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無煙煤濾料濾池配水系統的設計工藝

閱讀：1379發布時間：2013-4-11

無煙煤濾料濾池配水系統的設計工藝

配水系統的作用是使沖洗水在整個濾池平面上均勻分布，過濾時，也能均勻收集濾后水。常用配水系統有大阻力系統和小阻力系統兩種。

大阻力配水系統
1. 大阻力配水系統布置
  大阻力配水系統一般采用管式配水系統，由鑄鐵管或鋼管構成，由于鑄鐵管和鋼管易銹蝕，有用陶瓷管代替的。大阻力配水系統示意圖如圖14-1所示。
  當濾池面積較大，也就是干管直徑過大時，就會出現兩個缺點：①支管在池底上過高，所以池子必須加深，承托層也必須加厚，引起造價的增加；②干管所占的池子的部分過寬，而這部分池子的面積不能按支管布置配水孔的要求采配水。為了解決這一問題，有的設計在干管頂適當加裝一些配水濾頭，如圖14-2（a）所示；中等及大面積的濾池采用如圖14-2（b）布置方案。
2. 大阻力配水系統的特點
  （1）配水均勻性好；
  （2）結構復雜，管道容易結垢；
  （3）孔口水頭損失大，因而要求反沖洗水壓高。
3. 阻力配水系統設計要點
  （1）干管截面積與支管總截面積比為1.75-2.0；
  （2）配水干管進口處的流速為1-1.5m/s；
  （3）干管頂上宜設排氣管，排出口需設在濾池水面以上，排氣管直徑為40-100mm；
  （4）干管大于300mm時應設濾頭、管嘴布水；
  （5）支管長度與直徑比小于60；
  （6）支管中心距為0.2-0.3m布置；
  （7）配水支管進口處的流速為1.5-2.0m/s；
  （8）孔眼總面積與濾池面積之比宜為0.2%-0.28%；配水支管孔眼出口流速為5-6m/s；
  （9）水頭損失一般為3-4m；
  （10）反沖洗強度為12-15L/（m2·s）。
4. 大阻力配氣系統的設計
  大阻力配氣系統的設計計算宜采用下列參數：
  （1）干管和支管進口處的空氣流速采用10M/s左右；
  （2）孔眼空氣流速采用30-35m/s，孔眼間距70-100mm；孔眼布置呈45°向下交錯排列；
  （3）大阻力配氣系統的壓力損失可按式（h=1.5V2）計算
  式中：h--空氣通過大阻力配氣系統的壓力損失，Pa；
  V--孔眼空氣流速，m/s。
5. 管式大阻力配水系統水頭損失
  （1）孔口的平均水頭損失h2
  孔口的平均水頭損失計算時，可采用式（h1=1/2g（q/10μβ）2）計算。
  式中h1--孔口平均水頭損失，m；
  q--沖洗強度，L/（m2·s）；
  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%一0.28%。
  （2）承托層水頭損失h3
  承托層水頭損失h3可采用式（h2=0.022H1q）計算。
  式中h3--承托層水頭損失，m；
  H1--承托層厚度，m；
  q--沖洗強度，L/（m2·s）。
  （3）濾料層水頭損失h4
  濾料層水頭損失h4可采用式（h3=（γ1/γ-1）（1-m0）H2）計算。
  式中h4--濾料層水頭損失，m；
  γ1--濾料的相對密度；
  γ--水的相對密度；
  m0--濾料膨脹前的孔隙率（石英砂為0.41）；
  H2--濾層膨脹前厚度，m。
  則管式大阻力配水系統水頭損失H=h1十h2+h3。
小阻力配水系統
1. 小阻力配水系統的幾種形式
  大阻力配水系統的優點是配水均勻性較好。但結構較復雜，孔眼水頭損失較大，沖洗時動力消耗較大，管道容易結垢，增加檢修的困難。小阻力系統可避免上述缺點，反沖洗水頭只需1m左右，但配水均勻性較差，宜用于小型處理廠。小阻力配水系統常見的形式有：鋼筋混凝土穿孔（或縫隙）板、長（短）柄濾頭、鋼格柵、木格柵。鋼筋混凝土與濾頭小阻力配水系統分別見圖14-3、圖14-4。
