【正文】 4— 靜態(tài)混合器 絮凝 投加混凝藥劑并經(jīng)充分混合后的原水在水流作用下使微絮粒相互接觸碰撞，以形成更大絮粒的過程稱作絮凝，完成絮凝過程的構(gòu)筑物為絮凝池。常用的水力混合有：水泵混合、管式靜態(tài)混合器混合、擴(kuò)散混合器混合、跌水混合和水躍混合等。 溶液池為了便于投加藥劑，溶液池高程一般以設(shè)在地坪面以上為宜，超高設(shè)為 ，有效高度設(shè)為 H=，溶液池實(shí)際尺寸為 ，池底坡度不小于 ，底部設(shè)排孔管，采用機(jī)械攪拌。 ① ：原水 → 混合 → 沉淀 → 過濾 → 清水池 → 二泵站 → 管網(wǎng) ② ：源水 → 混合 → 直接過濾→ 清水池 → 二泵站 → 管網(wǎng) 因?yàn)樵疄樯较恿鞑捎靡环桨负线m。 因此設(shè)計(jì)水廠建于城市的西南角，靠近城市和水源地。 基礎(chǔ)高度 H=底座地腳螺釘?shù)拈L(zhǎng)度 +（ ） m，因?yàn)榈鬃啬_螺釘尺寸不知，基礎(chǔ)高度取為 。 出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距 B 應(yīng)按水管配件安裝的需要確定，考慮到水泵出水側(cè)是管理操作的主要通道，故 B 不宜小于 3m，設(shè)計(jì)中取為 3m。 據(jù)此，參考相關(guān)規(guī)范常用設(shè) 備，選取水泵 250S24A 型單級(jí)雙吸離心泵四臺(tái)，三用一備，其性能如下： 15 流量為 482m3/h，揚(yáng)程為 ，轉(zhuǎn)速為 n=1450r/min，效率 η=80%，氣蝕余量 ，軸功率 ，電動(dòng)機(jī)型號(hào) YZ00L4，功率 30KW，滿載時(shí)電流 ，轉(zhuǎn)速 1470r/min，效率因數(shù) ，額定轉(zhuǎn)矩 ，重量 310Kg。 平板格網(wǎng)面積： 13 212 0 .2 8 3 .10 .4 0 .7 0 .6 4 0 .5QFmV K K ?? ? ?? ? ? （ ） （式 中： Q— 設(shè)計(jì)流量； K1— 因網(wǎng)絲所減小的過水面積系數(shù)，設(shè)計(jì)中取 ； K2— 格柵堵塞后面積減小系數(shù)，采用 ； v0— 過網(wǎng)速度，一般為 ～ ，本設(shè)計(jì)取 ； ?為水流收縮系數(shù)，設(shè)計(jì)中取 ；） 根據(jù)常用資料，選用格網(wǎng)面積為 15001000，型號(hào)為 C5 的格網(wǎng)。 （ 4）格柵設(shè)計(jì) 在取水頭部或集水井的進(jìn)水孔處設(shè)置格柵以截?cái)r大塊漂浮物。 ?為攔截通過格柵的懸浮物，可在集水井內(nèi)設(shè)平板格網(wǎng)。二水廠取水河流為率水，取水地點(diǎn)位于河流彎道凹岸，以減少泥砂和漂浮物。本設(shè)計(jì)中城市澆灑道路和綠地用水量可按最高日綜合生活用水 Q1的 3%～ 5%，本設(shè)計(jì)取 3%。 50 年一遇的高水位為 + ，低水 位為 +。 （ 4）水廠加混凝劑量取為 20mg/L，加氯量取為 1mg/L，混凝劑費(fèi)用為 500 元 /噸，氯費(fèi)用 550 元 /噸。供水標(biāo)準(zhǔn)近期 130 升 /人 3 翻譯外文資料各一份，要求譯文≥ 5000 漢字，并上交原文和譯文。 本計(jì)算說明書主要說明水廠常規(guī)處理構(gòu)筑物的選型、選擇依據(jù)、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用條件以及具體構(gòu)筑物尺寸的計(jì)算 及管網(wǎng)平差計(jì)算 ；水廠構(gòu)筑物的平面布置和高程布置，并附有相應(yīng)的計(jì)算示例圖。 