V型滤池计算书最终版

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内蒙古久泰V型滤池设计计算书
一、 设计参数选定
1、 Q=36000t/d
第一步 气冲 15L/(s.㎡) 3分钟

第二步 气水联合冲洗 气:15 L/(s.㎡), 水:4 L/(s.㎡) 4分钟
第三步 清水冲 5 L/(s.㎡) 5分钟
反冲强度取2 L/(s.㎡),取值范围在1.8-2 L/(s.㎡)
滤池设计滤速取8m/h
2、 石英砂选用海砂,粒径在0.95-1.3mm,不均匀系数在1.0-1.3
3、 滤层厚度取1.4m,取值范围在1.2-1.5m
4、 沙上水深取1.5m,取值范围≥1.2m
5、 采用QS长柄滤头,每平米布置50个
二、 设计规划每隔48h进行一次冲洗,冲洗总时间为12分钟=0.2h。
则滤池的工作时间为24-24×0.2/48=23.9h
1、 池子总体面积为F=36000/8×23.9=188㎡。为考虑占地面积,
决定分成2组滤池,每组滤池分成3格,按照得利满公司提供的
尺寸样板,取单格滤池的宽度为3米,长度为10.5米。则单格滤
池的面积为31.5㎡,每组滤池的面积为94.5㎡,总面积为189
㎡。
2、 校核强制滤速V′=3×8/3-1=12m/h
3、 滤池高度的确定:取滤池超高0.3米,沙上水深1.5米,滤层
厚度1.4米,滤板厚度0.15米,滤板下布水深度为0.9米(取值
范围为0.7-0.9米)则滤池的总高度为4.25米
4、 水封井的设计:
均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算

