普通快滤池计算(共10页)

1、4.5 普通快滤池工艺设计与计算4.5.1.滤池面积和尺寸滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，滤池实际工作时间为：式中：0.1代表反冲洗停留时间由于该水厂引用水库里面的水，其水质比较好，故该滤池采用石英砂单层滤料，其设计滤速为810m/h，本设计取=10，滤池面积为： 根据设计规范，滤池个数不能少于2个，即N2个，根据规范中的表如下： 本设计采用滤池个数为4个，其布置成对称单行排列。每个滤池面积为: 式中：f每个滤池面积为（m2），N滤池个数N2个,取4个F滤池总面积（m2）设计中采用滤池尺寸为：则L=6m，B=6m，故滤池的实际面积为6*6=36m2实际滤速v1=3600*1.05/(2

2、3.8*4*36)=10.41m/h，基本符合规范要求：滤速为810m/h。校核强制流速为：当一座滤池检修时，其余滤池的强制滤速为，符合规范要求：强制滤速一般为1014 m/h2.滤池高度： H=H1+H2+H3+H4式中：H-滤池高度（m），一般采用3.20-3.60m； H1-承托层高度（m）；一般可按表（1）确定； H2-滤料层厚度（m）；一般可按表（2）确定； H3-滤层上水深（m)；一般采取1.52.0m H4-超高（m）；一般采用0.3m设计中取H1=0.40m，H2=0.70m，H3=1.80m，H4=0.30m； 表4-6 大阻力配水系统承托层材料、粒径与厚度层次(自上而下)材

3、 料粒径(mm)厚度(mm)1砾 石241002砾 石481003砾 石8161004砾 石1632本层顶面应高出配水系统孔眼100表4-7 滤池滤速及滤料组成滤料种类滤 料 组 成正常滤速(m/h)强制滤速(m/h)粒径(mm)不均匀系数(K80)厚度(mm)单层细砂滤料石英砂d100.55<2.070079912双层滤料无烟煤d100.85<2.03004009121216石英砂d100.55<2.0400三层滤料无烟煤d100.85<1.745016182024石英砂d100.50<1.5250重质矿石d100.25<1.770均匀级配粗砂滤料石英砂d

4、10=0.91.2<1.4120015008101013注：滤料的相对密度为：石英砂2.502.70；无烟煤1.41.6；重质矿石4.405.20。4.5.2每个滤池的配水系统1、最大粒径滤料的最小流化态流速Vmf-最大粒径滤料的最小流化态流速（m/s)；d-滤料粒径（m）；-球度系数；-水的动力粘度(N.S)/m2m0-滤料的孔隙率。设计中取d=0.0012m，=0.98，m0=0.38，水温200时=0.001(N.S)/m2 2、反冲洗强度 q=10KVmfq-反冲洗强度L/(s/m2),一般采用1215L/(s/m2)；K-安全系数，一般采用1.11.3.设计中取K=1.3 q=

5、10X1.3X1.08=14L/(s/m2)3、反冲洗水流量qg=f·q式中qg反冲洗干管流量(L.s)。qg=36 x 14=504L/s4、干管始端流速 式中 Vg干管始端流速(m/s)，一般采用1. 0-1.5 m/s ; qg反冲洗水流量(L/s); D干管管径（m)。设计中取D=0.8m5、配水支管根数nj=式中nj-单池中支管根数(根); L-滤池长度(m); A-支管中心间距(m)，一般采用0.250.30m。设计中取a= 0.30mnj=单格滤池的配水系统如图所示。 图4-8 单格滤池配水系统布置图6、单根支管人口流量qj=式中 qj-单根支管入口流量（L/s).qj

6、=7、支管入口流速 式中 Vj-支管入口流速（m/s),一般采用1.502.0m/s Dj-支管管径（m）。设计中取Dj=0.10m8、单根支管长度式中 lj-单根支管长度（m）； B-单个滤池宽度（m）； D-配水干管管径（m）。设计中取B=6m，D=0.80m；9、配水支管上孔口总面积Fk=K.f式中 Fk-配水支管上的孔口面积（m2） K-配水支管上孔口总面积与滤池面积f之比，一般采用0.2%0.25%，设计中取K=0.25%则Fk=0.09 m210、配水支管上孔口流速式中 Vk-配水支管上的孔口流速，一般采用5.06.0m11、单个孔口面积式中 fk-配水支管上单个孔口面积（mm2）

7、； dk-配水支管上孔口的直径（mm），一般采用912mm。设计中取dk=9mm12、孔口总数13、每根支管上的孔口数式中 nk-每根支管上的孔口数（个）。支管上孔口布置成二排，与垂线成450夹角向下交错排列，如右图所示14、孔口中心距式中 ak-孔口中心距（m）。设计中取lj=2.6m，nk=36个15、孔口平均水头损失 式中 hk-孔口平均水头损失（m）； q-冲洗强度L/(s/.m2; -流量系数，与孔口直径和壁厚的比值有关； K-支管上孔口总面积与滤池总面积之比，一般采用0.2%0.25%。设计中取=5mm，k=0.250/0；则孔口直径与壁厚之比，选用流量系数=0.68 16、配水系

