D型滤池设计计算书

首钢180000吨/天D型滤池设计计算
一、已知条件
燃烧匙
设计水量:Q=180000m3/d
滤池规格:共有14格,每格28㎡ ,分2组,每组7格。
冲洗流程:
第一阶段:单独气冲,冲洗历时3~5 min,气洗强度23L/(m2·s);
第二阶段:气水同时反冲洗,历时8~10 min,气洗强度23L/(m2·s),水冲洗强度6L/(m2·s);
第三阶段:清水漂洗,冲洗历时3~5 min,冲洗强度6(L/m2·s);
反冲洗全过程中伴有表面扫洗,表面扫洗强度2。8 L/m2·s;
冲洗时间共计t=15~20min,冲洗周期T=24h。(取20min=1/3h)
二、设计计算
1、池体设计
(1)、滤速:v=Q/(F×24)
F——滤池总面积,14×28=392㎡
v=180000/(392×24)=19。1m/h
(2)、校核强制滤速v
v'=Nv/(N-1)=7×19。1/(7-1)=22.3m/h<23m/h
(3)、滤池高度的确定
滤板下布水区高度 H1=0。9m
滤板高度 H2=0。03 m
滤网板(承托层)高度 H3=0.07 m
滤网板与注塑盖板之间高度 H4=1.9 m
V型槽与注塑盖板之间距离为 H5=0。1 m
V型槽高度为H6=0.635 m
V型槽顶至滤池顶高度为 H7=0。965 m
则滤池总高
H= H1 +H2+ H3+H4 +H5+ H6+ H7=0。9+0.03+0。07+1。9+0.1+0.635+0.965=4。6 m
(4)、水封池的设计
按照试验数据,DA863彗星式纤维滤料清洁滤层的水头损失取ΔH=0。4 m
正常过滤时,通过长柄滤头的水头损失ΔH≤0.22 m,取0。2 m。忽略其他水头损失,则每次反冲洗后刚开始过滤的水头损失为:
ΔH开始=0.4+0。2=0.6m
为保证滤池正常时滤池内的液面高出滤料层,水封井出水堰顶标高与滤料层相同.
堰底板与滤池底版标高相同,水封井出水堰总高
电暖手套ΔH水封= H1 +H2+ H3=0。9+0。1+0.8=1.8 m。
2、反洗水量和气量计算
(1)、反洗水量计算
按水冲强度最大时计算,单独水洗时反洗强度最大为6 L/(m2·s)
Q=q·f=6×28=168L/s=0。168m3/s=604.8m3/h
D型滤池反冲洗时,表面扫洗同时进行,其流量
Q表水=q表水·f=0.0028×28=0。0784m3/s
(2)、反洗气量Q的计算
按单独气冲强度最大时的空气流量计算,这时气冲强度为23L/(m2·s)
Q反气=q·f=23×28=644L/s=38.64m3/min无动力油水分离器
3、滤池管渠的布置
(1)、反冲洗管渠
A、气水分配渠
气水分配渠起端宽取0.8m,高取2。3m;末端宽取0。8 m,高取1。75 m.则起端截面积1.84㎡,末端截面积1。4㎡.两侧沿程各布置28个配气小孔和23个布水方孔,共56个配气小孔和46个布水方孔。
B、排水集水槽
排水集水槽槽顶端高出滤料层顶面1。35米,则排水集水槽起端槽高
H=H1+H2+ H3+滤料层厚度+1.35-2.3-0.1=0.9+0。03+0。07+0.8+1.35-2。3-0。
1=0.75米
式中,H1 H2 H3同前,2.3米为气水分配渠起端高度,0.1为排水集水槽板厚。
排水集水槽末端高
H=  H1+H2+H3+滤料层厚度+1.35-1.75-0。1= 1。3米 
底坡=(1.3-0.75)/7。04=0。078
C、排水集水槽排水能力校核。
由矩形端面暗沟(非满流,n=0.013)计算公式校核集水槽能力 .
