計算書-V型濾池

1、潢川縣城第三水廠供水工程計算書1.1.1 V型濾池及反沖洗操作間1.1.1.1 功能通過過濾介質(zhì)的表面或?yàn)V層截留水體中懸浮固體和其它雜質(zhì)的過程。其中反沖洗操作間是安裝V型濾池的反沖洗設(shè)備，并為管理和運(yùn)行維護(hù)V型濾池和反沖洗設(shè)備的人員提供辦公場所。本段為V型濾池及反沖洗操作間，V型濾池分6格,反沖洗操作間共1座，V型濾池的處理能力為5.25萬m³/d。1.1.1.2 主要參數(shù)設(shè)計流量：Q=5.25萬m³/d=2188m3/h=0.61m3/s設(shè)計濾速：8.09m/h強(qiáng)制慮速：12.14m/h濾池分格：6格總過濾面積：332.64m2濾池沖洗方式為氣沖氣水同時沖水沖，同時全程表

2、面掃洗。先氣沖時，氣沖強(qiáng)度15 L/m2·s，沖洗時間2分鐘。氣水同時沖時，氣強(qiáng)度15 L/m2·s，水強(qiáng)度3L/m2·s，沖洗時間4分鐘。后水沖時，水沖強(qiáng)度6 L/m2·s，沖洗時間6分鐘。表面掃洗強(qiáng)度為2 L/m2·s，掃洗時間為全程。運(yùn)行周期為=12h1.1.1.3 工藝計算（1）濾池工作時間（2）濾池面積F（3）濾池分格濾池分格數(shù)為N=6，采用雙床V型濾池，單床寬度，長度，每個濾池面積為濾池總面積設(shè)計濾速為8.07m/h強(qiáng)制濾速（4）濾池高度的確定濾池超高H1取0.8m，濾層上水深H2取1.3m。濾池采用單層石英砂均質(zhì)濾料，粒徑0.51

3、.0mm，有效粒徑d10=0.6mm，不均勻系數(shù)K80<1.6。根據(jù)室外給水設(shè)計規(guī)范（GB50013-2006）第9.5.5條的規(guī)定，濾料層厚度（H3）與有效粒徑（d10）之比，對于細(xì)砂應(yīng)大于1000，即。所以，d10=0.6mm，則，為使得出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，根據(jù)以地表水為水源的凈水廠常用經(jīng)驗(yàn)濾層厚度（1.01.5m），本工程V型濾池濾料厚度采用1.3m，即。根據(jù)室外給水設(shè)計規(guī)范（GB50013-2006）第9.5.5條的規(guī)定，“采用濾頭配水（氣）系統(tǒng)時，承托層可采用粒徑24mm粗砂，厚度為50100mm”。本工程采用長柄濾頭配水配氣系統(tǒng)，承托層采用24mm粗砂，厚度采用100mm，即濾

4、料承托層厚度H4=0.1m。根據(jù)常用濾板的規(guī)格，本工程采用預(yù)制混凝土濾板，濾板的尺寸規(guī)格為長×寬×高=1080mm×1030mm×100mm，因此濾板厚度為H5=0.1m。本工程V型濾池，采用6格，每格分對稱的2組。根據(jù)濾板的規(guī)格，單組濾池寬度采用3.3m，則寬度方向可安裝3塊濾板，長度采用8.4m，則長度方向課安裝8塊濾板。濾板梁按寬度方向布置，則濾板梁的跨度為3.3m，由于梁一般取跨度的，因此，本工程V型濾池濾板梁的高度取0.3m，即濾板梁高度H6=0.3m。支撐墻高度H7=0.7m，則濾池總高度H= H1+ H2+H3+ H4+ H5+ H6+ H

