V型滤池计算说明书文档格式.docx
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=80000/10X=335m2
3滤池的分格
为节省占地，选双格V型滤池。
本设计设置两组滤池，每组四格。
令单格宽
B单=5m,长L单=9m,则单格面积45m2，每组面积f=180m2，总面积360m2。
池底板用混凝土。
4校核强制滤速V'
V'
=NV/（N—1）=4X10/（4-1）=13.3m/h
5滤池高度的确定
滤池超高H5=0.30m
滤池口水深H4=1.50m
滤层厚度H3=1.40m〜1.50m）
滤板厚H2=0.15m
滤板下布水区高度H,=0.90m〜0.90m）
则滤池总高度
HHiH2H3H4H50.900.151.401.500.304.25m
6水封井的设计
滤池采用单层加厚均粒滤料，粒径〜伽,不均匀系数〜
均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算
2
H180兰"
_（丄）论gm°
do
式中：
△H—水流通过清洁滤料层的水头损失，cm;
V—水的运动黏度,cm2/s;
20°
C时为cm2/s
g—重力加速度,981cm2/s2;
m。
一滤料孔隙率；
取；
d0—与滤料体积相同的球体直径，cm,取d0=0.141cm;
I0—滤层厚度，1°
=140cm。
v—滤速,cm/s,v=10m/h=cm/s;
为一滤料粒径球度系数，天然砂粒为〜，取
△H=18000101°
040^
（1）21400.2812.99cm，取。
9810.530.750.141
当滤速为8〜10m/h时，清洁滤料层的水头损失一般为30〜40cm,计算值比经验值低,取经验值的低限30cm为清洁滤料层的过滤水头损失，正常过滤时通过长柄滤头的水头损失△h=0.20m,忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时水头损失为：
△H=+=0.50m
为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高与滤料层
设计水封井平面尺寸1.50mX1.50m,堰底板比滤池底板低0.30m.
水封井出水堰总高：
△H水封=+HjH2H3
因为每组滤料过滤水量：
Q单=v•f=10X45=450m3/h=m3/s
所以水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式
Q=h2计算得:
22
Q水封=[Q单/（1.84b堰沪[0.125/（1.841.50沪0.10m3/s
则反冲洗完毕时，滤池液面比滤料层高+=
（2）反冲洗管渠系统
设计参数：
长柄滤头配水配气系统，水洗时滤料不膨胀
1长柄滤头安装在混凝土滤板上，滤板固定在梁上，滤板用0.05m后预制板,上
浇0.10m厚混凝土层，滤板下的长柄部分浸没于水中，长柄上端有小孔，下端有竖向条缝,气水同时反冲洗时,约有2/3空气有上缘小孔进入，1/3空气由缝隙进入柄内，长炳下端浸没部分还有一个小孔，流进冲洗水，这部分气水在柄内混合后有长柄滤头顶部的条缝喷入滤层冲洗•
2长柄滤头固定板下的气水室高度为〜，其中冲洗时形成的气垫层厚度为〜0.15m.
3向长柄滤头固定板下气水室配气的出口应该紧贴滤头固定板的底面，由配水干管向气水室配水的支管出口应该紧贴池底。
4长柄滤头配气系统的滤帽缝隙与滤池过滤面积之比为1/80，每平方米的滤头
数量为49〜64个。
5冲洗水和空气同时通过长柄滤头的水头损失按产品的实测资料确定。
6向长柄滤头配水配气系统气水室配气的干管的进口流速为5m/s左右；
配气支
管或孔口流速为10m/s左右。
配水干管进口流速为1.5m/s左右；
配水支管或孔口流速1-1.5m/s。
㈠反冲洗用水量Q反的计算：
反冲洗用水流量按水洗强度最小时计算，单独水洗时反冲洗强度最大，为
5L/（s•m2）
Q反=q*•f=5X45=225L/s=m3s=810m3/h
V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量：
Q表水=q表水•f=X45=ms
㈡反冲洗配水系统的断面计算.
