V型滤池设计计算.docx

V型滤池设计计算.docx

《V型滤池设计计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《V型滤池设计计算.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

V型滤池设计计算

3.6V型滤池设计计算

3.6.1设计参数

设计2组滤池，每组滤池设计水量Q=10500m3/d,设计滤速

v=10m/h,过滤周期48h

滤层水头损失：

冲洗前的滤层水头损失采用1.8m

第一步气冲冲洗强度g气］=15L/（s.m2）,气冲时间f气二3min

第二步气、水同时反冲q气2二15L/（s.m2）,g水］=4L/（s.m2）,f气水二4min

第三步水冲强度g水2二5L/（s.m2）,^=5min

冲洗时间t=12min；冲洗周期T二48h

反冲横扫强度1.8L/（s.m2）,滤池釆用单层加厚均质石英砂滤料，粒径0.96-1.35mm,不均匀系数1.2T.6。

3.6.2设计计算

1.平面尺寸计算

1）滤池工作时间

r=24—t—=24—0.2X—=23.9h

T48

2）滤池总面积

21000^87.9m2

vT'10x23.9

3）滤池的分格

滤池底板用混凝土，单格宽5=3.5m,单格长L=13m,（一般规定

V型滤池的长宽比为2:

1-4:

1,滤池长度一般不宜小于llm；

滤池中央气，水分配槽将滤池宽度分成两半，每一半的宽度不宜超

过4m）面积45.5m2,共2座，每座面积45.5m2，总面积91m2o4）校核强制滤速『

『二竺二空竺二20m/h,满足vW20m/h的要求。

N-12-1

5）滤池高度的确定

H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7=0.8+0.1+1.2+1.4+0.4+0.3+0.1=4.3m

式中：

比气水室高度，0.7〜0.9m,取0.8m

H,滤板厚度m,取0.Im

H3——滤料层厚度m,取1.加

H4滤层上水深m,取1.4m

Hs进水系统跌差m,取0.4m

H6——进水总渠超高m,取0.3m

H7滤板承托层厚度m,取0.Im6）水封井设计

滤层釆用单层均质滤料，粒径0.96〜1.35mm,不均匀系数瓦。

为

1.2〜1.6,均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算

981x0.53

=180Xx（丄），x】20x0.28

o.8xo.r

=19.43cm

/水的运动黏度，cm2/s,20°C时为0.0101cm2/s；

g——重力加速度，981cm2/s；

niQ滤料孔隙率，取0.5；

dQ一一与滤料体积相同的球体直径，cm,根据厂家提供数据，取为0.1cm

I。

——滤层厚度，120cm

v滤速，v二10m/h二0.28m/s

（P一一滤料颗粒球度系数，天然沙粒0.75〜0.80,取0.8根据经验，滤速为8〜12m/s时，清洁滤料层的水头损失一般为30〜50cm,计算值比经验值低，取经验值的底限30cm位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丛WO.22m,忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时的水头损失为血开始二0.3+0.22=0.52m,为保证正常过滤时池内液面高出滤料层，水封井出水堰顶高与滤料层相同，设水封井平面尺寸2X2m2o堰底板比滤池底板低0.3m,水封井出水堰总高为：

H水封二0.3+巴+比+比+比二0.3+0.8+0.1+1.2+0.1=2.5m因为每座滤池过滤水量：

Q单二vf二10X45.5=455m3/h=0.13m3/s

所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式Q=i.84w3计算得：

”肿（鲁沪（悬®•1°弘

则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高

0.108+0.52=0.628m

2反冲洗管渠系统

本设计釆用长柄滤头配水配气系统，冲洗水釆用冲洗水泵供应，为适应不同冲洗阶段对冲洗水量的要求,冲洗水泵釆用两用一备的组合，水泵宜于滤池合建，且冲洗水泵的安装应符合泵房的有关设计规定。

