V型滤池计算说明书.docx
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V型滤池计算说明书
过滤设备（V型滤池）
设计要点：
1滤速可达7—20m/h,—般为〜15.0m/h。
2采用单层加厚均粒滤料，粒径一般为〜1.35mm,允许夸大到〜2.00mm,不均匀系数〜或之间。
3对于滤速在7—20m/h之间的滤池，其滤层厚度在一之间选用,对于更高的滤速还可相应增加。
4底部采用带长柄滤头底板的排水系统，不设砾石承托层。
5反冲洗一般米用气冲，气水同时反冲和水冲三个过程，大大节省反冲洗水量和
电耗，气冲强度为13—16L/s・m2,清7水冲洗强度为—4.1L/s•m2,表面扫洗用原
水,一般为一2.2L/s-m2。
6整个滤料层在深度方向的粒径分布基本均匀，在反冲洗过程中滤料层不膨胀，不发生水力分级现象，保证深层截污,滤层含污能力高。
7滤层以上的水深一般大于1.2m,反冲洗时水位下降到排水槽顶，水深只有
0.5m。
8V型进水槽和排水槽分设于滤池的两侧，池子可沿着长的方向发展，布水均匀V型滤池是恒水位过滤，池内的超声波水位自动控制可调节出水清水阀，阀门可根据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定。
V型滤池所选用的滤料的铺装厚度较大（约1.40m），粒径也较粗（一1.35mm）的石英砂均质滤料。
当反冲洗滤层时，滤料呈微膨胀状态，不易跑砂。
V型滤池的另一特点是单池面积较大，过滤周期长，水质好，节省反冲洗水量。
单池面积普遍设计
为70—90m2，甚至可达100m2以上。
由于滤料层较厚，载污量大，滤后水的出水浊度普遍小于。
V型滤池的冲洗一般采用的工艺为气洗一气水同时冲洗一水冲洗+表面扫洗。
9.7.2设计参数确定
设计水量Q=8X104m3/d;滤速V=10m/h。
滤池冲洗确定（见下表）
冲洗强度（L/S.m2）
冲洗时间（min）
第一步（气冲）
15
3
第二步（气水同时冲洗）
空气15
水4
4
第三步（水冲）
5
5
总冲洗时间12min=冲洗周期T=48h
反冲横扫强度1.8L/（s-m2）【一般为〜L/（s•m2）】
9.7.3设计计算
（1）池体设计
1滤池工作时间t'（读者注：
平均每天的过滤时间）
t'=24-1X24/T=24—X24/48=24—=（h）（式中未考虑排放滤水）
2滤池面积F
滤池总面积F=Q/V-t'=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
滤板下布水区高度比=0.90m〜0.90m）则滤池总高度
HH1H2H3H4H50.900.151.401.500.304.25m
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
H180V（1^（丄）2l°v
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;20T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
2
△H=18000101（1^!
0^（-）21400.2812.99cm，取。
9810.50.750.141
当滤速为8〜10m/h时，清洁滤料层的水头损失一般为30〜40m,计算值比经验值低，取经验值的低限30m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厶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相同。
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=+HH2H3=+++=2.75m
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
3
Q=h2计算得：
22
Q水封=[Q单/（1.84b堰）]'[0.125/（1.841.50）]'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）
33
Q反=4水•f=5X45=225L/s=ms=810m/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=m3s
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==m2
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：
2
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：
2
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=ms
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
2
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：
2
A气支=Q反气/V气支=10=m
每个布气小孔面积：
2
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：
3
Q反气水=4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=比H2H3+—
=+++—
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=HiH2H3+—=++—=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=1仁
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=+2X=
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：
Q反=Q反水+Q表水=+=m/sv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/（0.8A.2gh）=0.8A.2g0.10.55m2
中间面积按表面扫水量设计.
2
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：
2
A侧=（A孔-A中孔）/2=-/2〜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
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