1配水干管进口流速为s左右,配水干管的截面积
A水干=Q反水/V水干==m
反冲洗配水干管用钢管DN500流速v=s
反冲洗水由反冲洗配水干管输至气水分配渠，由气水分配渠底侧的布水方孔配水的滤池底部布水区，反冲洗水通过配水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值
2配水支管流速或孔口流速为〜s左右,取V水支=m/s
则配水支管（渠）的截面积:
A方孔=Q反水/V水支==m
此即配水方孔总面积。
沿渠长方向两侧各均匀布置15个配水方孔，共30个；
孔中心间距0.70m,每个孔口面积：
A小=30=m
每个孔口尺寸取x
3反冲洗用气量的计算：
反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算.这时气冲的强度为
15L/（s•m2）
Q反气=4气•f=15x45=675L/s=m3s
4配气系统的断面计算.
配水干管（渠）进口流速应为s左右,则配水干管的截面积
A气干=Q反气/V气干==m
反冲洗配气干管用钢管，DN400流速s。
反冲洗用空气有反冲洗配气干管输送至气水分配渠，由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区，布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计40个,反冲洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值.
反冲洗配气支管流速或孔口流速为10m/s左右,则配气支管的截面积：
A气支=Q反气/V气支=10=m
每个布气小孔面积：
A气孔=A气支/30=30=m
孔口直径：
每孔配气量：
33
Q气孔=Q反气/30=30=m/s=81m/h
5气水分配渠的断面设计：
对气水分配渠端面面积要求的最不利条件发生的气水同时反冲洗时，亦即气
水
同时反冲洗时要求气水分配渠端面面积最大。
因此，气水分配渠的断面设计按气
水同时反冲洗的情况设计
气水同时反冲洗时反冲洗水的流量：
Q反气水=q水•f=4X45=180L/s=m/s
气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量：
Q反气=q气•f=15X45=675L/s=m3/s
气水分配区的气水流速均按相应的配气，配水干管流速取值.
则气水分配干管的断面积.
A气水=Q反气水/V水干+Q反气/V气干=+=+=m
㈢滤池管渠的布置：
1反冲洗管渠.
a.气水分配渠.
气水分配渠起端宽0.40m,高取1.0m,末端宽取0.40m,高取0.70m,则起端截面积m2,末端截面积m2,两侧沿程各布置15个配气圆孔和15个布水方孔，孔间距0.70m,共30个配气圆孔和30个配水方孔，气水分配渠末端所需最小截面积40=m2＜末端截面积m2,满足要求。
b.排水集水槽：
排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,则排水集水槽高：
H起=H1H2H3+—
=+++—式中：
Hi,H2,H3同前池体设计部分滤池高度确定的内容,1.00m为气水分配渠起端高度•
排水集水槽末端高：
H末=比H2H3+—=+++-=2.25m
式中比屮2屮3,同前池体设计部分滤池高度确定的内容，0.70m为气水分配渠末端高度。
底坡i=—/L=11=
c.排水集水槽排水能力校核.
由矩形断面暗沟（非满流n=.计算公式校核集水槽排水能力.
设集水槽超高0.30m.则槽内水位高|h排集=1.65米,槽宽b排集=
湿周X=b+2h=+2<
=
水流断面：
A排集=bXh=x=m2
水力半径：
R=A排集/X==
2121
水流速度：
v=R3i2/n（0.2530.0272）/0.013（0.390.16）/0.013=s
过流能力Q排集=A排集•v=x=m3s
实际过水量：
0反=0反水+Q表水=+=m3/s<
过流能力Q排集
2进水管渠.
a.进水总渠.
