调节池的作用及设计探讨

调节池的作⽤及设计探讨
科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY2011年第21卷第12期在给排⽔系统中，调节池应⽤⾮常⼴泛。

⼴义来讲，给⽔系
统中⽤到的⽔塔、清⽔池，建筑给⽔系统中⽤到的贮⽔池都属于
调节池的范畴。

⽔处理系统中，调节池⼜分为⽔质调节池和⽔量
调节池。

调节池虽不具⽔处理的功能，但其对给排⽔系统的正常运
⾏具有⾮常重要的作⽤。

给⽔系统中⽤到的⽔塔、清⽔池，其作
⽤之⼀在于调节泵站供⽔量和⽤⽔量之间的流量差值。

建筑给
⽔系统中⽤到的贮⽔池，其作⽤之⼀在于调节市政给⽔管⽹供
⽔量与建筑升压⽔泵之间的流量差。

污⽔处理系统中，⽔量调节
池主要⽤于处理系统进⽔量不均匀时，调节进⽔量与处理⽔量
之间的差值；⽔质调节池主要⽤于系统进⽔⽔质指标波动⽐较
⼤的情况，以均和⽔质，存盈补缺，保证系统稳定运⾏。

1给⽔系统中调节池的设计
给⽔系统中⽤到的调节池，即⽔塔和清⽔池。

给⽔⼀级泵站
通常全天均匀供⽔，⽽⼆级泵站为分级供⽔，故⼀、⼆级泵站的
每⼩时供⽔量并不相等，为调节两级泵站供⽔量的差额，在两级
泵站之间建造清⽔池。

⼆级泵站每⼩时供⽔量与居民⽤⽔量之
间⼜存在⼀定的差额，因此需要在供⽔管⽹内设置⽔塔；⽔塔在
管⽹内的设置位置根据各城市具体条件定，可置于管⽹起端、中
间或末端，但其调节容积不会因此⽽改变。

1.1清⽔池设计计算
[1]
清⽔池中除了储存调节⽤⽔外，还存放消防⽤⽔和⽔⼚⽣
产⽤⽔，因此，清⽔池有效容积V计算公式如下：
V＝V
1
+V
4
（m
3
）
式中：V
1
为调节容积，m
3
；V
2
为消防贮⽔量，m
3
，按2h⽕灾
延续时间计算；V
3
为净⽔⼚冲洗滤池等⽣产⽤⽔，m
3
，等于最⾼
⽇⽤⽔量的5％～10％；V
4
为安全贮量，m
3。

1.2⽔塔设计计算
[1]
⽔塔除储存调节⽤⽔外，仅存放消防⽤⽔，⽔塔有效容积V 计算公式如下：
（m
3
）
式中：V
1
为调节容积，m
3
；V
2
为消防贮⽔量，m
3
，按10min室
内消防⽤⽔量计算。

1.3调节容积计算
清⽔池和⽔塔的调节容积均有两种计算⽅法：⼀种是根据
24h供⽔量和⽤⽔量变化曲线推算，另⼀种是缺乏⽤⽔量变化
规律的资料时，凭经验估算。

具体讲，清⽔池根据⼀级泵站供⽔线和⼆级泵站输⽔曲线
来确定调节容积；⽔塔调节容积根据⼆级泵站供⽔线和⽤户⽤
⽔量曲线确定。

当资料缺乏时
[2]
，清⽔池调节容积，可按最⾼⽇⽤⽔量的10％～
20％估算；⽔塔调节容积，可按最⾼⽇⽤⽔量的2.5％～3％或5％～6％估算。

计算⽰例1：某⼤城市最⾼⽇⽤⽔量为20000m
3
量的百分数计，0：00—24：00的⽤⽔百分数列表见表1。

根据以上⽤⽔量变化情况，分别计算清⽔池和⽔塔的调节
容积。

解：
（1）⽔塔调节容积计算。

分析表1，可见该城市的⽤⽔⾼峰主
⽂章编号：1005－6033（2011）12－0173-04收稿⽇期：2011－3－17
调节池的作⽤及设计探讨
孟建丽
1
，张润斌
2
，孟建雄
3
（1.天津市环境保护科学研究院，天津，300191；2.中铁电⽓化勘测设计研究院有限公司，天津，300250；3.东北电⼒⼤学应化091班，吉林吉林，132012）
摘要：对给⽔、建筑供⽔、⽔处理系统中⽤到的各类调节池的作⽤及设计⽅法进⾏了汇总，强调了调节池在给排⽔系统中的重要作⽤，对典型的计算⽅法进⾏了例证，总结的设计⽅法可供相关⼈员参考。

