V型濾池設(shè)計(jì)計(jì)算

1、型濾池設(shè)計(jì)計(jì)361設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)2組濾池，每組濾池設(shè)計(jì)水量Q=10500m3/d,設(shè)計(jì)濾速V =10m/h,過(guò)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(qiáng)度q氣尸15L/,氣沖時(shí)間壇=3min第二步氣、水同時(shí)反沖q氣2=15L/, q水i=4L/, t氣水=4min第三步水沖強(qiáng)度q水2=5L/ , t水=5min沖洗時(shí)間t=12min ;沖洗周期T=48h反沖橫掃強(qiáng)度1. 8L/,濾池采用單層 加厚均質(zhì)石英砂濾料，粒徑-1. 35mm,不均勻系數(shù)。3. 6. 2設(shè)計(jì)計(jì)算1） 濾池工作時(shí)間T -24 t 24 =24X 24 二T482）濾池總面積F二八二 a =8

2、7. 9m2 vt io 23.93）濾池的分格濾池底板用混凝土，單格寬B=單格長(zhǎng)L=13m,（一般規(guī)定V型濾池的長(zhǎng)寬比為2: 14： 1,濾池長(zhǎng)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(guò)4nl面積，共2座，每座面積，總面積91m24）校核強(qiáng)制濾速/二竺二冬衛(wèi)二20m/h,滿足V < 20m/h的要求。N 1 2 15）濾池高度的確定H=H： + 乩 + 出 + Hi + 出 + L + 比二 + + + + + + =4 3m式中：Hi氣水室高度，取0.8mh2濾板厚度m取0. 1mh3濾料層厚度m取1. 2mHi濾層上水深m取1. 4m壓進(jìn)水系統(tǒng)

3、跌差m取0. 4mh6 進(jìn)水總渠超高m取0. 3mh7濾板承托層厚度m取0. 1m6）水封井設(shè)計(jì)濾層采用單層均質(zhì)濾料，粒徑35mm不均勻系數(shù)取。為，均質(zhì)濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算2二1803 （一）2 bvgm。do=180X 嗎弋X）2 120 0. 28981 0. 50. 8 0. 1二 cm式中：H清水流通過(guò)濾料層的水頭損失，cm；水的運(yùn)動(dòng)黏度，cm 2/s , 20 C時(shí)為cm 2/s ;g重力加速度，981 cm 2/s ;mo濾料孔隙率，取;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cm10濾層厚度，120 cmv 一 濾速，v=10m/h=0. 28m/

4、s濾料顆粒球度系數(shù)，天然沙粒，取根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，濾速為8s12m/s時(shí)，清潔濾料層的水頭損失一般為30s50 cm,計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低，取經(jīng)驗(yàn)值的底限30 m位清潔濾料層的過(guò)濾水頭損失。正常過(guò)濾時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)柄濾頭的水頭損失h < 0.22m,忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開(kāi)始過(guò)濾時(shí)的水頭損失為H開(kāi)始二十二0.52m,為保證正常過(guò)濾時(shí)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(shè)水封井平面尺寸2X2 m2堰底板比濾池底板低0. 3m,水封井出水堰總高為：H 水封二+H 1 + h2 + h3 + h7 =+=2. 5m因?yàn)槊孔鶠V池過(guò)濾水量:Q=vf=10 X =455m3/h=0. 13

5、m3/sQ=l. 84bh3 計(jì)算得:所以水封井出水堰堰上水頭由矩形堰的流量公式 h水封二（蓋=（起）S°M則反沖洗完畢，清潔濾料層過(guò)濾時(shí)，濾池液面比濾料層高+=0.628nl 2反沖 洗管渠系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)柄濾頭配水配氣系統(tǒng)，沖洗水采用沖洗水泵供應(yīng)，為適 應(yīng) 不同沖洗階段對(duì)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(yīng)符合泵房的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定。1）反沖洗用水流量Q反的計(jì)算反沖洗用水流量按水洗強(qiáng)度最大時(shí)計(jì)算，單獨(dú)水洗時(shí)反洗強(qiáng)度最大 為5L/ 33Q反水=q水f=5 x=227. 5L/s=0. 23m /s=819m/hV型濾池反沖洗時(shí)，表面掃洗同

6、時(shí)進(jìn)行，其流量：Q式水二q式水 f= X =0. 082 m3/s2）反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算配水干管進(jìn)口流速應(yīng)為L(zhǎng)5m/s左右，配水干管的截面積A水干二Q反水/ v水干=反沖洗配水干管采用鋼管，DN500流速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(cè)的布水方孔配水 到濾 池底部布水區(qū)，反沖洗水通過(guò)布水方孔的流速按反沖洗配水支管的流 速取 值，配水支管流速為一L 5m/s,取V水支=1. 0m/s,則配水支管的截面積A方孔二，反水Q反水/ V水支=此為配水方孔總面積，沿渠長(zhǎng)方向兩側(cè)各均勻布置10個(gè)配水方孔，共計(jì)20個(gè)，孔中心間距1m每個(gè)孔口面積：A 小=20=0. 01

