计算书V型滤池汇总.docx

1、计算书V型滤池汇总1.1.1 V 型滤池及反冲洗操作间1.1.1.1功能 通过过滤介质的表面或滤层截留水体中悬浮固体和其它杂质的过程。其中反冲洗操作间是安装 V 型滤池的反冲洗设备，并为管理和运行维护 V 型滤池和反冲洗设备的人员提供办公场所。本段为 V型滤池及反冲洗操作间， V型滤池分 6格,反冲洗操作间共 1座， V 型滤池的处理能力为 5.25万m3/d。1.1.1.2主要参数设计流量： Q=5.25万m3/d=2188m3/h=0.61m3/s设计滤速： 8.09m/h强制虑速： 12.14m/h 滤池分格： 6格 总过滤面积： 332.64m2 滤池冲洗方式为气冲气水同时冲水冲，同时

2、全程表面扫洗。 先气冲时，气冲强度 15 L/m2 s，冲洗时间 2分钟。气水同时冲时，气强度 15 L/m2s，水强度3L/m 2s，冲洗时间 4分钟 后水冲时，水冲强度 6 L/m2 s，冲洗时间 6分钟。表面扫洗强度为 2 L/m2s，扫洗时间为全程。 运行周期为 T=12h1.1.1.3工艺计算 （ 1）滤池工作时间 T T 24 24/60 23.6（h）（2）滤池面积F3)滤池分格滤池分格数为 N=6，采用双床 V型滤池，单床宽度 B单 3.3m ，长度L单 8.4m ，每个滤池面积为f 2B单L单 2 3.3 8.4 55.44(m2) 滤池总面积F Nf 6 55.44 332

3、.64(m2)设计滤速为 8.07m/h强制滤速4)滤池高度的确定滤池超高 H1取0.8m，滤层上水深 H2取 1.3m。 滤池采用单层石英砂均质滤料， 粒径0.51.0mm，有效粒径 d10=0.6mm， 不均匀系数 K801.6。根据室外给水设计规范( GB50013-2006)第 9.5.5条的规定，滤料H 层厚度(H3)与有效粒径(d10)之比，对于细砂应大于 1000，即 H3 1000d10所以， H3 1000d10，d10=0.6mm，则 H3 600mm ，为使得出水水质稳定可 靠，根据以地表水为水源的净水厂常用经验滤层厚度( 1.01.5m)，本工程 V型滤池滤料厚度采用

4、1.3m，即 H3 1.3m 。根据室外给水设计规范( GB50013-2006)第 9.5.5条的规定，“采用 滤头配水(气)系统时，承托层可采用粒径 2 4mm粗砂，厚度为 50100mm”。本工程采用长柄滤头配水配气系统，承托层采用 24mm粗砂， 厚度采用 100mm，即滤料承托层厚度 H4=0.1m。 根据常用滤板的规格，本工程采用预制混凝土滤板，滤板的尺寸规格 为长宽高 =1080mm1030mm100mm，因此滤板厚度为 H5=0.1m。本工程 V 型滤池，采用 6格，每格分对称的 2组。根据滤板的规格，单 组滤池宽度采用 3.3m，则宽度方向可安装 3块滤板，长度采用 8.4m

5、，则长 度方向课安装 8块滤板。滤板梁按宽度方向布置，则滤板梁的跨度为 3.3m， 11由于梁一般取跨度的 1 1 ，因此，本工程 V型滤池滤板梁的高度取 0.3m，10 12即滤板梁高度 H6=0.3m。支撑墙高度 H7=0.7m，则滤池总高度H= H1+ H2+H3+ H4+ H5+ H6+ H7=0.68+1.3+1.3+0.1+0.1+0.3+0.7=4.6(m) 如下图所示：图1 滤池高度示意图5)初滤水头损失的计算均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算。 H 清 180 1 m3 0 1 l0v清 g m03 d0 0式中H清 水流通过清洁滤料层的水头损失， cm；水的运动粘度，

6、cm2/s，5时为 0.01519cm2/s； g重力加速度， 981cm/s2；m0滤料孔隙率，取 0.5:；d0与滤料粒径相同的球体直径， cm，根据厂家提供的数据为 0.1cm；l 0滤料层厚， cm，l 0=130cm；v 滤速， cm/s，v=0.184 cm/s；滤料颗粒球度系数，天然砂率为 0.750.8，取 0.8；0.01519 1 0.5 1 H清 180 0.01519 1 03.5 1 130 0.184 1.67 cm清 981 0.53 0.8 0.1根据经验，滤速为 610m/h时，清洁滤料层的水头损失一般为 3040cm。 计算值比经验值低，取经验值的低限 30