滤池分为两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速〜1.2m/s,则强制过滤流量
Q强=（80000/3）X2=53334m3/d=m3/s
进水总渠水流端面积A进总=Q强/v==m
进水总渠宽，水面高。
b.每座滤池的进水孔：
每座滤池由进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池,两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设手动调节闸板，在反冲洗时不关闭，供给反冲洗表扫用水，调节闸门的开启度，使其在反冲洗时的进水量等于表扫水用水量
孔口面积按口淹没出流公式：
Q=0.8A,2gh计算,因为是淹没流A=1，其总面积按滤池强制过滤水量计，孔口两侧水位差取0.10m,则孔口总面积
A孔=0强/（0.8A2gh）=0.8A、2g0.10.55m2
中间面积按表面扫水量设计.
A中孔=A孔X（Q表水/Q强）=X=m
孔口宽B中孔=，咼H中孔=
两侧孔口设闸门.采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面孔：
A侧=（A孔—A中孔）/2=—/2心m
孔口宽B侧孔=,咼H侧孔=
c.每座滤池内设的宽顶堰.
为了保证进水稳定性，进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠，在经滤池内的配水渠分配到两侧的V形槽，宽顶堰宽b宽顶=5m,宽顶堰与进水渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.5m,堰上水头由矩形堰的流量公式Q=
1.84bh3得，
h宽顶=[Q强/（b宽顶）]3—[（X5）]'
&
0.14m
d.每座滤池的配水渠
进入每座滤池的混水经过宽顶堰溢流进配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入
滤池内的V形槽滤池配水渠宽b配渠二，渠高1.00m,渠总长等与滤池总宽，则渠
长L配渠=10m
当渠内水深h配渠=0.50m时，流速（进来的混水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧流量为Q强12）则V配渠=Q强/（2b配渠h配渠）=（2XX）=s
满足滤池近水管渠流速〜1.2m/s
e.配水渠过水能力校核
配水渠的水力半径：
R配渠=b配渠h配渠/（2h配渠+b配渠）=X0.5/（2x+=0.19m
配水渠的水力坡降
一2
（nv渠/R渠3）
（0.0131.03/0.193）0.0016
渠内水面降落量
△h渠=i渠1配渠/2=X10/2=
因为配水渠最高水位：
h配渠+△h渠=+=v渠高1m
所以配水渠的过水能力满足要求。
3V形槽的设计：
V形槽槽底设表扫水出水孔直径取dV孔=0.025m,间隔0.15m.每槽共计74个,则单侧V形槽表扫水出水孔出水总面积A表孔=X4）X74~m2
表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m,即V形槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。
据潜孔出流公式Q=0.8A2gh,其中Q为单格滤池的表扫水量.则表面扫洗时V形槽内水位高出滤池反冲洗时滤面：
hv液=[Q表水/（2XA表孔）]/2g=[（2XX）]/（2X）=0.082m
贝Uh排槽=［Q反单/（b）］亏=［（x11）］空宀
V形槽倾角45°
垂直高度1m,壁厚0.06m
反冲洗时V形槽顶高出滤池内液面的高度为：
1h排槽=0.79m反冲洗时V形槽顶咼出槽内液面的咼度为：
1h排槽—hv液=1=0.71m
4清水渠
清水渠渠宽取为4n,渠中水流速度取1m/s,则渠内水深为4X仁0.154m,尺
寸为BXH=4.0nX1.0m
㈣冲洗水的供给
本设计选用冲洗水泵供水
a.冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失△h1
反冲洗配水干管用钢管DN800管内流速1.11m/s,i%。
=
布置管长总计100m
△hf=il=x100=
△hj=△hf=x=0.05m
则冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失
△h-i=△hf+△hj=+=0.30m
b.清水区最低水位与排水槽堰顶的高度差H=5m.
c.滤池配水系统的水头损失△h2
<
1>
气水分配干渠的水头损失△h反水
气水分配干渠的水头损失按最不利条件，即气水同时反冲洗时计算此时渠上
部是空气,渠下部是反冲洗水.按矩形的管（非满流,门=近似计算：
Q反气水=m3s,则气水分配渠内水面高为：
R反水=b气水•h反水/（2h反水+b气水）=X（2X+=
2?