7、15 m2每個(gè)孔口尺寸取X0.lm2反沖洗水過(guò)孔流速v=2x 10XX =1. 15m/s 滿足要求。3）反沖洗用氣量計(jì)算Q反氣采用鼓風(fēng)機(jī)直接充氣，采用兩組，一用一備。反沖洗用氣流量按氣沖強(qiáng)度最大時(shí)的空氣流量計(jì)算,這是氣沖強(qiáng)度為15L/3Q 反氣=q 氣 f=15 x=82. 5L/s=0. 68m /s4）配氣系統(tǒng)的斷面計(jì)算配氣干管進(jìn)口流速應(yīng)為5m/s左右，則配氣干管的截面積A氣干二嚴(yán)詈皿36 m2反沖洗配氣干管采用鋼管，DN400流速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(cè)的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部 布水 區(qū)。布?xì)庑】拙o貼濾板下緣，間距與布水方孔相同共計(jì)20個(gè)，

8、反沖洗用空氣通過(guò)布?xì)庑】椎牧魉侔捶礇_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氣支二Q反氣/ V氣支=10=每個(gè)布?xì)庑】酌娣e：A氣孔二A氣支/20=20=0.0034 m2,孑L口直徑1d 氣孔二（3）20. 07m,取 70mm3. 14每孔配氣量：Q氣孔二Q反氣 /20=20=0. 034m3/s=122. 4m3/h氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)對(duì)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(shí)反沖洗時(shí)，亦 即氣水同時(shí)反沖洗時(shí)要求氣水分配渠斷面面積最大。因此氣水分配渠的斷面 設(shè)計(jì)按氣水同時(shí)反沖洗的情況設(shè)計(jì)。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗水的流量Q反氣水=q* f=4 x

9、= 182 L/s 0. 18m3/s氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗空氣的流量Q 反氣=q 氣 f=15 x=682. 5L/s=0. 68m3/s氣水分配渠的氣水流速均按相應(yīng)的配水配氣干管流速取值，則氣水分配 干渠的斷面積：A氣水二Q反氣水/ v水干+Q反氣/v氣干=+5=+=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L 2叫高取L 5m,末端寬取L 2m,高取L則起端截面積為1. 8n12,末端截面積1. 2m2,兩側(cè)沿程各布置10個(gè)配水小 孔和 10個(gè)配氣小孔，孔間距1m共20個(gè)配水小孔和20個(gè)配氣小孔，氣 水分配渠 末端所需最小截面積為20=m2 V末端

10、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起二比+無(wú)+出+時(shí)匚：口式中：H,幾 出同前，為氣水分配渠起端高度。排水集水槽末端槽高H末二氏+七+ H3+H7+I. 7m其中為氣水分配渠末端高度坡底F牛土 =甘= >，符合設(shè)計(jì)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=)計(jì)算公式校核集水槽排水能力。設(shè)集水槽超高0. 3叫則槽內(nèi)水位高h(yuǎn)排集二0.9m,槽寬b排集二1.濕周X=b+2h=+2< =2. 8m水流斷而A排集二b排集h排集=X =0. 9m水力半徑R=A排集/%二二0.32m2-1孔口兩側(cè)水位差

11、取0.則孔口總面積a 孔 q 二x 1=0. 136 1 0. 14m0.64 屈 h 0. 64 J2 9. 8 0. 1中間孔面積按表面掃洗水量設(shè)計(jì)：A 中孔二 A 孔 X Q&水=X 0,082 =0. 09m2 Q 強(qiáng) 0. 122孔口寬B中孔二0.9 hi,孔口 Wj H中孔=0. 1m兩個(gè)側(cè)孔口設(shè)閥門(mén)，采用橡膠囊充氣閥，每個(gè)側(cè)孔面積A 側(cè) A 孔工口二T?一J =0. 03m 2 2孔口寬B側(cè)孔=0.3m,孑L 口苛H側(cè)孔=0.1m(3)寬頂堰:為保證進(jìn)水穩(wěn)定性，進(jìn)水總渠引來(lái)的待濾水經(jīng)過(guò)寬頂堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配 水渠，在經(jīng)配水渠分配到兩側(cè)的V型槽。寬頂堰堰寬取b寬頂二4m寬