5、7=0.68+1.3+1.3+0.1+0.1+0.3+0.7=4.6(m)如下圖所示： 圖1 濾池高度示意圖（5）初濾水頭損失的計算均粒濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算。式中H清水流通過清潔濾料層的水頭損失，cm；水的運(yùn)動粘度，cm2/s，5時為0.01519cm2/s；g重力加速度，981cm/s2；m0濾料孔隙率，取0.5:；d0與濾料粒徑相同的球體直徑，cm，根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)為0.1cm；l0濾料層厚，cm，l0=130cm；v濾速，cm/s，v=0.184 cm/s；濾料顆粒球度系數(shù)，天然砂率為0.750.8，取0.8；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，濾速為610m/h時，清潔濾料層的水頭損失一般為30

6、40cm。計算值比經(jīng)驗(yàn)值低，取經(jīng)驗(yàn)值的低限30cm為清潔濾料層的水頭損失。正常過濾時，通過長濾柄慮頭水頭損失h0.22m。忽略其水頭損失，則每次反沖洗后剛開始過濾時水頭損失為（7）反沖洗管渠系統(tǒng)反沖洗用水量Q反水。單獨(dú)水洗時反洗強(qiáng)度最大，此時反沖洗用水量V型濾池反沖洗時，表面掃洗同時進(jìn)行，其流量反沖洗用水量反沖洗配水系統(tǒng)。反沖洗供水管管徑D457×8.8，其流速流速符合2.02.5m/s的設(shè)計要求。反沖洗水由反沖洗供水管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠底側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)。反沖洗水通過配水方孔的流速v水孔取1.5m/s，則配水管支渠的截面積，則每個小孔的最小面積應(yīng)為：沿渠

7、長方向布置32個配水方孔，每側(cè)16個，孔心間距為0.5m，配水小孔尺寸設(shè)計為90mm×90mm，如下圖所示圖2 濾池配水配氣進(jìn)水孔示意圖每個進(jìn)水小孔的面積修正為0.0081m2，實(shí)際最大過孔流速修正為1.28m/s，滿足1.01.5m/s的設(shè)計要求。反沖洗氣量Q反氣的計算。氣洗強(qiáng)度最大時，Q氣=17L/(s·m2)，此時反沖洗用氣量配氣系統(tǒng)的斷面計算。反沖洗管管徑D323.9×8mm，管內(nèi)空氣流速流速符合設(shè)計1015m/s的設(shè)計要求。反沖洗用氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠兩側(cè)的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部布水區(qū)。布?xì)庑】拙o貼濾板下緣，間距與布水方孔相同

8、，共計32個，每側(cè)16個（如圖2所示）。反沖洗用氣通過配氣小孔的流速取12m/s，則配氣支管的截面積每個布?xì)庑】椎拿娣e配氣小孔采用預(yù)埋De63的PE80塑料管，管內(nèi)徑為51.4mm，修正孔口面積為0.00207m2，修正配氣小孔空氣流速為14.19，滿足15m/s左右的設(shè)計要求。氣水分配渠的斷面設(shè)計。氣水分配渠的斷面應(yīng)按氣水同時反沖洗的情況設(shè)計。此時反沖洗水的流量此時反沖洗用氣量此時，v氣水渠-水取1.5m/s，v氣水渠-氣取5m/s，氣水分配干渠的斷面積氣水分配渠設(shè)計起端高度為1.5m，末端高度為1.1m，氣水分配渠設(shè)計寬度為0.8m，詳見圖4和圖5。則氣水分配渠起端斷面面積為1.2m2，末

9、端斷面面積為0.88m2，即氣水分配渠起端和末端設(shè)計斷面面積均滿足要求。圖3 濾池配水配水渠高度示意圖圖4 濾池配水配氣渠寬度示意圖（8）濾池管渠排水集水槽。排水集水槽頂高出濾料頂面0.5m，氣水分配渠起端高度1.5m，詳見圖5所示，排水集水槽底板厚度0.1m，則排水集水槽起端深度氣水分配渠末端高度1.1m，排水集水槽底板厚度0.1m，詳見圖5所示，則排水集水槽末端深度排水槽坡度圖5 濾池排水集水槽的高度示意圖排水集水槽排水能力校核。排水集水槽超高0.3m，排水集水槽寬度0.8m，起端水深排水集水槽濕周水流斷面積排水集水槽水力半徑混凝土渠道粗糙率n=0.013，排水渠流速排水渠過流能力進(jìn)水管渠

