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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Q =180000*1.06=190800m3/d （水厂自用水量按 6% 设计） max滤池共分为两组，则单组滤池处理水量应为：Q =190800/2=95400 m3/d=3975 m3/h=1.104 m3/s 02、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
2、m/s）三）冲洗强度气冲：Q=15.0L/sm2qt=6min水冲：Qs=1.94L/sm2（气洗阶段）t=6minQs=3.8L/sm2（气洗阶段）t=6min表洗水（原水）强度1.8L/sm2持续冲洗、设计计算：1 、有效过滤面积：F0=Q/v=795/8.74=91m22、取反冲洗排水槽宽度为：b=1.0m3、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槽壁厚为 0.20m）
3、4、反冲洗水量、气量冲洗阶段冲洗强度（L/sm2）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）1.80.165、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0.40m，
4、则渠道断面为BXH=2.0X1.55m7、V 型槽V型槽槽底设表面扫洗出水孔，直径取d 0.04m,表扫孔间距 v孔=150mm，每槽共计表扫孔86个，则单侧V型槽出水孔总面积A = (3.14 X 0.042/4 )X86=0.108m2表孔700I：oJ, 950o o15055C801_5兰2不锈钢角钢-M10Wfe5005伽博咖W脉 1000440150表扫孔通长2.850L50X5不锈钢角钢7/2.750L50X5不锈角钢斜肋Q只OO0O进水量为 0.11m3/s 时， v =1.02m/s孔表扫水量为0.08 m3/s时，v =0.74m/s孔8、滤后水出水管(滤后水集水渠与操作间
5、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/(3.14X0.62) =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=1400mm。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：91m212 、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900m
6、m滤池总高4300mm三、反冲洗系统计算一）气冲：Q=15.0L/sm2q水冲：Qs=1.94L/sm2（气洗阶段）Qs=3.8L/sm2（气洗阶段）表洗水（原水）强度1.8L/sm2二）反冲洗水量、气量冲洗阶段冲洗强度（L/sm2）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
7、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=1.94X91X3600=635m3/h,扬程 11.0m,电机功率 35kW,转速=1450r/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 49kPa。2）空气干管取干管管径为DN350,支管管径为DN250v =13.8m/s ， v =14m/s。
8、支总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。槽宽为1.00m，槽内最大流量Q=0.51 m3/s,取槽内流速为0.7m/s，则水深为：h=Q/vB=0.51/0.7X l=0.73m考虑堰上跌水，排水槽起端深 为 0.95m。排水槽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
9、损失Ah。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（冲洗管配件及局部阻力系数g见表）hj=g v2/ （2g） =9.07X1.82/ （2 X 9.8） =1.5m配件名称数量/个局部阻力系数g大小头（DN300-350）10.05止回阀（DN350）13.0伸缩接头（DN350）22X0.21=0.42蝶阀（DN350）22X0.3=0.6二通（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hi=Ahf+h
10、 =2.07m。j3）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）近似计算。此时气水分配渠内水面高h=0.18/ （0.88X1.0） =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=1.8 X 10-3 X13=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 积=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
11、52个布水方孔）。孔口按 淹没出流公式 Q=0.8A /2gh，v=Q/0.8A配水方孔水头损失=0.18/（0.8 X 0.52）卩/（2 X 9.8）=0.01m 反洗水经过滤头的水头损失。根据有关资料，反洗水经过滤头的水头损失W0.22m。 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
12、水头损失hs。石英砂滤料容重Y 1为2.65t/m3，水的 容重Y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=(Y 1/Y -1) (1- m0)H=1.17m5) 富余水头Ah4取1.5m，反冲洗水泵的最小扬程H =2.6+2.07+0.34+1.17+1.5=7.68m泵反冲洗水泵扬程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AP。气水同时反冲洗时反冲洗用气滤头量为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
13、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AP 。配气孔直径为气孔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/S。流量系数p取0.6,气水分配渠配气小孔压力损失P =981v2/ (2gp 2) =2.42kPa气孔3)配气管道的总压力损失AP “管配气管道的局部压力损失气。反冲洗空气管长度为75m, 干管管径为DN350,支管管径为DN250v =13.8m/s, v =14m/s。支总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为3.82Pa/m,空气温度30时浊度修正系数为0.98.配气管
14、气线沿程压力损失厶气=0.98 X3.82X 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g见表)片=10 v2p /(2g)=10X13.95X142X1.205/(2X9.8)=1.68kPa配件名称数量/个局部阻力系数g大小头/ DN250-350)10.15止回阀/ DN250)14.5伸缩接头22X0.21=0.42闸阀(2个DN350, 1个DN250)32 X 0.07+0.08=0.22二通/ 端封堵)33X1.5=4.5三通66X0.1=0.690弯头44X0.89=3.56合计2013.95配气管道的总压力损失P =0.28+1.68=1.96kPa管4) 气水冲洗室中的冲洗水压。反洗时冲洗室水压等于：排水槽堰上水头/ 0.05m) +排水槽顶到滤板高度/ 1.75m) +滤板厚度/ 0.10m)+滤层水头损失/ 1.17m) +滤头损失/ 0.22+0.087)3.377X9.81=33.13 kPa5）空气管入口压
