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1、4.5 普通快滤池工艺设计与计算4.5.1.滤池面积和尺寸滤池工作时间为24h,冲洗周期为12h，滤池实际工作时间为:24T 二 24 - 0.1 x二 23.8h12式中：0.1 代表反冲洗停留时间由于该水厂引用水库里面的水，其水质比较好，故该滤池采用石英砂单层滤料，其设滤池面积为：计 滤 速 为 810m/h ， 本 设 计 取 v1 =10 m/h33986.6 x 1.0510 x 23.8二 149.9 m 2根据设计规范，滤池个数不能少于2个，即N22个，根据规范中的表如下:本设计采用滤池个数为4 个，其布置成对称单行排列。每个滤池面积为:式中：f每个滤池面积为（m2）,N滤池个数
2、N22个，取4个F滤池总面积（m2）设计中采用滤池尺寸为：则L=6m, B=6m，故滤池的实际面积为6*6=36m2实际滤速v1=3600*1.05/（23.8*4*36）=10.41m/h，基本符合规范要求：滤速为810m/h。校核强制流速v 2为：当一座滤池检修时其余滤池的强制滤速为符合规范要求：强制滤速一般为1014 m/hv =-Nv = 4 x 1041 = 13.88m / h,2 N -14 -1，2. 滤池高度：H=H1+H2+H3+H4式中：H-滤池高度（m）, 般采用3.20-3.60m；H1-承托层高度（m）； 般可按表（1）确定；H2-滤料层厚度（m）； 般可按表（2）
3、确定；H3-滤层上水深（m）； 般采取1.52.0mH4-超高（m）； 般采用0.3m设计中取 H1=0.40m, H2=0.70m, H3=1.80m，H4=0.30m；H = 0.40 + 0.70 +1.80 + 0.30 = 3.20m表 4-6 大阻力配水系统承托层材料、粒径与厚度层次(自上而下)材料粒径(mm)厚度(mm)1砾石241002砾石481003砾石8161004砾石16 32本层顶面应咼出配水 系统孔眼100表 4-7 滤池滤速及滤料组成滤料种类滤料组成正常滤速(m/h)强制滤速(m/h)粒径(mm)不均匀系数(K80)厚度(mm)单层细砂 滤料石英砂d10=0.552
4、.070079912双层 滤料无烟煤d10=0.852.030040091212 16石英砂d10=0.552.0400三层 滤料无烟煤d10=0.851.745016 1820 24石英砂d10=0.501.5250重质矿石d10=0.251.770均匀级配 粗砂滤料石英砂d10=0.9 1.21.41200 150081010 13注：滤料的相对密度为：石英砂2.502.70；无烟煤1.41.6；重质矿石4.405.20。4.5.2 每个滤池的配水系统1、最大粒径滤料的最小流化态流速Vmf=12.26 xd i.3i 1.31 x H 0.54m 2.31X0(1 - m )0.540Vm
5、f-最大粒径滤料的最小流化态流速(m/s)； d-滤料粒径(m)； -球度系数；H -水的动力粘度(N.S)/m2 m0-滤料的孔隙率。设计中取 d=0.0012m, =0.98, m0=0.38,水温 200 时卩=0.001(N.S)/m2Vmf0.00121.310.382.3112. X 0.981.31 X 0.0010.54 X (1 - 0.38)0.541.08cm/ s2、反冲洗强度q=10KVmfq-反冲洗强度L/(s/m2),般采用 1215L/(s/m2)；K-安全系数，一般采用 1.11.3.设计中取 K=1.3q=10X1.3X1.08=14L/(s/m2)3、反冲
6、洗水流量qg=fq式中qg反冲洗干管流量(L.s)。 qg=36 x 14=504L/s4、干管始端流速4.q x10-3V =g兀.D 2式中Vg干管始端流速(m/s), 一般采用1. 0-1.5 m/s ; qg反冲洗水流量(L/s); D干管管径(m)。设计中取 D=0.8m4 x 504 x 10-3兀.0.82=1.00m / s5、配水支管根数nj=2 X-a式中 nj-单池中支管根数(根);L-滤池长度(m);A-支管中心间距(m), 般采用0.250.30m。 设计中取 a= 0.30m nj=2 乂竺=40根J 0.30单格滤池的配水系统如图所示。300300150qqj=
7、gn j式中qj-单根支管入口流量（L/s）.qqjnj=504 = 12.6L / s407、支管入口流速q x 10 -3j式中Vj-支管入口流速（m/s）,般采用1.502.0m/sDj-支管管径（ m）。设计中取Dj=0.10m12.6 x10-3兀-.0.1024=1.60m / s8、单根支管长度l 二 1（ B - D）j2 式中lj-单根支管长度（m）；B_单个滤池宽度（m）； D-配水干管管径（m）。设计中取 B=6m，D=0.80m；l 二 1（6.0 - 0.80）二 2.6mj29、配水支管上孔口总面积 Fk=K.f式中Fk-配水支管上的孔口面积（m2）K-配水支管上孔