7、cm为清洁滤料层的水头损失。正常 过滤时，通过长滤柄虑头水头损失 h 0.22m。忽略其水头损失，则每次 反冲洗后刚开始过滤时水头损失为H 开始 0.3 0.22 0.52 m（ 7）反冲洗管渠系统1反冲洗用水量 Q反水 。单独水洗时反洗强度最大，此时反冲洗用水量Q反水 q2水 f 6 55.44 3.6 1197.50 m3/hV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 2.3 55.44 3.6 459.04 m3/h反冲洗用水量Q反 Q反水 Q表水 1197.50 459.04 1656.55m3/h2反冲洗配水系统。反冲洗供水管管径 D4578.8，其流速流速符合 2

8、.02.5m/s的设计要求反冲洗水由反冲洗供水管输送至气水分配渠，由气水分配渠底侧的布水方孔配水到滤池底部布水区。反冲洗水通过配水方孔的流速 v水 孔 取1.5m/s，则配水管支渠的截面积则每个小孔的最小面积应为：2A小孔 0.222/ 32 0.007 m2沿渠长方向布置 32个配水方孔，每侧 16个，孔心间距为 0.5m，配水小孔尺寸设计为 90mm 90mm，如下图所示图2 滤池配水配气进水孔示意图每个进水小孔的面积修正为 0.0081m2，实际最大过孔流速修正为1.28m/s，满足 1.01.5m/s的设计要求。3反冲洗气量 Q反气 的计算。气洗强度最大时， Q气=17L/(s m2)

9、，此时反冲洗用气量3Q反气 q气 f 17 55.44 3392 .93 m3/h4配气系统的断面计算。反冲洗管管径 D323.9 8mm，管内空气流速流速符合设计 1015m/s的设计要求反冲洗用气由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 32个，每侧 16个(如图 2所示)。反冲洗用气通过配气小孔 的流速取 12m/s，则配气支管的截面积A气支 Q反气 / v 气支 0.0785 m每个布气小孔的面积2A气孔 0.0785 / 32 0.00245 m2配气小孔采用预埋 De63的 PE80塑料管，

10、管内径为 51.4mm，修正孔口 面积为 0.00207m2，修正配气小孔空气流速为 14.19，满足 15m/s左右的设计 要求。5气水分配渠的断面设计。气水分配渠的断面应按气水同时反冲洗的情况设计。此时反冲洗水的Q反水 q1水 f 3 55.44 3.6 598.75 m3/h此时反冲洗用气量Q反气 q气f 17 55.44 3392 .93 m3/h此时， v气水渠-水取1.5m/s，v气水渠-气取5m/s，气水分配干渠的断面积2A气水 Q反水 /v气水渠-水 Q反气 / v气水渠-气 0.299 m2气水分配渠设计起端高度为 1.5m，末端高度为 1.1m，气水分配渠设计 宽度为 0.

11、8m，详见图4和图5。则气水分配渠起端断面面积为 1.2m2，末端断 面面积为 0.88m2，即气水分配渠起端和末端设计断面面积均满足要求。图4 滤池配水配气渠宽度示意图8）滤池管渠排水集水槽。排水集水槽顶高出滤料顶面 0.5m，气水分配渠起端高度 1.5m，详见图5所示，排水集水槽底板厚度 0.1m，则排水集水槽起端深度H起 H1 H2 H3 H4 H5 0.5 1.5 0.1 1.4 m气水分配渠末端高度 1.1m，排水集水槽底板厚度 0.1m，详见图 5所示， 则排水集水槽末端深度H末 H1 H2 H3 H4 H5 0.5 1.1 0.1 1.8 m排水槽坡度i H末 H起 / L单 1

12、.8 1.4 / 8.4 0.048排水集水槽超高 0.3m，排水集水槽宽度 0.8m，起端水深 h排集 H起 0.3 1.1 m排水集水槽湿周b 2h 0.8 2 1.1 3 m水流断面积2A排集 bh 0.8 1.1 0.88 m2排水集水槽水力半径R A排集 / 0.88/ 3 0.293(m)混凝土渠道粗糙率 n=0.013，排水渠流速2/ 3 1/ 2v R i 7.411 m/sn排水渠过流能力3Q排集 A排集 v 0.88 7.411 6.521( m /s) Q反3进水管渠。进水总渠流速 v进总 取0.9m/s，水流断面积2A进总 Q/ v进总 0.678m进水总渠宽度取 1m

13、，水深取 1.2m，超高取 0.2m。4单格滤池进水孔强制滤速时进水量 Q强为3Q强 v强 f 9.95 55.44 0.153 m3/s每座滤池由进水总渠侧壁开三个进水孔。 两侧进水孔在反冲洗时关闭， 中间进水孔供给给反冲洗时表面扫洗用水，反冲洗时不关闭。中间进水孔 设自动调节闸板，调节闸门的开启度，调节表面扫洗用水量。孔口面积 A 孔按孔口淹没出流公式 Q 0.61A 2gh 计算，孔口两侧水位差取 0.05m，则孔 口总面积A孔 Q强 /0.61 2gh 0.309 m2中间孔面积按表面扫洗水量设计：A中孔 A孔 Q表水 / Q强 0.257 m中间孔的高度 H中孔和宽度 B中孔均取0.

