某5万m/d净水厂工程设计计算书
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出水渠断面宽度采用0.6m，出水渠起端水深
20.37H=1.733+0.2m=0.69m
9.81?0.6为保证堰口自由落水，出水堰保护高采用0.11m，则出水渠深度为0.8m。
7、水力条件校核
沉淀池长度L与宽度B之比：LB?729.6?7.5?4，满足要求； 沉淀池长度L与深度h之比：Lh?723.2?22.5?10,满足要求； 水流截面积??9.6?3.2m2?30.72m2 水流湿周 ?=9.6+2?3.2=16m
30.72m=1.92m 16 水力半径 R=v20.0102==5.31?10-6 弗劳德数Fr=Rg1.92?9.81絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。穿孔墙上的孔口流速采用0.15m/s，
则孔口总面积为0.37/0.15=2.47m2。每个孔口尺寸定为15cm?8cm，则孔口数为
2.47/0.15?0.08=206个。
第六节 V型滤池设计计算
一、设计参数
设计处理水量：Q?5?104?1.07?5.35?104m3/d?2229m3/h?0.62m3/s 滤速：v?12m/h； 强制滤速：???m/h；
第一步气冲冲洗强度q气1?15L/(m2?s)；
第二步气?水同时反冲，空气强度q气2=15L/(m2?s)水强度q水1=4L/(m2?s)；
，
第三步水冲洗强度q水2=5L/(m2?s)；
第一步气冲时间t气=3min，第二步气水同时反应时间t气水=4min；单独水冲洗 时间t水=5min；冲洗时间共计t=12min=0.2h；冲洗周期T=48h；反冲横扫强度1.8L/(m2?s)。
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图4-2 V型滤池剖面示意图
二、设计计算
1、池体尺寸计算 （1）滤池实际工作时间
2424?24?0.2?24?0.1?23.9h T48t??24?t（2）滤池过滤面积
Q535002?m?186.5m2 /v?T12?23.9F?（3）滤池的分格
为节省占地选双格型滤池，池底板用混凝土，单格宽B=3m，长L=10m，面积30m2。分为并列的两组，每组2座，共4座，每座面积f=60m2，总面积240m2。
（4）校核强制滤速
Nv4?12??16m/h满足v?20m/h的要求。 N?14?1
（5）滤池高度的确定
v??H?H1?H2?H3?H4?H5?0.9?0.1?1.2?1.4?0.3?3.9m
式中：H——滤板下布水区高，取0.9m
1
H2——滤板厚度m，取0.1m H3——滤料层厚度m，取1.2m
（6）水封井的设计
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滤池采用单层加厚均质滤料，粒径0.95?1.35mm，不均质系数????1.6。均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算
?(1?m0)?1??H=180 ??l0v清3gm0??d0?
式中： ?H清——水流通过滤料层的水头损失,㎝；
22?——水的运动黏度, ㎝2/s,20℃时为0.0101㎝2/s；
g——重力加速度，981㎝2/s；
m0——滤料孔隙率，取0.5；
d0——与滤料体积相同的球体直径，取为0.1㎝；
l0——滤层厚度，100cm；
v——滤速，v?12m/h?0.33cm/s
?——滤料颗粒球度系数，天然沙粒0.75～0.80，取0.8
0.0101(1?0.5)2?1?所以，?H清=180????100?0.33?19.11cm
9810.53?0.8?0.1?当滤速为8～10m/h时，清洁滤料层的水头损失一般为30～40cm，计算值
2比经验值低，取经验值得最低限值?H清0.30m为清洁滤层的过滤水头损失。正常过滤时通过长柄滤头的水头损失?h?0.22m。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：?H开始??0.3?0.22?m?0.52m。
为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高与滤料相同。设计水封井平面尺寸2m?2m，堰底板比滤池底板底0.3m，水封井出水堰总高：H水封井?0.3?H1+H2+H3?0.3?0.9?0.1?1.2?2.5m
因每座滤池过滤水量Q单=vf?12?60?720m3/h?0.2m3/s 所以水封井出水堰上水头由矩形堰流量公式Q?1.84bh3/2计算得
?Q?h水封????1.84?2?2/3?0.2?????1.84?2?2/3=0.14m