水力坡度：
i反渠（nv渠/R渠3）2（0.0131.33/0.173）20.003
△h反水=i反水Xl反水=X11=
2>
气水分配干渠底部配水方孔水头损失厶h方孔
气水分配干渠底部配水方孔水头损失按孔口淹没出流公式Q=0.8A2gh计算，其中：
Q为Q反气水，A为配水方孔总面积.由反冲洗配水系统的断面计算部分可知。
配水方孔的实际总面积为A方孔=m?
，则
△h方孔=[Q反气水/A方孔]/2g
=[（X）]/（2X）
3>
反冲洗经过滤头的水头损失△h滤=0.20m
4>
气水同时通过滤头时增加的水头损失厶h增
气水同时反冲洗时，气水流量比为15/4=.长柄滤头配气系统的滤帽缝隙总面
积与滤池过滤面之比约为％.则长柄滤头中的水流速度：
V柄=Q反气水/%f=（X88）=0.32m/s
通过滤头时增加的水头损失：
△h增=9810XnX—+
=9810Xnx—x+X
=702P衣
则滤池配水系统的水头损失△h2
△h2=^h反水+△h方孔+△h滤+△h增
=+++=0.353m
d.砂滤层水头损失厶h3
滤料为石英砂,容重ri=吨/m3,水的容重r=1吨/m3,石英砂滤料膨胀前的孔隙率
mo=.滤料层膨胀前的厚度f=1.40m,则滤料层水头损失：
△h3=（ri/r。
—1）（1—m）H3=1.16m
e.富余水头厶h4取1.50m.
则反冲洗水水泵的最小扬程为：
H水泵=Ho+△hi+△h2+△h3+△h4
=++++
=8.32m
选三台14SH-28A型离心泵，转速为1470转/分，扬程16—10m泵轴功率为一，配电动机功率为75KVy效率70—78%叶轮直径270mm两用一备，远期建设时增设
㈤反洗空气的供给：
1长柄滤头的气压损失△P滤头：
气水同时反冲洗时反冲洗用空气流量Q反气=m3s，长柄滤头采用网状布置,
约55个/m2,则每座滤池共计安装长柄滤头：
n=55X88=4840个
每个滤头的通气量X1000/4840〜0.27L/S
根据厂家提供数据，在该气体流量下的压力损失量最大为：
△P滤头=3000Pa=3KPa
2气水分配渠配齐小孔的其压损失△P气孔
反冲洗时空气通过配气小孔的流速：
V气孔=Q气孔/A气孔==10m/s
压力损失按孔口出流方式：
Q3600计算
\r
A—孔口面积，m2
△P—压力损失，m水柱
g—重力加速度，g=m2/s
Q—气体流量，m3/h
r—水的形对密度,r=1
则气水分配渠配气小孔的压力损失：
△P气孔=（Q气孔2r）/（2360020.620.00315"
9.8）
=（2x3600xxx
=14mm2O=
3配气管道的总压力损失厶P管:
A.配气管道的沿程压力损失△R
反冲洗空气流量m3/s,配气干管用DN600钢管,流速4.82m/s,满足配气干管流速为5m/s左右的条件，反冲洗空气管总长100m气水分配区内的压力损失忽略不计.
反冲洗管道内的空气其压计算公式：
P气压=+H气压）X
P气压一空气压力.Kpa
H气压一长柄滤头距反冲洗水面的高度，m,H气压=1.5m
则反冲洗时空气管内的气体压力.