关键词：调节池；给⽔系统；清⽔池；⽔塔设计
中图分类号：TU991⽂献标识码：A
时间
⽤⽔量/％
时间
⽤⽔量/％
时间
⽤⽔量/％
时间
⽤⽔量/％
时间
⽤⽔量/％
0：00—1：00 1.7
4：00—5：00 2.56
8：00—9：00 6
12：00—13：00 5.15
16：00—17：00 5.75
20：00—21：00 3.19
1：00—2：00 1.67
5：00—6：00 4.35
9：00—10：00 5.84
13：00—14：00 5.15
17：00—18：00 5.83
21：00—22：00 2.69
2：00—3：00 1.63
6：00—7：00 5.14
14：00—15：00
5.27
18：00—19：00
5.62
22：00—23：00
2.58
3：00—4：00
1.63
7：00—8：00
5.64
11：00—12：00
5.15
15：00—16：00
5.52
19：00—20：00
5
23：00—24：00
1.87
表1⽤⽔量时段分布表
173
要在5：00—20：00之间，⽤⽔量为4.35％～6％，其余时段处于⽤⽔低峰期，⽤⽔量为1.63％～3.19％。

据此计算考虑⼆级泵站分级供⽔，⾼峰时段供⽔5％，低峰时段供⽔2.78％。

绘制逐时流量曲线求⽔塔的调节容积。

⽔塔的调节容积计算见图1。

从图1中，⽔塔所需调节容积V
1
即供⽔量⼤于⽤⽔量累计
的A部分⾯积6.55％，或等于B部分⾯积。

V
（2）清⽔池调节容积计算。

⼀级泵站均匀供⽔，1h供⽔
4.17％；⼆泵站分级供⽔：⾼峰5：00—20：00时段供⽔5％，低峰21：00—24：00，0：00—4：00时段供⽔2.78％。

绘制逐时流量曲线求清⽔池的调节容积。

清⽔池的调节容积计算见图2。

从图2中可以看出，⽔塔所需调节容积V
1
即供⽔量⼤于⽤
⽔量累计的C部分⾯积6.55％，或等于D部分⾯积。

V
1
＝20000×11.67％＝2333m
3。

2建筑给⽔系统中调节池的设计
贮⽔池主要是储存和调节⽔量的构筑物，市政管⽹的供⽔
量与加压泵站的提升⽔量不⼀致，需要设贮⽔池进⾏调节。

其⽣
活⽤⽔调节容积应根据流⼊量和供出量的变化曲线，并考虑消
防储备⽔量和⽣产事故备⽤⽔量，经计算确定。

可按下式计算：
V≥（Q
b
-Q
j
）T
b
+V
f
+Vs
b
为⽔泵出⽔量，m
3
/h；Q
j
为
⽔池进⽔量（即：市政管⽹的供⽔量），m 3
/h；T
b
为⽔泵最长连续运
⾏时间，h；V
f
为消防储备⽔量，m
3
；Vs为⽣产事故备⽤⽔量，m
3。