冲洗完毕清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高?0.52?0.14??0.66m 2、反冲洗管渠系统
采用气水反冲洗的长柄滤头配气配水系统。 （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的计算，单独水洗时最大反洗强度
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q?8L/(s?m2)。
Q反?qf?8L/(s?m2)?60?0.30m3/s
V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量
Q表水?qf?0.0018L/(s?m2)?60?0.11m3/s
（2）反冲洗配水系统得断面计算
配水干管(渠)进口流速为V水干?1.5m/s左右。
0.30?0.20m2 1.5反冲洗配水干管用钢管,直径DN500mm,流速1.53m/s。反冲洗水又反洗配
配水干管(渠)的截面积 A水干=Q反水/V水干?水干管输送至气水分配渠,又气水分配渠底侧的布水方孔配水到滤池底部布水区。反冲洗水通过配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
0.3为V水支?1m/s。则配水支管的截面积A水干=Q反水/V水支??0.3m2,此即
1配水方孔总面积,沿渠长方向两侧各均匀布置15个配水方孔,共30个,孔中心间距0.6m,
每个孔口面积:A小?0.3/30?0.01m2，每个孔口尺寸取0.1×0.1m2， 反
冲
洗
水
过
孔
流
速
:V
孔
=A
方
孔
/2?15?0.1?0.1?0.330?0.01m/s?1m/s?1.0m/s(满足要求)。
（3）反冲洗用气量Q反气的计算
采用鼓风机直接充气，采用两组,一用一备。反冲洗用气量按气冲强度最大时的空气流量计算。这时的气冲强度为15L/(s?m2)。
Q反气=qf?15?10?3m3/(s?m2)?60m2?0.9m3/s
（4）配气系统得断面计算
配气干管进口流速为5m/s左右，则配气干管（渠）的截面积
A气干?
Q反气v气干?0.9?0.165
反冲洗配气干管同样用钢管，直径DN700mm，流速3.2m/s。反冲洗所用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部的布水区。布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计40个。反冲洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。
反冲洗配气支管或孔口流速取v气支?10m/s，则配气支管的截面积：
A气支?
Q反气v气支?0.9?0.09m210
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每个布气小孔面积为
d气孔?A气孔?A气支40?0.09?0.00225m240
4A气孔孔口直径
?Q反气40?4?0.00225m?0.05m3.14，取50mm。 0.9?0.0225m3s?81m3h40
每孔配气量
Q气孔??（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，亦即要求气水同时反冲洗时的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时的情况设计。
气水同时反冲洗时的反冲洗水流量：
Q反气水?q水f?4?10?3m3/(s?m2)?60m2?0.24m3/s
气水同时反冲洗时反冲洗空气流量：
Q反气?q气f?15?10?3m3/(s?m2)?60m2?0.9m3/s,
气水分配渠的气、水流速均按相应的配气，配气、配水干管流速取值，则气
水分配干渠的断面积：A气水?3、滤池管渠的布置 （1）反冲洗管渠
Q反气水v水干?Q反气v气干?0.240.1??0.34m2 1.55 1）气水分配渠起端宽取0.4m，高取H6=1.5m，末端宽取0.4m，高取H7=1.0m，则起端截面积0.6m2，末端截面积0.4m2。两侧沿程各布置20个配气小孔和20个配水方孔，共40个配气小孔和40个配水方孔，孔间距0.6m。末端所需最小截面积0.34/40=0.0085<末端A=0.4 m2
2）排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m，排水集水槽起端槽高为
H起?H1?H2?H3?0.5?H6?0.9?0.1?1.2?0.5?1.5?1.2m
排水槽末端高：
H起?H1?H2?H3?0.5?H7?0.9?0.1?1.2?0.5?1.0?1.7m
底坡i?H末?H起L?1.7-1.2?0.0417 1215