用Autolisp語言編制絮凝一沉淀池設計程序
摘要：提出一種水處理絮凝一沉淀池設計的標準化方法，并用Autolisp語言編程，實現了計算機自動設計、計算、繪圖的功能。此方法也可以推廣應用于其它水處理構筑物設計，實現設計智能化。
關鍵詞：絮凝池 Autolisp
概述
近幾年來，CAD技術已被各種門類的廣大工程技術人員用作產品設計和工程設計，并作為分析和繪圖的有效工具，實現產品和工程設計的自動化。CAD技術把計算機的快速、準確的特點和設計者的邏輯思維及綜合能力結合起來，可以加速設計進程。縮短設計周期、提高設計質量。筆者將AutoCAD內嵌的Autolisp語言應用于水處理構筑物的設計。以柵條式水力絮凝一平面圖設計為例，說明如何充分利用Autolisp的計算功能，使計算結果即可用于繪圖，實現快速、高效、智能化設計的繪圖工作。
1 數學模型的建立
1.1 柵條式水力絮凝池的計算標準化
柵條式水力絮凝池的計算通常都是按照《給水排水設計手冊》進行的，這種方法在實際計算時是可行的，但存在以下幾個問題：①以流速v作為設計參數存在不合理性，水力攪拌絮凝池是通過水力作用（同時消耗水體能量）達到使絮體并大的目的，絮凝效果只與有效能耗直接相關；②進行流速參數重新選用時，原先的計算全部作廢，故計算效率降低；③如用計算機計算，以往的設計軟件沒有自動調整參數的功能，需人為干預。
針對上述情況，筆者提出一種有利于計算機實現的標準化設計方法，稱之為能耗分配法，程序步驟如下所述：
①根據設計流量，選擇合適的絮凝池池型；
②輸入唯一的設計參數，即絮凝時間t，t可根據《給水排水設計手冊》或生產經驗確定，對水力柵條絮凝池，t=8～15 min；
③根據h＝α·t，計算絮凝池總水頭損失H。其中α為單位反應時間的能耗（水頭損失）。此公式反映了絮凝池水頭損失同絮凝時間之間的關系。該公式的理論基礎是：由速度梯度G值的計算公式式（l），因為γ、μ均為常數，要保證G值在一定范圍內，h／t必為一定范圍內的值，根據生產實踐數據，平均G值大致40～50 S-1較合適，經過計算：
α＝h／t＝1.0～1.5cm／min；
速度梯度C的計算公式：
G＝［（γ/μ）×（h/t）］0.5 (1)
式中：G——速度梯度，S-1；
γ——水的重度，N／m3；
h——絮凝池水頭損失，m；
μ——動力粘性系數，Pa·s；
t——絮凝時間，S。
④能耗分配：筆者根據相關文獻新型絮凝池的水頭損失與絮凝時間之間的關系，繪出如圖1曲線。
其中Xi=ti／t，ti表示絮凝歷時；
yi=hi／h，hi表示由t＝0到t＝ti這段時間內的累計水頭損失；
設曲線方程為 y＝x／（ax＋b），整理得：
1/y=a b/x
作直線擬合，求得系數a≈0.8，b≈0.2故得到能耗分配公式：
y＝x／（0.8x＋0.2） （2）
將絮凝池分為N段，每段的水頭損失可用以上能耗分配經驗公式計算：
故X為無因次累計絮凝歷時，y為無因次累計水頭損失。通常將絮凝池分為三段，則三段的水頭損失分別為：
h1＝y1·h
h2＝（y2－y1）·h （3）
h3＝（y3－y2）·h
⑤選定每段柵條板層數ni，計算出一層柵條板的水頭損失h0i；及相應的開孔率εi；
h0i＝hi／ni； （4）
并由水頭損失計算公式（式5）計算開孔率（式6）： 2
式中 v——空室流速，m／s；
V1——水流通過柵條的流速，簡稱過柵流速，m／s；
g——重力加速度，m／s2。
⑥校核G、GT值：由于在進行設計之前，G值和GT值已考慮在合理范圍內，故這一步計算后整個計算過程結束。
上述水力絮凝池計算的能耗分配法從能量損失的觀點出發，充分考慮了能耗適應絮體成長的需要，編成計算機程序也是十分方便的。以往在進行水處理構筑物設計的時候，由于各個設計者所選參數的不同，因此計算結果會有較大差異；而采用上述方法，用計算機進行設計的時候，如果不是有意識地人為干預參數的選擇，其計算結果將是唯一的，這就是標準化設計的優越性。
1.2 絮凝池平面布置標準化
根據水力計算結果，即可進行平面布置，同樣以柵條絮凝池設計為例，如下所述：
①根據流量大小，選用已事先標準化的池型，例如采用30格模式（昆山模式）、18 格模式（洪湖模式）等多種標準形式；
②根據V＝Q·t，計算出絮凝池體積V；
③根據A＝V／H（H為絮凝池高度基本為定值，由后續斜管高
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