計(jì)算書-V型濾池匯總

1、潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書1.1.1 V 型濾池及反沖洗操作間1.1.1.1 功能 通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的表面或?yàn)V層截留水體中懸浮固體和其它雜質(zhì)的過(guò)程。其中反沖洗操作間是安裝 V 型濾池的反沖洗設(shè)備，并為管理和運(yùn)行維護(hù) V 型濾池和反沖洗設(shè)備的人員提供辦公場(chǎng)所。本段為 V型濾池及反沖洗操作間， V型濾池分 6格,反沖洗操作間共 1座， V 型濾池的處理能力為 5.25萬(wàn)m3/d。1.1.1.2 主要參數(shù)設(shè)計(jì)流量： Q=5.25萬(wàn)m3/d=2188m3/h=0.61m3/s設(shè)計(jì)濾速： 8.09m/h強(qiáng)制慮速： 12.14m/h 濾池分格： 6格 總過(guò)濾面積： 332.64m2 濾池沖洗方式為氣沖氣水

2、同時(shí)沖水沖，同時(shí)全程表面掃洗。 先氣沖時(shí)，氣沖強(qiáng)度 15 L/m2 s，沖洗時(shí)間 2分鐘。氣水同時(shí)沖時(shí)，氣強(qiáng)度 15 L/m2s，水強(qiáng)度3L/m 2s，沖洗時(shí)間 4分鐘 后水沖時(shí)，水沖強(qiáng)度 6 L/m2 s，沖洗時(shí)間 6分鐘。表面掃洗強(qiáng)度為 2 L/m2s，掃洗時(shí)間為全程。 運(yùn)行周期為 T=12h1.1.1.3 工藝計(jì)算 （ 1）濾池工作時(shí)間 T T 24 24/60 23.6（h）（2）濾池面積F鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第1頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書QvT525007 23.6317.8(m2)3) 濾池分格濾池分格數(shù)為 N=6，采用雙床 V型濾池，單床寬度 B單 3.3m ，長(zhǎng)度L單

3、8.4m ，每個(gè)濾池面積為f 2B單L單 2 3.3 8.4 55.44(m2) 濾池總面積F Nf 6 55.44 332.64(m2)設(shè)計(jì)濾速為 8.07m/h強(qiáng)制濾速vNN-27 8.07 12.11(m/s)624) 濾池高度的確定濾池超高 H1取0.8m，濾層上水深 H2取 1.3m。 濾池采用單層石英砂均質(zhì)濾料， 粒徑0.51.0mm，有效粒徑 d10=0.6mm， 不均勻系數(shù) K801.6。根據(jù)室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范( GB50013-2006)第 9.5.5條的規(guī)定，濾料H 層厚度(H3)與有效粒徑(d10)之比，對(duì)于細(xì)砂應(yīng)大于 1000，即 H3 1000d10所以， H3 100

4、0d10，d10=0.6mm，則 H3 600mm ，為使得出水水質(zhì)穩(wěn)定可 靠，根據(jù)以地表水為水源的凈水廠常用經(jīng)驗(yàn)濾層厚度( 1.01.5m)，本工程 V型濾池濾料厚度采用 1.3m，即 H3 1.3m 。根據(jù)室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范( GB50013-2006)第 9.5.5條的規(guī)定，“采用 濾頭配水(氣)系統(tǒng)時(shí)，承托層可采用粒徑2 4mm粗砂，厚度為 50100mm”。本工程采用長(zhǎng)柄濾頭配水配氣系統(tǒng)，承托層采用 24mm粗砂，鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第2頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書厚度采用 100mm，即濾料承托層厚度 H4=0.1m。 根據(jù)常用濾板的規(guī)格，本工程采用預(yù)制混凝土濾板，濾板的尺寸規(guī)