1）反冲洗用水流量Q反的计算

反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算，单独水洗时反洗强度最大为5L/（m2.s）

0反水二g水f二5X45.5二227.5L/s=0.23m7s=819m3/h

V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量：

0衣水二q表水f二0.0018X45.5二0.082m3/s

2）反冲洗配水系统的断面计算

配水干管进口流速应为1.5m/s左右，配水干管的截面积

人水干二。

反水/V水干二0.23/1.5=0.15m2反冲洗配水干管釆用钢管，DN500,流速1.17m/s,反冲洗水由反冲洗配水干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底两侧的布水方孔配水到滤池底部布水区，反冲洗水通过布水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值，配水支管流速为1.0〜1.5m/s,取V水支二1.Om/s,则配水支管的截面积

A方孔二。

反水/V水支二0.23/1.0=0.23m2,此为配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各均匀布置10个配水方孔，共计20个，孔中心间距Ini,每个孔口面积：

A小二0.23/20二0.0115m2

每个孔口尺寸取0.1X0.52。

反冲洗水过孔流速

v=0.23/2X10X0.1X0.1=1.15m/s满足要求。

3）反冲洗用气量计算Q反气

釆用鼓风机直接充气，釆用两组，一用一备。

反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算，这是气冲强度为15L/（m2.s）

0反气二g气f二15X45.5二682.5L/s二0.68m7s

4）配气系统的断面计算

配气干管进口流速应为5m/s左右，则配气干管的截面积

A二色工二熨二0.136m2

气干V气干5

反冲洗配气干管采用钢管，DN400,流速5.41m/s,反冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，尤其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20个，反冲洗用空气通过布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为10m/s左右，配气支管的截面积

A气支二0反气/V气支二0.68/10=0.068m2

每个布气小孔面积：

A气孔二A气支/20二0.068/20二0.0034m2,孔口直径

空驶1）二o.O7m,取70mm

飞孔3.14

每孔配气量：

0气孔二0反气/20二0.68/20=0.034m3/s二122.4m3/h

2.5气水分配渠的断面设计

对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲

洗时，亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠断面面积最大。

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

0反气水二g水f二4X45.4二182L/s«O.18m3/s

气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量

0反气二g气f二15X45.5二682.5L/s=0.68m3/s

气水分配渠的气水流速均按相应的配水配气干管流速取值，则

气水分配干渠的断面积：

仏水=0反气水/V水干+0反气/V气干

=0.18/1.5+0.68/5=0.12+0.136=0.256m2

3.滤池管渠的布置

1）反冲洗管渠

（1）气水分配渠

气水分配渠起端宽取1.2m,高取1.5m,末端宽取1.2m,高取

1.0m,则起端截面积为1.8m2,末端截面积1.2m2,两侧沿程各布置10个配水小孔和10个配气小孔，孔间距lm,共20个配水小孔和20个配气小孔，气水分配渠末端所需最小截面积为0.256/20=0.0128卅〈末端截面积1.2m2,满足要求。

（2）排水集水槽

排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,则排水集水槽起端槽高

2m,

式中：

出，H2,比同前，1.5为气水分配渠起端高度。

排水集水槽末端槽高

H末二比+比+比+比+0.5-1.0=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5T.0=1.7m,

其中1.0为气水分配渠末端高度

坡底i二昱匸生二土工二0.038>0.02,符合设计要求。

厶13

（3）排水集水槽排水能力校核

由矩形断面暗沟（非满流，20.013）计算公式校核集水槽排水能力。

设集水槽超高0.3m,则槽内水位高如集二1.2-0.3二0.9m,槽宽b排集二L0m,湿周X二b+2h二1.0+2X0.9=2.8m

水流断面A排集二b排集如集=1.0X0.9=0.9m~

水力半径R二如集/X二0.9/2.8二0.32m

2121

水流速度v二竺二血'0.038'二7.Om/s

n0.013

过流能力Q排集二A排集v=0.90X7.0=6.30m3/s

实际过水量。

反二0反水+0表水二0.23+0.082=0.312m3/s<6.12m3/s,

符合设计要求。

2）进水管渠

（1）进水管渠:

2座滤池分成独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速要求0.8〜1.2m/s,釆用0.8m/s则过滤流量

0二21000/2二437.5m3/h=0.122m3/s

过水断面

F=g=0J22=q16m2>进水总渠宽o.8m,水面高0.2m。

v0.8

（2）单池进水孔：

每座滤池在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，供给反洗表扫用水。

调节闸板的开启度，使其在反冲洗时的进水量等于表面扫洗用水量，孔口面积按孔口淹没出流公式Q二0.64A屈计算，其总面积按滤池强制过滤水量计，强制过滤水量偽=岁丰二0.122m3/s

