重力式无阀滤池计算说明书

1重力式无阀滤池计算说明书一、设计水量滤池净产水量Q1=5000m3/d=208m3/h，考虑4%的冲洗水量。滤池处理水量Q=1.04Q1=217m3/h=0.0603m3/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·m2），冲洗历时t=4min。期终允许水头损失采用1.7m。排水井堰顶标高采用-0.75m（室外地面标高为0.00m）。滤池入土深度先考虑取-1.40m。三、计算1、滤池面积滤池净面积2278217mvQF，分为2格，N=2。单格面积25.13227mNFf，单格尺寸采用3.6×3.6m。四角连通渠考虑采用边长为0.35m的等腰直角三角形，其面积2'0613.02'mf。并考虑连通渠斜边部分混凝土壁厚为120mm的面积，则每边长m52.012.0235.0，22135.0mf。则单格滤池实际净面积F净=3.6×3.6-0.135×4=12.42m2。2实际滤速为8.74m/h，在7～9m/h之间，符合要求。2、进、出水管进水管流速v1=0.7m/s，断面面积211086.07.00603.0mvQ,进水总管管径mD33.041，取DN350。单格进水管管径mD23.02411，取DN250，校核流速v2为0.6m/s，水力坡度i1=0.0026，管长l1=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v3为0.31m/s，水力坡度i2=0.0005，管长l2=4m。则单格进水管水头损失mgvligvlih103.081.9231.05.040005.081.926.05.16.035.0110026.022222322222111）（进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0.10m的安全高度，则进水分配箱堰顶比虹吸辅助管管口高出0.20m。3、冲洗水箱平均冲洗强度q=15L/（s·m2），冲洗历时t=4.5min，单格滤池实际净面积F净=12.42m2，3则冲洗水箱容积V=0.06qF净t=50.3m3。冲洗水箱面积F’=3.6×3.6=12.96m2，冲洗水箱高度mFVH94.196.1223.502'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2.00m。4、滤池高度高度H数值（m）底部集水区0.40钢筋混凝土滤板0.10承托层0.20石英砂滤料层0.70净空高度（考虑反冲洗时滤料最大膨胀高度，再加0.1m安全高度）0.40顶盖高度（顶盖面与水平面间夹角15°，顶盖厚度180mm）0.58冲洗水箱高度2.00超高0.15总高度4.53滤池总高度取4.55m，根据滤池的入土深度，冲洗水箱平均水位标高为+2.00m。45、反冲洗水头损失平均冲洗流量Q冲=qF净=15×12.42=186.3L/s=670.68m3/h。因冲洗时滤池仍在进水，单格滤池进水管流量Q单=108.5m3/h。则虹吸管中的计算流量为Q虹吸=Q冲+Q单=780m3/h。①连通渠水头损失：根据谢才公式RCAQi222，其中A=0.0613m2，Q=Q冲/4=167.67m3/h=0.0466m3/s，连通渠内流速smAQv/76.00613.00466.0，0513.0195.10613.0xARm，7.40015.061.061nRCm0.5/s，则0068.00513.07.400613.00466.0222222RCAQi，连通渠长度约1.6m，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mgvlih055.081.9276.0)15.0(6.10068.02221。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5α=0.75，开孔比β=1.64%，则反冲洗时配水系统水头损失mqgh076.0100164.075.081.921510)/(216222622。③承托层水头损失承托层厚度Z=200mm，水头损失mqZh066.02.015022.0022.03。④滤层水头损失滤料采用石英砂滤料，砂粒径0.5～1.0mm，厚度L=700mm，膨胀度45%,膨胀前的孔隙率m0=0.41，相对密度γ1=2.65。则滤料层水头损失mLmh68.0)1)(1(014。6⑤配水板水头损失h5取0.05m。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=670.68m3/h，流速v=1.861m/s，水力坡度i=0.0141，长度约0.5m，局部阻力系数ξ为虹吸上升管进口。则总水头损失mgvlih095.081.92861.15.05.00141.02226。由三通至120°弯头处流量为Q虹吸=780m3/h，流速v=2.165m/s，水力坡度i=0.0186，长度约4.5m，局部阻力系数ξ包括三通、60°弯头、120°弯头。则总水头损失mgvlih705.081.92165.2)25.01.0(5.40186.02227。虹吸下降管管径取DN300，流量为Q虹吸=780m3/h，水力坡度i=0.0401，流速v=2.966m/s，长度约5.8m，局部阻力系数ξ包括DN350/300异径管、出口。则总水头损失mgvlih793.081.92966.2)125.0(8.50401.022287⑦反冲洗总水头损失mhhhhhhhhh52.2793.0705.0095.005.068.0066.0076.0055.087654321⑧校核虹吸水位差冲洗水箱平均水位标高为+2.00m，排水井堰顶标高为-0.75m，则平均冲洗水头Ha=2.75m2.52m，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=780m3/h=217L/s，采用de630HDPE管，坡度1%，充满度h/D=0.75，流量可达到230L/s，可通过反冲洗时的排水量。