5、格 為長(zhǎng)寬高 =1080mm1030mm100mm，因此濾板厚度為 H5=0.1m。本工程 V 型濾池，采用 6格，每格分對(duì)稱的 2組。根據(jù)濾板的規(guī)格，單 組濾池寬度采用 3.3m，則寬度方向可安裝 3塊濾板，長(zhǎng)度采用 8.4m，則長(zhǎng) 度方向課安裝 8塊濾板。濾板梁按寬度方向布置，則濾板梁的跨度為 3.3m， 11由于梁一般取跨度的 1 1 ，因此，本工程 V型濾池濾板梁的高度取 0.3m，10 12即濾板梁高度 H6=0.3m。支撐墻高度 H7=0.7m，則濾池總高度H= H1+ H2+H3+ H4+ H5+ H6+ H7=0.68+1.3+1.3+0.1+0.1+0.3+0.7=4.6(m

6、) 如下圖所示：圖1 濾池高度示意圖5) 初濾水頭損失的計(jì)算鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第3頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書均粒濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算。 H 清 180 1 m3 01 l0v清 g m03d0 0式中H清 水流通過(guò)清潔濾料層的水頭損失， cm；水的運(yùn)動(dòng)粘度， cm2/s，5時(shí)為 0.01519cm2/s； g重力加速度， 981cm/s2；m0濾料孔隙率，取 0.5:；d0與濾料粒徑相同的球體直徑， cm，根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)為 0.1cm；l 0濾料層厚， cm，l 0=130cm；v 濾速， cm/s，v=0.184 cm/s；濾料顆粒球度系數(shù)，天然砂率為 0.750

7、.8，取 0.8；0.01519 1 0.5 1 H清 180 0.01519 1 03.51 130 0.184 1.67 cm清 9810.53 0.8 0.1根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，濾速為 610m/h時(shí)，清潔濾料層的水頭損失一般為 3040cm。 計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低，取經(jīng)驗(yàn)值的低限 30cm為清潔濾料層的水頭損失。正常 過(guò)濾時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)濾柄慮頭水頭損失 h 0.22m。忽略其水頭損失，則每次 反沖洗后剛開始過(guò)濾時(shí)水頭損失為H 開始 0.3 0.22 0.52 m（ 7）反沖洗管渠系統(tǒng) 反沖洗用水量 Q反水 。單獨(dú)水洗時(shí)反洗強(qiáng)度最大，此時(shí)反沖洗用水量Q反水 q2水 f 6 55.44 3.6 1197.5

8、0 m3/hV型濾池反沖洗時(shí)，表面掃洗同時(shí)進(jìn)行，其流量Q表水 q表水 f 2.3 55.44 3.6 459.04 m3/h反沖洗用水量鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第4頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書Q反 Q反水 Q表水 1197.50 459.04 1656.55m3/h 反沖洗配水系統(tǒng)。反沖洗供水管管徑 D4578.8，其流速4Q反水v水干2d水干4 1197.503.14 0.439422.19 m/s流速符合 2.02.5m/s的設(shè)計(jì)要求反沖洗水由反沖洗供水管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠底側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)。反沖洗水通過(guò)配水方孔的流速v水 孔 取1.5m/s，則配水管支渠的截

9、面積Q反水3600v水孔1197.503600 1.50.222 m2 ，則每個(gè)小孔的最小面積應(yīng)為：2A小孔 0.222/ 32 0.007 m2沿渠長(zhǎng)方向布置 32個(gè)配水方孔，每側(cè) 16個(gè)，孔心間距為 0.5m，配水小孔尺寸設(shè)計(jì)為 90mm 90mm，如下圖所示圖2 濾池配水配氣進(jìn)水孔示意圖每個(gè)進(jìn)水小孔的面積修正為0.0081m2，實(shí)際最大過(guò)孔流速修正為1.28m/s，滿足 1.01.5m/s的設(shè)計(jì)要求。鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第5頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書 反沖洗氣量 Q反氣 的計(jì)算。氣洗強(qiáng)度最大時(shí)， Q氣=17L/(s m2)，此時(shí)反沖洗用氣量3Q反氣 q氣 f 17 55.44 3

10、392 .93 m3/h 配氣系統(tǒng)的斷面計(jì)算。反沖洗管管徑 D323.9 8mm，管內(nèi)空氣流速v氣干4Q反氣d 2 氣干4 3392.933.14 0.3079212.66 m/s流速符合設(shè)計(jì) 1015m/s的設(shè)計(jì)要求反沖洗用氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠兩側(cè) 的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部布水區(qū)。布?xì)庑】拙o貼濾板下緣，間距與布水 方孔相同，共計(jì) 32個(gè)，每側(cè) 16個(gè)(如圖 2所示)。反沖洗用氣通過(guò)配氣小孔 的流速取 12m/s，則配氣支管的截面積A氣支 Q反氣 / v 氣支 0.0785 m每個(gè)布?xì)庑】椎拿娣e2A氣孔 0.0785 / 32 0.00245 m2配氣小孔采用預(yù)埋