当资料不⾜时，⽣活⽤⽔调节容积（Q
b
-Q
j
）T
b
可以按经验估
算
[4]
25％确定。

3⽔处理系统中调节池的设计
⼯业废⽔与城市污⽔的⽔量、⽔质都是随时间⽽不断变化
的，有⾼峰流量和低峰流量，也有⾼峰浓度和低峰浓度。

流量和浓度的不均匀往往给处理设备带来不少困难，或者使其⽆法保持在最优的⼯艺条件下运⾏，或者短时⽆法⼯作，甚⾄遭到破坏。

为了改善污⽔处理系统的⼯作条件，需对⽔量和⽔质进⾏调节，调节的主要⽅式是设置污⽔调节池。

按调节池的作⽤，将其分为⽔量调节池和⽔质调节池。

3.1⽔量调节池
⽔量调节池实际是⼀座变⽔位的调节池，进⽔为重⼒流，出
⽔由⽔泵提升。

调节池的容积可⽤图解法计算，可以绘制逐时流量曲线或者累计流量曲线来求解调节池的有效容积。

计算⽰例2：某污⽔处理站处理规模为4000m
3
/d，全天24h
的进⽔量变化资料见表2。

解法⼀：
污⽔站⼀天（24h）进⽔量：
W
T
=
24
i=1
Σ
q
i
×t
i
/d）
式中：q
i
为在t
i
时段内污⽔流量，m
3
/h；t
i
为时段，h。

污⽔站⼀天（24h）平均流量Q，即调节池的⽔泵提升量：
Q=
W
T
24
=166.67（m
3
/h）
根据污⽔量的变化，可以绘制出⼀天逐时流量曲线，并根据
进⽔量与出⽔量求调节池的有效容积，⽅法同计算⽰例1，过程略，计算结果，调节池的调节容量＝1152m
3。

解法⼆：
根据污⽔量的变化，可以绘制出⼀天的进⽔流量累计曲线
（见图3）。

⽤直线连接O、A两点，则OA为调节池均匀出⽔量的累计
曲线，其斜率为调节池的⽔泵提升量。

从图3可知，A点的累计⽔量为4000m
通过流量累计曲线的最⾼点和最低点作平⾏于OA的两条
切线，得切点B、C，分别⾃B、C点作平⾏于纵轴的直线，与OA 图1⽔塔的调节容积计算
6
5
4
3
2
1
0：004：008：0012：0016：0020：0024：00
占
最
⾼
⽇
⽤
⽔
量
百
分
数
/
%
时间
⽤⽔量曲线
⼆级泵站
供⽔曲线
A
4
3
2
1
0：004：008：0012：0016：0020：0024：00占
最
⾼
⽇
⽤
⽔
量
百
分
数
/
%⼀级泵站
供⽔曲线
⼆级泵站
供⽔曲线
C
D
时间
C
图2清⽔池的调节容积计算
时间
进⽔量/（m
3
/h）
时间
进⽔量/（m
3
/h）
时间
进⽔量/（m
3
/h）
时间
进⽔量/（m
3
/h）
时间
进⽔量/（m
3
/h）
0：00—1：00 44
4：00—5：00 52
8：00—9：00 321.6
12：00—13：00 284.8
16：00—17：00
28
5：00—6：00 116.4
9：00—10：00 287.6
13：00—14：00 209.2
17：00—18：00 219.6
21：00—22：00 80.4
2：00—3：00 36
6：00—7：00 264.4
10：00—11：00 306.8
14：00—15：00 143.6
18：00—19：00 278.8
22：00—23：00 56.8
3：00—4：00 44
7：00—8：00 273.6
15：00—16：00
150.4
19：00—20：00
226.4
23：00—24：00
31.6
表2进⽔量时段分布表
孟建丽，张润斌，孟建雄调节池的作⽤及设计探讨本刊E-mail:bjb＠sxinfo．net科技论坛174
分别相交于D、E点。

