D型滤池设计计算书

首钢180000吨/天D型滤池设计计算

一、已知条件

设计水量：Q=180000m3/d

滤池规格：共有14格，每格28㎡，分2组，每组7格。

反冲洗流程：

第一阶段：单独气冲，冲洗历时3～5 min，气洗强度23L/（m2·s）；

第二阶段：气水同时反冲洗，历时8～10 min，气洗强度23L/（m2·s），水冲洗强度6L/（m2·s）；

第三阶段：清水漂洗，冲洗历时3～5 min，冲洗强度6（L/m2·s）；

反冲洗全过程中伴有表面扫洗，表面扫洗强度2.8 L/m2·s；

冲洗时间共计t=15～20min，冲洗周期T=24h。（取20min=1/3h）

二、设计计算

1、池体设计

（1）、滤速：v=Q/（F×24）

F——滤池总面积，14×28=392㎡

v=180000/（392×24）=19.1m/h

（2）、校核强制滤速v’

v’=Nv/(N－1)=7×19.1/(7－1)=22.3m/h＜23m/h

（3）、滤池高度的确定

滤板下布水区高度 H1=0.9m

滤板高度 H2=0.03 m

滤网板（承托层）高度 H3=0.07 m

滤网板与注塑盖板之间高度 H4=1.9 m

V型槽与注塑盖板之间距离为 H5=0.1 m

V型槽高度为H6=0.635 m

V型槽顶至滤池顶高度为 H7=0.965 m

则滤池总高

H= H1+H2+ H3+H4+H5+ H6+ H7=0.9+0.03+0.07+1.9+0.1+0.635+0.965=4.6 m

（4）、水封池的设计

按照试验数据，DA863彗星式纤维滤料清洁滤层的水头损失取ΔH清=0.4 m

正常过滤时，通过长柄滤头的水头损失ΔH≤0.22 m，取0.2 m。忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤的水头损失为：

ΔH开始=0.4+0.2=0.6m

为保证滤池正常时滤池内的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高与滤料层相同。

堰底板与滤池底版标高相同，水封井出水堰总高

ΔH水封= H1 +H2+ H3=0.9+0.1+0.8=1.8 m。

2、反洗水量和气量计算

（1）、反洗水量计算

按水冲强度最大时计算，单独水洗时反洗强度最大为6 L/（m2·s）Q反=q水·f=6×28=168L/s=0.168m3/s=604.8m3/h

D型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量

Q表水=q表水·f=0.0028×28=0.0784m3/s

（2）、反洗气量Q气的计算

按单独气冲强度最大时的空气流量计算，这时气冲强度为23L/（m2·s）Q反气=q气·f=23×28=644L/s=38.64m3/min

3、滤池管渠的布置

（1）、反冲洗管渠

A、气水分配渠

气水分配渠起端宽取0.8m,高取2.3m；末端宽取0.8 m，高取1.75 m。则起端截面积1.84㎡，末端截面积1.4㎡。两侧沿程各布置28个配气小孔和23个布水方孔，共56个配气小孔和46个布水方孔。

B、排水集水槽

排水集水槽槽顶端高出滤料层顶面1.35米，则排水集水槽起端槽高H起=H1+H2+ H3+滤料层厚度+1.35－ 2.3－

0.1=0.9+0.03+0.07+0.8+1.35－2.3－0.1=0.75米

式中，H1H2H3同前，2.3米为气水分配渠起端高度，0.1为排水集水槽板厚。

排水集水槽末端高

H末= H1+H2+H3+滤料层厚度+1.35－1.75－0.1= 1.3米底坡=（1.3－0.75）/7.04=0.078

C、排水集水槽排水能力校核。

由矩形端面暗沟（非满流，n=0.013）计算公式校核集水槽能力。

设集水槽超高0.3米，则槽内水位高 h排集=0.45米，槽宽b排集 =0.8

米，

湿周X=b+2h=0.8+2×0.45=1.7米

水流断面。A排集=bh=0.8×0.45=0.36米2

水力半径：R= A排集/X=0.36/1.7=0.212米

水流速度：v=(R2/3·i1/2)/n =(0.2122/3×0.078 1/2)/0.013

=0.356×0.28/0.013=7.67m/s

过水能力Q排集=A排集v=0.36×7.67= 2.76m3/s ,

实际水量：Q反=Q反水+Q表水=0.168+0.0784=0.2464m3/s＜2.76 m3/s （2）、进水管渠

A、进水总渠

8座滤池双侧进水，每4座滤池共用一个进水渠，进水渠流量为

Q=180000/4m3/d=0.52m3/s,进水总渠流速取0.8m/s，则水流断面积

A进总=Q/v=0.52/0.8=0.65m2

水面高1.2m，总渠宽1.4m，实际流速v’=0.52/1.2×1.4=0.31m/s。

B、每座滤池的进水孔

每座滤池由进水侧开一个进水孔，进水总渠的水通过这个进水孔进入

滤池。进水孔设电动闸门，在反冲洗时调节阀门的开启度，供给反洗表扫

水。

孔口面积按孔口淹没出流公式Q=0.8A（2gh）1/2计算，其面积按滤池

强制过滤水量计，孔口两侧水位差取0.1m，则孔口面积：

A孔=Q强/（0.8（2gh）1/2）

Q强=180000/（12×86400）=0.174m3/s

A孔=0.174/（0.8×（2×9.81×0.1）1/2）=0.155m2

孔口宽高=400×400㎜，实际孔口面积0.16 m2

C、滤池内设的宽顶堰

为保证进水稳定性，进水总渠引来的水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠，再经滤池内的配水渠分配到两侧的V型槽。

宽顶堰堰宽b宽顶=5.28m，宽顶堰与进水总渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.7m，堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.84bh3/2得：

h宽顶=[Q强/（1.84b宽顶）]3/2=[0.174/（1.84×5.28）]2/3=0.04m。

D、每座滤池的配水渠

进入每座滤池的水经过宽顶堰溢流于配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V型槽。

滤池配水渠宽b配渠=0.7m，渠高1.5m，渠总长等于滤池总宽，则渠长L配渠=5.28。当渠内水深h配渠=1.00m时，流速（进来的浑水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧流量为Q强/2）

v配渠=Q强/（2b配渠h配渠）=0.174/（2×0.7×1.00）=0.124m/s

E、配水渠过水能力校核

配水渠的水力半径

R配渠=b配渠h配渠/（2h配渠+b配渠）=0.7×1.00/（2×1.00+0.7）=0.7/2.7=0.26m,

配水渠的水力坡降：

I渠=（nv渠/R渠2/3）2=（0.013×0.124/0.262/3）2==1.55×10-5