10、。進(jìn)水總渠流速v進(jìn)總?cè)?.9m/s，水流斷面積進(jìn)水總渠寬度取1m，水深取1.2m，超高取0.2m。單格濾池進(jìn)水孔強(qiáng)制濾速時進(jìn)水量Q強(qiáng)為每座濾池由進(jìn)水總渠側(cè)壁開三個進(jìn)水孔。兩側(cè)進(jìn)水孔在反沖洗時關(guān)閉，中間進(jìn)水孔供給給反沖洗時表面掃洗用水，反沖洗時不關(guān)閉。中間進(jìn)水孔設(shè)自動調(diào)節(jié)閘板，調(diào)節(jié)閘門的開啟度，調(diào)節(jié)表面掃洗用水量?？卓诿娣eA孔按孔口淹沒出流公式計算，孔口兩側(cè)水位差取0.05m，則孔口總面積中間孔面積按表面掃洗水量設(shè)計：中間孔的高度H中孔和寬度B中孔均取0.6m。兩個側(cè)孔面積側(cè)孔寬度B側(cè)孔和高度H側(cè)孔均取0.3m，實(shí)際側(cè)孔面積為0.09m2。具體設(shè)計，詳見圖6。圖6 濾池單格進(jìn)水孔示意圖進(jìn)水堰為保

11、證進(jìn)水穩(wěn)定性，進(jìn)水總渠引來的渾水經(jīng)過溢流堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配水渠，再經(jīng)過濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側(cè)的V型槽。溢流進(jìn)水堰與進(jìn)水總渠平行設(shè)置，與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距0.5m。溢流進(jìn)水堰堰寬b堰取4m，上游堰高P1=0.96m，堰上最小水頭取Hmin=0.08m。此時，滿足H0.025m，H/P12及P10.3m的條件，因此，流量系數(shù)m0=0.403+0.053H/P1+0.0007/H。m0=0.403+0.053×0.08÷0.96+0.0007÷0.08=0.416流量可見，滿足要求。進(jìn)水堰的設(shè)計詳見圖7。圖7 濾池進(jìn)水堰示意圖單格濾池配水渠進(jìn)入每座濾池的渾水溢流至配水

12、渠，由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池內(nèi)的V型槽。水流由中間向兩側(cè)分流，每側(cè)流量為Q強(qiáng)/2。濾池配水渠寬b配渠取0.5m，渠高1.2m，渠長L配渠等于單格濾池寬度，為7.8m。當(dāng)渠內(nèi)水深h配渠為0.88m時，流速配水能力校核。配水渠的水力半徑配水渠的水力坡度渠內(nèi)水面降落量配水渠最高水位配渠最高水位小于渠高，過水能力滿足要求。圖8 單格濾池配水渠平面示意圖V型槽的設(shè)計V型槽槽底設(shè)表面掃水洗出水孔，直徑取dv孔=0.026m，每槽共計83個。則單側(cè)V型槽出水孔總面積表掃水出水孔低于排水集水槽堰頂0.15m，即V型槽槽底高于排水集水槽堰頂0.15m。表面掃洗時V型槽內(nèi)水位高出濾水池反沖洗時液面集水槽長b為8.4m，反沖洗時排水集水槽的堰上水頭V型槽傾角50°，垂直高度0.65m，反沖時V型槽頂與池內(nèi)液面高差為反沖時V型槽頂與槽內(nèi)液面高差為V型槽的設(shè)計，詳見圖8。圖8 濾池V型槽剖面圖（9）沖洗水泵揚(yáng)程。反沖洗水池最低水位與排水槽頂高差H0按4.95m計。管路沿程和局部水頭損失。反洗配水干管用鋼管，管徑d為0.4394m，反沖洗管路局部水頭損失按沿程阻力損失的20%進(jìn)行計算。根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的