給水工程中管網(wǎng)的設(shè)計(jì)布置是極其重要的。根據(jù)水位變化情況，采用固定式取水構(gòu)筑物。凈水廠處理工藝采用常規(guī)處理，即“混凝 —— 沉淀 —— 過濾 —— 消毒”。按照規(guī)定在地形圖上進(jìn)行管網(wǎng)定線，下來進(jìn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作結(jié)束時(shí)即可著手進(jìn)行管網(wǎng)流量初分與管網(wǎng)平差計(jì)算。 基 本要求 （ 1）在地形圖上進(jìn)行管網(wǎng)定線，確定取水構(gòu)筑物和進(jìn)水廠位置； （ 2）計(jì)算城市總用水量，確定最高日設(shè)計(jì)用水量，計(jì)算最高日最高時(shí)用水量； （ 3）確定取水構(gòu)筑物的形式和規(guī)模并進(jìn) 行設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制設(shè)計(jì)圖； （ 4）泵站設(shè)計(jì)要求對(duì)水泵進(jìn)行合理的選型和機(jī)組的搭配，詳細(xì)計(jì)算確定水泵安裝高程和機(jī)組平面布置； （ 5）按最高時(shí)，消防時(shí)，最不利管段損壞時(shí)三種工況進(jìn)行管網(wǎng)平差計(jì)算，按照供水可靠性要求進(jìn)行配水管網(wǎng)設(shè)計(jì)，同時(shí)要兼顧經(jīng)濟(jì)性和合理性要求，并繪制管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果圖。主要凈水構(gòu)筑物是一雙層濾料快濾池，設(shè)計(jì)能力為 2021 噸 /日。時(shí)變化系數(shù)為 。 降雨量：年總量： 月最大量 mm 時(shí)最大量 mm 相對(duì)濕度：最熱月平均 82%，最冷月平均 73%。率水和橫江的流量比為 7:3。 則： 35 ( 9 7 5 0 1 7 3 5 0 8 1 3 3 3 4 9 .5 6 ) 0 .1 3 1 2 6 .2 5 /Q m d? ? ? ? ? ? （ ） 352 ( 14 40 0 31 23 0 13 68 .9 56 39 .8 7 ) 0. 1 52 63 .8 8 /Q m d? ? ? ? ? ? （ ） 消防用水量 根據(jù)規(guī)范，近期消防按 2個(gè)火頭，每個(gè)火頭 35 L/s，滅火時(shí)間為 2小時(shí)。 平面形狀：取水構(gòu)筑物一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。集水井上設(shè)操作平臺(tái)，并有閥門、格柵、格網(wǎng)等起吊裝置，在寒冷地區(qū)操作平臺(tái)可設(shè)在室內(nèi)，平臺(tái)以上的房屋高度應(yīng)按設(shè)備尺寸和起吊高度確定。 進(jìn)水孔或格柵面積： 12QF Vkk? 2120 .2 8 1 .20 .8 0 .7 5 0 .4QFmV K K? ? ??? （ ） 設(shè)三個(gè)進(jìn)水孔，每個(gè)孔的面積為 m2 根據(jù)常規(guī)資料，選用格柵尺寸 800mm? 600mm，有效面積 （式 中： Q— 單格取水頭部過柵流量； K1— 柵條引起的面積減少系數(shù)，1 40 0 .84 0 1 0bK bs? ? ??? B=30～ 50mm，柵條凈距； s=10mm，柵條厚 /直徑； K2— 格柵堵塞系數(shù)，采用 ； v0— 取水頭部進(jìn)水口的水流速度，一般為 ～ ，本設(shè)計(jì)取 ；） 說明：格柵設(shè)于進(jìn)水孔兩側(cè)的導(dǎo)向槽中，以便上提清除殘留雜質(zhì)或檢修。 