8、统校核对大阻力配水系统，要求其支管长度lj与直径dj之比不大于60<60对大阻力平配水系统，要求配水支管上孔口总面积Fk与所有支管横截面积之和的比值小于0.5<0.5Fj=式中 fj-配水支管的横截面积（m2）。<0.5，满足要求。4.5.3. 洗砂排水槽1、洗砂排水槽中心距a0=l/n1式中：a0洗砂排水槽中心距n1每侧洗砂排水槽数（条）因洗砂排水槽长度不宜大于6m，故在设计中将每座滤池中间设置排水渠，在排水渠两侧对称布置洗砂排水槽，每侧洗砂排水槽数n1=3条，池中洗砂排水槽总数为n2=6条a0=7.5/3=2.5m2、每条洗砂排水槽长度为式中：l0每条洗砂排水槽长度（m）

9、b中间排水渠宽度（m） 取b=0.8m3、每条洗砂排水槽的排水量式中：q0每条洗砂排水槽的排水量qg单个滤池的反冲洗水量n2洗砂排水槽总数4、洗砂排水槽断面模数洗砂排水槽采用三角形标准断面，如图：洗砂排水槽断面模数：式中：x洗砂排水槽断面模数v0槽中流速（m/s） 一般采用0.6 m/s5、洗砂排水槽顶距砂面高度式中：He洗砂排水槽顶距砂面高度e砂层最大膨胀率，石英滤料一般采用30%50%，取40% 排水槽底厚度 取0.05mH2滤料厚度 取0.7mc洗砂排水槽的超高，取0.08m6、洗砂排水槽总面积为：校核排水槽种面积与滤池面积之比： ，基本满足要求7、中间排水渠中间排水渠选用矩形断面，渠底

10、距洗砂排水槽底部的高度为：单格滤池的反冲洗排水系统布置图如下：图4-9 单格滤池的反冲洗排水系统布置图4.5.4滤池反冲洗滤池反冲洗水可由高位水箱或专设冲洗水泵供给，本设计采用水泵供水反冲洗1、单个滤池的反冲洗用水总量式中：W单个滤池的反冲洗用水总量t反冲洗时间,一般为75min 取6min表4-8 水冲洗强度及冲洗时间(水温20时)滤 料 组 成冲洗强度L/(m2·s)膨胀率(%)冲洗时间(min)单层细砂级配滤料12154575双层煤、砂级配滤料13165086三层煤、砂、重质矿石级配滤料161755752、高位水箱冲洗（1）高位冲洗水箱的容积式中 W1-高位冲洗水箱的容积（m3

11、)。设计中取t=360s。（2）承托层的水头损失式中 hw3-承托层的水头损失（m）； H1-承托层的厚度（m）。设计中取H1=0.40m（3）冲洗时滤层的水头损失式中 hw4-冲洗时滤层的水头损失（m）； -滤料的密度（Kg/m3),石英砂密度一般采用2650Kg/m3; -水的密度（Kg/m3)； m0-滤料未膨胀前的孔隙率； H2-滤料未膨胀前的厚度（m）。设计中取m0=0.41，=1000Kg/m3,=2650Kg/m3,H2=0.7m。（4）冲刺水箱高度式中 Ht-冲洗水箱的箱底距冲洗排水曹顶的高度（m）； hw1-水箱与滤池间的冲洗管道的沿程和局部水头损失之和（m）； hw2-配水

12、系统的水头损失（m）； hw5-备用水头（m），一般采用1.52.0m。设计中取hw1=1.0m，hw2=hk=3.5m，hw5=1.5m Ht=1.0+3.5+0.12+0.68+1.5=6.8m3、水泵反冲洗（1）水泵流量式中 -水泵流量（L/s)。（2）水泵扬程： 式中：H-水泵扬程（m）； H0排水槽顶与池最低水位高差（m），一般采用7m左右； h1-水泵压水管路和吸水管路的水头损失（m）； h5-安全水头（m），一般采用12m。设计中取H0=7m，h1=2.0m，hw2=hk=3.5m，hw3=0.12m，hw4=0.68m，h5=1.5m。 H=7.0+2.0+3.5+0.12+0.68+1.5=14.8m（3）水泵型号的选择：查给排水设计手册第十一册选择两台水泵（一备一用），其型号为：20SA-22A，泵的扬程为16m，流量为500L/s，配套电机选用Y315L1-6，选两台泵一用一备。水泵吸水管采用钢管，吸水管直径DN700，管中流速V=1.3m/s符合要求。水泵压水管也采用钢管，压水管直径DN600，管中流速V=1.71m/s,符合要求。4.5.5.进、出水系统1、进水总渠滤池的总进水量为Q1=33986.6=0.34m3/s设计中取进水管为DN800，管中流速为0.68m/s单个滤池进水管Q2=0.486/4=0.121m3/s采用进水管直径D