扬州大学本科生毕业设计
12700300700800200800200800200800200800950190057001900950700走2001道202001213800200231110141519走道集水槽走道5006920800200168002004981718集水总渠8003005677603000DN250虹吸管
图3-5絮凝沉淀池上层平面图
3.6 半敞开式无阀滤池
为方便滤池滤料的进出，避免滤池进水管带入空气破坏滤池虹吸管的正常工作，现将普通快滤池设计成半敞开式，具体结构如图3-6所示
破环管抽气管出水管虹吸上升管进水管洗砂排水槽虹吸下降管人孔
图3-6无阀滤池结构图
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3.6.1 设计参数
滤池设计流量为 Q=225m3/h=0.0625m3/s
考虑减少单格滤池面积，同时减少整个滤池高度便于整个系统搞成配合，将滤池分为2格，每格处理水量为Q'=225m3/h=0.0625m3/s 设计滤速 v=9m/h(采用0.9~1.1mm均粒滤料)； 平均冲洗强度 q=15L/s.m2 冲洗历时 t=5min； 期终允许水头损失 h=1.5m；
3.6.2 设计计算
（1）滤池面积计算
每格滤池面积F1=Q'/v=112.5/9m2=12.5m2
滤四角等腰直角三角形边长取0.4m，面积F2=0.42×1/2m2=0.08m2 则所需滤池总面积 F=F1+4F2=(12.5+4×0.08)m2=12.82m2
正方形滤池边长 L=F?12.8m2?
3.m5取8,m3.6
实际滤速 v=112.5m/h?8.m93.6?3.6-0.32（2）滤池高度计算
冲洗水箱高度(两格合用一格且一格冲洗另一格仍保持原滤速过滤)
qFt?v(n?1)Ft(0.06?15?5?1?8.9?5/60)?3.62 h???2.6m 2n(F?2.4?1.5)2?(3.6?2.4?1.5) 若不考虑1格冲洗时其他格的过滤水，则
qFt0.06?15?5?3.62 h???3.12m
n(F?2.4?1.5)2?(3.62?2.4?1.5)
由此可见，水箱高度过高，因此对冲洗水箱进行改进，滤池整体平面尺寸不变，水
箱的平面尺寸则变为5m?3.6m。
此时，冲洗水箱高度(两格合用一格且一格冲洗另一格仍保持原滤速过滤)
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qFt?v(n?1)Ft(0.06?15?5?1?8.9?5/60)?3.62 h???1.69m
n(F?2.4?1.5)2?(5?3.6?2.4?1.5)若不考虑1格冲洗时其他格的过滤水，则
qFt0.06?15?5?3.62 h???2.03m
n?F?2.4?1.5?2??5?3.6?2.4?1.5? 综合考虑安装高度和冲洗要求，取冲洗水箱高度为1.8m
则滤池尺寸底部集水区高度0.40m;滤板厚度0.10m；承托层厚度0.20m；滤料层厚度0.80m；浑水区高度0.70m；顶盖高度0.40m；冲洗水箱高度1.8m；超高0.20m；水箱顶盖厚0.15m；滤池总高度4.75m。
（3）进水分配箱
为便于布置，讲滤池进水分配箱设置在沉淀池出水处。 分配箱内下降流速取0.05m/s，则每个分配箱面积： F分=
0.0625/22m=0.625m2 0.05采用正方形，边长0.8m×0.8m，采用虹吸管系统进水，冲洗时控制自动停止进水。 每根进水管流量 Q=(0.0625/2)m3/s=0.03125m3/s，流速取v进=0.8m/s
进水管直径 d=4Q4?0.03125?m=0.22m?v进??0.8
选用管径DN250钢管，查表得，水力坡降i进=4.8‰，v进=0.8m/s，设计进水管长L=8m，其中90°弯头3 个，出水口1个，局部水头损失系数为：ξ进口=0.5，ξ90°弯头=0.6，ξ出口=1.0
沿程水头损失 hf=i进L=8m×4.8‰=0.038m
v进0.802 局部水头损失 hj????(0.5?3?0.6?1.0)?m?0.108
2g2?9.81 所以，进水总管总水头损失 h进?hf?hj?(0.038?0.10)8m?0.14m6 （4） 几个控制标高
考虑水厂总体高程标高布置，特别是无阀滤池反冲洗水能重力排出，设滤池内标高为-1.8m(厂区室外地坪标高设为0.00m)
滤池出水口标高=滤池总高+池内底标高-池超高=(4.6-1.8-0.2)m=2.6m
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本滤池不存在进水管带气破坏虹吸管正常工作问题，故进水分配箱底标高由配水部分的进水虹吸管水封设置要求确定（见图）
辅助虹吸管管口标高=滤池出水口标高+期终允许水头损失=（2.6+1.50）m=4.1m
进水分配箱堰顶标高=辅助虹吸管管口标高+进水管水头损失+（10cm~15cm）安全高度=4.1m+0.15m+0.15m=4.40m （5） 虹吸管管径设定
设排水井堰口标高为-0.80m，冲洗水箱平均水位标高H=1.85m，则平均冲洗水头Ha=2.65m
反冲洗流量 Q1=qF1=12×12.5×10-3m3/s=0.150m3/s 反冲洗时，原水停止进水。所以，虹吸管流量即为 Q虹=Q1=0.150m3/s=150L/s
假定虹吸上升管直径为DN350，查表得，v上升=2.24m/s，i上升=20.5‰，虹吸上升管长L上升=6.0m
假定虹吸下降管直径为DN300，查表得，v下降=3.12m/s，i下降=45.9‰,虹吸下降管长L下降=6.5m
4个三角连通渠边长为0.40m×0.40m×0.566m 反冲洗流速 v连?Q虹0.150?m/s?0.469m/s 4F24?0.082v连 由v?CRi得 i连?2
CR式中 R——水力半径，R??x?10.08m?0.058m
2?0.4?0.5661R60.0586 C——流速系数，C???41.54(混凝土面的粗糙系数n=0.015)
n0.0150.4629所以 i连??0.0022241.54?0.058
每个连通渠长度L连=2.0m
无阀滤池的平面图如图3-7所示
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36002503600DN250出水管洗砂排水槽1500洗砂排水槽人孔虹吸破坏管2300DN虹吸下降管DN80放空管排水水封槽DN450排水管90025036004100
图3-7无阀滤池的平面图
（6） 冲洗时各部分的水头损失（从水箱至排水进） a、沿程水头损失hf
Hf=i连×L连+i上升×L上升+i下降×L下降
=(2.20‰×2.0+20.5‰×6.0+45.9‰×6.5)=0.43m
b、局部水头损失hj
2v连0.4692 连通渠进出口 hj1?(?进??出)?(0.5?1.0)m?0.016m8
2g2?9.81 洗沙排水槽处取 hj2=0.10m
v22.242虹吸管进口 hj3??进?0.5?m?0.128m2g2?9.81
2v上升2.242弯头hj4?(?60?弯??120?弯)?(0.5?2.0)?m?0.63m92g2?9.81
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250DN250进水管