15=掃洗孔水頭損失+堰上水頭+由進(jìn)水槽2至V型槽水頭損失