普通快滤池计算.docx
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普通快滤池计算
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:
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8~10m/h,本设计取w=10m/h,滤池面积为
-Q33986.6「°5149.9m2
『F149・937.4m2
根据设计规范,滤池个数不能少于2个,即NA2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:
v,T1023.8
N4
式中:
f—每个滤池面积为(m2),
N—滤池个数N》2个,取4个
F—滤池总面积(m2
设计中采用滤池尺寸为:
则L=6mB=6m故滤池的实际面积为6*6=36m2
实际滤速v1=3600**4*36)=10.41m/h,基本符合规范要求:
滤速为8~10m/h。
校核强制流速v2为:
当一座滤池检修时,其余滤池的强制滤速为
V2四4104113.88m/h,符合规范要求:
强制滤速一般为10~14m/h
N141
2.滤池高度:
H=H1+H2+H3+H4
式中:
H---滤池高度(m),一般采用-3.60m;
H1---
承托层高度(
m);
•般可按表(
1)确定;
H2---
滤料层厚度(
m);
•般可按表(
2)确定;
H3---
滤层上水深(
Kiri-^1017_oHrv^
m);
般采取~2.0m
H4---
超咼(m;
•般采用
0.3m
设计中取H仁0.40m,H2=0.70m,H3=1.80m,H4=0.30m;
H0.400.701.800.303.20m
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)
材料
粒径(mm)
厚度(mm)
1
砾石
2〜4
100
2
砾石
4〜8
100
3
砾石
8〜16
100
4
砾石
16〜32
本层顶面应咼出配水
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
d10=
<
700
7〜9
9〜12
双层
无烟煤
d10=
<
300〜400
9〜12
12〜16
滤料
石英砂
d10=
<
400
三层
滤料
无烟煤
d10=
<
450
16〜18
20〜24
石英砂
d10=
<
250
重质矿石
d10=
<
70
均匀级配
粗砂滤料
石英砂
d10=〜
<
1200〜
1500
8〜10
10〜13
注:
滤料的相对密度为:
石英砂〜;无烟煤〜;重质矿石〜
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[/m2]
m0---滤料的孔隙率。
设计中取d=0.0012m.
=,m0=水温200时=/m2
Vmf
12.26
0.00121.31
0.981.310.0010.54
0.382.31
(10.38)0.54
1.08cm/s
2、反冲洗强度
般采用12~15L/(s/m2);
q=10KVmf
q---反冲洗强度[L/(s/m2)],
K---安全系数,一般采用
设计中取K=
q=14L
3、反冲洗水流量qg=f•q
式中qg—反冲洗干管流量。
qg=36x14=504L/s
4、干管始端流速
式中Vg—干管始端流速(m/s),一般采用1.0-1.5m/s;
qg—反冲洗水流量(L/s);
D—干管管径(m)。
设计中取D=0.8m
5、配水支管根数nj=2
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),—般采用~0.30m。
设计中取a=0.30m
单格滤池的配水系统如图所示。
式中qj---单根支管入口流量(L/s).
.Og504
qj=12.6L/S
小40
7、支管入口流速
Vj
.D
式中Vj---支管入口流速(m/s),—般采用~2.0m/s
设计中取Dj=0.10m
Vj
12.610
1.60m/s
-.0.102
4
8、单根支管长度
1
lj-(BD)
j2
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=6mD=0.80m;
1
lj-(6.00.80)2.6m
9、配水支管上孔口总面积
Fk=
f之比,一般采用%~%设计中取K=%
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
则Fk=0.09m2
10、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~6.0m
0.630
0.1125
5.6m/s
11、单个孔口面积
fk沙2
式中fk---配水支管上单个孔口面积(mm2;
dk—
配水支管上孔口的直径(mm,—般采用9~12mm
设计中取
dk=9mm
fk;
22
963.5mm
12、孔口总数
13、每根支管上的孔口数
nk
nj
设计中取lj=2.6m,nk=36个
15、孔口平均水头损失
2
1q
2g10K
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%~%
16、配水系统校核
小于
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
nj.fj
Fj=4.Dj2
Fk
nj.fj
式中fj---配水支管的横截面积(m2。
:
0.287<,满足要求。
500.102
4
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n仁3条,池中洗砂排水槽总数为n2=6条
a0=3=2・5m
2、每条洗砂排水槽长度为
式中:
10—每条洗砂排水槽长度(m)
b—中间排水渠宽度(m取b=0.8m
3、每条洗砂排水槽的排水量
qg504
84L/S
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0.6m/s
5、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
3—排水槽底厚度取0.05m
H2-滤料厚度取0.7m
F10228%25%,基本满足要求
f36
7、中间排水渠
中间排水渠选用矩形断面,渠底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:
-
i
n
LIll
nrl
Jhi
嘗
IODO'IC0C20皿-1DM
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
...qft143666^2
W181.44m
10001000
式中:
W-单个滤池的反冲洗用水总量
t—反冲洗时间,一般为7~5min取6min
表4-8水冲洗强度及冲洗时间(水温20C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
12〜15
45
7〜5
双层煤、砂级配滤料
13〜16
50
8〜6
三层煤、砂、重质矿石级
配滤料
16〜17
55
7〜5
2、高位水箱冲洗
(1)高位冲洗水箱的容积
W,1.5W1.5qft1.5
1000
式中W1---高位冲洗水箱的容积(m3)。
设计中取t=360s。
(2)承托层的水头损失
hw30.022.H1q0.0220.40140.12m
式中hw3---承托层的水头损失(m;
H1---承托层的厚度(m)o设计中取H1=0.40m
(3)冲洗时滤层的水头损失
砂2650
hw4—1.1m0.H2110.410.70.68m
水1000
式中hw4---冲洗时滤层的水头损失(m);
砂---滤料的密度(Kg/m3),石英砂密度一般采用2650Kg/m3;
水--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)o
设计中取m0=水=1000Kg/m3,砂=2650Kg/m3,,H2=0.7m。
(4)冲刺水箱高度
Hthw1
hw2hw3hw4hw5
式屮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-__
配水系统的水头损失(m);
hw5——
备用水头(m),般采用~2.0mo
设计中取hw1=1.0m,hw2=hk=3.5m,hw5=1.5m
Ht=++++=6.8m
3、水泵反冲洗
(1)水泵流量
Q,f.q
式中Q,---水泵流量(L/s)。
Q,3614504L/s
(2)水泵扬程:
HH0
h1hw2hw3hw4h5
式中:
H-
--水泵扬程(m);
H0
7m左右;
排水槽顶与池最低水位冋差(m,般采用
h1---
水泵压水管路和吸水管路的水头损失(m);
h5---
女全水头(m),般采用i~2m。
设计中取
H0=7m,h1=2.0m,hw2=hk=3.5m,hw3=0.12m,
hw4=0.68m,h5=1.5m
H=+++++=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DN70Q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DN60Q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==0.34m3/s
设计中取进水管为DN80Q管中流速为0.68m/s
单个滤池进水管Q2=4=0.121m3/s
采用进水管直径D2=3500mm管中流速0.89m/s.
2、反冲洗进水管
冲洗水流量qg=504L/s,采用管径D3=600mm管中流速V3=1.93m/s
3、清水管
清水总水量:
Q4=0.340m3/s,采用DN700管径,管中流速为0.88m/s
单个滤池清水管流量Q2=4=0.085m3/s,采用管径D5=350mm实际流速为
4、排水渠
排水流量qg=504L/s,排水管管径DN400。
,v=。
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