设集水槽超高0。3米,则槽内水位高hhhhhhhhhhh h排集=0。45米,槽宽b排集 =0.8米,
湿周X=b+2h=0.8+2×0.45=1。7米
水流断面。A排集=bh=0.8×0。45=0.36米2
水力半径:R= A排集/X=0。36/1.7=0。212米
人流量统计
水流速度:v=(R2/3·i1/2)/n =(0.2122/3×0.078 1/2)/0.013
=0.356×0。28/0。013=7.67m/s
过水能力Q排集=A排集v=0.36×7.67= 2。76m3/s ,
实际水量:Q=Q反水+Q表水=0。168+0。0784=0.2464m3/s<2.76 m3/s                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             
(2)、进水管渠
A、进水总渠
8座滤池双侧进水,每4座滤池共用一个进水渠,进水渠流量为Q=180000/4m3/d=0。52m3/s,进水总渠流速取0.8m/s,则水流断面积
A进总=Q/v=0.52/0。8=0.65m2
水面高1。2m,总渠宽1.4m,实际流速v=0.52/1.2×1.4=0。31m/s.
B、每座滤池的进水孔
金属槽筒每座滤池由进水侧开一个进水孔,进水总渠的水通过这个进水孔进入滤池。进水孔设电动闸门,在反冲洗时调节阀门的开启度,供给反洗表扫水。
孔口面积按孔口淹没出流公式Q=0。8A(2gh)1/2计算,其面积按滤池强制过滤水量计,孔口两侧水位差取0。1m,则孔口面积:
A=Q/(0.8(2gh)1/2)
Q=180000/(12×86400)=0.174m3/s
A=0。174/(0。8×(2×9。81×0。1)1/2)=0。155m2
孔口宽高=400×400㎜,实际孔口面积0。16 m2
C、滤池内设的宽顶堰
为保证进水稳定性,进水总渠引来的水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠,再经滤池内的配水渠分配到两侧的V型槽。
宽顶堰堰宽b宽顶=5。28m,宽顶堰与进水总渠平行设置,与进水总渠侧壁相距0.7m,堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.84bh3/2得:
h宽顶=[Q/(1。84b宽顶)]3/2=[0.174/(1.84×5。28)]2/3=0。04m。
D、每座滤池的配水渠
进入每座滤池的水经过宽顶堰溢流于配水渠,由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V型槽。
滤池配水渠宽b配渠=0。7m,渠高1。5m,渠总长等于滤池总宽,则渠长L配渠=5.28。当渠内水深h配渠=1。00m时,流速(进来的浑水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去,每侧流量为Q/2)
v配渠=Q/(2b配渠h配渠)=0。174/(2×0.7×1。00)=0。124m/s
E、配水渠过水能力校核
配水渠的水力半径
R配渠=b配渠h配渠/(2h配渠+b配渠)=0.7×1.00/(2×1。00+0.7)=0。7/2。7=0.26m,
配水渠的水力坡降:
I=(nv/R2/3)2=(0。013×0.124/0.262/32==1。55×10-5
渠内水面降落量Δh=IL/2=1。55×10—5×5.28/2=4.09×10—5m
氨基酸螯合物配水渠最高水位h配渠+Δh≈1。0m<渠高1。6m。
进V型槽配水孔断面积为A=0。374m2
进V型槽配水孔流速v= Q/2A=0.174/(2×0.374)=0。23m/s。
4、V型槽的设计
V型槽槽底设表面扫洗水出水孔,直径取d=0.03m,间隔0.1m,每槽共计70个。则单侧V型槽表扫水出水孔总面积
    A表孔=(3.14×0.032/4)×70=0。0495㎡
表扫水出水孔中心标高与排水集水槽堰顶相平,即V型槽底低于排水集水槽堰顶0。05m。
据潜孔出流公式Q=0。8A(2gh)1/2,其中Q应为单格滤池的表扫水流量.则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面
hv液=[Q表水/(2×0.8A表孔)]2/(2g=[0。0784/(2×0。8×0。0495)]2/(2×9.81)=0。05m
反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式
Q=1.84bh3/2求得,其中b为集水槽长,b=L排槽=7m,Q为单格滤池反冲洗流量表扫水的流量                                                                                                                                                                                 
Q反单=(6+2.8)×28/1000=0。246m3/s
h排槽=[ Q反单/(1。84×7)]2/3=0。072m.
V型槽倾角500,垂直高度0.9m,壁厚0.1m。
反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面的高度为

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