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3.6 V型滤池设计计算
3.6.1
设计8组滤池,每组滤池设计水量Q=18750m3/d,设计滤速ν=10m/h,过滤周期48h
滤层水头损失:冲洗前的滤层水头损失采用1.8m
第一步 气冲冲洗强度=15L/(s. m2),气冲时间=3min
第二步 气、水同时反冲=15L/(s. m2),=4L/(s. m2),=4min
第三步 水冲强度=5L/(s. m2),=5min
冲洗时间t=12min;冲洗周期T=48h
反冲横扫强度1.8L/(s. m2) ,滤池采用单层加厚均质石英砂滤料,粒径0.96-1.35mm,不均匀系数1.2-1.6。
3.6.2
1. 平面尺寸计算
1)滤池工作时间
=24—t=24— 0.2×=23.9h
2) 滤池总面积
F==627.6m2
3) 滤池的分格
滤池底板用混凝土,单格宽=3.5m,单格长=13m,面积78.5m2,共8座,每座面积78.5 m2,总面积627.6m2。
4) 校核强制滤速
==11.4m/h, 满足v≤20m/h的要求。
5) 滤池高度的确定
H=++++++=0.8+0.1+1.2+1.4+0.4+0.3+0.1=4.3m
式中:——气水室高度,0.7~0.9m,取0.8m
——滤板厚度m,取0.1m
——滤料层厚度m,取1.2m
——滤层上水深m,取1.4m
——进水系统跌差m,取0.4m
——进水总渠超高m,取0.3m
——滤板承托层厚度m,取0.1m
6) 水封井设计
滤层采用单层均质滤料,粒径0.96~1.35mm,不均匀系数为1.2~1.6
=180
=180××
=19.43㎝
式中: ——水流通过滤料层的水头损失,㎝;
——水的运动黏度, ㎝2/s,20℃时为0.0101㎝2/s;
g——重力加速度,981㎝2/s;
——滤料孔隙率,取0.5;
——与滤料体积相同的球体直径,㎝,根据厂家提供数据,取为0.1㎝
——滤层厚度,120㎝
v——滤速,v=10m/h=
——滤料颗粒球度系数,天然沙粒0.75~0.80,取0.8
根据经验,滤速为8~12 m/s时,清洁滤料层的水头损失一般为30~50㎝,计算值比经验值低,取经验值的底限30㎝位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≤0.22m,忽略其他水头损失,则每次反冲洗后刚开始过滤时的水头损失为=0.3+0.22=0.52m,为保证正常过滤时池内液面高出滤料层,水封井出水堰顶高与滤料层相同,设水封井平面尺寸2×2m2。堰底板比滤池底板低0.3m,水封井出水堰总高为:
=0.3++++=0.3+0.8+0.1+1.2+0.1=2.5m
因为每座滤池过滤水量:
=vf=10×78.5=785m3/h=0.218 m3/s
所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式Q=计算得:=
则反冲洗完毕,清洁滤料层过滤时,滤池液面比滤料层高0.152+0.52=0.672m
2 反冲洗管渠系统
本设计采用长柄滤头配水配气系统,冲洗水采用冲洗水泵供应,为适应不同冲洗阶段对冲洗水量的要求,冲洗水泵采用两用一备的组合,水泵宜于滤池合建,且冲洗水泵的安装应符合泵房的有关设计规定。
1) 反冲洗用水流量的计算
反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算,单独水洗时反洗强度最大为5L/( m2.s)
=f=5×78.5=392.5L/s=0.392m3/s=1411.2m3/h
V型滤池反冲洗时,表面扫洗同时进行,其流量:
=f=0.0018×78.5=0.1413 m3/s
2)反冲洗配水系统的断面计算
配水干管进口流速应为1.5m/s左右,配水干管的截面积=/=0.392/1.5=0.27m2反冲洗配水干管采用钢管,DN600,流速1.16m/s,反冲洗水由反冲洗配水干管输送至气水分配渠,由气水分配渠底两侧的布水方孔配水到滤池底部布水区,反冲洗水通过布水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值,配水支管流速为1.0~1.5m/s,取=1.0m/s,则配水支管的截面积=/=0.392/1.0
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