11、De63的 PE80塑料管，管內(nèi)徑為 51.4mm，修正孔口 面積為 0.00207m2，修正配氣小孔空氣流速為 14.19，滿足 15m/s左右的設(shè)計(jì) 要求。 氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)。氣水分配渠的斷面應(yīng)按氣水同時(shí)反沖洗的情況設(shè)計(jì)。此時(shí)反沖洗水的Q反水 q1水 f 3 55.44 3.6 598.75 m3/h此時(shí)反沖洗用氣量Q反氣 q氣 f 17 55.44 3392 .93 m3/h鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第6頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書此時(shí)， v氣水渠-水取1.5m/s，v氣水渠-氣取5m/s，氣水分配干渠的斷面積2A氣水 Q反水 /v氣水渠-水 Q反氣 / v氣水渠-氣 0.299 m

12、2氣水分配渠設(shè)計(jì)起端高度為 1.5m，末端高度為 1.1m，氣水分配渠設(shè)計(jì) 寬度為 0.8m，詳見(jiàn)圖4和圖5。則氣水分配渠起端斷面面積為 1.2m2，末端斷 面面積為 0.88m2，即氣水分配渠起端和末端設(shè)計(jì)斷面面積均滿足要求。鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第7頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書圖4 濾池配水配氣渠寬度示意圖8）濾池管渠排水集水槽。排水集水槽頂高出濾料頂面 0.5m，氣水分配渠起端高度 1.5m，詳見(jiàn)圖5所示，排水集水槽底板厚度 0.1m，則排水集水槽起端深度H起 H1 H2 H3 H4 H5 0.5 1.5 0.1 1.4 m氣水分配渠末端高度 1.1m，排水集水槽底板厚度 0.1m，

13、詳見(jiàn)圖 5所示， 則排水集水槽末端深度H末 H1 H2 H3 H4 H5 0.5 1.1 0.1 1.8 m鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第8頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書排水槽坡度i H末 H起 / L單 1.8 1.4 / 8.4 0.048圖5 濾池排水集水槽的高度示意圖 排水集水槽排水能力校核。排水集水槽超高 0.3m，排水集水槽寬度 0.8m，起端水深 h排集 H起 0.3 1.1 m排水集水槽濕周b 2h 0.8 2 1.1 3 m水流斷面積2A排集 bh 0.8 1.1 0.88 m2排水集水槽水力半徑R A排集 / 0.88/ 3 0.293(m)混凝土渠道粗糙率 n=0.013，排

14、水渠流速2/ 3 1/ 2v R i7.411 m/sn排水渠過(guò)流能力3Q排集 A排集 v 0.88 7.411 6.521( m /s) Q反 進(jìn)水管渠。進(jìn)水總渠流速 v進(jìn)總 取0.9m/s，水流斷面積鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第9頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書2A進(jìn)總 Q/ v進(jìn)總 0.678m進(jìn)水總渠寬度取 1m，水深取 1.2m，超高取 0.2m。 單格濾池進(jìn)水孔強(qiáng)制濾速時(shí)進(jìn)水量 Q強(qiáng)為3Q強(qiáng) v強(qiáng) f 9.95 55.44 0.153 m3/s每座濾池由進(jìn)水總渠側(cè)壁開三個(gè)進(jìn)水孔。 兩側(cè)進(jìn)水孔在反沖洗時(shí)關(guān)閉， 中間進(jìn)水孔供給給反沖洗時(shí)表面掃洗用水，反沖洗時(shí)不關(guān)閉。中間進(jìn)水孔 設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)閘

