V型滤池的设计计算

V型滤池的设计计算 摘要: V型滤池的设计计算。 关键词: V型滤池 设计计算 1、设计参数的确定: 滤料:石英海砂，ρr=2.65kg/L，粒径0.95-1.3mm，不均匀系数k80=1.0-1.3 滤层厚度1.2-1.5m取1.3m 滤速:7-15m/h，沙上水深1.2-1.3m ，分别取10m/h，1.3m。 反冲洗强度: 2气反冲洗时:空气冲洗强度为14-17L/s?m 2横向扫洗强度1.4-2.0/s?m L 2气水反冲洗时:空气冲洗强度为14-17L/s?m 2水冲洗强度为4-5L/s?m 2横向扫洗强度为1.4-2.0L/s?m 2水反冲洗时:水冲洗强度为4-5L/s?m 2 横向扫洗强度为1.4-2.0L/s?m 滤头:采用QS型长柄滤头，没平方米布置48-56个 2、滤池面积和尺寸 滤池工作时间为24小时，冲洗周期为48小时，每次冲洗时间为10min。(气反冲洗4min。气水反冲洗4min，水放冲洗时间为2min)时间工作时间为: 24*10 T=24-=23.92h48*60 2滤池面积:F=Q/VT=63000(天处理量)/10/23.92=263.4m ，两两合建，共两座。 采用滤池数N=4 2每个滤池的面积 f=F/N=66.5m 2查表可直接取B=3.5m，L=11m的滤板，实际滤池面积为f=3.5*11*2=77m 校核强度滤速:在机械搅拌澄清池之后，将出水用管道连接，因此，在校核滤速时，可以按三个池子工作，一个池子冲洗，三个池子分担一个池子的流量: N*10/(N-1)=4*10/3=1.33<17m/s 3、滤池高度 清水库高度 :H1=0.8m 承托层高度:H2=0.1m 滤料层高度:H3=1.3m 砂面上水深:H4=1.3m(反冲洗时水位下降至派水槽顶，水深0.5m) 超 高:H5=0.8m 总 高:H=0.8+0.1+1.3+1.3+0.8=4.3m 4、进水系统设计与计算。 3(1)每座滤池进水总流量Q=0.729/2=0.364m/s 0.40.4进水渠宽:h=0.9*Q=0.9*0.364=0.6m 进水渠中正常水深:h0=1.25*B=1.25*0.6=0.75m 0.364渠中平均流速: V0=0.81/,ms0.75*0.6 3每个滤池进水量:Q2=0.364/2=0.182m/s 水力半径R=0.6*0.75/(0.6+0.75*2)=0.214m Q20.182L2==0.34m,(2)进水方孔的边长: 2V02*0.81取L2=0.4m，V2=0.57m/s 孔口面积按孔口淹没出流公式计算 Q0.8A2gh,式中Q按强制流量计算 3Q=3*0.182/2=0.273m/s A=Q/0.82gh 取h=0.1m 2A=0.244m 中间方孔的面积按横向扫洗的水量计算 2A`=A*Q反水/Q=0.244*0.154/0.273=0.1374m 边长L =0.37m 2侧孔面积A``=A-A`=0.244-.0.1374=0.1066m 边长=0.32m 注:两侧各一个进水方孔，用枕形充气橡胶阀来控制，待滤水进入方孔反冲洗时，此两方孔关闭。中间另设一常开方孔，滤池反冲洗时，表面扫洗水面。此方孔经过溢流堰进入。 (3) 堰口的淹没深度及长度计算: 1.5Q=1.84bh 堰口长度b取5m 计算的h=0.243m (4)横向扫洗小孔的设计与计算: 要点:小孔中心标高比反冲洗水位低0.8-1.2 cm，V型槽内水由小孔出流时呈半淹没出流，横向扫洗作用最佳。 2扫洗冲洗强度为2/s?m L 3所需水量q=q*f=2*4.2*16=0.1344m/s g V 型槽底设d=0.025m的圆孔每槽80个 2总面积为80*3.14*0.025*0.025/4=0.4m V 型槽倾角取45度，垂直高度为1m，壁厚0.05m。 5、气水反冲洗系统设计与计算 (1)配气系统的设计计算: V型滤池采用QS型长柄滤头，每平方米布置55个 QS型长柄滤头. 