重力式无阀滤池计算说明书
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重力式无阀滤池计算说
明书
Revised at 2 pm on December 25, 2020.
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2278
217m v Q F ===
,分为2格,N=2。 单格面积25.13227m 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==πω,取DN350。 单格进水管管径m D 23.02411==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
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 , 7.40015.061.061===
n R C s , 则0068.00513
.07.400613.00466.0222
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)/(216222
622=????=?=--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(014=--=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
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。