【正文】 應立即瞬時強烈攪動，使在很短時間（約1020s）內，將凝聚劑分散到水中，這一過程稱為混合。在水處理中十分重要。但在投加高分子絮凝劑時，只要求混合均勻，不要求快速、強烈的攪拌混合。 混合設施的一般要求在設計混合設施時應滿足以下要求：（1）混合設施應使藥劑投加后水流產生劇烈紊動，在很短時間內使藥劑均勻地擴散到整個水體，也即采用快速混合方式；（2）混合時間一般為10~60s；（3）攪拌速度梯度G一般為600~1000s1；（4）當采用高分子絮凝劑時，混合不宜過分劇烈；（5）混合設施與后續(xù)處理構筑物的距離越近越好，盡可能采用直接連接方式。最長距離不超過120m；（6）~。 混合設備選擇 在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件?；旌鲜侨〉昧己眯跄Ч闹匾疤幔绊懟旌闲Ч囊蛩睾芏?，如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質、大小等。混合設備的基本要求是藥劑與水的混合快速均勻。同時只有原水與藥劑的充分混合，才能有效提高藥劑使用率，從而節(jié)約用藥量，降低運行成本。混合設備應靠近絮凝池。主要混合設備有水泵葉輪，壓力水管，靜態(tài)混合器或混合池等。它們的特點主要是：（1）水泵混合：設備簡單，混合充分，效果較好節(jié)省動力，混合時間一般不大于30s；（2）管式混合：設備簡單，占地少，.水頭損失較小，但是流量減少時，可能產生沉淀；（3）機械混合：混合效果較好，受水量變化較小，.水頭損失較小，但需耗動能，管理維護較復雜，效果較差。通過以上比較，選擇機械混合池，機械混合池的優(yōu)點是混合效果好，且不受水量變化的影響，適用于各種規(guī)模的水廠。缺點是增加機械設備并相應增加維修工作。 機械混合池的計算（1）有效容積取混合時間，池數(shù)n=2個，則式中：W——為有效容積T——混合時間n——池數(shù) 機械混合池尺寸及有關參數(shù)選定：直徑：水深： 池總高：攪拌器外緣速度：攪拌器直徑： m。攪拌器寬度： m。攪拌器層數(shù)：設計中取一層。攪拌器葉數(shù)：攪拌器距池底高度：（2）攪拌器轉速式中：n0——攪拌器轉速（r/min）；V——攪拌器外緣速度（m/s）；D0——攪拌器直徑（m）。設計中取 v=，D0=（3）攪拌器角速度（4）軸功率取阻力系數(shù)c=，攪拌器層數(shù)b=1m層，攪拌器半徑R0=，則式中： （5）所需軸功率取水的動力黏度，速度梯度，則 ，滿足要求。（6）電動機功率取傳動機械效率，則式中：N3——電動機功率（KW）； N2——設計軸功率（KW）；　　　　　　——傳動機械功率。8絮凝池 絮凝池的一般要求絮凝池的設計時應滿足以下要求：（1）絮凝過程中速度梯度G或絮凝流速應逐漸由大到??；（2）絮凝池要有足夠的絮凝時間，一般宜在10~30min，低濁、低溫水宜采用較大者；（3）絮凝池的平均速度梯度G一般在30~60s1之間，GT值達104~105，以保證絮凝過程的充分與完善；（4）絮凝池應盡量與沉淀池合并建造，避免用管渠連接。如需用管渠連接時，并避免流速突然升高或水頭跌落；（5）為避免已形成絮體的破碎，；（5）應避免絮體在絮凝池中沉淀。如難以避免時，應采取相應排泥措施。 絮凝池的選擇隔板式絮凝池，絮凝效果好，構造簡單，施工方便，但是容積較大，水頭損失較大，轉折處釩花易破碎；旋流式絮凝池，容積小，水頭損失較小，但是池子較深，地下水位高處施工較難，絮凝效果較差；折板式絮凝池，絮凝效果好，絮凝時間短，容積較小，但是構造較隔板絮凝池復雜，造價高。根據(jù)以上各種絮凝池的特點以及實際情況并進行比較，本設計擬訂選用往復式折板絮凝池。 隔板式絮凝池的計算（1）設計參數(shù)絮凝池設計n=2組，每組設1池，每池設計流量為：式中：Q1——單池設計水量（m3/h） Q——水廠處理水量（m3/d） n——池數(shù)（個）設計中取Q=65000m3/d，n=2個（2）設計計算①絮凝池有效容積：式中： V——絮凝池有效容積（m3） Q1——單池設計水量（m3/h） T——絮凝時間（min）設計中取T=20min考慮與斜管沉淀池合建，池寬取10m。