12、頂堰與進(jìn)水總渠平行布置，與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距o. 5m。堰上水頭由矩形堰的 流 量公式 Q=l. 84bh2/32 2計(jì)算得：“寬頂=(言舌)3二(號(hào)虎)F.071n(4)濾池配水渠：進(jìn)入每座濾池的待濾水經(jīng)過(guò)寬頂堰溢流至配水渠，由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池內(nèi)的V型槽，濾池配水渠寬取b配渠二，渠高為，渠總長(zhǎng)等 于 濾池總寬，則渠長(zhǎng)L配渠二，當(dāng)渠內(nèi)水深h配渠二時(shí)，末端流速(進(jìn)來(lái)的待濾 水由分配渠中段向渠兩側(cè)進(jìn)水孔流去，每側(cè)流量 Q強(qiáng)/2)配渠強(qiáng)=0,122=1. 01m/s ,2b配渠h配渠2 0. 2 0. 4滿足濾池進(jìn)水管渠流速的要求。（5）配水渠過(guò)水能力校核：配水渠水力半徑R配渠°配

13、渠；=0.2 0.4 =0 1m如 i 20 2 0 yl配渠b配渠 4配水渠水力坡降i配渠（nv配渠/R配渠y=（o. 0i3 1. 0/0. 17巧渠內(nèi)水面降洛h配渠i配架L配渠/2 = X 2=0. 0035m因?yàn)榕渌罡咚籬=h配渠+ h配渠=+=渠高，所以配水渠的過(guò)水能力滿足要求。4） V型槽的設(shè)計(jì)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(jì)90個(gè)，則單側(cè)V型槽表掃水出水孔總面積為：23. 14 0. 025 CC C c 2A表孔二X 90=0. 044m4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. 15mo據(jù)潛孔

14、出流公式Q=0.64A/2gh,其中Q應(yīng)為單個(gè)濾池的表掃水流量，則表面掃洗時(shí)V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時(shí)液面（一Q表水）2 / 0. 082、2鼠液=-將L鷲4常二=0. 11m2g2 9. 8反沖洗時(shí)排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=l. 84b產(chǎn)求得，其中b為集水槽長(zhǎng)13m Q為單格反沖洗流量Q反單=Q反/2=2=sC22所以槽=<l”3=<i； 8/2=。尸V型槽傾角45° ,垂直高度0. 6m,壁厚0. 05m。反沖洗時(shí)V型槽頂高出濾池內(nèi)液面高度為：H h 排槽，液=0. 31m3)沖洗水的供給，選用沖洗水箱供水的計(jì)算(1)沖洗水箱到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭

15、損失h反沖洗時(shí)干管用鋼管DN500管內(nèi)流速1. 17m/s , 1000i=o沖洗水箱底到濾池配水間的沿途及局部損失之和為：hi=0. 53m配水系統(tǒng)水頭損失為h2=0. 34m(3)濾料層水頭損失：(1 0.41) 1.2 = h3 (- 1) (1 mo )H3=(2. 65 1)r式中：n濾料石英砂的密度，1二m；r -一水的密度,r =lt/m3;m-濾料膨脹前的空隙率，mH濾料層膨脹前的厚度，H3=l. 2mo(4)安全富余水頭：hkL5ni,沖洗水箱底應(yīng)高于洗砂排水槽面:H 0 rn h2 h3 hl卜+十=3 53m(5)沖洗水塔容積按一座濾池沖洗水量的倍計(jì)算:V 5g反水t水Q

16、反氣水1氣水)1. 5 (0. 23 4 600.18 5 60) =163. 8 m 5.初備選型風(fēng)機(jī)選型根據(jù)氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗系統(tǒng)對(duì)空氣的壓力，風(fēng)量要求選2臺(tái)LG50風(fēng)機(jī)。風(fēng)量50m7min,風(fēng)壓49kpa,電機(jī)功率60kw,一用一備，正常工作 鼓 風(fēng)量共計(jì) 50m3/min> q反氣=44. 88反沖洗水泵選型選用12sh-28型泵，2臺(tái)(一用一備)，性能參數(shù)：流量 612-900m7h,揚(yáng)程10-14. 5m,軸功率，電機(jī)功率40KVy允許吸上的真空高度為4. 5m。2 12 1水流速度 v=R- = 032=7. Om/s n 0. 013過(guò)八流能力Q排集二A排集v=X =6. 30 m3/s實(shí)際過(guò)水量Q反二Q反水+Q表水=+=0.312m3/s< 6. 12 m3/s,符合設(shè)計(jì)要求。2)進(jìn)水管渠(1)進(jìn)水管渠：2座濾池分成獨(dú)立的兩組，每組進(jìn)水總渠過(guò)水流量按強(qiáng)制過(guò)濾流量設(shè)計(jì)，流速要求si. 2m/s,采用0. 8m/s則過(guò)濾流量