2021年V型滤池设计计算

3.6 V 型滤池设计计算

欧阳光明（2021.03.07） 3.6.1设计参数

设计2组滤池，每组滤池设计水量Q=10500m³/d,设计滤速

ν=10m/h ，过滤周期48h

滤层水头损失：冲洗前的滤层水头损失采用1.8m 第一步 气冲冲洗强度1气q =15L/(s. m ²)，气冲时间气t =3min 第二步气、水同时反冲2气q =15L/(s. m ²)，1水q =4L/(s. m ²)，水气,t =4min 第三步 水冲强度2水q =5L/(s. m ²)，水t =5min

冲洗时间t=12min ；冲洗周期T=48h

反冲横扫强度1.8L/(s. m ²) ，滤池采用单层加厚均质石英砂滤料，粒径0.96-1.35mm ，不均匀系数1.2-1.6。

3.6.2 设计计算

1. 平面尺寸计算

1)滤池工作时间

/T =24—t T 24=24— 0.2×4824

=23.9h

2)滤池总面积

F=Q

vT '=9.231021000⨯=87.9m ²

3)滤池的分格

滤池底板用混凝土，单格宽B =3.5m,单格长L =13m,（一般规定V 型滤池的长宽比为2 ：1—4 ：1，滤池长度一般不宜小于11m ；滤池中央气，水分配槽将滤池宽度分成两半，每一半的宽度不宜超过4m ）面积45.5m ²，共2座，每座面积45.5 m ²，总面积91m ²。

4)校核强制滤速/v /v =1-N NV =1210

2-⨯=20m/h, 满足v ≤20m/h 的要求。 5)滤池高度的确定

H=1H ＋2H ＋3H ＋4H ＋5H ＋6H ＋7H =0.8＋0.1＋1.2＋1.4＋

0.4＋0.3＋0.1=4.3m

式中：1H ——气水室高度，0.7～0.9m ，取0.8m

2H ——滤板厚度m ，取0.1m

3H ——滤料层厚度m ，取1.2m

4H ——滤层上水深m ，取1.4m

5

H ——进水系统跌差m ，取0.4m 6

H ——进水总渠超高m ，取0.3m 7H ——滤板承托层厚度m ，取0.1m

6)水封井设计

滤层采用单层均质滤料，粒径0.96～1.35mm ，不均匀系数80K 为1.2～1.6，均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算

清H ∆=180302

0)-1gm m （γ2001()l v d ϕ

式中： 清H ∆——水流通过滤料层的水头损失,㎝；

γ——水的运动黏度, ㎝²/s,20℃时为0.0101㎝²/s ；

g ——重力加速度，981㎝²/s ；

0m ——滤料孔隙率，取0.5；

d ——与滤料体积相同的球体直径，㎝，根据厂家提供数据，取为0.1㎝

0l ——滤层厚度，120㎝

v ——滤速，v=10m/h=0.28m/s

ϕ——滤料颗粒球度系数，天然沙粒0.75～0.80，取0.8

根据经验，滤速为8～12 m/s 时，清洁滤料层的水头损失一般为30～50㎝，计算值比经验值低，取经验值的底限30㎝位清洁滤料层的过滤水头损失。正常过滤时，通过长柄滤头的水头损失h ∆≤0.22m ，忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时的水头损失为开始H ∆=0.3+0.22=0.52m,为保证正常过滤时池内液面高出滤料层，水封井出水堰顶高与滤料层相同，设水封井平面尺寸2×2m ²。堰底板比滤池底板低0.3m ，水封井出水堰总高为：

水封H =0.3+1H +2H +3H +7H =0.3+0.8+0.1+1.2+0.1=2.5m

因为每座滤池过滤水量：

单Q =vf=10×45.5=455m ³/h=0.13 m ³/s

则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高

0.108+0.52=0.628m 2反冲洗管渠系统

本设计采用长柄滤头配水配气系统,冲洗水采用冲洗水泵供应,为适应不同冲洗阶段对冲洗水量的要求,冲洗水泵采用两用一备的组合,水泵宜于滤池合建,且冲洗水泵的安装应符合泵房的有关设计规定。

1)反冲洗用水流量反Q 的计算

反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算，单独水洗时反洗强度最大为5L/( m ².s)

反水Q =水q f=5×45.5=227.5L/s=0.23m 3/s=819m 3/h

V 型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量：

表水Q =表水q f=0.0018×45.5=0.082 m ³/s

2)反冲洗配水系统的断面计算

配水干管进口流速应为1.5m/s 左右，配水干管的截面积

水干A =反水Q /水干V =0.23/1.5=0.15m ²反冲洗配水干管采用钢管，

DN500，流速1.17m/s ，反冲洗水由反冲洗配水干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底两侧的布水方孔配水到滤池底部布水区，反冲洗水通过布水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值，配水支管流速为1.0～1.5m/s,取水支V =1.0m/s,则配水支管的截面积

方孔A =反水Q /水支V =0.23/1.0=0.23m ²，此为配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各均匀布置10个配水方孔，共计20个，孔中心间距1m ，每个孔口面积：

小A =0.23/20=0.0115 m ²

每个孔口尺寸取0.1×0.1m ²。反冲洗水过孔流速

v=0.23/2×10×0.1×0.1=1.15m/s 满足要求。

3)反冲洗用气量计算反气Q 采用鼓风机直接充气，采用两组,一用一备。反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算，这是气冲强度为15L/( m ².s)

反气Q =气q f=15×45.5=682.5L/s=0.68m 3/s

反冲洗配气干管采用钢管，DN400,流速5.41m/s ，反冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，尤其水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区。

布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同共计20个，反冲洗用空气通过布气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。

反冲洗配气支管流速为10m/s 左右，配气支管的截面积

气支A =反气Q /气支V =0.68/10=0.068m ²

每个布气小孔面积:

气孔A =气支A /20=0.068/20=0.0034 m ²，孔口直径