2）絮凝池有效長度： 式中： ——絮凝池有效長度（m） ——平均水深（m） B——與沉淀池同寬（m），H`=，B=15m。3）隔板間距絮凝池起端流速取v1=，v2=，v3=，v4=式中： a1——第一段隔板間距（m） Q1——單池處理水量（m3/h） v1——第一段內流速（m/s） H`——池內水深（m）設計中取v1=，H`=設計中：a1=,實際流速 v1`=a1=,實際流速 v1`=a1=,實際流速 v1`=a1=,實際流速 v1`= 各段隔板條數(shù)分別為：6，7，6和6 ，則池子長度取隔板厚度=，共38塊隔板，則絮凝池總長度L為：4）水頭損失計算式中： vi——第i段廊道內水流速度（m/s）； ——第i段廊道內轉彎處水流速度（m/s）； mi——第i段廊道內水流轉彎次數(shù)；——隔板轉彎處局部阻力系數(shù)。往復式隔板（轉彎）=3；——第i段廊道總長度(m)；——第i段廊道過水斷面水力半徑（m）；——流速系數(shù)，隨水力半徑Ri和池底及池壁粗糙系數(shù)n而定，本 設計取n=，通常按曼寧公式計算。，絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結構，外用水泥砂漿抹面，粗糙系數(shù)為n=。其他段計算結果得： ，則第一段轉彎處流速： 式中： ——第i段轉彎處的流速（m/s）； ——單池處理水量（m3/h）； ——第i段轉彎處斷面間距，~，； ——池內水深（m）。其他5段轉彎處的流速為：各廊道長度為：；；；1..68m；各段的水頭損失為：5）GT值計算(t=20時)60，符合設計要求；，（在104105范圍之內）。絮凝池與沉淀池合建。表18 絮凝池計算表廊號段數(shù)milivitviCiCi2hi163273646合計h=∑hi=（3）隔板絮凝池計算簡圖見下圖：圖5 隔板絮凝池平面圖9沉淀池 沉淀池的選擇常見各種形式沉淀池的性能特點及適用條件見如下的各種形式沉淀池性能特點和適用條件如下表：表19 各種形式沉淀池性能特點和適用條件表型式性能特點適用條件平流式優(yōu)點：1可就地取材，造價低；2操作管理方便，施工較簡單；3適應性強，潛力大，處理效果穩(wěn)定；4帶有機械排泥設備時，排泥效果好缺點：1不采用機械排泥裝置時，排泥較困難。2機械排泥設備，維護復雜；3占地面積較大1 一般用于大中型凈水廠；2原水含砂量大時作預沉池。豎流式優(yōu)點：1排泥較方便；2一般與絮凝池合建，不需另建絮凝池；3占地面積較小。缺點：1上升流速受顆粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果較差；2施工較平流式困難。1一般用于小型凈水廠；2常用于地下水位較低時。輻流式優(yōu)點：1沉淀效果好；2有機械排泥裝置時，排泥效果好；缺點：1基建投資及費用大；2刮泥機維護管理較復雜，金屬耗量大；3施工較平流式困難。1一般用于大中型凈水廠；2在高濁度水地區(qū)作預沉淀池。斜管（板）式優(yōu)點：1沉淀效果高；2池體小，占地少缺點：1斜管（板）耗用材料多，且價格較高；2排泥較困難。1宜用于大中型水廠；2宜用于舊沉淀池的擴建、改建和挖槽。沉淀池池體由進水區(qū)、沉淀區(qū)、出水口及泥渣區(qū)四部分組成。沉淀池的設計計算，主要應確定沉淀區(qū)和泥渣區(qū)的容積及幾何尺寸，計算和布置進、出口及排泥設施等。綜合考慮采用斜管沉淀池，具有停留時間短，沉淀效率高，占地省等特點。它的適用條件是：（1） 適用于大、中、小型水廠。（2）適用于新建、改建和擴建。為提高產水量和挖掘潛力，可在平流沉淀池和各種沉淀池內加設斜管和斜坡。（3）受到建設場地限制，不能用平流沉淀池時。（4）異向流斜管沉淀池用于原水渾濁長期低于1000度時。同向斜流管沉淀池宜用于渾濁度長期低于200度的原水。 斜管沉淀池的計算管沉淀池是淺池理論在實際中的具體應用，按照斜管中的水流方向，分為異向流、同向流、和側向流三種形式。斜管沉淀池具有停留時間短、沉淀效率高、節(jié)省占地等優(yōu)點。本設計沉淀池采用異向斜管沉淀池，設計2組（1）設計參數(shù)設計流量為Q=2709 m3/h，斜管沉淀池與絮凝池合建，池寬為10m，表面負荷q=9 m3/ m2，塑料板熱壓成成六角形蜂窩管，內切圓直徑d=25mm，長900mm，水平傾角θ=60176。