重力式无阀滤池计算说明书

重力式无阀滤池计算说明书

一、设计水量

滤池净产水量Q 1=5000m 3/d=208m 3/h ，考虑4%的冲洗水量。 滤池处理水量Q=1.04Q 1=217m 3/h=0.0603m 3/s 。

二、设计数据

滤池采用单层石英砂滤料，设计滤速v=8m/h 。

平均冲洗强度q=15L/（s ·m 2），冲洗历时t=4min 。

期终允许水头损失采用1.7m 。

排水井堰顶标高采用-0.75m （室外地面标高为0.00m ）。

滤池入土深度先考虑取-1.40m 。

三、计算

1、滤池面积 滤池净面积2278

217m v Q F ===

，分为2格，N=2。 单格面积25.13227m N F f ===，单格尺寸采用3.6×3.6m 。 四角连通渠考虑采用边长为0.35m 的等腰直角三角形，

其面积2'0613.02'

m f =。 并考虑连通渠斜边部分混凝土壁厚为120mm 的面积， 则每边长m 52.012.0235.0=⨯+=，22135.0m f =。

则单格滤池实际净面积F 净=3.6×3.6-0.135×4=12.42m 2。

实际滤速为8.74m/h ，在7～9m/h 之间，符合要求。

2、进、出水管

进水管流速v 1=0.7m/s ，断面面积211086.07

.00603.0m v Q ===

ω, 进水总管管径m D 33.041==πω，取DN350。 单格进水管管径m D 23.02411==π

ω，取DN250，校核流速v 2为0.6m/s ，水力坡度i 1=0.0026，管长l 1=11m ，考虑滤层完全堵塞时，进水全部沿DN350虹吸上升管至虹吸破坏口，流速v 3为0.31m/s ，水力坡度i 2=0.0005，管长l 2=4m 。

则单格进水管水头损失

式中局部阻力系数ξ1包括管道进口、3个90°弯头和三通，ξ2为60°弯头，进水分配箱堰顶采用0.10m 的安全高度，则进水分配箱堰顶比虹吸辅助管管口高出0.20m 。

3、冲洗水箱

平均冲洗强度q=15L/（s ·m 2），冲洗历时t=4.5min ，单格滤池实际净面积F 净=12.42m 2，

则冲洗水箱容积V=0.06q F 净t=50.3m 3。

冲洗水箱面积F ’=3.6×3.6=12.96m 2， 冲洗水箱高度m F

V H 94.196.1223.502'=⨯==冲。 考虑冲洗水箱隔墙上连通孔的水头损失，冲洗水箱高度取2.00m 。

4、滤池高度

滤池总高度取4.55m ，根据滤池的入土深度，冲洗水箱平均水位标高为+2.00m 。

5、反冲洗水头损失

平均冲洗流量Q 冲=qF 净=15×12.42=186.3L/s=670.68m 3/h 。因冲洗时滤池仍在进水，单格滤池进水管流量Q 单=108.5m 3/h 。

则虹吸管中的计算流量为Q 虹吸=Q 冲+Q 单=780m 3/h 。

①连通渠水头损失：

根据谢才公式R

C A Q i 222 ， 其中A=0.0613m 2，

Q=Q 冲/4=167.67 m 3/h=0.0466m 3/s ，

连通渠内流速s m A Q v /76.00613.00466.0===

， 0513.0195

.10613.0===x A R m ， 7.40015.061.061===

n R C m 0.5/s ， 则0068.00513

.07.400613.00466.0222

222=⨯⨯==R C A Q i ， 连通渠长度约1.6m ，局部阻力系数ξ包括连通渠进口、出口。 则反冲洗时连通渠总水头损失

m g v l i h 055.081

.9276.0)15.0(6.10068.022

21=⨯⨯++⨯=+⋅=ξ。 ②孔板水头损失

采用小阻力配水系统，采用钢筋混凝土孔板，板厚100mm ，流量系数α=0.75，开孔比β=1.64%，

则反冲洗时配水系统水头损失

m q g h 076.0100164

.075.081.921510)/(216222

622=⨯⨯⨯⨯=⨯=--αβ。 ③承托层水头损失

承托层厚度Z=200mm ，水头损失m qZ h 066.02.015022.0022.03=⨯⨯==。 ④滤层水头损失

滤料采用石英砂滤料，砂粒径0.5～1.0mm ，厚度L=700mm ，膨胀度45%,膨胀前的孔隙率m 0=0.41，相对密度γ1=2.65。 则滤料层水头损失m L m h 68.0)1)(1(014=--=γ

γ。 ⑤配水板水头损失h 5取0.05m 。

⑥虹吸管内水头损失

虹吸管上升管管径取DN350。

由配水板至DN350×250三通处流量为Q 冲= 670.68m 3/h ，流速

v=1.861m/s ，水力坡度i=0.0141，长度约0.5m ，局部阻力系数ξ为虹吸上升管进口。 则总水头损失m g v l i h 095.081

.92861.15.05.00141.022

26=⨯⨯+⨯=+⋅=ξ。 由三通至120°弯头处流量为Q 虹吸= 780m 3/h ，流速v=2.165m/s ，水力坡度i=0.0186，长度约4.5m ，局部阻力系数ξ包括三通、60°弯头、120°弯头。 则总水头损失m g v l i h 705.081

.92165.2)25.01.0(5.40186.022

27=⨯⨯+++⨯=+⋅=ξ。 虹吸下降管管径取DN300，流量为Q 虹吸= 780m 3/h ，水力坡度i=0.0401，流速v=2.966m/s ，长度约5.8m ，局部阻力系数ξ包括DN350/300异径管、出口。 则总水头损失m g v l i h 793.081

.92966.2)125.0(8.50401.022

28=⨯⨯++⨯=+⋅=ξ ⑦反冲洗总水头损失

⑧校核虹吸水位差

冲洗水箱平均水位标高为+2.00m ，排水井堰顶标高为-0.75m ， 则平均冲洗水头H a =2.75m>2.52m ，满足要求，实际冲洗强度略大于设计强度，可通过冲洗强度调节器加以调整。

6、排水井排水管

排水流量Q= Q 虹吸=780m 3/h=217L/s ，采用de630 HDPE 管，坡度1%，充满度h/D=0.75，流量可达到230L/s ，可通过反冲洗时的排水量。