线段BD所代表的⽔量为600m
3
，CE所代表的⽔量为420
m
3
，BD+CE＝600+420＝1020m
3
，即为调节池的理论调节容积。

考虑增加理论调节容积的10％～20％来作为设计调节池容
积，故设计调节池有效容积为V＝1020×1.15＝1173m
3。

与解法⼀
所得结果相似。

3.2⽔质调节池
（1）调节池的混合⽅法。

⽔质调节分两种情况：⼀种是进⽔
的⽔量均匀，⽔质不均匀；另⼀种是⽔量、⽔质都不均匀。

前⼀种
情况的⽔质调节⽐较容易实施，后⼀种情况的⽔质均和较为困
难。

但⽆论哪种情况，⽔质调节池均必须将进⽔进⾏充分混合。

可以利⽤外动⼒（如机械搅拌、空⽓搅拌等）使污⽔强制混合，或
同，从⽽导致时间的差异，使得前后进⼊调节池的废⽔相混合。

实践证明，利⽤调节池的特殊构造来达到均匀⽔质的效果还是
很明显的。

调节池的形式，除了上述矩形调节池外，还可以采⽤
圆形、正⽅形等形式；除了采⽤穿孔导流槽的形式外，还可以利
⽤折流墙来实现均化⽔质。

（2）调节池的容积计算。

对调节池可写出物料平衡⽅程
[5]
：
C
1
QT+C
V＝C
2
QT+C
2
V
式中：Q为取样间隔时间内的平均流量，m
3
/h；C
1
为取样间隔
时间内进⼊调节池污物的质量浓度，mg/L；T为取样间隔时间，h；C
为取样间隔时间开始时调节池内污物的质量浓度，mg/L；V为
调节池容积，V＝QT，m
3
；C
的质量浓度，mg/L。

假设在⼀个取样间隔时间内出⽔质量浓度不变，将上式变
化后，每⼀个取样间隔后的出⽔质量浓度为：
C
2
=
C
1
T+C
V/Q
T+V/Q
不同的取样间隔时间T，对应不同的调节池容积V，则会有不
同的出⽔污物质量浓度C
2。

V与T成正⽐关系，C
2
与V、T成反⽐
关系；即调节时间越长，所需调节池容积越⼤，出⽔污物质量浓度越均匀，处理效果越好，但调节池容积的增⼤则带来⼯程投资的增加。

实际应⽤中，可以采取试算的⽅法，⽐较不同调节时间对出⽔污物质量浓度的影响程度，结合⼯程投资综合确定调节池容积。

4结语
调节池在给排⽔系统中应⽤⾮常⼴泛，只是在不同的领域
其称谓不同，但作⽤均是相同的，起到调节⽔量或者均化⽔质的作⽤。

调节池在不同领域中除起到调节作⽤外，有时还兼顾其他作⽤，如在给⽔系统中起还起到储存消防、事故、⽣产⽤⽔等作⽤，设计时应考虑周全。

⽔量调节池调节容积的计算均可以采⽤图解法求解，通过
⽔质调节池调节容积的计算可以通过试算法，⽐较不同调节
时间对出⽔污物质量浓度的影响程度，结合⼯程投资综合确定；其混合⽅式的设计也⾄关重要，保证进⽔⽤最短的时间混合均匀。

调节时间越长，均化作⽤越明显，但⼯程投资越⼤；设计中
应通过技术、经济⽐较，优选出最合理的调节池容积。

参考⽂献
［1］严煦世.给⽔⼯程［M］.北京：中国建筑⼯业出版社，1999.［2］中华⼈民共和国建设部，中华⼈民共和国国家质量监督局
检验检疫总局.GB50013—2006室外给⽔设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2006.
［3］王增长.建筑给⽔排⽔⼯程［M］.5版.北京：中国建筑⼯业出版社，2005.
［4］中华⼈民共和国建设部，中华⼈民共和国国家质量监督局
检验检疫总局.GB50015—2003建筑给⽔排⽔设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2010.
［5］张⾃杰.排⽔⼯程：下册［M］.4版.北京：中国建筑⼯业出版社，2000.（责任编辑：王永胜）
────────────────
第⼀作者简介：孟建丽，⼥，1980年6⽉⽣，2005年毕业于
太原理⼯⼤学，⼯程师，天津市环境保护科学研究院，天津市南开区复康路17号，300191.
图3累计流量曲线（求调节池容积）
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
0：004：008：0012：0016：0020：0024：00时间
D
B
600m
3
A
C
E
420m
3
累
计
流
量
/
m
3
AB
节点A
节点B
1-1剖⾯图
进⽔
出⽔
出⽔集⽔槽
斜向隔墙
横向隔墙
进⽔配⽔槽
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY2011年第21卷第12期ProbeintotheFunctionandDesignoftheAdjustingTank
MENGJian-li,ZHANGRun-bin,MENGJian-xiong
ABSTRACT:Thispapersumsupthefunctionsanddesignmethodsofdifferentkindsofadjustingtanksusedinwater feedingsystem,building’swatersupplysystemandwatertreatmentsystem,emphasizestheimportantfunctionsofthe adjustingtankinwatersupplyanddrainagesystem,andmakesexampleillustrationoftypicalcalculationmethods. KEYWORDS:adjustingtank;waterfeedingsystem;designmethod;calculationmethod
蒲公英为多年⽣草本植物，学名Taraxacumofficinale，英⽂
名Dandelion，拼⾳Púgōngyīng，拉丁名HerbaTaraxaci，别名蒲
公草、尿床草、婆婆丁、尿床草、黄花地丁、真痰草、狗乳草等。