空气干管(每只滤池): 取空气干管内的流速V=5m/s 气反冲洗的强度为16L/s 2单池面积f=77m 3q=q*f=16*77=1.232m/s g 4q4*1.232gD===0.56m 3.14*V3.14*1.5水 取D=600mm 孔口直径: 设孔口数为40，每边为20个 3每个孔的通气量为1.232/40=0.0308m/s 每个孔口流速Vn=10m/s 0.0308*4d==0.065m=65mm n13.14*10 (2) 配水干管(每只滤池) 3干管流量:q=fq=77*4=0.308m/s 水g 干管中水流流速V=1.5m/s 水 4*q4*0.0308gD===0.511m 水3.14*V3.14*1.5水取D=500mm，V`=1.57m/s 水水 孔口计算: 设孔口数为40，每边为20个 3q=0.308/40=0.0077m/s n2 取V=1.2m/s n2 q0.308n2 L===0.80mn2V1.2n2 (3)校核气水分配渠的末端所需的最小截面和: qq0.3081.2322反水反气 A=+=+=0.44mVV1.575水气 2末端截面积A`=0.8*1=0.8m 0.44<0.8 符合要求 6、排水系统的设计与计算 (1)排水槽: 收集V型槽横向扫洗和配水系统的冲洗水， 来自V型槽的排水量为; 3qf=4*66.5=0.266m/s 来自配水系统的排水量为; 3qf=0.133+0.266=0.399m/s 3Q=0.133+0.266=0.399m/s g 取排水槽底端高度为0.9m 起端高度为0.8+1.3m 槽宽B=0.8m 超高0.3m 则槽内的水位高为1.3-0.3=1m 槽底坡度i=1.3/11=0.0118m 水力半径为0.8*1/(0.8+1+1)=0.286m 21132V=Ri=3.625m/s 水流流速 n 3 过水能力:Q=VW=Vbh=3.625*0.8*1=2.9m/s (2)排水渠: 排水渠汇集2个滤池的反冲洗用水。 3Q9=2*(0.154+0.308)=0.924m/s 0.4排水渠的宽B=0.9Q=0.82m 9 取B=0.8m 排水渠中的正常水深H0=1.25B=1.25*0.8=1m 排水渠中的流速=0.924/0.8/1=1.16m/s 7、清水系统的设计与计算: 3(1)清水总流量Q=0.364m/s 清水渠断面由结构来定。 3每个滤池的清水管流量Q7=0.182m/s 取管径D=600mm，V=1.45m/s (2)水封井的设计 为保证滤池在正常工作是池内的液面高出滤料层，水封井的出水堰顶标高与滤料层相同。设计的平面尺寸为2m*2m，堰底比滤池底部低0.3米，水封井的出水堰高度为 H=0.3+0.8+0.1+1.3=2.4m (3)反冲洗完毕时，滤料层的液面高度 滤料层的初始过滤水头损失为0.3m(经验值)， QS型长柄滤头的水头损失为0.22m， 23Q，， 水封井的的堰上水深为: h==0.15mh,,1.84b，， 反冲洗完毕时，滤料层的液面高度 H=0.22+0.3+0.15=0.67m 即排水槽的顶部高出滤料曾0.67m，取0.5m。 8、冲洗水箱标高和容积的设计与计算: 2Q=4L/s?m，6min 2Q=2L/s?m，10min (1)冲洗水箱的容积: 3W=?1.5qft=1.5*4*6*7760/1000+1.5*2*10*77*60/1000=263.34m (2)水箱的底部标高: 取水箱至滤池配水管的沿途及局部损失之和H1=1m 配水系统水头损失H2=0.18m 承托层水头损失H3=0.022H2*q =0.011*0.1*4 =0.0088m 滤料层水头损失H4=(ρr-ρ)(1-m0)H3/ρ =(2.65-1)(1-0.45)*1.3 =1.18m 安全富余水头H5=1.5m 冲洗水箱底应高出排水槽的高度为 H0=H1+H2+H3+H4+H5=1+0.18+0.009+1.18+1.5=3.87m (3)水箱的设计(设为圆柱体)。 取水箱内的水深为2.8，超高0.5m，则水箱的直径为10.9m取11m。 m