vldmmgvH0203020)1()1(180
算出△H=13cm,当滤速为8~10m/h 时,清洁滤料层的水头损失一般为
30~40㎝,计算值比经验值低,取经验值的低限30㎝为清洁滤料层的
过滤水头损失,正常过滤时通过长柄滤头的水头损失△h=0.20m。为保
证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层,水封井出水堰顶标高与滤
料层相同。设计水封井平面尺寸1.50m×1.50m,堰底板比滤池底板低
0.30m.
水封井出水堰总高:
△ 水封H=0.30+0.90+0.15+1.40=2.75m
因为每组滤料的过滤水量Q单=8×31.5=252m³/h=0.07m³/s
所以水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式
Q=1.84b23h 计算得: h=0.09m<0.1m,式中b=1.5m。反洗完毕后,
滤池液面比滤料层高出0.3+0.2+0.09=0.59m。
三、 反冲洗管渠系统
1、 反冲洗用水量计算,设计强度为5,则Q反=5×31.5=157.5
L/s=0.1575m³/s。
2、 Q表=2×31.5=63L/s=0.063m³/s。
3、 反洗的配水干管流速在1.5m/s,则本系统中反洗干管的截面积
为A水干=0.1575/1.5=0.105㎡,设计中取DN350mm,算出实际流速
在1.64m/s。
4、 配水支管的流速在1-1.5m/s,取1m/s,则A方孔=0.1575/1=0.1575
㎡。配水方孔沿滤池长边方向布置,每边各15个,总共30个,取
每孔中心间距为0.74m,算出每孔的尺寸为0.07m×0.07m。采用
DN350,实际流速在4.9m/s。
5、 配气干管的流速在5m/s,则本系统中配气干管的截面积为A气
干=15×31.5/1000×5=0.09㎡。配气支管的流速在10m/s,则A气
支=15×31.5/1000×10=0.04275㎡。布气圆孔的数量和中心距和
配水方孔的数量和中心距一样,则每个布气孔的面积为
0.04275/30=0.001575㎡,则每个气孔的直径按照圆的面积计算为
0.044m,每孔的配气量为56.7m³/h。
6、 气水分配渠断面设计,按照气水联合冲洗时的强度计算,Q反
气水=4×31.5=0.126m³/s,Q反气=15×31.5=0.4725m³/s。则气水
分配渠的断面面积为A气水
=0.126/1.64+0.4725/4.9=0.08+0.1=0.18㎡。
四、 滤池管渠计算
1、 设计气水分配渠的起端宽度为0.4m,高度为0.8m,末端宽度为
0.4m,高度为0.6m。以上算出气水分配渠的断面面积是0.18㎡,
共计30个配水方孔和30个布气圆孔,则0.18/30=0.0006㎡<0.4×
0.6=0.24㎡,设计满足!
2、 排水集水槽在设计规定中超过滤层表面0.5m,则集水槽的起点
高度为H起=0.5+0.9+0.15+1.4-0.8=2.15m,末端高度为H末
=0.5+0.9+0.15+1.4-0.6=2.35m。则底坡i=(2.35-2.15)
/10.5=0.019。
3、 排水集水槽排水能力校核,按照矩形断面暗沟非满流情况下,
取系数n=0.013,设排水槽超高0.3米,则h排集=2.15-0.3=1.85m,
槽宽b排集=0.4m
湿周X=b+2h=4.1,水流断面的面积A排集=0.4×1.85=0.74㎡,水力
半径R=0.74/4.1=0.18,水流速度v=0.182/3×
0.0191/2/0.013=3.39m/s,过流能力Q排集=0.74×3.39=2.51m/s。
实际排水流量为Q排=Q反水+Q表水=0.1575+0.063=0.2205m³/s<Q
排集,则设计满足!
五、 进水管渠
1、 进水总渠,每组进水总渠的水流量按照强制流量计算,总渠的
设计流速为0.8-1.2m/s。则Q强=(36000/2)×3/2=0.31m³/s。则进
水总渠的断面尺寸为0.56m×0.56m(池内的水面高度)
沿进水总渠的侧壁开3个进水孔,进水总渠的水经过这3个孔进入滤
池。孔口面积按口淹没出流公式:Q=0.8Agh2 计算,因为是淹没流
A=1,其总面积按滤池强制过滤水量计,孔口两侧水位差取0.10m,则
孔口总面积A孔=0.28㎡。中间面积按表面扫水量设计,A中孔=A孔
×Q表/Q强=0.06㎡。则中孔尺寸为0.24×0.24m。
两侧孔设闸门,采用橡胶囊充气阀,每个测控面积为A侧=(A孔-A
中)/2=0.11㎡。则尺寸为0.33m×0.33m
2、 每座滤池内设的宽顶堰,有进水总渠进水,水流通过宽顶堰,
再进入到每格滤池。取宽顶堰b=3m,宽顶堰与进水总渠的侧壁距离
为0.5m,堰上水头由矩形堰的流量公式Q=3284.1bh,得到h宽堰
=0.15m。
3、 设计中取配水渠宽度为b配渠=0.4m,高度为0.8m,渠总长与滤
池总宽相等为9m,当渠内水深为0.4m时,则每侧的流量为Q强/2.
得到v配渠=0.31/2×0.4×0.4=0.97m/s,在(0.8-1.2m/s)的范
围内,符合设计。
4、 配水渠的过水能力校核,水力半径R配渠=0.4×0.4/2×
0.4+0.4=0.13m,水力坡降i渠=(0.013×0.97/0.132/3)2=0.002,
渠内水面降落量△h渠=0.002×9/2=0.009m,则最高水位为h配渠+
△h渠=0.409<0.8,符合设计!
5、 V形槽设计,V形槽底设表扫水出水孔径d=0.025m,滤池长
10.5m,每槽共计80个,间隔0.11m。则表扫水的出水孔总面积A表
=0.04㎡。
表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m,即V 形槽槽底的高度低
于集水槽堰顶0.15m。据潜孔出流公式Q=0.8Agh2,其中Q 为单格
滤池的表扫水量.则表面扫洗时V 形槽内水位高出滤池反冲洗时滤
面:

液v
h
=[表水Q/(2×0.8表孔A)]2/2g=0.05m

反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q=
3

2

84.1bh

求得
式中b为集水槽长,b=排槽L=10.5m
Q 为单格滤池反冲洗流量反单Q=反Q/2=0.1575/2=0.083m/s
则 排槽h=[反单Q/(1.84b)]32=[0.08/(1.84×10.5)]32≈
0.03m
V 形槽倾角45°,垂直高度0.75m,壁厚0.03m
反冲洗时V 形槽顶高出滤池内液面的高度为:
0.75-0.15-排槽h=0.75-0.15-0.03=0.57m
反冲洗时V 形槽顶高出槽内液面的高度为:
0.75-0.15-排槽h-液vh=0.75-0.15-0.06-0.05=0.52m
6、清水渠,清水渠内水流速度为1m/s,Q强=0.31m³/s,取清水渠宽
度为2m,渠内水深为0.31/2×1=0.155m,则尺寸为2m×0.16m