蒲
公英为药⾷两⽤植物，主要分布于我国的东北、华北、华东、华
中、西北、西南各地。

蒲公英主要含有甾醇类、黄酮类、胡萝⼘素
类、咖啡酸、绿原酸、胆碱、维⽣素等多种成分
［1］
，对⾦黄⾊葡萄
球菌耐药菌株、溶⾎性链球菌有较强的杀菌作⽤，对肺炎双球
菌、脑膜炎球菌、⽩喉杆菌、绿脓杆菌、变形杆菌、痢疾杆菌、伤寒
杆菌等及卡他球菌亦有⼀定的杀菌作⽤。

⼭西作为蒲公英主产
区之⼀，资源丰富，价格低廉，极具药⾷两⽤开发价值。

本⽂主要
对⼭西产蒲公英中咖啡酸和绿原酸利⽤⾼效液相⾊谱进⾏含量
测定，评价其品质，供开发利⽤本地药⽤植物资源参考。

1试验部分
1.1仪器与设备
⾼效液相⾊谱（Waters600），紫外分光光度计（上海精科），分
析天平（1/100000），恒温⼲燥箱，粉碎机等。

1.2材料与试剂
蒲公英由⼭西药物培植场提供，咖啡酸标准品（批号：
析纯，⼄腈为⾊谱纯，⽔为超纯⽔。

2⽅法与结果
2.1标准品溶液的制备
精密称取咖啡酸适量，加甲醇溶解并稀释制成100µg/mL
的咖啡酸标准液。

精密称取绿原酸适量，加甲醇溶解并稀释制成
50µg/mL的绿原酸标准液。

分别精密量取上述两种标准溶液10
mL，置同⼀容量瓶中，加甲醇定容，制成1mL含咖啡酸40µg、绿
原酸20µg溶液，作为混合标准液。

2.2检测波长的确定
取咖啡酸标准溶液少量，加甲醇稀释，置紫外分光光度计上
扫描，结果在318nm处有最⼤吸收。

取绿原酸标准溶液少量，加
甲醇稀释，置紫外分光光度计上扫描，结果在325nm处有最⼤
吸收。

取咖啡酸与绿原酸混合标准溶液少量，加甲醇稀释，置紫
外分光光度计上扫描，结果在322nm处有最⼤吸收。

因此，选择
322nm作为检测波长。

2.3⾊谱条件与系统适应性
⽂章编号：1005－6033（2011）12－0176-02收稿⽇期：2011－02－15
⼭西产蒲公英药材品质研究
赵烨，王喜明，赵红⾰
（⼭西省医药与⽣命科学研究院，⼭西太原，030006）
摘要：⽬的：采⽤HPLC法测定⼭西产蒲公英中咖啡酸与绿原酸的含量。

⽅法：采⽤
⼗⼋烷基硅烷键合硅胶为填充剂，以磷酸（含0.1％磷酸的⽔溶液）与⼄腈的体积⽐（85∶15）为流动相，流速1.0mL/min，检测波长322nm。

结果：咖啡酸的线性范围为0.8µg/mL～4.0µg/mL（r＝0.9966），绿原酸的线性范围0.4µg/mL～2.0µg/mL（r＝0.9997）；平均回收率：咖啡酸98.73％，RSD为2.49％，绿原酸98.82％，RSD为2.71％。

结论：咖啡酸和绿原酸质量分数为0.074％、0.028％，品质优良。

关键词：蒲公英；咖啡酸；绿原酸；药材品质
中图分类号：S567⽂献标识码：A
176。