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工艺设计计算

V型滤池的设计计算

文字:[大][中][小] 2016-6-4    浏览次数:632    

1、设计参数的确定:

滤料:石英海砂,ρr=2.65kg/L.粒径0.95-1.3 ,不均匀系数k80=1.0-1.3

滤层厚度1.2-1.5 取1.3 

滤速:7-15 。沙上水深1.2-1.3   .分别取10 ,1.3 

反冲洗强度:

气反冲洗时:空气冲洗强度为14-17 

横向扫洗强度1.4-2.0 

气水反冲洗时:空气冲洗强度为14-17 

水冲洗强度为4-5  

横向扫洗强度为1.4-2.0 

水反冲洗时:水冲洗强度为4-5     

横向扫洗强度为1.4-2.0 

滤头:采用QS型长柄滤头,每平方米布置48-56个

2、滤池面积和尺寸

滤池工作时间为24小时,冲洗周期为48小时,每次冲洗时间为10 。(气反冲洗4 ,气水反冲洗4 ,水放冲洗时间为2 )时间工作时间为:

T= 

滤池面积:F=Q/VT=63000/10/23.92=263.4 

采用滤池书N=4,两两合建,共两座。

每个滤池的面积 f=F/N=66.5  

查表可直接取B=3.5  L=11 的滤板,实际滤池面积为f=3.5*11*2=77 

校核强度滤速:在机械搅拌澄清池之后,将出水用管道连接,因此,在胶合滤速时,可以按三个池子工作,一个池子冲洗,三个池子分担一个池子的流量:

N*10/(N-1)=4*10/3=1.33<17 

3、滤池高度

清水库高度 :H1=0.8 

承托层高度:H2=0.1 

滤料层高度:H3=1.3 

砂面上水深:H4=1.3 (反冲洗时水位下降至派水槽顶,水深0.5 )

超      高:H5=0.8 

总      高:H=0.8+0.1+1.3+1.3+0.8=4.3 

4、进水系统设计与计算

(1)每座滤池进水总流量Q=0.729/2=0.364 

进水渠宽: 

进水渠中正常水深: 

h0=1.25B=0.75 

渠中平均流速  

每个滤池进水量Q2=0.364/2=0.182 

水力半径R=0.6*0.75/(0.6+0.75*2)=0.214m

(2)进水方孔的边长L2=  

取L2=0.4 ,  V2=0.57 

孔口面积按孔口淹没出流公式计算

Q=0.8A 

式中Q按强制流量计算

Q=3*0.182/2=0.273

A=Q/0.8 

取h=0.1m

A=0.244m2

中间方孔的面积按横向扫洗的水量计算

A`=A*Q反水/Q=0.244*0.154/0.273=0.1374m2

边长L =0.37m

侧孔面积A``=A-A`=0.244-.0.1374=0.1066

边长=0.32m

注:两侧各一个进水方孔,用枕形充气橡胶阀来控制,待滤水进入方孔反冲洗时,此两方孔关闭。中间另设一常开方孔,滤池反冲洗时,表面扫洗水面。此方孔经过溢流堰进入。

(3) 堰口的淹没深度及长度计算:

Q=  

堰口长度b取5 

计算的h=0.243m

(4)横向扫洗小孔的设计与计算:

要点:小孔中心标高比反冲洗水位低0.8-1.2cm,V型槽内水由小孔出流时呈半淹没出流,横向扫洗作用最佳。

扫洗冲洗强度为2 

所需水量 =q*f=2*4.2*16=0.1344 

V 型槽底设d=0.025m的圆孔每槽80个

总面积为80*3.14*0.025*0.025/4=0.4 m2

V 型槽倾角取45度,垂直高度为1米,壁厚0.05米。

5、气水反冲洗系统设计与计算

(1).配气系统的设计计算:

V型滤池采用QS型长柄滤头,每平方米布置55个 QS型长柄滤头.空气干管(每只滤池):

取空气干管内的流速V=5 

气反冲洗的强度为16 

单池面积f=77 

 =q*f=16*77=1.232 

D= = =0.56 

取D=600mm

孔口直径:

设孔口数为40,每边为20个

每个孔的通气量为1.232/40=0.0308m3/s

每个孔口流速Vn=10 

dn1= 

(2) 配水干管(每只滤池)

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 

孔口计算:

 设孔口数为40,每边为20个

 n 2=0.308/40=0.0077

取Vn2=1.2 

Ln2= =0.80m

(3)校核气水分配渠的末端所需的最小截面和:

     A= 

末端截面积A`=0.8*1=0.8m2

0.44<0.8 符合要求

6、排水系统的设计与计算

(1)排水槽:

