D型滤池设计计算书

首钢吨首钢吨 天天 D 型滤池设计计算型滤池设计计算 一 已知条件一 已知条件 设计水量 Q m3 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 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 H清 0 4 m 正常过滤时 通过长柄滤头的水头损失 H 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 H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 H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 H1 H2 H3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 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 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 渠内水面降落量 h渠 I渠L渠 2 1 55 10 5 5 28 2 4 09 10 5m 配水渠最高水位 h配渠 h渠 1 0m 渠高 1 6m 进 V 型槽配水孔断面积为 A 0 374m2 进 V 型槽配水孔流速 v Q强 2A 0 174 2 0 374 0 23m s 4 V 型槽的设计 V 型槽槽底设表面扫洗水出水孔 直径取 d孔 0 03m 间隔 0 1m 每槽共计 70 个 则单侧 V 型槽表扫水出水孔总面积 A 表孔 3 14 0 032 4 70 0 0495 表扫水出水孔中心标高与排水集水槽堰顶相平 即 V 型槽底低于排水集水槽堰 顶 0 05m 据潜孔出流公式 Q 0 8A 2gh 1 2 其中 Q 应为单格滤池的表扫水流量 则表 面扫洗时 V 型槽内水位高出滤池反冲洗时液面 hv 液 Q表水 2 0 8A表孔 2 2g 0 0784 2 0 8 0 0495 2 2 9 81 0 05m 反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式 Q 1 84bh3 2求得 其中 b 为集水槽长 b L排槽 7m Q 为单格滤池反冲 洗流量表扫水的流量 Q反单 6 2 8 28 1000 0 246m3 s h排槽 Q反单 1 84 7 2 3 0 072m V 型槽倾角 500 垂直高度 0 9m 壁厚 0 1m 反冲洗时 V 型槽顶高出滤池内液面的高度为 0 9 0 05 h排槽 0 9 0 05 0 072 0 778m 反冲洗时 V 型槽顶高出槽内液面高度为 0 9 h排槽 hv 液 0 9 0 072 0 05 0 778m 5 反冲洗水的供给 1 反洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失 h1 反冲洗配水管用钢管 DN350 管内流速 1 68m s 1000i 11 5 布置钢总长计 50m 则反冲洗总管的沿程水头损失 hf Il 0 0115 50 0 575m 表 4 1 冲洗管配件及阻力系数 配件名称数量 个局部阻力系数 900弯头 阀门 等径三通 6 3 4 6 0 78 4 68 3 0 2 0 6 4 0 1 0 4 总计5 68 hj v2 2g 5 68 1 682 2 9 81 0 82m 则冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失 h1 hf hj 0 575 0 82 1 395m 2 集水池最低取水水位与滤池排水槽堰顶的高差 H0 4 415m 3 滤池配水系统的水头损失 h2 A 气水分配干渠的水头损失按最不利条件 即气水同时反冲洗时计算 此时渠 上部是空气 下部是反冲洗水 按矩形暗管 非满流 n 0 013 近似计算 气水同时反冲洗时 Q反气水 0 168m3 s 则气水分陪渠内水面高为 h反水 Q气水 v水干b气水 0 168 1 68 0 8 0 125m 水力半径 R反水 b气水h反水 2h反水 b气水 0 8 0 125 2 0 125 0 8 0 095m 水力坡降 i反渠 nv渠 R渠 2 3 2 0 013 1 68 0 0952 3 2 0 011 渠内水头损失 h反水 I反水l反水 0 011 7 0 077m B 气水分配干渠底部配水方孔水头损失 h方孔 Q 0 8A 2gh 1 2计算 其中 Q 为 Q反气水 A 为配水方孔总面积 A 方孔 0 552 则 h方孔 Q反气水 0 8A方孔 2 2g 0 168 0 8 0 552 2 2 9 81 0 019m C 查手册 反冲洗水经过滤头的水头损失 h滤 0 22m D 气水同时通过滤头时增加的水头损失 h增 气水同时反冲洗时气水比 n 23 6 3 83 长柄滤头配水布气系统的滤柄孔口 总面积与滤池过滤总面积之比约为 1 则长柄滤头中的水流速度 v柄 Q反气水 1 f 0 168 1 28 0 6m s 通过滤头增加的水头损失 h增 9810n 0 01 0 01v 0 12v2 9810 3 83 0 01 0 01 0 6 0 12 0 62 1773 4pa 0 177mH2O 则滤池配水系统的水头损失 h2为 h2 h反水 h方孔 h滤 h增 0 077 0 019 0 22 0 177 0 493m 4 滤料层水头损失 h3 滤料为 DA863 彗星式滤料 容重 1比水略重 水的容重 1000 m3 纤 维滤料膨胀前的空隙率 m0 0 9 滤料层膨胀前的厚度 H3 0 3m 则滤料层水头损失 h3 1 1 1 m0 H3 取 0 5m 5 富裕水头 h4取 1 5m 则反冲洗水泵的最小扬程为 H水泵 H0 h1 h2 h3 h4 4 415 1 395 0 493 0 5 1 5 8 303m 选 3 台 SB250 250A 型的单级单吸离心泵 2 用 1 备 Q 600m3 h H 10m P 37KW 5 反洗空气的供给 1 长柄滤头的气压损失 P滤头 根据资料 在该气体流量下的压力损失最大为 P滤头 3Kpa 2 气水分配渠配气小孔的气压损失 P 气孔 反冲洗时气体通过配气小孔的流速 v气孔 Q气孔 A气孔 0 644 2 28 0 785 0 052 5 86m s 压力损失按孔口出流公式 Q 3600 A 2g p 1 2计算 式中 孔口流量系数 0 6 A 孔口面积 0 00196 P 压力损失 水柱 g 重力加速度 g 9 81 s Q 气体流量 m3 h 水的相对密度 1 P气孔 Q2气孔 2 36002 2A2气孔g 41 42 2 36002 0 62 0 9 81 4 9 H2O 0 0478 Kpa 3 配气管道的总压力损失 P 管 A 配气管道的沿程压力损失 P1 反冲洗空气流量 0 644m3 s 配气干管用 DN250 钢管 流速 13 1m s 反冲洗空气 管总长约 50m 气水分配渠内的压力忽略不计 反冲洗管道内的空气气压计算公式 P气压 1 5 H气压 9 81 P气压 空气压力 Kpa H气压 长柄滤头距反冲洗水面高度 m H气压 2 25m 则反冲洗时空气管内气体压力 P空气 1 5 H气压 9 81 1 5 2 25 9 81 36 79 Kpa 空气温度按 30oC 考虑 查表 空气管道的摩阻为 9 8 Kpa 1000 m 则配气管道沿程压力损失 P1 9 8 50 1000 0 49 Kpa B 配气管道的局部压力损失 P2 主要配件及去度换算系数 K 见表 表 5 1 反冲洗空气管配件及长度换算系数 配件名称数量 个长度换算系数 K 90 弯头 阀门 等径三通 8 3 3 0 7 8