  對于鋼筋混凝土穿孔板，開孔比一般為2%-3%。板上鋪兩層尼龍網，上層為30-40目，下層為16-20目，濾料直接放在其上，也可在孔板上直接鋪卵石層后鋪濾料層。
  濾頭是目前在氣水反沖洗濾池中應用zui普遍的配水、配氣系統，有長、短柄之分，根據結構又可分為固定式和可調式。一般濾頭由上部濾帽、濾桿和預埋套管組成。每只濾帽上開有多條縫隙，縫隙在0.5-0.25mm之間，可根據濾料粒徑選擇。濾桿上部設有小孔，下部有一條縫隙。沖洗時空氣從濾柄上部的氣孔進入，水則在濾柄下部的縫隙和底部進入。安裝濾頭時，固定底板的接縫之間必須嚴密、可靠，不得漏氣漏水。濾頭固定板的上表面應平整，每塊板的水平誤差不得大于 2mm，整個池內板面的誤差不得大于5mm。安裝前，先把套管預先埋入濾板內。濾板開孔比約1.5%左右，濾頭布置數一般為48-60個/m2。其安裝示意圖見圖14-5。安裝濾頭后，固定底板接縫之間的處理見圖14-6。
2. 小阻力配水系統的特點
  （1）反沖洗水頭小；
  （2）配水均勻性較大阻力配水系統差，當配水系統室內壓力稍有不均勻，濾層阻力稍不均勻，濾板上孔口尺寸稍有差別或部分濾板受堵塞，配水均勻程度都會敏感地反映出來；
  （3）濾池面積較大時，不宜采用小阻力配水系統。
3. 小阻力配水系統設計要點
  1）鋼筋混凝土孔板構造
  ①鋼筋混凝土板尺寸由濾池大小確定，但應小于800mm*800mm；
  ②孔眼開孔率在1%左右；
  ③孔眼流速為1.0-1.5m/s；
  ④孔板厚一般為100mm；
  ⑤孔板上鋪1-2層目數為30-40的尼龍網；
  ⑥配水室高度大于0.4m；
  ⑦承托層厚200-300mm；承托層粒徑為2-16mm。
  2）鋼格柵構造
  ①每塊鋼格柵尺寸一般為980mm*980mm；
  ②框架高70mm；
  ③柵條鋼筋直徑為12mm，凈距12mm。
  3）木格柵構造
  格柵高為80-100mm；柵條厚為15-20mm；柵條寬可為20mm；縫隙寬為3-5mm。
  4）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。
  另外，要求配水（氣）渠頂上宜設排氣管，排出口需設在濾池水面以上。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。
4. 小阻力配水系統水頭損失
  1）孔眼水頭損失
  水通過配水系統的孔眼時，水頭損失按公式h=1/2g（/αβ）2*10^-6計算。
  式中h--水流通過配水系統的水頭損失，m；
  g--重力加速度，m/s2；
  q--沖洗強度，V（m2·s）；
  α--流量系數；流量系數a應試驗確定，無試驗數據時，可參考表14-4選用；
  β--開孔比，β=配水孔眼總面積/過濾面積。
  一般情況下，小阻力配水系統的開孔比宜保持在1%左右，例如快濾池采用單層孔板，開孔比=1.03%，反沖洗強度q=15L/（m2·s），a=0.75，由式（14-6）得h=0.189m。
  2）長柄濾頭水頭損失
  沖洗水通過長柄濾頭的水頭損失和沖洗空氣通過長柄濾頭的壓力損失可按產品實測資料確定。

流量系數α值表14-4
形式	α	形式	α
濾頭	0.8	鋼筋混凝土柵條	0.6
縫式圓形柵條	0.85	孔板	0.75
木柵條	0.6	濾球	0.78

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無煙煤濾料濾池配水系統的設計工藝

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