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==217m 3/h=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。

排水井堰顶标高采用（室外地面标高为）。 滤池入土深度先考虑取。 三、计算 1、滤池面积

滤池净面积2278217

m v Q F ===

，分为2格，N=2。 单格面积25.132

27

m N F f ===，单格尺寸采用×。

四角连通渠考虑采用边长为的等腰直角三角形， 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=×。

实际滤速为h ，在7～9m/h 之间，符合要求。

2、进、出水管

进水管流速v 1=s ，断面面积211086.07

.00603.0m v Q ===ω, 进水总管管径m D 33.041

==

π

ω，取DN350。

单格进水管管径m D 23.024

1

1==

π

ω，取DN250，校核流速v 2为s ，水力

坡度i 1=，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s ，水力坡度i 2=，管长l 2=4m 。 则单格进水管水头损失

m

g

v l i g v l i h 103.081

.9231

.05.040005.081.926.05.16.035.0110026.0222

22

32

222

2

111=⨯⨯+⨯+⨯+⨯++⨯=+++=∑）（进ξξ

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的安全高度，则进水分配箱堰顶比虹吸辅助管管口高出。

3、冲洗水箱

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

净

=，

则冲洗水箱容积V= F 净t=。

冲洗水箱面积F ’=×=， 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。

4、滤池高度

滤池总高度取，根据滤池的入土深度，冲洗水箱平均水位标高为+。

5、反冲洗水头损失

平均冲洗流量Q 冲=qF 净=15×=s=h 。因冲洗时滤池仍在进水，单格滤

池进水管流量Q 单=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=， Q=Q 冲/4= m 3/h=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

.06

1===

n R C s ， 则0068.00513

.07.400613.00466.02

22

222=⨯⨯==R C A Q i ， 连通渠长度约，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=，开孔比β=%，

则反冲洗时配水系统水头损失

m q g h 076.0100164

.075.081.921510)/(2162

226

22=⨯⨯⨯⨯=⨯=--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～，厚度L=700mm ，膨胀度45%,膨胀前的孔隙率m 0=，相对密度γ1=。 则滤料层水头损失m L m h 68.0)1)(1(01

4=--=γ

γ。

⑤配水板水头损失h 5取。

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= h ，流速v=s ，水力坡度i=，长度约，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=s ，水力坡度i=，

长度约，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=，流

速v=s ，长度约，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

m

h h h h h h h

h h 52.2793.0705.0095.005.068.0066.0076.0055.08

765432

1

=+++++++=+++++++=∑

⑧校核虹吸水位差

冲洗水箱平均水位标高为+，排水井堰顶标高为，

则平均冲洗水头H a =>，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=，流量可达到230L/s ，可通过反冲洗时的排水量。