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重力無閥過濾器設計的工藝條件及主要參數
重力無閥過濾器設計的工藝條件及主要參數
1 一般規定
1.1 濾料應有足夠的機械強度和抗腐蝕性能，可采用石英砂、無煙煤和重質礦石等。
1.2 濾池的分格數，應根據濾池形式、生產規模、操作運行和維護檢修等條件通過技術經 濟比較確定，除無閥濾池和虹吸濾池外不得少于 4 格。
1.3 濾池的單格面積應根據濾池形式、生產規模、操作運行、濾后水收集及沖洗水分配的 均勻性，通過技術經濟比較確定。
1.4 濾料層厚度（L）與有效粒徑（d10）之比： 細砂及雙層濾料過濾應大于 1000；粗砂及 三層濾料應大于 1250。
1.5 除濾池構造和運行時無法設置初濾水排放設施的濾池外，濾池宜設有初濾水排放設施。
2 濾速與濾料組成
2.1 重力無閥過濾器應按正常情況下的濾速設計，并以檢修情況下的強制濾速校核。
2.2 濾池濾速及濾料組成的選用， 污水過濾的濾速可比給水過濾適當提高，而濾料的粒徑 亦應相應加大， 工程上應根據進水水質、濾后水水質要求、濾池構造等因素， 通過試驗或參 照相似條件下已有濾池的運行經驗確定，宜按表 1 取用。
表 1 濾池濾速及濾料組成
|
濾料種類 |
濾料組成 |
正常濾速 （m/h） |
強制濾速 （m/h） |
||
|
粒徑 （mm） |
不均勻系數 K80 |
厚度 （mm） |
|||
|
單層 粗砂濾料 |
石英砂 d10=0.8 |
＜2.0 |
700 |
8～10 |
10～12 |
|
雙層濾料 |
無煙煤 d10=1.0 |
＜2.0 |
300～400 |
9～12 |
12～16 |
|
石英砂 d10=0.8 |
＜2.0 |
400 |
|||
|
均勻級配 粗砂濾料 |
石英砂 d10=1.0～1.3 |
＜1.4 |
1200～1500 |
8～10 |
10～12 |
2.3 當濾池采用大阻力配水系統時，其承托層宜按表 2 采用。
表 2 大阻力配水系統承托層材料、粒徑與厚度（mm）
|
層次（自上而下） |
材 料 |
粒 徑 |
厚 度 |
|
1 |
礫石 |
2～4 |
100 |
|
2 |
礫石 |
4～8 |
100 |
|
3 |
礫石 |
8～16 |
100 |
|
4 |
礫石 |
16～32 |
本層頂面應高出配水系統孔眼 100 |
3 配水、配氣系統
3.1 設計要點
a ）重力無閥過濾器配水、配氣系統，應根據濾池形式、沖洗方式、單格面積、配水配氣的均勻性 等因素考慮選用。采用單水沖洗時， 可采用穿孔管、濾頭等配水系統； 氣水沖洗時， 可選用 長柄濾頭、穿孔管等配水、配氣系統。
b）大阻力穿孔管配水系統孔眼總面積與濾池面積之比宜為0.20%~0.28%；小阻力濾頭 配水系統縫隙總面積與濾池面積之比宜為 1.25%~2.00%。
c ）大阻力配水系統應按沖洗流量，并根據下列數據通過計算確定：
1）配水干管（渠）進口處的流速為1.0~1.5m/s；
2）配水支管進口處的流速為 1.5~2.0m/s；
3）配水支管孔眼出口流速為 5~6m/s。
d）干管（渠）頂上宜設排氣管，排出口需設在濾池水面以上。
e ）長柄濾頭配氣配水系統應按沖洗氣量、水量，并根據下列數據通過計算確定： 1）配氣干管進口處的流速為 10~15m/s；
2）配水（氣）渠配氣孔出口流速為10m/s左右；
3）配水干管進口端流速為 1.5m/s。
4）配水（氣）渠配水孔出口流速為1~1.5m/s 左右。
f）配水（氣）渠頂上宜設排氣管，排出口需設在濾池水面以上。
g）配水系統要求能均勻地收集濾后水和分配反沖洗水；并要求安裝維修方便，不易堵 塞，經久耐用。
3.2 水頭損失計算
3.2.1 大阻力配水系統
3.2.1.1 管式大阻力配水系統水頭損失，當按孔口的平均水頭損失計算時，可采用：
h2 = ()2
（1）
式中：
h2——孔口平均水頭損失（m）；
q——沖洗強度[L/(s·m2)]；
g——重力加速度（m/s2）；
μ——流量系數，宜取 0.65；
β——孔眼總面積與濾池面積之比，采用 0.20%~0.28%。
h3 =0.022H1q （2）
式中：
h3——承托層水頭損失（m）；
H1—— 承托層厚