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第三章 净水构筑物的计算
3.1 设计水量
本设计处理水量为Q=95000 m3/d，水厂自用水量占5％，故设计总进水量为Q=95000×1.05=99750m3/d=4156.25 m3/h=1.15 m3/s。
3.2 药剂投配设备设计
1 溶液池容积W1 W1?a?Q=错误!未找到引用源。 =9.96m3 =10.00m3
417?b?n 式中：a——混凝剂的最大投加量，本设计取30mg/L； Q——设计处理的水量，4156.25m3/d；
b——溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取15%；
n——每日调制次数，一般不超过3次，本设计取2次。
溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为L×B×H=3×2.5×2.0，高度中包括超高0.3m，沉渣高度0.3m，置于室内地面上。
溶液池实际有效容积：W1=L×B×H=3.0×2.5×1.4=10.5m3，满足要求。 池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。池内壁用环氧树脂进行防腐处理。
2 溶解池容积W2
W2=（0.2～0.3）W1=0.2错误!未找到引用源。 9.96=1.99m3=2.00m3
式中： W2——溶解池容积（m3 ），一般采用（0.2-0.3）W1；本设计取0.2W1。
溶解池也设置为2池，单池尺寸：L×B×H=2.0×1.5×1.2，高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。 溶解池实际有效容积：W1= L×B×H=2.0×1.5×0.7=2.1 m3 溶解池的放水时间采用t＝10min，则放水流量：
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q0=
W2=3.32 L/S 60t查水力计算表得放水管管径d0＝50mm，相应流速v=1.21m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d＝100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理。 3 投药管 投药管流量
q=
W1?2?1000=错误!未找到引用源。=0.23L/S
24?60?60查水力计算表得投药管管径d＝20mm，相应流速为0.53m/s。 4 计量投加设备
本设计采用计量泵投加混凝剂。 计量泵每小时投加药量:
q=
式中：W1——溶液池容积，m3。
计量泵型号为J-D1000/3.2，选用两台，一备一用。 5药库的设计
(1)药剂仓库与加药间宜连接在一起，存储量一般按最大投加量期的1个月用量计算。
(2)仓库除确定的有效面积外，还要考虑放置泵称的地方，并尽可能考虑汽车运输方便，留有1.5米宽的过道。
(3)应有良好的通风条件，并组织受潮，同时仓库的地坪和墙壁应有相应的防腐措施。
硫酸铝所占体积
T30=30aQ/1000=30×30×99750/1000=89775kg=89.8t
硫酸铝相对密度为1.62，则硫酸铝所占体积为：
90/1.62=55.56m3
药品堆放高度按2.0m计，则所需面积为55.56/2=27.78 m2
考虑药剂的运输、搬运和磅秤等所占面积，这部分面积按药品占有面积的30﹪计，则药库所需面积为：
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W1=0.83 m3/h 12共享知识 分享快乐
27.78×1.3=36.11 m2，设计中取40 m2
药库平面尺寸取：5.0×8.0m。
3.3 混合设备的设计
本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。
设计总进水量为Q=95000×1.05=99750m3/d，水厂进水管采用两条，每根进水管内的流量为99750/2=49875 m3/d=0.58 m3/s
根据水头损失的计算公式
h=0.1184错误!未找到引用源。n
式中：h——水头损失（m）；
Q——处理水量（m3/s）； d——管道直径（m）； n——混合单元（个）。
设计中取d=0.7m，Q=0.58m/s，当h为0.5时，需2.6个静态混合器，当h为0.6时，需3.1个静态混合器，据给排水设计手册第三册当管道流速为1.0～1.5m/s分节数为2～3节段h 应为0.5～0.8m，故选DN700内设3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1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均布。
则进水管内流速为1.51m/s，静态混合器的水头损失为：
h=0.1184错误!未找到引用源。n=0.1184×0.582×3/0.74.4=0.57m
原水
药剂
管道
混合单元体
静态混合器
图3-1 管式静态混合器简图
3.4 絮凝设施的设计
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本设计选用网格絮凝池。
3.4.1 设计水量
絮凝池分为两个系列，每个系列设计水量为0.58 m3/s。
3.4.2 池体设计
絮凝时间为15分钟，得絮凝的有效容积为：
V=0.58×12×60=417.6m3
设平均水深为3.5m，得池的面积为：
A=
417.6错误!未找到引用源。=119.3m2 3.5竖井流速取为0.12m/s，得单格面积为：
f=
0.58错误!未找到引用源。=4.83 m2 0.12设每格为方形，边长为2.2m,每格面积为4.84 m2，由此得分格数为：
n=错误!未找到引用源。=24.65取为25
实际絮凝时间为:
t=错误!未找到引用源。=730.2s
絮凝池有效水深为3.5m，取超高为0.3m，泥斗深度为0.6m，得池的总高度为：
H=3.5+0.3+0.6=4.4m
从絮凝池到沉淀池的净宽为0.2m，则单组絮凝池 长：5×2.2+6×0.2=12.2m 宽：5×2.2+6×0.2=12.2m
Q=0.58 m3/s，取流速为1.0 m/s，则进水管管径为：
D=错误!未找到引用源。=0.86m，采用DN900的铸铁管。 过水孔洞流速按进口0.3 m/s递减到出口0.1 m/s（给水工程P285表15-3）计算，得各过水孔洞的尺寸[3]如下：
表3-1
分格编号 1 2 3 4 5 6 7 8 卑微如蝼蚁、坚强似大象
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孔洞高×宽m 分格编号 孔洞高×宽m 分格编号 孔洞高×宽m 0.87×2.2 0.87×2.2 0.98×2.2 1.05×2.2 1.15×2.2 1.26×2.2 1.39×2.2 1.39×2.2 9 10 11 12 13 14 15 16 1.39×2.2 1.46×2.2 1.46×2.2 1.55×2.2 1.55×2.2 1.65×2.2 1.76×2.2 1.88×2.2 17 18 19 20 21 22 1.88×2.2 1.88×2.2 1.95×2.2 2.03×2.2 1.32×2.2 0.63×4.6
3.4.3 内部水头损失
1～6段为前段，其竖井之间孔洞流速为0.30～0.20m/s，水过网孔流速为0.25～0.30m/s (给水工程P285表15-3）；
7～15段为中段，其竖井之间孔洞流速为0.20～0.15m/s，水过网孔流速0.22～0.35m/s (给水工程P285表15-3）；
前段：
网格孔眼尺寸为80×80mm，取网孔流速为v1=0.30m/s，净空断面为：
A2=0.58/0.30=1.93m2
每个网格的孔眼数为：1.93/0.082=302 前段共设网格16块，前段网格水头损失为：
h前1=nξ1v2/2g=0.073m
式中：h前1——前段网格水头损失，m； ξ1——网格阻力系数，此处取为1； v——网孔流速，m/s； n——网格数目。
前段孔洞水头损失为：
h前2=∑ξ2v2/2g
h前2=3×（0.32+0.32+0.272+0.252+0.232+0.212）/2g =0.063m 式中：h前2——前段孔洞水头损失，m；
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给水厂设计计算说明书
