沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，则穿孔总面积： A3?Q0.5??0.83m2 v10.6设每个孔口的直径为4cm，则孔口的个数 N?A30.83??661 F0.0012562式中 F——每个孔口的面积(m),F??4?0.042?0.001256m2. 设沿池长方向布置8条穿孔集水槽，中间为1条集水渠，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距为：L'=12/8=1.5m。，每条集水槽长L=(15?1)/2?7m， 每条集水量为：
q?0.5?0.031m3/s，考虑池子的超载系数为20%，故槽中流量为： 2?8q??1.2q?1.2?0.031?0.038m3/s
槽宽：b=0.9q?0.4=0.9×0.0380.4=0.9×0.27=0.24m。
起点槽中水深 H1=0.75b=0.75×0.24=0.18m，终点槽中水深H2=1.25b=1.25×0.24=0.30m 为了便于施工，槽中水深统一按H2=0.30m计。集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取0.05m，跌落高度取0.07m，槽的超高取0.15m。则集水槽总高度: H?H2?0.05?0.07?0.15?0.3?0.05?0.07?0.15?0.57m
集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm，每侧孔数为50个，孔间距为15cm
8条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按0.5m/s，假定集水渠起端的水流截面为正方形，则出水渠宽度为b=0.9Q0.43
=0.9?0.50.4?0.68m，为施工方便采用0.7m，起端水深
0.57m，考虑到集水槽水流进入集水渠时应自由跌落高度取0.05m，即集水槽应高于集水渠起端水面0.05，同时考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：
H?=0.05+0.7+0.57=1.32m
出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。孔口损失：
v120.62?2??0.037m ?h1??2g2?9.8式中：?——进口阻力系数，本设计取?=2.
集水槽内水深为0.3m，槽内水力坡度按i=0.01计，槽内水头损失为：
?h2?iL?0.01?7?0.07m
出水总水头损失
?h??h1??h2?0.037?0.07?0.107m
4.4.2.3. 沉淀池排泥系统设计
采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设8根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长12m，B×H=0.3m×0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管长7.5m，首末端集泥比为0.5 ，查得k?=0.72。取孔径d=25mm，孔口面积f=0.00049m2，取孔距s=0.4m，孔眼总面积为：
l7.5m??1??1?18m2
s0.4孔眼总面积为：
孔眼总面积为：
?w0?18?0.00049?0.00882m2
0 穿孔管断面积为：w=?wkw=0.008822
=0.0123 m
0.72=0.125m
穿孔管直径为： D=4?0.0123?取直径为150mm，孔眼向下，与中垂线成45角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。 4. 4.3 核算 （1） 雷诺数Re
d25??6.25mm=0.625cm 44当水温t=20℃时，水的运动粘度?=0.01cm2/s
水力半径R=
斜管内水流速速为
v2=
Q0.5==0.0034m/s=0.34cm/s
A1sin600167.48?0.866斜管内水流速速为
v2=
Q0.5==0.0034m/s=0.34cm/s 0A1sin60167.48?0.866式中 ?——斜管安装倾角，一般采用600-750，本设计取600 ， （2）弗劳德系数Fr
v220.342Fr===1.89×10-4
Rg0.625?981Fr介于0.001-0.0001之间，满足设计要求。
（3）斜管中的沉淀时间T
T=
l11==294s=4.9min ，满足设计要求（一般在2～5min之间） v20.0034式中 l1——斜管长度（m），本设计取1.0m
4.5 V型滤池设计计算
4.5.1设计参数
设计2组滤池，每组滤池设计水量Q=1800m3/d,设计滤速ν=10m/h，过滤周期48h 滤层水头损失：冲洗前的滤层水头损失采用1.8m 第一步 气冲冲洗强度q气1=15L/(s. m2)，气冲时间t气=2min 第二步 气、水同时反冲q气2=15L/(s. m2)，q水1=4L/(s. m2)，t气,水=4min 第三步 水冲强度q水2=5L/(s. m2)，t水=4min 冲洗时间t=10min；冲洗周期T=48h
反冲横扫强度1.8L/(s. m2) ，滤池采用单层加厚均质石英砂滤料，粒径0.96-1.35mm，不均匀系数1.2-1.6。
图4-3 V型滤池剖面示意图
2.4.2 设计计算
1. 平面尺寸计算 1.1 滤池工作时间 T/=24—t1.2 滤池总面积
F=
2424=24— 0.167×=23.9h T48Q86400==361.51m2 ?vT10?23.91.3 滤池的分格
为了节省占地，选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽B=3.5m,单格长L=14m,（一般规定V型滤池的长宽比为2 ：1—4 ：1，滤池长度一般不宜小于11m；滤池中央气，水分配槽将滤池宽度分成两半，每一半的宽度不宜超过4m）面积49m2，共4座，每座面积98 m2，总面积392m2。 1.4 校核强制滤速v
v=
//NV4?10==13.3m/h, 满足v≤17m/h的要求。 4?1N?11.5 滤池高度的确定
H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5＋H6＋H7=0.8＋0.1＋1.2＋1.4＋0.4＋0.3＋0.1=4.3m 式中：H1——气水室高度，0.7～0.9m，取0.8m
H2——滤板厚度m，取0.1m H3——滤料层厚度m，取1.2m
H4——滤层上水深m，取1.4m H5——进水系统跌差m，取0.4m H6——进水总渠超高m，取0.3m H7——滤板承托层厚度m，取0.1m
1.6 水封井设计
滤层采用单层均质滤料，粒径0.96～1.35mm，不均匀系数K80为1.2～1.6，均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算
?H清=180
?（1-m0)2gm03(12)lv ?d000.0101?（1-0.5)21=180× ×()2?120?0.28=19.43㎝ 3981?0.50.8?0.1式中： ?H清——水流通过滤料层的水头损失,㎝；
?——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，㎝，根据厂家提供数据，取为0.1㎝ l0——滤层厚度，120㎝
v——滤速，v=10m/h=0.28m/s
?——滤料颗粒球度系数，天然沙粒0.75～0.80，取0.8
根据经验，滤速为8～12 m/s时，清洁滤料层的水头损失一般为30～50㎝，计算值比经验值低，取经验值的底限30㎝位清洁滤料层的过滤水头损失。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=0.52m,为保证正常过滤时池内液面高出滤料层，水封井出水堰顶高与滤料层相同，设水封井平面尺寸2×2m2。堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高为：
H水封=0.3+H1+H2+H3+H7=0.3+0.8+0.1+1.2+0.1=2.5m
因为每座滤池过滤水量：
Q单=vf=10×98=980m3/h=0.27 m3/s
所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.84bh计算得：
0.272h水封=()3=0.176m )=(1.84?2.01.84bQ单2323则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.176+0.52=0.696m 2 反冲洗管渠系统
本设计采用长柄滤头配水配气系统,冲洗水采用冲洗水泵供应,为适应不同冲洗阶段对冲洗水量的要求,冲洗水泵采用两用一备的组合,水泵宜于滤池合建,且冲洗水泵的安装应符
给水厂课程设计计算说明书
