n dQ 4.421184.0h =计算说明书水厂的设计水量Q 设计水厂自用水量的大小取决于给水处理方法、构筑物型式以及原水水质等因素，一般采用最高日用水量的5%~10%，这里取5%。

根据城市用水量状况，为10万吨/日的供水量，所以Q 供水=1000003m /d=4166.73m /h=1157.4L/S而水厂的处理水量则要加上自用水量Q 设计=Q 供水*（1+0.05）=1050003m /d=43753m /h=1215.3L/S=1.2153m /S 混合工艺设计计算考虑设絮凝池2座,混合采用管式混合。

设水厂进水管投药口至絮凝池的距离为50米。

进水管采用两条, 设计流量为Q=96300/24/2=0.5573/m s 。

进水管采用钢管,直径为DN800,查设计手册1册,设计流速为1.11m/s ，1000i=1.8m ，混合管段的水头损失50 1.80.091000h iL m ⨯==≈。

小于管式混合水头损失要求为0.3-0.4m 。

这说明仅靠进水管内流速不能达到充分混合的要求。

故需在进水管内装设管道混合器,本设计推荐采用管式静态混合器，管式静态混合器示意图见图4.3。

1. 设计参数：采用玻璃钢管式静态混合器（如图4.3），近期采用2个。

每组混合器处理水量为0.608m 3/s ，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为10m ，，进水管采用两条DN800钢管。

2. 设计计算：管式静态混合器的水头损失一般小于0.5米，根据水头损失计算公式式中，h ——水头损失（m ）Q ——处理水量（m 3/s ）d ——管道直径（m ）n ——混合单元（个）本次设计中，采用两条铸铁输水管道由水源地向给水厂输水，其中原水流速不小于0.6m/s ，在技术上最高流速限定在2.5~3.0m/s 的范围内。

此外还需要根据当地的经济条件，考虑管网造价和经营管理费用等因素，来选出合适的经济流速。

本次设计中经济流速取1.25[1]m/s ，每条输水管的输水流量为0.608m3/s 。

则输水管径 d=14.325.1608.04v 4⨯⨯=πQ =0.787m 。

n d Q 4.421184.0h =<0.5m ，故24.41184.05.0n Qd ⨯< 设计中取d=0.8m ，Q=0.608m 3/s 。

24.41184.05.0n Qd ⨯<=4.28 水力条件符合。

选DN800内装4个混合单元的静态混合器。

加药点设于靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/4处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布。

（3）混合器选择：查设备手册选用管式静态混合器，规格DN800。

静态混合器采用4节，静态混合器总长4100mm ，管外径为820mm ，质量1249kg ，投药口直径65mm 。

原水管道药剂混合单元体静态混合器管道图4.3 管式静态混合器管式静态混合器是在管道内设置多节固定叶片，使水流成对分流，同时产生涡旋反向旋转及交叉流动，从而获得混合效果。

这种混合器的总分流数将按单体的数量成几何级数增加，这一作用称为成对分流见图 4.4(a)。

此外，因单体具有特殊的孔穴，可使水流产生撞击而将混凝剂向各向扩散，这称为交流混合，见图4.4(b)，它有助于增强成对分流的效果口在紊流状态下，各个单体的两端产生旋涡，这种旋涡反向旋流更增强了混合效果，见图 4.4(c)。

因此这种混合器的每一单体同时发生分流、交流和旋涡三种混合作用混合效果较好。

图4.4 管式静态混合器工作原理图折板絮凝池设计计算本设计共设置2座折板絮凝池（与平流式沉淀池合建），水流经过管式静态混合器后，两根DN800的管直接接入折板絮凝池。

每座絮凝池有一根DN800的进水管接入。

(1)反应池主要工艺参数水厂的设计流量为1.2153m /s ，设置2座絮凝池，则每座絮凝池的处理水量为0.6083m /s ，每座分为2个独立格进水，每个独立格分为前两段同波折板、最后一段平行折板三段，故有6条廊道，三档流速。

设计平均水深为4.5m 。

单座絮凝池容积V ：3m 729.860200.608Qt V =⨯⨯==净平面面积A ：2208.55.38.729A m HQ =÷== 为了配合平流沉淀池，絮凝池宽度取B=10m 。

则每座絮凝池长度为：BH V 'L'= 式中 L ’——絮凝池长度（m ）；H ’——有效水深（m ）；B ——单座池宽（m ）。

设计中H ’=3.5m,B=10.0m 。

5.96m 103.5208.5'L'=⨯==B H V 每座絮凝池分为独立的2组，两组之间隔墙厚度为300mm ；长度方向上每个独立格分为3段，3段之间隔墙厚度为300mm ，则絮凝池总长度为：7.16m 40.35.96L =⨯+=每段絮凝区分为串联的三个格。

(2)异波折板通道设计(3)同波折板通道设计(4)平行折板通道设计沉淀池设计平流沉淀池对水质、水量的变化有较强的适应性，构造简单，处理效果稳定，是一种常用的沉淀池形式，一般用于大、中型水厂，单池处理水量一般在 2 ×10m 3/d 以上。

在小型水厂因池子较长布置困难，单位造价相对较高而采用较少。

平流式沉淀池占地面积相对较大，只有在水厂用地足够大时才可采用。

（1）设计水量nQ 24k 1Q ）（设+=式中 Q ——单池设计水量(m3/h)；Q 设——设计日产水量(m3/d)；k ——水厂用水量占设计日用水量的百分比，一般采用5%一10%； n ——沉淀池个数，一般采用不少于2个。

