V型滤池设计计算
3.6 V型滤池设计计算
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
v =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g气］=15L/(s. m2),气冲时间f气二3min
第二步气、水同时反冲q气2二15L/(s. m2), g水］=4L/(s. m2), f 气水二4min
第三步水冲强度g水2二5L/(s. m2), ^=5min
冲洗时间t=12min；冲洗周期T二48h
反冲横扫强度1.8L/(s. m2),滤池釆用单层加厚均质石英砂滤料，粒径0. 96-1. 35mm,不均匀系数1. 2T. 6。
3. 6. 2设计计算
1.平面尺寸计算
1)滤池工作时间
r=24—t —=24— 0.2X—=23. 9h
T48
2)滤池总面积
21000 ^87. 9m2
vT' 10x23.9
3)滤池的分格
滤池底板用混凝土，单格宽5=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llm；
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 o 4）校核强制滤速『
『二竺二空竺二20m/h, 满足vW20m/h 的要求。
N-1 2-1
5）滤池高度的确定
H=H 1 + H 2 + H 3 + H 4 + H 5 + H 6 + H 7=0. 8 + 0. 1 +1. 2+1. 4 + 0. 4+0. 3+0. 1=4. 3m
式中：比 -- 气水室高度，0. 7?0. 9m,取0. 8m
H, ------ 滤板厚度m,取0. Im
H 3——滤料层厚度m,取1.加
H 4 ----- 滤层上水深m,取1.4m
H s ------ 进水系统跌差m,取0. 4m
H 6——进水总渠超高m,取0.3m
H 7 滤板承托层厚度m,取0. Im 6）水封井设计
滤层釆用单层均质滤料，粒径0. 96?1. 35mm,不均匀系数瓦。为
1.2?1.6,均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算
=180X x
（丄），x 】20x0.28
o.8xo.r =19. 43 cm
/ --- 水的运动黏度，cm 2 /s, 20°C 时为 0. 0101 cm 2 /s ；
g ——重力加速度，981 cm 2/s ；
981x0.53 式中： AH 淸 水流通过滤料层的水头损失,cm ；
ni Q-- 滤料孔隙率，取0. 5；
d Q一一与滤料体积相同的球体直径，cm,根据厂家提供数据，取为0.1cm
I。——滤层厚度，120 cm
v ----- 滤速，v二10m/h二0. 28m/s
（P一一滤料颗粒球度系数，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 cm,计算值比经验值低，取经验值的底限30 cm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丛WO. 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血开始二0. 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2X2m2o堰底板比滤池底板低0. 3m,水封井出水堰总高为：
H水封二0. 3+巴 + 比 + 比 + 比二0. 3+0. 8+0. 1+1. 2+0. 1=2. 5m 因为每座滤池过滤水量：
Q单二vf二10X45. 5=455m3/h=0. 13 m3 /s
所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式Q=I.84W3计算得：”肿（鲁沪（悬?? 1°弘
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
本设计釆用长柄滤头配水配气系统，冲洗水釆用冲洗水泵供应，为适应不同冲洗阶段对冲洗水量的要求,冲洗水泵釆用两用一备的组合，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Q反的计算
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/ ( m2. s)
0反水二g水f二5X45. 5二227. 5L/s=0. 23m7s=819m3/h V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量：
0衣水二q表水f二0. 0018X45. 5二0. 082 m3/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
人水干二。反水/V水干二0. 23/1. 5=0. 15m2反冲洗配水干管釆用钢管，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V水支二1. Om/s,则配水支管的截面积
A方孔二。反水/V水支二0.23/1.0=0.23m2,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Ini,每个孔口面积：
A小二0.23/20二0.0115 m2
每个孔口尺寸取0.1X0.52。反冲洗水过孔流速
v=0. 23/2X10X0. 1X0. 1=1. 15m/s 满足要求。
3）反冲洗用气量计算Q反气
釆用鼓风机直接充气，釆用两组，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/（ m2.s）0反气二g气f二15X45. 5二682. 5L/s二0. 68m7s
4）配气系统的断面计算
配气干管进口流速应为5m/s左右，则配气干管的截面积
A 二色工二熨二0. 136 m2
气干V气干5
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
A气支二0反气/V气支二0. 68/10=0. 068m2
每个布气小孔面积：
A气孔二A气支/20二0.068/20二0.0034 m2,孔口直径
空驶1）二o.O7m,取70mm
飞孔3.14
每孔配气量：
0气孔二0反气/20二0. 68/20=0. 034m3 /s二122. 4m3 /h
2.5气水分配渠的断面设计
对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲洗时，亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠断面面积最大。因此气水分配渠的断面设计按气水同时反冲洗的情况设计。
气水同时反冲洗时反冲洗水的流量
0反气水二g水f二4 X 45. 4二182 L/s?O. 18m3/s
气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量
0反气二g气f二15X45. 5二682. 5L/s=0. 68m3 /s
气水分配渠的气水流速均按相应的配水配气干管流速取值，则气水分配干渠的断面积：
仏水=0反气水/ V水干+ 0反气/ V气干
=0. 18/1. 5+0. 68/5=0. 12+0. 136=0. 256 m2
3.滤池管渠的布置
1)反冲洗管渠
(1)气水分配渠
气水分配渠起端宽取1. 2m,高取1. 5m,末端宽取1. 2m,高取
1.0m,则起端截面积为1. 8m2 ,末端截面积1. 2m2,两侧沿程各布置10个配水小孔和10个配气小孔，孔间距lm,共20个配水小孔和20 个配气