给水工程普通快滤池设计说明书

1 一 原始资料 1 滤池形式 普通快滤池 2 水质资料 水源为水库水 水库上游植被较好 无工业废水 等污染 库容积较大 常年雨量充沛 水质具体资料如下 浊度 常年平均浊度 10 15mg L 汛雨期及风浪时为 150 200mg L 色度 15 度 水温 3 25 PH 值 6 8 细菌总数 12000 个 mL 大肠杆菌 20000 个 L 臭和味 略有 耗氧量 4 5mg L 总硬度 8 度 碳酸盐硬度 6 度 3 其他资料 常年平均水温 18 最高水温 27 最低水温 1 常年气温 最冷月平均 2 5 最热月平均 26 3 极端 最高 42 极端低温 15 7 土壤冰冻深度 0 15cm 地基承载力 10T m2 地震烈度 7 度以下 2 高峰水量 8 月 低峰供水量 1 月 之比 1 4 3 日变化 系数 Kd 1 2 二 滤池的选择 1 滤池的工作原理 过滤时 开启进水支管与清水支管的阀门 关闭冲洗水支管阀 门与排水阀 浑水就经进水总管 支管从浑水渠进入滤池 经过滤 料层 承托层后 由配水系统的配水支管汇集起来再经配水系统干 管渠 清水支管 清水总管流往清水池 浑水流经滤料层时 水中 杂质即被截流 随着滤层中杂质截流量的增加 滤料层中水头损失 也相应增加 一般当水头损失增至一定程度以致滤池产水量减少或 由于滤过水质不符合要求时 滤池便需停止过滤进行冲洗 冲洗时 关闭进水支管与进水支管阀门 开启排水阀与冲洗水支管阀门 冲 洗水即由冲洗水总管 支管 经配水系统的干管 支管及支管上的 许多孔眼流出 由下而上穿过承托层及滤料层 均匀的分布于整个 滤池平面上 滤料层再由下而上均匀分布的水流中处于悬浮状态 滤料得到清洗 冲洗废水流入冲洗排水槽 再经浑水渠 排水管和 废水渠进入下水道 冲洗一直进行到滤料基本洗干净为止 冲洗结 束后 过滤重新开始 2 滤池的分类及优缺点 1 普通快滤池有成熟的运转经验 运行稳妥可靠 采用砂滤料 材料易得 价格便宜 采用大阻力配水系统 单池面积可做的较大 池深较浅 可采用降速过滤 水质较好 但是 阀门多 必须设有 3 全套冲洗设备 2 双阀滤池不仅有普通快滤池所具有的优点 同时减两只阀门 相应降低了造价和检修工作量 但也必须设有全套冲洗设备 增加 形成虹吸的抽气设备 3 V 型滤池具有运行稳妥可靠 采用砂滤料 材料易得 滤床 含污量大 周期长 滤速高 水质好 具有气水反洗和水表面扫洗 冲洗效果好的优点 但是配套设备多 如鼓风机等 土建较复杂 池深比普通快滤池深 4 多层滤池包括双层滤料滤池 三层滤料滤池 接触双层滤料 滤池 其中双层滤料滤池 三层滤料滤池含污能力大 可采用较大 的滤速 降速过滤 水质较好且双层滤料滤池方便改造但是滤料不 易获得 价格贵 滤料易流失 冲洗困难 易积泥球 接触双层滤 料滤池有以下优点 对滤前水的浊度适用幅度大 因而可以作为直 接过滤 条件合适时 可以不用沉淀池 节约用地 投资省 降速 过滤水质较好 缺点是 对运转的要求较高 工作周期短 5 虹吸滤池不需大型阀门 冲洗水泵或冲洗水箱易于自动化操 作 但是土建结构复杂 池深大 单池面积不能过大 反冲洗时要 浪费部分水量 冲洗效果不易控制 变水位等速过滤 水质不如降 速过滤 6 无阀滤池不需要设置阀门 自动冲洗管理方便 可成套定型 制作 缺点是 运行过程看不到滤层情况 清砂不便 单池面积较 小 冲洗效果较差 反冲洗时需要浪费部分水量 变水位等速过滤 4 水质不如降速过滤 7 移动罩滤池优点是造价低 不需大量阀门设备 池深浅 结 构简单 能自动连续运行 不需冲洗水塔或水泵 节约用地和电耗 降速过滤 缺点是需设移动冲洗设备 对机械加工材质要求高 起 始滤速较高 因而滤池平均设计滤速不易过高 罩体与隔墙间的密 封要求较高 3 滤池选择 选择普通快速滤池 三 滤池设计 一 设计水量 由原始资料根据要求 以 5 万吨为基础 3000 吨为一单位增量 以学号为顺序 每人取一水量 得到 11 3 万吨 经计算求的水厂自 身耗水量 主要为滤池冲洗用水 的系数 1 04 所以最终水量 取 4888 m h 二 滤料与滤速的选择 1 滤料应具有足够的机械强度和抗蚀性能 一般可采用石英 砂 无烟煤和重质矿石等 2 滤料厚度与有效粒径之比 细砂及双层滤料过滤应大于 1000 粗砂及三层滤料过滤应大于 1250 3 滤池应按正常情况下的滤速设计 并以检修情况 一格或 者两格停运 下的强制滤速校核 4 滤池滤速及滤料组成的选用 一般宜按表 1 采用 5 表 1 滤池滤速及滤料组成 注 滤料的相对密度为 石英砂 2 6 2 65 无烟煤 1 4 1 6 重质矿石 4 7 5 0 根据资料的水质条件 可以选择双层滤料 上层无烟煤下层石 英砂 滤速选择 v 10m h 三 滤池面积和尺寸 1 滤池面积 滤池的过滤周期为h 采用 24h 每次冲洗滤池所需要的总时 粒径 mm 不均匀系数 K80 厚度 mm 单层细砂 滤料 石英砂 d10 0 55 2 07007 99 12 无烟煤 d10 0 85 2 0300 400 石英砂 d10 0 55 2 0400 无烟煤 d10 0 90 1 7450 8 1010 12 9 1212 16 16 1820 24 1 770 均匀级配 粗砂滤料 石英砂 d10 0 9 1 2 1 41200 1500 正常滤速 m