收集V型槽横向扫洗和配水系统的冲洗水,

来自V型槽的排水量为;

qf=4*66.5=0.266 

来自配水系统的排水量为;

qf=0.133+0.266=0.399 

 =0.133+0.266=0.399 

取排水槽底端高度为0.9m

        起端高度为0.8+1.3m

槽宽B=0.8 

超高0.3m

   则  槽内的水位高为1.3-0.3=1m 

槽底坡度i=1.3/11=0.0118

       水力半径为0.8*1/(0.8+1+1)=0.286

       水流流速 

       过水能力:Q= 

(2)排水渠:

排水渠汇集2个滤池的反冲洗用水。

Q9=2*(0.154+0.308)=0.924 

排水渠的宽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、清水系统的设计与计算:

(1)清水总流量Q=0.364 

清水渠断面由结构来定。  

每个滤池的清水管流量Q7=0.182 

取管径D=600 , =1.45 

(2)水封井的设计

为保证滤池在正常工作是池内的液面高出滤料层,水封井的出水堰顶标高与滤料层相同。设计的平面尺寸为2米*2米,堰底比滤池底部低0.3米,水封井的出水堰高度为

     H=0.3+0.8+0.1+1.3=2.4m

(3)反冲洗完毕时,滤料层的液面高度

     滤料层的初始过滤水头损失为0.3m(经验值),

QS型长柄滤头的水头损失为0.22m,

     水封井的的堰上水深为  0.15m

     反冲洗完毕时,滤料层的液面高度

           H=0.22+0.3+0.15=0.67m

     即排水槽的顶部高出滤料曾0.67米,取0.5米。

8、冲洗水箱标高和容积的设计与计算:

Q=4 ,      6 

Q=2 ,     10 

(1)冲洗水箱的容积:

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

(2)水箱的底部标高:

取水箱至滤池配水管的沿途及局部损失之和H1=1 

配水系统水头损失H2=0.18 

承托层水头损失H3=0.022H2*q

        =0.011*0.1*4

        =0.0088 

滤料层水头损失H4=(ρr-ρ)(1- 0)H3/ρ

        =(2.65-1)(1-0.45)*1.3

        =1.18 

安全富余水头H5=1.5 

冲洗水箱底应高出排水槽的高度为

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

(3)水箱的设计(设为圆柱体)。

取水箱内的水深为2.8 。超高0.5 则水箱的直径为10.9 取11 

1、 设计参数的确定:

滤料:石英海砂,ρr=2.65kg/L.粒径0.95-1.3 ,不均匀系数k80=1.0-1.3

滤层厚度1.2-1.5 取1.3 

滤速:7-15 。沙上水深1.2-1.3   .分别取10 ,1.3 

反冲洗强度:

气反冲洗时:空气冲洗强度为14-17 

横向扫洗强度1.4-2.0 

气水反冲洗时:空气冲洗强度为14-17 

水冲洗强度为4-5  

横向扫洗强度为1.4-2.0 

水反冲洗时:水冲洗强度为4-5     

横向扫洗强度为1.4-2.0 

滤头:采用QS型长柄滤头,每平方米布置48-56个

2、滤池面积和尺寸

滤池工作时间为24小时,冲洗周期为48小时,每次冲洗时间为10 。(气反冲洗4 ,气水反冲洗4 ,水放冲洗时间为2 )时间工作时间为:

T= 

滤池面积:F=Q/VT=63000/10/23.92=263.4 

采用滤池书N=4,两两合建,共两座。

每个滤池的面积 f=F/N=66.5  

查表可直接取B=3.5  L=11 的滤板,实际滤池面积为f=3.5*11*2=77 

校核强度滤速:在机械搅拌澄清池之后,将出水用管道连接,因此,在胶合滤速时,可以按三个池子工作,一个池子冲洗,三个池子分担一个池子的流量:

N*10/(N-1)=4*10/3=1.33<17 

3、滤池高度

清水库高度 :H1=0.8 

承托层高度:H2=0.1 

滤料层高度:H3=1.3 

砂面上水深:H4=1.3 (反冲洗时水位下降至派水槽顶,水深0.5 )

超      高:H5=0.8 

总      高:H=0.8+0.1+1.3+1.3+0.8=4.3 

4、进水系统设计与计算

(1)每座滤池进水总流量Q=0.729/2=0.364 

进水渠宽: 

