调节池的作用及设计探讨

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
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]
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＝1 152 m3。
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
量的百分数计，0：00—24：00 的用水百分数列表见表 1。
表 1 用水量时段分布表
时间 0：00—1：00 1：00—2：00 2：00—3：00 3：00—4：00
用水量/％
1.7
1.67
1.63
1.63
时间 4：00—5：00 5：00—6：00 6：00—7：00 7：00—8：00
用水量/％ 2.56
V1＝20 000×11.67％＝2 333 m3。
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：
线求水塔的调节容积。水塔的调节容积计算见图 1。
6
B
用水量曲线
5 二级泵站
4
供水曲线
3A
A
2
1 0：00
4：00
8：00 12：00 16：00 20：00 24：00 时间
图 1 水塔的调节容积计算
从图 1 中，水塔所需调节容积 V1 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。
的进水量变化资料见表 2。
表 2 进水量时段分布表
时间
0：00—1：00 1：00—2：00 2：00—3：00 3：00—4：00
进水量（/ m3/h） 44
28
36
44
时间
4：00—5：00 5：00—6：00 6：00—7：00 7：00—8：00
进水量（/ m3/h） 52
116.4
264.4
（2）调节池的容积计算。对调节池可写出物料平衡方程 [5]： C1QT+C0V＝C2QT+C2V 式中：Q 为取样间隔时间内的平均流量，m3/h；C1 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；
4.35
5.14
5.64
时间 8：00—9：00 9：00—10：00 10：00—11：00 11：00—12：00
用水量/％
6
5.84
5.07
5.15
时间 12：00—13：00 13：00—14：00 14：00—15：00 15：00—16：00
用水量/％ 5.15
5.15
5.27
5.52
时间 16：00—17：00 17：00—18：00 18：00—19：00 19：00—20：00
V≥（Qb-Q）j Tb+Vf+Vs [3] 式中：V 为贮水池有效容积，m3；Qb 为水泵出水量，m3/h；Qj 为 水池进水量（即：市政管网的供水量），m3/h；Tb 为水泵最长连续运 行时间，h；Vf 为消防储备水量，m3；Vs 为生产事故备用水量，m3。 当资料不足时，生活用水调节容积（Qb-Q）j Tb 可以按经验估 算 [4]。居住小区贮水池的调节容积按最高日用水量的 15％～20％ 确定；建筑物内低位贮水池的调节容积按最高日用水量的 20％～ 174
273.6
时间
8：00—9：00 9：00—10：00 10：00—11：00 11：00—12：00
进水量（/ m3/h） 321.6
287.6
306.8
312.4
时间 12：00—13：00 13：00—14：00 14：00—15：00 15：00—16：00
进水量（/ m3/h） 284.8
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 4 000 m3/d，全天 24 h
m3，BD+CE＝600+420＝1 020 m3，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＝1 020×1.15＝1 173 m3。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
利用差流方式使污水进行自身水力混合（见图 4）。
A
B
出水 1-1 剖面图
节点 A
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 20 000 m3/d，一级泵 站均匀供水，二级泵站可分级供水，每小时用水量按最高日用水
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。
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
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。
量为 4 000 m3/d，OA 的斜率为 166.67 m3/h。
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
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
累计流量/m3
科技情报开发与经济
SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT ＆ ECONOMY
2011 年 第 21 卷 第 12 期
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）
6 一级泵站
5
供水曲线
D
二级泵站
4
C
C 供水曲线
3
占最高日用水量百分数/%
2
Βιβλιοθήκη Baidu
1 0：00 4：00 8：00 12：00 16：00 20：00 24：00
时间 图 2 清水池的调节容积计算
从图 2 中可以看出，水塔所需调节容积 V1 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。
173
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
占最高日用水量百分数/%
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
209.2
143.6
150.4
时间 16：00—17：00 17：00—18：00 18：00—19：00 19：00—20：00
进水量（/ m3/h） 129.6
219.6
278.8
226.4
时间 20：00—21：00 21：00—22：00 22：00—23：00 23：00—24：00
进水量（/ m3/h） 102
80.4
56.8
31.6
解法一：
污水站一天（24 h）进水量：
24
Σ WT= qi×ti=4 000（m3/d） i=1
式中：qi 为在 ti 时段内污水流量，m3/h；ti 为时段，h。
污水站一天（24 h）平均流量 Q，即调节池的水泵提升量：
Q=
WT 24
=166.67（m3/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
出水集水槽 斜向隔墙
横向隔墙 进水配水槽
节点 B
进水 图 4 穿孔导流槽式调节池
如图 4 所示，同时进入调节池的废水，由于流程的长短不 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。
4 500
4 000 3 500 3 000
C
A
420 m3
E
2 500
2 000
1 500 1 000
500 0 0：00
D 600 m3
B 4：00 8：00
12：00 16：00 20：00 24：00
时间
图 3 累计流量曲线（求调节池容积）
分别相交于 D、E 点。
线段 BD 所代表的水量为 600 m3，CE 所代表的水量为 420
用水量/％ 5.75
5.83
5.62
5
时间 20：00—21：00 21：00—22：00 22：00—23：00 23：00—24：00
用水量/％ 3.19
2.69
2.58
1.87
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
V1＝20 000×6.55％＝1 310 m3。
（2） 清水池调节容积计算。一级泵站均匀供水，1 h 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。
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＝V1+V2+V3+V（4 m3） 式中：V1 为调节容积，m3；V2 为消防贮水量，m3，按 2 h 火灾 延续时间计算；V3 为净水厂冲洗滤池等生产用水，m3，等于最高 日用水量的 5％～10％；V4 为安全贮量，m3。 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：
V＝V1+V（2 m3） 式中：V1 为调节容积，m3；V2 为消防贮水量，m3，按 10 min 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
24 h 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