h 强制滤速 m h 双层滤料 石英砂 d10 0 50 1 5 滤料组成 滤料种类 250三层滤料 重质矿石 d10 0 25 6 间采用 0 5 小时 滤池的有效冲洗历时采用 6min 1 12h 水厂自身 耗水量的系数 1 04 F Q V 式中 F 滤池面积 m v 滤速 m h 计算得 F 488 8 详见计算书 下同 2 滤池个数 设计中 滤池个数应通过技术经济比较确定 并需考虑水厂内 其他处理构筑物及水厂总体布局等有关问题 但在任何情况下 滤 池个数不得少于两个 滤池个数少于 5 个者 宜采用单行排列 管 廊位于滤池一侧 超过 5 个者 宜采用双行排列 管廊位于两排滤 池中间 后者布置较紧凑 但是管廊通风 采光不如前者 检修也 不太方便 滤池个数可根据表 2 确定 表 2 水厂规模 m3 h 滤池总面积 m 滤池个数 个 单格面积 m 240 302 10 15 240 48030 602 315 20 480 80060 1003 420 25 800 1200100 1504 525 30 7 1200 2000150 2505 630 40 2000 3200250 4006 840 50 3200 4800400 6008 1050 60 所以 滤池个数 N 10 个 双行排列 强制滤速 v Nv N 1 11 1m h 3 滤池尺寸 每个滤池面积 f F N 48 88m 取 54 m 滤池长宽比在 1 5 左右 计算得 长 L 9m 宽 B 6m 4 滤池高度 H H1 H2 H3 H4 3 15m 式中 H1 支承层高度 0 45m H2 滤料层高度 0 70m H3 砂面上水深 1 70m H4 保护高度 0 30m 5 冲洗强度 q 12 L s m2 四 配水系统 配水干渠 干管流量qg fq 54X12 648L s 0 648 m s q 冲洗强度 12L s m 干渠始端流速采用 V 1 5m s 干渠始端流量 Q fg 0 65m s 8 干渠断面积采用 0 7 0 7 0 49 干渠壁厚尺寸采用 0 1 干渠顶面应开设孔眼 配水支管 支管中心间距采用 s 0 25 每池支管数 nj 2 X L s 2 X 9 0 25 72 根 每根支管入口流量 qj qg nj 0 65 72 0 00903m s 采用管径 dj 75mm 支管始端流速 vj 2 05m s 每根支管长度 lj B dg 0 1X2 2 4 3 0 8 0 1X2 2 2 55m 支管孔眼 支管孔眼总面积与滤池面积之比为 0 20 0 28 采用 0 24 支管总面积 f 0 0024 54 0 130 孔径采用 d 9mm 0 009m 单孔面积 w d 4 0 785 0 09 6 359 10 9 孔眼总数 n 2044 每一支孔眼数 分两排交错排列 为 n 29 孔眼中心距 s 0 176m 复算配水系统 孔眼总面积与支管总横截面积之比小于 0 5 Fk 72 X 0 785 X 0 075 0 4 0 5 干管横截面积与支管总横截面积之比一般为 1 75 9 2 0 fg njfj 1 54 1 75 孔眼中心距应小于 0 2m ak 0 176 0 2 五 冲洗排水槽 断面尺寸 两槽中心距采用 a 1 9m 排水槽个数 nf L a 4 7 5 槽长 L B 6m 槽内流速采用 0 6m s 排水槽采用标准半圆形槽底断面形式 其末端断面模数为 x 0 23m 设置高度 滤料层厚度采用 Hn 0 7m 排水槽底厚度采用 0 05m 槽顶位于滤层面以上的高度为 He 0 5 0 7 2 5 0 23 0 05 0 075 1 05m 10 六 滤池各种灌渠计算 七 冲洗水箱 冲洗水箱容积V 1 5qft 60 1000 350m 水箱内水深 采用 h箱 3 5m 圆形水箱直径 D箱 11 3m 水箱底至滤池配水管间的沿途及局部损失之和 h1 3 39m 配水系统水头损失 h2 hk 3 28m 承托层水头损失 h3 0 022qH1 0 00903m 滤料层水头损失 h4 1 1 m H2 0 45m 式中 滤料相对密度 石英砂为 2 65 水的相对密度 m 滤料膨胀前的孔隙率 石英砂为 0 41 流量 m s 流速 m s 管径DN mm 断面尺寸B X H mmXmm 进水渠0 6540 82 1000 X 800 各滤池进水管0 13080 82450 0 6482 29600 清水渠1 3081 09 1200 X 1000 各滤池清水管0 13081 04400 排水渠3 241 08 2000 X 1500 单侧排水总管3 241 431700 1 滤池排水管0 6481 29800 进水总管0 6541 02900 排水 管渠名称 进水 冲洗水管 清水 11 H2 滤层膨胀前厚度 m 备用水头为 1 5 2 0m 采用h5 1 5m 冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面 H h1 h2 h3 h4 h5 8 97m 9m 四 主要参考文献资料 1 给水排水设计手册 1 3 9 10 11 中国建筑工业出版 社 2 室外给水设计规范 GBJ13 86 1997 版 3 给水厂处理设施设计规范 崔玉川等 化学工业出版 社 2003 太原 4 净水厂设计