V型濾池的設(shè)計計算

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簡介： V型濾池的設(shè)計計算。
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1、設(shè)計參數(shù)的確定：

濾料：石英海砂，ρr=2.65kg/L.粒徑0.95-1.3，不均勻系數(shù)k80=1.0-1.3

濾層厚度1.2-1.5取1.3

濾速：7-15。沙上水深1.2-1.3  .分別取10，1.3

反沖洗強(qiáng)度：

氣反沖洗時：空氣沖洗強(qiáng)度為14-17

橫向掃洗強(qiáng)度1.4-2.0

氣水反沖洗時：空氣沖洗強(qiáng)度為14-17

水沖洗強(qiáng)度為4-5

橫向掃洗強(qiáng)度為1.4-2.0

水反沖洗時：水沖洗強(qiáng)度為4-5    

 橫向掃洗強(qiáng)度為1.4-2.0

濾頭：采用QS型長柄濾頭，沒平方米布置48-56個

2、濾池面積和尺寸

濾池工作時間為24小時，沖洗周期為48小時，每次沖洗時間為10。（氣反沖洗4。氣水反沖洗4，水放沖洗時間為2）時間工作時間為：

T=

濾池面積：F=Q/VT=63000/10/23.92=263.4

采用濾池書N=4，兩兩合建，共兩座。

每個濾池的面積 f=F/N=66.5

查表可直接取B=3.5 L=11的濾板，實(shí)際濾池面積為f=3.5*11*2=77

校核強(qiáng)度濾速：在機(jī)械攪拌澄清池之后，將出水用管道連接，因此，在膠合濾速時，可以按三個池子工作，一個池子沖洗，三個池子分擔(dān)一個池子的流量：

N*10/（N-1）=4*10/3=1.33<17

3、濾池高度

清水庫高度 ：H1=0.8

承托層高度：H2=0.1

濾料層高度：H3=1.3

砂面上水深：H4=1.3（反沖洗時水位下降至派水槽頂，水深0.5）

超      高：H5=0.8

總      高：H=0.8+0.1+1.3+1.3+0.8=4.3

4、進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計與計算。

（1）每座濾池進(jìn)水總流量Q=0.729/2=0.364

進(jìn)水渠寬:

進(jìn)水渠中正常水深:h0=1.25B=0.75

渠中平均流速

每個濾池進(jìn)水量Q2=0.364/2=0.182

水力半徑R=0.6*0.75/（0.6+0.75*2）=0.214m

（2）進(jìn)水方孔的邊長L2=

取L2=0.4,  V2=0.57

孔口面積按孔口淹沒出流公式計算

Q=0.8A

式中Q按強(qiáng)制流量計算

Q=3*0.182/2=0.273

A=Q/0.8

取h=0.1m

A=0.244m2

中間方孔的面積按橫向掃洗的水量計算

A`=A*Q反水/Q=0.244*0.154/0.273=0.1374m2

邊長L =0.37m

側(cè)孔面積A``=A-A`=0.244-.0.1374=0.1066

邊長=0.32m

注：兩側(cè)各一個進(jìn)水方孔，用枕形充氣橡膠閥來控制，待濾水進(jìn)入方孔反沖洗時，此兩方孔關(guān)閉。中間另設(shè)一常開方孔，濾池反沖洗時，表面掃洗水面。此方孔經(jīng)過溢流堰進(jìn)入。

（3） 堰口的淹沒深度及長度計算：

Q=

堰口長度b取5

計算的h=0.243m

（4）橫向掃洗小孔的設(shè)計與計算：

要點(diǎn)：小孔中心標(biāo)高比反沖洗水位低0.8-1.2cm，V型槽內(nèi)水由小孔出流時呈半淹沒出流，橫向掃洗作用最佳。

掃洗沖洗強(qiáng)度為2

所需水量=q*f=2*4.2*16=0.1344

V 型槽底設(shè)d=0.025m的圓孔每槽80個

總面積為80*3.14*0.025*0.025/4=0.4 m2

V 型槽傾角取45度，垂直高度為1米，壁厚0.05米。

5、氣水反沖洗系統(tǒng)設(shè)計與計算

（1）．配氣系統(tǒng)的設(shè)計計算：

V型濾池采用QS型長柄濾頭，每平方米布置55個 QS型長柄濾頭.