應(yīng)有壓力沖洗管，水壓為 — 。 吸水管路中的水頭損失： 采用吸水管徑： D=450mm,L=,v=,1000i=. 沿程水頭損失： h=iL=3=, 壓水 管路中的水頭損失： 采用壓水管徑： D=450mm,L=,v=,1000i=。 水泵基礎(chǔ)間凈距與 C 值相等，設(shè)計(jì)中取為 2m。 經(jīng)查閱《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè) 第十一冊(cè) [常用設(shè)備 ]》，選用單軌小車，其起重高度為310 米，起重量 為 1 噸，高 300mm，寬 400mm。 生活飲用水水質(zhì)應(yīng)符合下列基本要求： （ 1） 、水中不得含有病原微生物； （ 2） 、水中所含化學(xué)物質(zhì)及放射性物質(zhì)不得危害人體健康； （ 3） 、水的感官性狀良好。 藥劑投加量計(jì)算 藥劑投加量根據(jù)原始資料已知，混合劑頭投加量為 20mg/l 常用藥劑投加方式有干投法和濕投法兩種。本設(shè)計(jì)中，由于取水泵房距水廠較近，故采用泵房投加。 管式靜態(tài)混合器是在管道內(nèi)設(shè)置多節(jié)固定葉片，使水流成對(duì)分流，同時(shí)產(chǎn)生渦漩反向旋轉(zhuǎn)及交叉流動(dòng)，從而獲得混合效果。由于本設(shè)計(jì)水廠設(shè)計(jì)水量 24 較小，而且水量變化不大，故選擇折板絮凝池。三段中的折板布置可分別采用相對(duì)折板、平行折板及平行直板； （ 3）各段的 G 和 T 值可參考下列數(shù)據(jù)： 第一段（相對(duì)折板）： G=80s1， t≥240s；第二段（平行折板）： G=50s1， t≥240s； 第三段（平行直板）： G=25s1， t≥240s， GT 值 ≥2104； （ 4）折板夾角：可采用 90176。 第三絮凝區(qū)池淀沉板斜第一絮凝區(qū) 第二絮凝區(qū) 圖 折板絮凝池 設(shè)計(jì)水量 Qd =＝ ； 設(shè)計(jì)計(jì)算 絮凝池設(shè)兩組，絮凝時(shí)間為 12min； 每組絮凝池流量 Qd =＝ ， 每組絮凝池容積 W=Qt/60=, 每組絮凝池面積 f=W/H=, 每組絮凝池凈寬 絮凝池凈長(zhǎng)取 7m，絮凝池凈寬 B=f/L=≈5m 考慮到墻厚（采用鋼筋混凝土墻），外墻厚度采用 300 mm,內(nèi)墻采用 250 mm,則凝池實(shí)際長(zhǎng)為 7+ⅹ 2+ⅹ 8= m。 2239。1122 39。39。 從 上 表可見， GT 值 ≥2104且 G 值完全符合設(shè)計(jì)要求。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)： ① 斜板沉淀池水流方向主要有上向流、側(cè)向流及下向流 3 種。因此斜管高度 si n1 si n 6 0 0 .8 7hl m???? ? ? （ ） 沉淀池總高： H=++++= 沉淀池進(jìn)口采用穿孔墻，排泥采用穿孔管，集水系統(tǒng)采用穿孔集水槽。過濾的功效不僅在于進(jìn)一步降低水的濁度，而且水中有機(jī)物、細(xì)菌乃至病毒等將隨濁度的降低而被去除，至于殘留于濾后水中的細(xì)菌、病毒等在失去混濁物的保護(hù)或 依附時(shí)，在濾后消毒過程中也將容易被殺死，為濾后消毒創(chuàng)造了條件。 濾池選用及適用條件 國內(nèi)常用的濾池形式及其優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件見表 。 ② 沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算 清水區(qū)面積： QFq? （ ） 式中 : F—— 沉淀池清水區(qū)表面積（ m2） Q—— 流量（ m3/s） q—— 沉淀池表面負(fù)荷率（ m/s） F= 其中斜管結(jié)構(gòu)占用面積按 3%計(jì)算，實(shí)際清水區(qū)需要面積為： F=50= 為了配水均勻，采用清水區(qū)尺寸為 5m 5m長(zhǎng)的一側(cè)。清水有集水系統(tǒng)收集后進(jìn)入后續(xù)處理構(gòu)筑物 —— 濾池進(jìn)行過濾處理，為了保證濾池的正常進(jìn)行，沉淀池出水濁度一般在15 度以下。 進(jìn)口流速： v3取 上轉(zhuǎn)彎流速：4 0. 15 0. 32 /0. 6 0. 78v m s??? 下轉(zhuǎn)彎流速：5 / m s??? 上轉(zhuǎn)彎 ξ取 ，下轉(zhuǎn)彎及進(jìn)口 ξ取 ，則每格進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失 h″為 2 2 20 . 3 5 0 . 2 1 0 . 3 23 2 3 1 . 8 0 . 0 4 1 6 52 9 . 8 2 9 . 8 2 9 . 8hm?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? （ ） ④ 總損失： 每格總損失： ∑h=h+h′+h″=++= 第二絮凝區(qū)總損失： H2=3∑h=3= 第二絮凝區(qū)停留時(shí)間： 2 3 0 . 7 8 5 3 . 2 4 . 1 6 m in0 . 1 5 6 0T ? ? ???? 第一絮凝區(qū)平均 G2值： 31 122 421 0 0 0 0 . 1 9 5 5 6 . 76 0 6 0 1 . 0 2 9 1 0 4 . 6 1HGsT? ? ???? ? ?? ? ? （ ） （ 3）第三段絮凝區(qū)： 第三絮凝區(qū)采用平行直板布置見圖 。 2 39。 112239。 2 39。 （ 2）根據(jù)規(guī)范，絮凝時(shí)間為 1220min，絮凝時(shí)間取 12min，分三段絮凝，第一、二段采用相對(duì)折板，第三段采用平行直板。折板絮凝池可布置成豎流或平流式。 靜態(tài)混合器直徑為 4 0 . 1 5 4203 . 1 4 3 . 1 4 1 . 0 8QD m mV ?????? ? ????? ??? ?? 靜態(tài)混合器 構(gòu)造示意圖如圖 。 混合方式基本分為兩大類：水力和機(jī)械。 （ 1）聚合氯化鋁溶液池、溶解池容積的確定 投加法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 干 投 法 ,易于調(diào)整投加量 ,需要一套破碎混凝劑的設(shè)備 ,不易調(diào)節(jié) 濕 投 法 ,管理方便 ,調(diào)整較慢 藥劑（固體） 溶解池 溶液池 攪拌 計(jì)量、投加設(shè)備 加水 加水 攪拌 21 ① 聚合氯化鋁溶液池容積： 31 38 417 10 2QWmbn? ?? ? ??? （ ） （ μ— 聚合氯化鋁最大投加量，取 20mg/l； Q— 處理水量，為 ； B— 溶液濃度，取 15%； n— 每日調(diào)節(jié)次數(shù)，取 2 次） 331 20 15 2W m m?? ? ??? （ ） 溶液池設(shè)兩個(gè)，每個(gè)有效容積為 ，兩個(gè)溶液池一備一用。 選擇兩個(gè)方案： ① 地表水二次凈化工藝流程， ② 地表水一次凈化工藝流程。 少拆遷，不占或少占良田； 施工、運(yùn)行和維護(hù)方便。