设计中取Q 设=105000m 3/d ，k=5%，n=2nQ 24k 1Q ）（设+==2245%1110000⨯+⨯）（=2296.875m 3/h=0.638m 3/s （2）平面尺寸计算① 沉淀池有效容积V=QT式中V ——沉淀池的有效容积(m3)；Q ——单池设计水量(m3/h)；T ——停留时间(h)，一般采用1.0~3.0h设计中取T=2hV=QT =2296.875×2=4593.75m 3② 沉淀池长度L=3600vT式中L ——沉淀池长度(m)；v ——水平流速(m/s)，一般采用0. 01~0. 025m/s 。

设计中取v=0. 02m/s ；T=2h 。

L=3600vT =3600×0.02×2=144m③ 沉淀池宽度hL V B =式中B ——沉淀池宽度(m) ；V ——沉淀池的有效容积(m3)；h ——沉淀池有效池深(m)，一般采用3. 0~3. 5m 。

设计中取h= 3. 5mh L V B = 3.54144593.75⨯==9.115m 设计中取10m 沉淀池长度L 与宽度B 之比为：44.1410144>==B L ，满足要求；长度与深度之比10415.3144>==h L ，满足要求。

复核沉淀池中水流的稳定性，计算弗劳德数gv Rg v Fr ωρ22==式中Fr ——弗劳德数；R ——水力半径(m)，其值为：R=ω/ρ；ω——水流断面积(m2)；ρ——湿周(m)；v ——水平流速(m/s)；g ——重力加速度(m/s2) 。

设计中，ω=Bh=10×3.5=35m 2, ρ=B+2h=10+7=17m ，v=0. 02m/sgv Rg v Fr ωρ22==8.93602.0182⨯⨯= =0.0000198 弗劳德数介于0. 0001~0. 00001之间满足要求。

沉淀池进水部分设计沉淀池的配水，采用穿孔花墙进水方式，则孔口总面积为：A=Q/v1 式中A ——孔口总面积（m2）；Q ——单池设计水量(m3/s);v1——孔口流速（m/s ）；一般取值不大于0.15~0.20m/s 。

设计中取v1=0.2m/s 。

A=Q/v1=0.700/0.2=3.5m2每个孔口的尺寸定为15cm ×8cm,则孔口数26681531900815=⨯=⨯=A N 个 沉淀池出水部分设计沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道断面采用矩形。

溢流堰的总堰长l=24Q/q式中l ——溢流堰的总堰长（m ）;Q ——单池设计水量(m3/h);q ——溢流堰的堰上负荷［m3/(m ·d)］,一般不大于500 m3/(m ·d)。

设计中取溢流堰的堰上负荷q=250 m3/(m ·d)，m q Q l 5.220250875.22962424=⨯== 出水堰采用指形堰，共5条，双侧集水，汇入出水总渠。

出水堰的堰口标高能通过螺栓上下调节，以适应水位变化。

出水端水深322273.1gb Q h =式中h2——出水渠起端水深（m ）；Q ——单池设计水量(m3/s);b ——渠道宽度（m ）,设计中取0.8m 。

故 322273.1gb Q h ==3228.08.9638.073.1⨯=0.645m 为保证自由溢水，出水渠的超高定为0.1m ，则渠道深度为0.74m 。

沉淀池放空管t BLh d 5.07.0=式中d ——放空管管径（m ）；B ——沉淀池宽度(m)，设计中取12m ；L ——沉淀池长度(m)；t ——放空时间（s ）,设计中取t=2h ；h ——池内平均水深3m+0.1m=3.1mt BLh d 5.07.0=360026.3144127.05.0⨯⨯⨯⨯==0.515m设计中取放空管管径选择为DN600mm沉淀池总高度H=h 3+ h 4+h式中H ——沉淀池总高度（m ）；h3——沉淀池超高（m ），一般采用0.3~0.5m ；h ——池内平均水深3m+0.1m=3.1m ；h4——沉淀池污泥斗高度（m ）。

设计中取h3=0.4m ，h4=0.4mH=0.4+0.4+3.6=4.4mV 型滤池计算1.设计参数设计水量为105000d m /3,不考虑处滤水排放。

滤速v=9h m /滤池采用单层石英砂均粒滤料，冲洗方式采用：先气冲洗，再气-水同时冲洗，最后再用水单独冲洗。

确定各步气水冲洗强度和冲洗时间，参数具体如下：（1）冲洗强度第一步:单独气洗,冲洗强度)(15L/21m s q ⋅=气 ；第二步:气-水同洗,气洗强度)(15L/22m s q ⋅=气,水洗强度)(4L/21m s q ⋅=水；第三步:单独水洗，水洗强度)(5L/22m s q ⋅=水。

反冲洗横扫强度)s /(8.12m L ⋅（2）冲洗时间冲洗时间共计t=12min=0.2h ；单独气洗时间3min =气t ；气水同洗时间min 4=气水t ;单独水洗时间5min =水t ；冲洗时间T=48h 。

2.设计计算1) 池体设计① 设计水量Q 设计Q 设计=Q 供水*（1+0.05）=1050003m /d =43753m /h =1215.3L/s =1.2153m /s② 滤池工作时间T ’h T t T 9.2348242.024)/24(24=⨯-=-=’ ③ 滤池面积）m (1.4889.239105000'=⨯==vT Q F④ 滤池的分格滤池分格数为N=6。