（2） 設計計算1）平面尺寸計算①沉淀池清水區(qū)面積：式中A——斜管沉淀池的表面積（m3） q——表面負荷m3/（m2h），（m2h），本設計取9 m3/（m2h）。②沉淀池的長度及寬度：設計中取10m則沉淀尺寸為1015=150 m2 ，為配水均勻，進水區(qū)布置在15m長的一側。，因此進出口面積()： 取139m2式中： A1——凈出口面積（m2） k1——斜管結構系數(shù)，③沉淀池總高度：式中： H——沉淀池總高度（m）； h1——保護高度（m），~，； h2——清水區(qū)高度（m），~，； h3——斜管區(qū)高度（m），安裝傾角60176。，則； h4——配水區(qū)高度（m），~，； h5——排泥槽高度（m）。2）進出水系統(tǒng)①沉淀池進水設計沉淀池進水采用穿孔花墻，孔口總面積：式中：A2——孔口總面積（m2） v——孔口速度（m/s），~。每個孔口的尺寸定為15cm8cm，則孔口數(shù)進水孔位置應在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位。②沉淀池出水設計沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=，則穿孔總面積：設每個孔口的直徑為4cm，則孔口的個數(shù)：式中 N——孔口個數(shù)； F——每個孔口的面積(m2)，.，沿池長方向布置10條穿孔集水槽，每側集水槽一側開孔數(shù)為25個，孔間距為20cm。集水槽匯水至出水總渠。出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽速度內損失，孔口損失：式中：∑h1——孔口水頭損失（m）； ——進口阻力系數(shù)，本設計取=2.，槽內水力坡度按i=，槽內水頭損失為： ∑h2——集水槽水頭損失（m）；設計中取 i=，l=10m,出水總水頭損失：。3）沉淀池排泥系統(tǒng)設計采用穿孔管進行重力排泥，穿孔管橫向布置，沿與水流垂直方向共設10根，雙側排泥至集泥渠。集泥渠長15m，BH=，孔眼采用等距布置，首末端集泥比為ms= ，查得=。取孔徑=25mm，孔口面積=178。，取孔距s=，孔眼總面積為：孔眼總面積為：穿孔管斷面積為：穿孔管直徑為：本設計取150mm，取直徑為150mm，孔眼向下，與中垂線成450角，并排排列，采用氣動快開式排泥閥。4）核算① 雷諾數(shù)Re水力半徑當水溫=10℃時，水的運動粘度斜管內水流速速為符合設計要求。式中 R—— 水力半徑（cm）； ——斜管安裝傾角，一般采用60176。~70176。，本設計取60176。 ②弗勞德系數(shù)Fr，滿足設計要求。 ③斜管中的沉淀時間滿足設計要求（一般在2～5min之間）。式中 ——斜管長度（m）， v2——斜管內的水流速度（m/s）（3）計算簡圖具體計算見圖見下圖： 圖6 斜管沉淀池剖面圖10濾池 濾池的選擇（1）多層濾料濾池：優(yōu)點是含污能力大，可采用較大的流速，能節(jié)約反沖洗用水，降速過濾水質較好，但只有三層濾料、雙層濾料適用大中型水廠；缺點是濾料不易獲得且昂貴管理麻煩，濾料易流逝且沖洗困難易積泥球，需采用助沖設備；（2）虹吸濾池：適用于中型水廠（水量2~10萬噸/日），土建結構較復雜，池深大，反洗時要浪費一部分水量，變水頭等速過濾水質也不如降速過濾：（3）無閥濾池、壓力濾罐、微濾機等日處理小，適用于小型水廠；（4）移動罩濾池：需設移動洗砂設備機械加工量較大，起始濾速較高，因而濾池平均設計濾速不宜過高，罩體合隔墻間的密封要求較高，單格面積不宜過大（小于10m2 ）；（5）普通快濾池：是向下流、砂濾料的回閥式濾池，適用大中型水廠，單池面積一般不宜大于100m2 。優(yōu)點有成熟的運行經(jīng)驗運行可靠，采用的砂濾料，材料易得價格便宜，采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做得較大，池深適中，采用降速過濾，水質較好；（6）雙閥濾池：是下向流、砂濾料得雙閥式濾池，優(yōu)缺點與普通快濾池基本相同且減少了2只閥門，相應得降低了造價