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1、V 型滤池计算一、设计参数一）设计规模1、总处理水量Qmax=180000*1.06=190800m3/d （水厂自用水量按6%设计）滤池共分为两组，则单组滤池处理水量应为：Q0=190800/2=95400 m3/d=3975 m3/h=1.104 m3/s2、单格滤池处理水量：每组滤池分为五格，则每格处理水量应为：Q=95400/5=19080 m3/d=795 m3/h=0.22 m3/s （校核水量）Q=63600/5=12720 m3/d=530 m3/h=0.147 m3/s （设计水量）二）滤速设计取滤速为：v=8.74 m/s（6万m3/d水量时设计滤速为5.82 m/s）三）
2、冲洗强度气冲：Qq=15.0L/s?m2t=6min水冲：Qs=1.94L/s?m2 （气洗阶段） t=6minQs=3.8L/s?m2 （气洗阶段）t=6min表洗水（原水）强度1.8L/s?m2持续冲洗二、设计计算：1、有效过滤面积：F0=Q/v=795/8.74=91m22、取反冲洗排水梢宽度为: b=1.0m 3、平面布置取滤池池长L=13.0m,池宽B=8.4m则:滤池有效过滤面积为：F=13*8.4-13*1.4=91m2故符合要求实际滤速为：v=795/91=8.74m/s （校核水量滤速）v=530/91=5.82m/s （设计水量滤速）（计算中取反冲洗排水梢壁厚为 0.20m
3、）4、反冲洗水量、气量冲洗阶段冲洗强度（L/s?m2）单格滤池面积（m2）冲洗水量、气量m3/s气冲（气量）15.01.37气冲（水量）1.94910.18漂洗（水量）3.80.35表冲（水量）1.80.165、进水孔取过孔流速v=0.9m/s,则空口面积应为：Fjk=Q/v=0.22/0.9=0.24m2取孔 口尺寸为：LxH=500x500 （mm）过孔实际流速为：v=0.22/0.25=0.88m/s6、进水渠道取进水渠道内流速为0.48m/s,渠道宽为2.0m,渠道内最大流量为：Q0=1.104 m3/s,则渠道内有效水深应为：H=1.104/0.48/2.0=1.15m取超高0.40
4、m,贝U渠道断面为 BXH=2.0X 1.55m 7、V型梢V型梢梢底设表面扫洗出水孔，直径取 dv孔=0.04m,表扫孔间距150mm,每梢共计表扫孔86个，则单侧V型梢出水孔总面积A 表孔=(3.14X 0.042/4) x 86=0.108m2进水量为0.11m3/s时，v孔=1.02m/s表扫水量为0.08 m3/s时，v孔=0.74m/s8、滤后水出水管(滤后水集水渠与操作间水泵吸水渠联通管)：取出水管管径为DN1200,则出水管内流速为：v=Q/F=1.104/ (3.14X 0.62) =0.98m/s9、出水总管：出水总管采用钢管，取管内最大流速为1.4m/s,则管径应为D=1
5、400mm。水泵吸水内堰顶标高为 86.8m,反冲洗水泵中心标高为85.48m。10、滤料采用均质石英砂，有效粒径为 0.95mm,不均匀系数K=1.21.4。砂层厚度采用1.20m;垫层采用粒径为4-8mm粒石，厚 度为 50mm。11、每格滤池实际过滤面积为：91m2 12、滤池竖向布置超高800mm滤料上水深1250mm滤料厚度（含垫层）1250mm滤板厚度100mm配水区高度900mm滤池总高4300mm三、反冲洗系统计算一）气冲： Qq=15.0L/s?m2水冲： Qs=1.94L/s?m2 （气洗阶段）Qs=3.8L/s?m2 （气洗阶段）表洗水（原水）强度1.8L/s?m2二）反
6、冲洗水量、气量冲洗阶段冲洗强度（L/s?rn2）单格滤池面积（m2）冲洗水量、气量m3/s气冲（气量）15.0911.37气冲（水量）1.940.18漂洗（水量）3.80.35表冲（水量）1.80.16三）1、反冲洗水系统1）选泵反冲洗过程分为三个阶段，第一阶段为气冲阶段，先开一 台罗茨鼓风机，再开一台罗茨鼓风机；第二阶段气水冲阶段， 停一台罗茨鼓风机，开一台水泵，此时以一台水泵供给反冲洗 水；第三阶段为漂洗阶段，此时风机全部关闭，开两台水泵， 以两台水泵供给反冲洗水。因此，单台反冲洗水泵选定如下：Q=1.94X 9lX3600=635m3/h,扬程 11.0m,电机功率 35kW, 转速=1
7、450r/min2）反冲洗水干管管内最大流量为漂洗阶段，Q=0.35m3/s=350L/s取管内流速为v=1.8m/s,得管径为DN5002、反冲洗气系统1）鼓风机选型设计要求鼓风机流量为：Q=1.37m3/s=4932 m3/h选用3台罗茨鼓风机（2用1备），每台风机风量2450m3/h、排气压力49kPa2）空气干管取干管管径为DN350 ，支管管径为DN250v 支=13.8m/s, v 总=14m/s。3、反冲洗排水1）取排水管管径为 DN700 ，管内最大流量为：Q=0.35+0.16+0.18=0.69m3/s=690L/sv=1.81m/s2）排水槽排水槽按一般集水槽计算。梢宽为