孔口两侧水位差取0.Im,则孔口总面积

九=Q「二xz1=0.136m2«0.14m2

0.64颗0.6472x9.8x0.1

中间孔面积按表面扫洗水量设计:

编孔二A孔X弹二0.14X

7强

孔口宽3中孔=0.9m,孔口咼H中孔=0.Im

两个侧孔口设阀门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积

孔口宽B韵孔=0.3m,孔口咼H侧孔=0.Im

（3）宽顶堰：

为保证进水稳定性，进水总渠引来的待滤水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠，在经配水渠分配到两侧的V型槽。

宽顶堰堰宽取血顶二4m,宽顶堰与进水总渠平行布置，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二1.84何产

（4）滤池配水渠:

进入每座滤池的待滤水经过宽顶堰溢流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V型槽，滤池配水渠宽取b濟二0.4m,渠高为0.6m,渠总长等于滤池总宽，则渠长厶喋二3.5m,当渠内水深加渠二0.2m时，末端流速（进来的待滤水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧流量血/2）

"配集h配集

0122=1.01m/s,

2x0.2x0.4

满足滤池进水管渠流速的要求。

（5）

配水渠过水能力校核:

配水渠水力坡降i配樂=（nvK^/R^）2=（O.O13xl.O/O.172/3）2<0.002

渠内水面降落Ah幘=i配渠L侏/2二0.002X3.5/2=0.0035m

因为配水渠最高水位h二幅集+△加渠二0.2+0.0035=0.2035m＜渠高

0.6m,所以配水渠的过水能力满足要求。

4）V型槽的设计

V型槽槽底射表扫水出水孔，直径取0.025m，间隔0.15m,每槽共计90个，则单侧V型槽表扫水出水孔总面积为：

玉孔二丄土严匸％90二0.044m2

表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m,即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。

据潜孔出流公式Q二0.64A阿,其中Q应为单个滤池的表扫水流量，

则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面

反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q二1.84W产求

得，其中b为集水槽长13m,Q为单格反冲洗流量

0反单二二0.23/2=0.115m7s

V型槽倾角45。

垂直高度0.6m,壁厚0.05m。

反冲洗时V型槽

顶高出滤池内液面高度为：

H=0.6—0.15—排植一九液二0.6—0.15—0.03—0.11=0.31m

3）冲洗水的供给，选用冲洗水箱供水的计算

（1）冲洗水箱到滤池配水系统的管路水头损失九反冲洗时干管用钢管DN500,管内流速1.17m/s,1000i二1.80。

冲洗水箱底到滤池配水间的沿途及局部损失之和为：

九二0.53m

（2）配水系统水头损失为h2=0.34m

（3）滤料层水头损失:

A3=（-^-l）x（l-mo）x/Z3=（2.65-l）x（l-0.41）xl.2=l.16

r

式中：

n——滤料石英砂的密度，人二2.65t/m7

r——水的密度，r=lt/m3;

m0——滤料膨胀前的空隙率，m0=0.41；

H3一一滤料层膨胀前的厚度，比二1.加。

（4）安全富余水头：

hFl.5m,冲洗水箱底应高于洗砂排水槽面：

Ho=t+h2+/?

3+/?

4=0.53+0.34+1.16+1.5=3.53m

（5）冲洗水塔容积按一座滤池冲洗水量的1.5倍计算：

V=1.5（0反水『水+0反气水t气水）=15x（0.23x4x60+0.18x5x60）=163.8m3

5.设备选型

5.1风机选型

根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力，风量要求选2台LG50风机。

风量50m3/min,风压49kpa,电机功率60kw,—用一备，正常工作鼓风量共计50m'/min〉l.10反气二44.88m3/mino

5.2反冲洗水泵选型

选用12Sh-28型泵，2台（一用一备），性能参数：

流量612-900m3/h,扬程10~14.5m,轴功率30.3~33.OKW,电机功率40KW,允许吸上的真空高度为4.5m。