8、口总面积与滤池面积f之比，一般采用0.2%0.25%,设计中取 K=0.25%则 Fk=0.09 m210、配水支管上孔口流速q-gFk式中Vk-配水支管上的孔口流速，一般采用5.06.0m0.6305 6 /V = 5.6m / sk 0.112511、单个孔口面积式中fk-配水支管上单个孔口面积（m m2）；dk-配水支管上孔口的直径（mm）, 般采用912mm。 设计中取 dk=9mm= x 92 = 63.5mm 2k412、孔口总数Nk二 900000 二1418个63.513 、每根支管上的孔口数式中 nk-每根支管上的孔口数（个）。=36个支管上孔口布置成二排，与垂线成450夹角
9、向下交错排列，如右图所示14、孔口中心距la jk n夕2式中ak-孔口中心距（m）。 设计中取lj=2.6m, nk=36个2.6二 0.14m36215、孔口平均水头损失式中hk-孔口平均水头损失（m）；q-冲洗强度L/（s/.m2;卩-流量系数，与孔口直径和壁厚5的比值有关；K-支管上孔口总面积与滤池总面积之比，一般采用 0.2%0.25%。设计中取5 =5mm，k=0.250/0；则孔口直径与壁厚之比dk二:=1.8，选用流量系数55卩=0.68I. = 2.60d = 0?10=26 601q 21V（142 x 9.8（10 卩 K ）19.6 10 x 0.68 x 0.25 丿
10、hk2=3.5m16、配水系统校核对大阻力配水系统，要求其支管长度lj与直径dj之比不大于60对大阻力平配水系统，要求配水支管上孔口总面积Fk与所有支管横截面积之和的比值小于 0.5k 0.5nJ.jj兀Fi= D 2J 4 j式中fj-配水支管的横截面积（m2）。F 0.1125k =-= 0.287 0.5，满足要求。50 xlx 0.102j j44.5.3. 洗砂排水槽1、洗砂排水槽中心距a0=l/n1式中：aO洗砂排水槽中心距nl每侧洗砂排水槽数（条）因洗砂排水槽长度不宜大于6m,故在设计中将每座滤池中间设置排水渠，在排水渠两 侧对称布置洗砂排水槽，每侧洗砂排水槽数n1=3条，池中洗
11、砂排水槽总数为n2=6条aO=7.5/3=2.5m2、每条洗砂排水槽长度为B - b 6 - 0.8lO二二 2.6m2 2式中：10每条洗砂排水槽长度（m） b中间排水渠宽度（m）取b=0.8m3、每条洗砂排水槽的排水量q504q 二 N 二 二 84 L / s 0 n 62式中：q0每条洗砂排水槽的排水量 qg单个滤池的反冲洗水量 n2洗砂排水槽总数4、洗砂排水槽断面模数 洗砂排水槽采用三角形标准断面，如图洗砂排水槽断面模数：x = 0.5 q。1000vO二 0.5 x/84 0-51000 x 0.6 丿u 0.18m式中：X洗砂排水槽断面模数v0槽中流速（m/s）一般采用0.6 m
12、/s5、洗砂排水槽顶距砂面高度H 二 eH + 2.5x + 5 + c 二 38.6% x 0.7 + 2.5x 0.20 + 0.05 + 0.08 二 0.90me2式中：He洗砂排水槽顶距砂面高度e砂层最大膨胀率，石英滤料一般采用30%50%，取 40%” si排水槽底厚度 取0.05m- 严H2滤料厚度取0.7m$c洗砂排水槽的超高，取0.08m: r6、洗砂排水槽总面积为：“F 二 2x x l x n + bL 二 2 x 0.18 x 2.6 x 6 + 0.80 x 6 二 10.2m2F.；o02FF 10.2校核排水槽种面积与滤池面积之比：-fO二二28% u 25%，基
13、本满足要求7、中间排水渠中间排水渠选用矩形断面，渠底距洗砂排水槽底部的高度为qH = 1.73 x 3 = 0.58me gb 2单格滤池的反冲洗排水系统布置图如下LIJLJ1-11DDD 2DOO 2000 1DK）图 4-9 单格滤池的反冲洗排水系统布置图4.5.4 滤池反冲洗滤池反冲洗水可由高位水箱或专设冲洗水泵供给，本设计采用水泵供水反冲洗1、单个滤池的反冲洗用水总量14 x 36 x 6 x 601000=181.44m2式中：w单个滤池的反冲洗用水总量 t反冲洗时间,一般为75min 取6min表4-8水冲洗强度及冲洗时间（水温20C时）滤料组成冲洗强度L/（m2s）膨胀率（）冲洗时间（min）单层细砂级配滤料12 154575双层煤、砂级配滤料13 165086三层煤、砂、重质矿石级 配滤料16 1755752、高位水箱冲洗1）高位冲洗水箱的容积W = 1.5W = 1.5 x= 1.5 x 14