8、1.00m,梢内最大流量Q=0.51 m3/s,取梢内流速为0.7m/s,则水深为：h=Q/vB=0.51/0.7 x 1=0.73m考虑堰上跌水，排水梢起端深为 0.95m。排水梢底板底面最低处高出滤板底100mm,底板坡度为0.046，排水槽最低处深为1.55m。排水槽顶端高出滤料层顶面0.5m四） 1、反冲洗水管路损失1）反冲洗水管管底至排水槽顶的高差为 2.6m。2）冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失hi。反冲洗配水干管用钢管，管径 DN=500,管内流速v=1.8m/s,布置管长 L 总计 70m。 用海增威廉公式计算反冲洗总管的沿程水头损失为 hf=0.57m。局部水头损失（冲洗
9、管配件及局部阻力系数 S见表） hj= / (2g) =9.07X 1.82/ (2X9.8) =1.5m配件名称数量/个局部阻力系数七大小头（DN300-350）10.051P止回阀（DN350）13.0伸缩接头（DN350）22X0.21=0.42蝶阀（DN350）22X0.3=0.6r三通（一端封堵）33X1.5=4.5三通55X0.1=0.5合计149.07反冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失4hi=Ahf+Ahj=2.07mo3）滤池配水系统的水头损失 h2。气水分配干渠的水头损失按气水同时反冲洗时计算。此时， 渠上部是空气，下部是反冲洗水，按矩形暗管（非满流，n=0.013）近似
10、计算。此时气水分配渠内水面高 h=0.18/ （0.88X 1.0） =0.20m水力半径=1.0X0.2/ （2X0.2+1.0） =0.14m水力坡降二（nv/R2/3） 2=1.8X10-3渠内水头损失=1.8X 10-3X 13=0.023m气水分配干渠底部配水方孔水头损失。配水方孔的实际总面 =2X26X0.01=0.52m2 （两侧沿程各布置26个配气小孔和26个布 水方孔，孔间距0.5m,共52个配气小孔和52个布水方孔）。孔口按 淹没出流公式 Q=0.8A、须，v=Q/0.8A配水方孔水头损失=0.18/（0.8 乂 0.52）2/（2 x 9.8）=0.01m反洗水经过滤头的
11、水头损失。根据有关资料，反洗水经过滤头的水头损失w 0.22m气水同时通过滤头时增加的水头损失。气水同时反冲时气水 比k=7.73。滤帽缝隙总面积与滤池过滤总面积之比为1.25%,则长柄滤头中的水流速度为0.18/ (1.25%X91) =0.16m/s通过滤头时增加的水头损失为 9810k(0.01-0.01v+0.12v2)=870Pa=0.087m滤池配水系统的水头损失 h2=0.34m4)砂滤层水头损失4 %。石英砂滤料容重丫 i为2.65t/m3,水的 容重丫为1t/m3,滤料膨胀前的孔隙率 m0为0.41m,滤料层膨胀前的 厚度为1.2m。滤料层水头损失 h3= (丫 1/丫-1)
12、 (1- mo)H=1.17m5)富余水头4 h4取1.5m,反冲洗水泵的最小扬程H 泵 =2.6+2.07+0.34+1.17+1.5=7.68m反冲洗水泵扬程11.0m满足要求。2、反冲洗气管路损失1)长柄滤头的气压损失 P滤头。气水同时反冲洗时反冲洗用气 量为1.37m3/s。每格滤池滤板78块，每块滤板安装72个长柄滤头， 共计安装长柄滤头数为 5616个，每格滤头的通气量为0.244L/s。滤头在该气体流量下的压力损失考虑3kPa。2)气水分配渠配气小孔的气压损失 P气孔。配气孔直径为0.05m,共52个配气小孔反冲洗时气体通过配气小孔的流速为1.37/52/0.0020=13.2m
13、/s。流量系数猿取0.6,气水分配渠配气小孔压力损失 P气孔=981v2/ （2g -）=2.42kPa3）配气管道的总压力损失 P管配气管道的局部压力损失 Pi。反冲洗空气管长度为75m,干管管径为DN350,支管管径为DN250v 支=13.8m/s, v 总=14m/s。查给水排水设计手册第5册表6-2,空气管道的比摩阻 为i气为3.82Pa/m,空气温度30时浊度修正系数为0.98.配气管 线沿程压力损5 Pi=0.98X 3.82X 75=280.77Pa=0.28kPa反冲洗配气干管用钢管，管径DN=350,管内流速v=14m/s。局部水头损失（冲洗管配件及局部阻力系数S见表） h
14、j=10E v2 p /（2g） =10X13.95X 142x 1.205/（2x 9.8） =1.68kPa配件名称数量/个局部阻力系数七大小头(DN250-350)r10.151止回阀（DN250）14.5伸缩接头22X0.21=0.42闸阀(2个DN350, 1个DN250)32X0.07+0.08=0.22三通（一端封堵）33X 1.5=4.5r三通66X0.1=0.690弯头44X 0.89=3.56合计2013.95配气管道的总压力损失 P 管=0.28+1.68=1.96kPa4）气水冲洗室中的冲洗水压。反洗时冲洗室水压等于：排水梢堰上水头（0.05m） +排水梢顶到滤板高度（1.75m） +滤板厚度（0.10m）+滤层水头损失（1.17m） +滤头损失（0.22+0.087）3.377X 9.81=33.13 kPa 5）空气管入口压力 P=3+2.42+1.96+33.13+4.9（富余）=45.41kPa罗茨鼓风机出口压力49kPa满足要求。#