空氣干管（每只濾池）：

取空氣干管內(nèi)的流速V=5

氣反沖洗的強(qiáng)度為16

單池面積f=77

=q*f=16*77=1.232

D===0.56

取D=600mm

孔口直徑：

設(shè)孔口數(shù)為40，每邊為20個

每個孔的通氣量為1.232/40=0.0308m3/s

每個孔口流速Vn=10

dn1=

（2） 配水干管（每只濾池）

干管流量： =fq水=77*4=0.308

     干管中水流流速V水=1.5

D水=

取D水=500  V水`=1.57

孔口計算：

 設(shè)孔口數(shù)為40，每邊為20個

n 2=0.308/40=0.0077

取Vn2=1.2

Ln2==0.80m

（3）校核氣水分配渠的末端所需的最小截面和：

     A=

末端截面積A`=0.8*1=0.8m2

0.44<0.8 符合要求

6、排水系統(tǒng)的設(shè)計與計算

（1）排水槽：

收集V型槽橫向掃洗和配水系統(tǒng)的沖洗水，

來自V型槽的排水量為；

qf=4*66.5=0.266

來自配水系統(tǒng)的排水量為；

qf=0.133+0.266=0.399

=0.133+0.266=0.399

取排水槽底端高度為0.9m

        起端高度為0.8+1.3m

槽寬B=0.8

超高0.3m

   則  槽內(nèi)的水位高為1.3-0.3=1m

槽底坡度i=1.3/11=0.0118

       水力半徑為0.8*1/（0.8+1+1）=0.286

       水流流速

       過水能力：Q=

（2）排水渠：

排水渠匯集2個濾池的反沖洗用水。

Q9=2*（0.154+0.308）=0.924

排水渠的寬B= 

取B=0.8

排水渠中的正常水深H0=1.25B=1.25*0.8=1

排水渠中的流速=0.924/0.8/1=1.16

7、清水系統(tǒng)的設(shè)計與計算：

（1）清水總流量Q=0.364

清水渠斷面由結(jié)構(gòu)來定。 

每個濾池的清水管流量Q7=0.182

取管徑D=600,=1.45

（2）水封井的設(shè)計

為保證濾池在正常工作是池內(nèi)的液面高出濾料層，水封井的出水堰頂標(biāo)高與濾料層相同。設(shè)計的平面尺寸為2米*2米，堰底比濾池底部低0.3米，水封井的出水堰高度為

     H=0.3+0.8+0.1+1.3=2.4m

（3）反沖洗完畢時，濾料層的液面高度

     濾料層的初始過濾水頭損失為0.3m（經(jīng)驗(yàn)值），

QS型長柄濾頭的水頭損失為0.22m，

     水封井的的堰上水深為0.15m

     反沖洗完畢時，濾料層的液面高度

           H=0.22+0.3+0.15=0.67m

     即排水槽的頂部高出濾料曾0.67米，取0.5米。

8、沖洗水箱標(biāo)高和容積的設(shè)計與計算：

Q=4,      6

Q=2,     10

（1）沖洗水箱的容積：

W=∑1.5qft=1.5*4*6*7760/1000+1.5*2*10*77*60/1000=263.34

（2）水箱的底部標(biāo)高：

取水箱至濾池配水管的沿途及局部損失之和H1=1

配水系統(tǒng)水頭損失H2=0.18

承托層水頭損失H3=0.022H2*q

　　　　　　　　=0.011*0.1*4

　　　　　　　　=0.0088

濾料層水頭損失H4=(ρr-ρ)(1-0)H3/ρ

　　　　　　　　=(2.65-1)(1-0.45)*1.3

　　　　　　　　=1.18

安全富余水頭H5=1.5

沖洗水箱底應(yīng)高出排水槽的高度為

H0=H1+H2+H3+H4+H5=1+0.18+0.009+1.18+1.5=3.87

（3）水箱的設(shè)計（設(shè)為圓柱體）。

取水箱內(nèi)的水深為2.8。超高0.5則水箱的直徑為10.9取11