进水渠中正常水深: 

h0=1.25B=0.75 

渠中平均流速  

每个滤池进水量Q2=0.364/2=0.182 

水力半径R=0.6*0.75/(0.6+0.75*2)=0.214m

(2)进水方孔的边长L2=  

取L2=0.4 ,  V2=0.57 

孔口面积按孔口淹没出流公式计算

Q=0.8A 

式中Q按强制流量计算

Q=3*0.182/2=0.273

A=Q/0.8 

取h=0.1m

A=0.244m2

中间方孔的面积按横向扫洗的水量计算

A`=A*Q反水/Q=0.244*0.154/0.273=0.1374m2

边长L =0.37m

侧孔面积A``=A-A`=0.244-.0.1374=0.1066

边长=0.32m

注:两侧各一个进水方孔,用枕形充气橡胶阀来控制,待滤水进入方孔反冲洗时,此两方孔关闭。中间另设一常开方孔,滤池反冲洗时,表面扫洗水面。此方孔经过溢流堰进入。

(3) 堰口的淹没深度及长度计算:

Q=  

堰口长度b取5 

计算的h=0.243m

(4)横向扫洗小孔的设计与计算:

要点:小孔中心标高比反冲洗水位低0.8-1.2cm,V型槽内水由小孔出流时呈半淹没出流,横向扫洗作用最佳。

扫洗冲洗强度为2 

所需水量 =q*f=2*4.2*16=0.1344 

V 型槽底设d=0.025m的圆孔每槽80个

总面积为80*3.14*0.025*0.025/4=0.4 m2

V 型槽倾角取45度,垂直高度为1米,壁厚0.05米。

5、气水反冲洗系统设计与计算

(1).配气系统的设计计算:

V型滤池采用QS型长柄滤头,每平方米布置55个 QS型长柄滤头.空气干管(每只滤池):

取空气干管内的流速V=5 

气反冲洗的强度为16 

单池面积f=77 

 =q*f=16*77=1.232 

D= = =0.56 

取D=600mm

孔口直径:

设孔口数为40,每边为20个

每个孔的通气量为1.232/40=0.0308m3/s

每个孔口流速Vn=10 

dn1= 

(2) 配水干管(每只滤池)

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 

孔口计算:

 设孔口数为40,每边为20个

 n 2=0.308/40=0.0077

取Vn2=1.2 

Ln2= =0.80m

(3)校核气水分配渠的末端所需的最小截面和:

     A= 

末端截面积A`=0.8*1=0.8m2

0.44<0.8 符合要求

6、排水系统的设计与计算

(1)排水槽:

收集V型槽横向扫洗和配水系统的冲洗水,

来自V型槽的排水量为;

qf=4*66.5=0.266 

来自配水系统的排水量为;

qf=0.133+0.266=0.399 

 =0.133+0.266=0.399 

取排水槽底端高度为0.9m

        起端高度为0.8+1.3m

槽宽B=0.8 

超高0.3m

   则  槽内的水位高为1.3-0.3=1m 

槽底坡度i=1.3/11=0.0118

       水力半径为0.8*1/(0.8+1+1)=0.286

       水流流速 

       过水能力:Q= 

(2)排水渠:

排水渠汇集2个滤池的反冲洗用水。

Q9=2*(0.154+0.308)=0.924 

排水渠的宽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、清水系统的设计与计算:

(1)清水总流量Q=0.364 

清水渠断面由结构来定。  

每个滤池的清水管流量Q7=0.182 

取管径D=600 , =1.45 

(2)水封井的设计

为保证滤池在正常工作是池内的液面高出滤料层,水封井的出水堰顶标高与滤料层相同。设计的平面尺寸为2米*2米,堰底比滤池底部低0.3米,水封井的出水堰高度为

     H=0.3+0.8+0.1+1.3=2.4m

(3)反冲洗完毕时,滤料层的液面高度

     滤料层的初始过滤水头损失为0.3m(经验值),

QS型长柄滤头的水头损失为0.22m,

     水封井的的堰上水深为  0.15m

     反冲洗完毕时,滤料层的液面高度

           H=0.22+0.3+0.15=0.67m

     即排水槽的顶部高出滤料曾0.67米,取0.5米。

8、冲洗水箱标高和容积的设计与计算:

Q=4 ,      6 

Q=2 ,     10 

(1)冲洗水箱的容积:

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

(2)水箱的底部标高:

取水箱至滤池配水管的沿途及局部损失之和H1=1 

配水系统水头损失H2=0.18 

承托层水头损失H3=0.022H2*q

        =0.011*0.1*4

        =0.0088 

滤料层水头损失H4=(ρr-ρ)(1- 0)H3/ρ

        =(2.65-1)(1-0.45)*1.3

        =1.18 

安全富余水头H5=1.5 

冲洗水箱底应高出排水槽的高度为

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

(3)水箱的设计(设为圆柱体)。

取水箱内的水深为2.8 。超高0.5 则水箱的直径为10.9 取11 

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