14、6m。两个侧孔面积A侧 A孔 A中孔 /2 0.309 0.257 /2 0.026 m2侧孔宽度 B侧孔和高度 H侧孔均取 0.3m，实际侧孔面积为 0.09m2。 具体设计，详见图 6。图6 滤池单格进水孔示意图5进水堰 为保证进水稳定性，进水总渠引来的浑水经过溢流堰进入每座滤池内 的配水渠，再经过滤池内的配水渠分配到两侧的 V 型槽。溢流进水堰与进 水总渠平行设置，与进水总渠侧壁相距 0.5m。溢流进水堰堰宽 b堰取 4m，上 游堰高 P1=0.96m，堰上最小水头取 Hmin=0.08m。此时，满足 H 0.025m， H/P12及P1 0.3m的条件，因此，流量系数 m0=0.403

15、+0.053H/P1+0.0007/H。m0=0.403+0.0530.080.96+0.00070.08=0.416流量 Q进水堰 m0b 2gH 3/2 0.416 4 2 9.81 0.083/2 0.167(m 3 / s) 可见 Q进水堰 Q强 ，满足要求。进水堰的设计详见图 7。6单格滤池配水渠进入每座滤池的浑水溢流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池 内的 V 型槽。水流由中间向两侧分流，每侧流量为 Q强/2。滤池配水渠宽 b配渠 取0.5m，渠高 1.2m，渠长L配渠 等于单格滤池宽度，为 7.8m。当渠内水深 h配渠 为0.88m时，流速v配渠 Q强 / 2b配渠 h配渠

16、0.174 m/s配水能力校核。配水渠的水力半径R配渠 b配渠 h配渠 / 2h配渠 b配渠 0.167 m配水渠的水力坡度i配渠 nv配渠 / R配渠 0.0000454渠内水面降落量h配渠 i配渠l配渠 / 2 0.00018 m配水渠最高水位V型槽的设计V型槽槽底设表面扫水洗出水孔，直径取 dv孔=0.026m，每槽共计 83个h最高水位 h配渠 h配渠 0.8802 m 配渠最高水位小于渠高，过水能力满足要求。图8 单格滤池配水渠平面示意图则单侧 V型槽出水孔总面积A表孔 3.14 0.0262 / 4 83 0.0441m2表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶 0.15m，即 V 型槽槽底

17、高于排水集水 槽堰顶 0.15m。表面扫洗时 V型槽内水位高出滤水池反冲洗时液面hv液 Q表水/2 0.8A表孔 2/2g 0.167 m集水槽长 b为 8.4m，反冲洗时排水集水槽的堰上水头h排槽 Q反/ 2 1.84b 2/3 0.0488 mV 型槽倾角 50，垂直高度 0.65m，反冲时 V 型槽顶与池内液面高差为0.65 0.15 h排槽 0.451 m反冲时 V 型槽顶与槽内液面高差为0.65 0.15 h排槽 hv 液 0.284 mV 型槽的设计，详见图 8。图8 滤池 V型槽剖面图( 9)冲洗水泵扬程。反冲洗水池最低水位与排水槽顶高差 H 0按4.95m计。 管路沿程和局部水

18、头损失 h1 。反洗配水干管用钢管，管径 d为0.4394m，反冲洗管路局部水头损失按 沿程阻力损失的 20%进行计算。h1 1.2 0.00107lv水2干 /d1.3 0.746 m根据生产厂家提供的数据，滤头总水头损失 h2 0.22m ；衬托层经验水头损失为 h3 0.02m ； 滤料层经验水头损失为 h4 1.5m ； 富裕扬程为 h5 2m ； 冲洗水泵扬程应满足H p H 0 h1 h2 h3 h4 h5 9.44(m)冲洗水泵扬程取 9.5m。鼓风机风压。配气管道压力损失 P1。反冲洗空气管长度 l气为59m，空气管道比摩阻i 气为5.75Pa/m，配气管道局部压力损失按沿程压力损失的 2倍进行计P1 3l气i气 1017.37 Pa滤头压力损失P2 0.22 10300 2266 Pa位差压力P3 h出口 液面 K 3.55 10300 36565 Pa 富裕压力 P4取4900Pa。鼓风机出口最小压力P P1 P2 P3 P4 1017.37 2266 36565 4900 44748 Pa 鼓风机额定压力取 49kPa。