15、板，調(diào)節(jié)閘門的開啟度，調(diào)節(jié)表面掃洗用水量。孔口面積 A 孔按孔口淹沒(méi)出流公式 Q 0.61A 2gh 計(jì)算，孔口兩側(cè)水位差取 0.05m，則孔 口總面積A孔 Q強(qiáng) /0.61 2gh 0.309 m2中間孔面積按表面掃洗水量設(shè)計(jì)：A中孔 A孔 Q表水 / Q強(qiáng) 0.257 m中間孔的高度 H中孔和寬度 B中孔均取0.6m。兩個(gè)側(cè)孔面積A側(cè) A孔 A中孔 /2 0.309 0.257 /2 0.026 m2側(cè)孔寬度 B側(cè)孔和高度 H側(cè)孔均取 0.3m，實(shí)際側(cè)孔面積為 0.09m2。 具體設(shè)計(jì)，詳見(jiàn)圖 6。鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第 10 頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書圖6 濾池單格進(jìn)水孔示意圖

16、進(jìn)水堰 為保證進(jìn)水穩(wěn)定性，進(jìn)水總渠引來(lái)的渾水經(jīng)過(guò)溢流堰進(jìn)入每座濾池內(nèi) 的配水渠，再經(jīng)過(guò)濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側(cè)的 V 型槽。溢流進(jìn)水堰與進(jìn) 水總渠平行設(shè)置，與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距 0.5m。溢流進(jìn)水堰堰寬 b堰取 4m，上 游堰高 P1=0.96m，堰上最小水頭取 Hmin=0.08m。此時(shí)，滿足 H 0.025m， H/P12及P1 0.3m的條件，因此，流量系數(shù) m0=0.403+0.053H/P1+0.0007/H。m0=0.403+0.0530.080.96+0.00070.08=0.416流量 Q進(jìn)水堰 m0b 2gH 3/2 0.416 4 2 9.81 0.083/2 0.167(m

17、 3 / s) 可見(jiàn) Q進(jìn)水堰 Q強(qiáng) ，滿足要求。進(jìn)水堰的設(shè)計(jì)詳見(jiàn)圖 7。鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第 11 頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書 單格濾池配水渠進(jìn)入每座濾池的渾水溢流至配水渠，由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池 內(nèi)的 V 型槽。水流由中間向兩側(cè)分流，每側(cè)流量為 Q強(qiáng)/2。濾池配水渠寬 b配渠 取0.5m，渠高 1.2m，渠長(zhǎng)L配渠 等于單格濾池寬度，為 7.8m。當(dāng)渠內(nèi)水深 h配渠 為0.88m時(shí)，流速v配渠 Q強(qiáng) / 2b配渠 h配渠 0.174 m/s配水能力校核。配水渠的水力半徑R配渠 b配渠 h配渠 / 2h配渠 b配渠 0.167 m配水渠的水力坡度i配渠 nv配渠 / R配渠0

18、.0000454渠內(nèi)水面降落量h配渠 i配渠l配渠 / 2 0.00018 m鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院第 12 頁(yè)潢川縣城第三水廠供水工程計(jì)算書配水渠最高水位V型槽的設(shè)計(jì)V型槽槽底設(shè)表面掃水洗出水孔，直徑取 dv孔=0.026m，每槽共計(jì) 83個(gè)h最高水位 h配渠 h配渠 0.8802 m 配渠最高水位小于渠高，過(guò)水能力滿足要求。圖8 單格濾池配水渠平面示意圖則單側(cè) V型槽出水孔總面積A表孔 3.14 0.0262 / 4 83 0.0441m2表掃水出水孔低于排水集水槽堰頂 0.15m，即 V 型槽槽底高于排水集水 槽堰頂 0.15m。表面掃洗時(shí) V型槽內(nèi)水位高出濾水池反沖洗時(shí)液面hv液 Q表水 /2 0.8A表孔 2/ 2g 0.167 m集水槽長(zhǎng) b為 8.4m，反沖洗時(shí)排水集水槽的堰上水頭h排槽 Q反/ 2 1.84b 2/3 0.0488 mV 型槽傾角 50，垂直高度 0.65m，反沖時(shí) V 型槽頂與池內(nèi)液面高差為0.65 0.15 h排槽 0.451 m反沖時(shí) V 型槽頂與槽內(nèi)液面高差為0.65 0.15 h排槽 hv 液 0.284 mV 型槽的設(shè)計(jì)，詳見(jiàn)