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無(wú)煙煤濾料濾池配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工藝

閱讀：1377發(fā)布時(shí)間：2013-4-11

無(wú)煙煤濾料濾池配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工藝

配水系統(tǒng)的作用是使沖洗水在整個(gè)濾池平面上均勻分布，過(guò)濾時(shí)，也能均勻收集濾后水。常用配水系統(tǒng)有大阻力系統(tǒng)和小阻力系統(tǒng)兩種。

大阻力配水系統(tǒng)
1. 大阻力配水系統(tǒng)布置
  大阻力配水系統(tǒng)一般采用管式配水系統(tǒng)，由鑄鐵管或鋼管構(gòu)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(tǒng)示意圖如圖14-1所示。
  當(dāng)濾池面積較大，也就是干管直徑過(guò)大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)缺點(diǎn)：①支管在池底上過(guò)高，所以池子必須加深，承托層也必須加厚，引起造價(jià)的增加；②干管所占的池子的部分過(guò)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(wèn)題，有的設(shè)計(jì)在干管頂適當(dāng)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(tǒng)的特點(diǎn)
  （1）配水均勻性好；
  （2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管道容易結(jié)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(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
  （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(jìn)口處的流速為1-1.5m/s；
  （3）干管頂上宜設(shè)排氣管，排出口需設(shè)在濾池水面以上，排氣管直徑為40-100mm；
  （4）干管大于300mm時(shí)應(yīng)設(shè)濾頭、管嘴布水；
  （5）支管長(zhǎng)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(jìn)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(qiáng)度為12-15L/（m2·s）。
4. 大阻力配氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
  大阻力配氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算宜采用下列參數(shù)：
  （1）干管和支管進(jìn)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(cuò)排列；
  （3）大阻力配氣系統(tǒng)的壓力損失可按式（h=1.5V2）計(jì)算
  式中：h--空氣通過(guò)大阻力配氣系統(tǒng)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(tǒng)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(jì)算時(shí)，可采用式（h1=1/2g（q/10μβ）2）計(jì)算。
  式中h1--孔口平均水頭損失，m；
  q--沖洗強(qiáng)度，L/（m2·s）；
  g--重力加速度，m/s2；
  μ--流量系數(shù)，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(jì)算。
  式中h3--承托層水頭損失，m；
  H1--承托層厚度，m；
  q--沖洗強(qiáng)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(jì)算。
  式中h4--濾料層水頭損失，m；
  γ1--濾料的相對(duì)密度；
  γ--水的相對(duì)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(tǒng)水頭損失H=h1十h2+h3。
小阻力配水系統(tǒng)
1. 小阻力配水系統(tǒng)的幾種形式
  大阻力配水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是配水均勻性較好。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，孔眼水頭損失較大，沖洗時(shí)動(dòng)力消耗較大，管道容易結(jié)垢，增加檢修的困難。小阻力系統(tǒng)可避免上述缺點(diǎn)，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(tǒng)常見(jiàn)的形式有：鋼筋混凝土穿孔（或縫隙）板、長(zhǎng)（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(tǒng)分別見(jiàn)圖14-3、圖14-4。
  對(duì)于鋼筋混凝土穿孔板，開(kāi)孔比一般為2%-3%。板上鋪兩層尼龍網(wǎng)，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(yīng)用zui普遍的配水、配氣系統(tǒng)，有長(zhǎng)、短柄之分，根據(jù)結(jié)構(gòu)又可分為固定式和可調(diào)式。一般濾頭由上部濾帽、濾桿和預(yù)埋套管組成。每只濾帽上開(kāi)有多條縫隙，縫隙在0.5-0.25mm之間，可根據(jù)濾料粒徑選擇。濾桿上部設(shè)有小孔，下部有一條縫隙。沖洗時(shí)空氣從濾柄上部的氣孔進(jìn)入，水則在濾柄下部的縫隙和底部進(jìn)入。安裝濾頭時(shí)，固定底板的接縫之間必須嚴(yán)密、可靠，不得漏氣漏水。濾頭固定板的上表面應(yīng)平整，每塊板的水平誤差不得大于 2mm，整個(gè)池內(nèi)板面的誤差不得大于5mm。安裝前，先把套管預(yù)先埋入濾板內(nèi)。濾板開(kāi)孔比約1.5%左右，濾頭布置數(shù)一般為48-60個(gè)/m2。其安裝示意圖見(jiàn)圖14-5。安裝濾頭后，固定底板接縫之間的處理見(jiàn)圖14-6。
2. 小阻力配水系統(tǒng)的特點(diǎn)
  （1）反沖洗水頭小；
  （2）配水均勻性較大阻力配水系統(tǒng)差，當(dāng)配水系統(tǒng)室內(nèi)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(huì)敏感地反映出來(lái)；
  （3）濾池面積較大時(shí)，不宜采用小阻力配水系統(tǒng)。
3. 小阻力配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
  1）鋼筋混凝土孔板構(gòu)造
  ①鋼筋混凝土板尺寸由濾池大小確定，但應(yīng)小于800mm*800mm；
  ②孔眼開(kāi)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(shù)為30-40的尼龍網(wǎng)；
  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(gòu)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(gòu)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(zhǎng)柄濾頭配氣配水系統(tǒng)
  應(yīng)按沖洗氣量、水量，并根據(jù)下列數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算確定：
  ①配氣干管進(jìn)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(jìn)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(shè)排氣管，排出口需設(shè)在濾池水面以上。配水系統(tǒng)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(jīng)久耐用。
4. 小阻力配水系統(tǒng)水頭損失
  1）孔眼水頭損失
  水通過(guò)配水系統(tǒng)的孔眼時(shí)，水頭損失按公式h=1/2g（/αβ）2*10^-6計(jì)算。
  式中h--水流通過(guò)配水系統(tǒng)的水頭損失，m；
  g--重力加速度，m/s2；
  q--沖洗強(qiáng)度，V（m2·s）；
  α--流量系數(shù)；流量系數(shù)a應(yīng)試驗(yàn)確定，無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可參考表14-4選用；
  β--開(kāi)孔比，β=配水孔眼總面積/過(guò)濾面積。
  一般情況下，小阻力配水系統(tǒng)的開(kāi)孔比宜保持在1%左右，例如快濾池采用單層孔板，開(kāi)孔比=1.03%，反沖洗強(qiáng)度q=15L/（m2·s），a=0.75，由式（14-6）得h=0.189m。
  2）長(zhǎng)柄濾頭水頭損失
  沖洗水通過(guò)長(zhǎng)柄濾頭的水頭損失和沖洗空氣通過(guò)長(zhǎng)柄濾頭的壓力損失可按產(chǎn)品實(shí)測(cè)資料確定。

流量系數(shù)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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