P空气=+H气压）X=+X=
空气温度按30E考虑,查表空气管道的摩阻为1000m
则配气管道沿程压力损失：
△R=X100/1000=
B.配气管道的局部压力损失△P2
△F2=△R=X=KPa
配气管道的总压损失
△P管=△P+△P2=+=KPa
4气水冲洗室中的冲洗水压卩7水压：
P?
k压=（H7水泵一△hi—△h反水一△h方孔-ho）X
=KPa
本系统采用气水同时反冲洗，对气压要求是不利情况发生在气水同时反冲洗时，此时要求鼓风机的静压为：
P出口=卩管+p气+p水压+p富
Pr—输出管道的压力总损失,KPa
P气—配气系统的压力损失,KPa.本设计P气=△P滤头+△P气孔
Pzk压一气水冲洗室中的冲洗水水压,KPa
F富—富余压力.
所以,鼓风机的静压力为：
P出口=卩管+P气+Pk压+P富=+++=KPa
5设备选型：
选用两台D36X46-60/5000型罗茨鼓风机，静压为5000mmO,配套电机型号为
JC292-4，功率为75KVyLXB-1890mrX820mmr用一备。
滤池布置图如图：
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-2.070
经画图后校核反冲洗泵房计算如下：
（六）反冲洗泵房设计计算
1.＞水泵性能参数及机组尺寸
初选三台14sh—28A型离心泵，Q=240-450L/s，H=10-16m泵轴功率为，
转速为1470转/分，n=70-78%Hs=3.5m电机型号为JO—92—4,功率75KV，重量625Kg,泵重790Kg
由于14sh—28A型水泵带底座，基础尺寸可按下式确定：
基础长度1=底座长度L1+（）m
基础宽度B=底座螺孔间距（在宽度方向上）b1+（）m
L1=1910mmb=870mm
贝U14sh—28A型水泵基础平面尺寸为：
L=2110mmB=1070mm
基础深度H可按下式计算：
H3.0W
W=（625+790）X=13881N
=0.78m
3.013881
2.111.0723520
则基础尺寸为LXBXH=2110mm1070mm780mm
2.＞泵房平面布置
3.＞管道和管路附件
1吸水管
吸水管流量为m3/s，查水力计算表，选用DN800钢管，V=s,i=%。
2压水管
压水管流量为m3/s，查水力计算表，选用DN600钢管，V=s,i=%
3反冲洗干管
反冲洗干管管径为DN6O0管长50mV=1.91m/s,i=
4反冲洗支管
反冲洗支管管径为DN600由冲洗干管至气水分配渠之间支管长度为
3.50m,V=1.91m/s,i=
5管路配件选配
名称
型号规格
主要尺寸/mm
喇叭口
DN800
D800,H800
90°
弯头
R=800mmL=800mm
闸阀
DN600Z45T—10
L=800mmW=800kg
偏心渐缩管
DN800XDN600
L=350mm
渐扩管
DN450XDN600
L=250mm
止回阀
DN600H44>
—10
L=880mmW=650kg
L=510mmW=590kg
DN600
R=600mmL=600mm
十字管
L=900mm
正三通
4.＞泵房平面尺寸
水泵基础之间间距取为1.50m,基础与墙壁间距取为1.0m,再加上鼓风机长
度及间距，故得泵房长度：
L=4X+3X+++X2+++=21.72m取为21.80m
出水侧水泵基础与墙壁的净距按水管配件安装的需要确定，不宜小于3.0m,
取为3.0m
进水侧水泵基础与墙壁的净距按水管配件安装的需要确定，不宜小于1.0m,
取为1.50m。
则泵房宽度B=++=5.57m取为6.0m
泵房尺寸为LXB=15nX6m,墙体采用厚为400mn!
勺钢筋混凝土
5.＞吸水井
取吸水井至清水池间的管段长为5.0m,设计流量为m3/s，采用DN6O0勺钢
管，V=1.07m/s,i=，沿程有两个闸阀，进口和出口，局部阻力系数分别为、
则管线水头损失为:
吸水井最高水位标高=清水池最高
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