给排水专业计算公式总汇_secret

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给排水专业各章节计算公式汇编

给排水专业各章节计算公司汇编

第一篇：给水工程

第1章：给水总论一、用水量计算序号计算公司 1 城镇或居住区最高日生活用水 Q1=ΣqiNi（m3/d） 2 工业企业生产用水和工作人员生活用水量 Q2=Σ（Qi+Qi+ Qi）（m3/d）说明 qi—不同卫生设备住居区最高日生活用水定额（m3/d·人） Ni—设计年限计划用水人数 Qi—各工业企业生产用水量（m3/d），由工艺确定 Qi—各工业企业职工生活用水量（m3/d），一般采用25~35l/( 人·班)，是变化系数为2.5~3.0 Qi—各工业企业职工淋浴用水量（m3/d），一般采用40~60l/( 人·班)，淋浴延续时间为1h 3 公共建筑用水量 Qj—公共建筑最高日用水定额 Q3=ΣqjNj（m3/d） Ni—各公共建筑的用水单位数（人、床····） 4 浇洒道路绿化用水量 Ql—用水定额, 浇洒道路和场地为Q4=ΣqlNl（m3/d） 2.0~3.0l/( m2·d),每日浇洒2次，绿化用水量1.0~3.0l/( m2·d)，每日浇洒2次 Ni—每日浇洒道路和绿化的面积与次数 5 未预见水量和管网漏水未预见水量和管网漏水量可按最高日用水量量Q5=（0.15~0.25）的15%~25%计算，工业企业未预见水量系数а，X(Q1+Q3+ Q4)+аQ2 根据工业发展情况定，远距离输水渗漏量较大，（m3/d）应通过调查研究计算确定 6 消防用水量 qi—一次灭火用水量，（l/s） Q5=ΣqsNs（l/s） Ni—同一时间内的火灾次数 7 最高日设计流量 Qd=（1.15~1.25）X(Q1+Q3+ Q4)+(1+а)Q2 （m3/d） 8 最高日最高时设计流量 Kh—时变化系数 Qh= Kh·Qd/86.4 （l/s） Qd--最高日设计流量（m3/d） 9 最高日平均时设计流量最高日最高时和平均时流量按一天运行24小时Q‘h= Kh·Qd/86.4 （l/s）算出，否则按实际运行时间换算注：工业企业生产用水量在不能由工艺要求确定时，也可以按下式估算： Qi=Qb(1-n)

Qi--工业企业生产用水量 m3/d

q---城市工业万元产值用水量，m3/万元 B—城市工业总产值；

n—工业用水重复利用率。

二、流量关系及调节构筑物容积——重点掌握 1.给水系统的设计流量图1  水处理构筑物及以前的设施：高日平均时用水量

地表水源 Qd3Qh(m/h)(1.05~1.10)T

Qh'd(m3/h)(即上式中的1)地下水源 T T——一泵站每天工作时间，不一定为24h  管网设计流量：满足高日高时用水量

QhKhd(m3/h) T 二泵站：满足管网高日高时用水量不分级供水——高日高时流量分级供水——最高一级供水量  清水输水管：满足管网高日高时用水量无水塔时与管网设计流量同

有水塔时按二泵站最高一级供水量设计 2.调节构筑物容积计算

清水池有效容积W=W1+W2+W3+W4(m3) W1——清水池调节容积

W2——消防贮水量，2h灭火用水量 W3——水厂用水量，水厂自用水量 W4——安全贮水量，一般为0.5m深  清水池的作用之一是（调节一、二泵站供水的流量差）。 ——清水池的调节作用

水厂 Qd Qh 管网最高日平均时流量清水池高日高时流量

 调节容积 W1=阴影面积A或者B (m3)

供水量 (m3/h)

一泵站供水线 A B B 二泵站供水线 0 t1 t2 24 时间(h)

无供水曲线时估取 W1=(10~20)%Qd

 水塔的有效容积 W=W1+W2 W1——水塔调节容积

水塔调节二泵站供水量与用户用水量的差额依二泵站供水曲线和用户用水曲线计算或按Qd的百分数估取——教材P13 W2——消防贮水量，10min室内消防水量 3、水泵扬程的确定

A、一级水泵扬程的确定

Hp=H0+∑h ——扬程计算通式

H0——从吸水池最低水位到出水池最高水位的高差（取水构筑物吸水井最低水位——混合池最高水位） ∑h——从吸水管起点到出水管终点的总水头损失 ∴ Hp=H0+∑h= H0+ ∑hs+ ∑hd B、二级泵站扬程计算

• 无水塔管网的二泵站扬程

起点：清水池或吸水井最低水位

终点：管网控制点最小服务水头液面 • 设网前水塔管网的二泵站扬程

起点：清水池或吸水井最低水位终点：水塔最高水位

• 设对置水塔管网的二泵站扬程设计时：同无水塔管网

最大转输校核时：终点：水塔最高水位掌握扬程计算基本公式：Hp=H0+∑h 4、水塔高度的计算

依据能量方程，根据管网控制点最小服务水头 Ht=Hc+hn-(Zt-Zc)

Ht——水塔高度，水柜底高于地面的高度，m Hc—控制点C要求的最小服务水头,m

hn—按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失，m Zt—设置水塔处的地面标高，m Zc--控制点C处的地面标高，m

 与水塔在管网中的位置无关

 Zt越高， Ht越小：建在高处，水塔造价低

第2章输水和配水工程

 用户的用水量包括集中用水量和分散用水量

1、 (对分散用水量)比流量qs：假设所有的分散用水量均匀分布在全部干管长度上，此时，单位管长向外配出的流量称比流量。

Qqqs(L/sm)l

   

Q——设计流量，Qh ∑q——集中流量总和 ∑l ——管网总计算长度 l——管段计算长度：管段配水情况管段计算长度l 双侧配水单侧配水不配水为管段实际长度为管段实际长度的一半为0 2、沿线流量ql ：在假设全部干管均匀配水前提下，沿管线向外配出的流量。 ql= qsl

（与计算长度有关，与水流方向无关） 3、节点流量：

集中用水量一般直接作为节点流量

分散用水量经过比流量、沿线流量计算后折算为节点流量，即节点流量等于与该点相连所有管段沿线流量总和的一半。 qi=0.5∑ql 0.5——沿线流量折算成节点流量的折算系数 4、管段计算流量qij ——确定管径的基础 5、管段流量qij与沿线流量ql的区别：计算目的不同，算法不同：

ql：在假定前提下，管段向外沿线配出，其值的大小沿线减小，无水流方向问题，只有数值大小，用以定节点流量及管段流量；

qij ：是依据节点流量得出的管段内大小不变的流量，含义上qij=本段沿线流量的折算流量q+本段向下游转输的qt，依据水流连续性计算，有方向性，用来确定管径、计算水头损失

 前提条件：必须满足节点流量平衡条件，即满足节点连续性方程 i点的连续性方程: qi+∑qij=0 （流入i点和流出i点的流量代数和为0） qi——i点的节点流量

qij——从节点i到节点 j的管段流量，“流入为负，流出为正” 6、管径计算

4q由“断面积×流速=流量” ，得

D(m) 树状管网水力计算步骤

起点 Qh qs 树状管网水力计算步ql Dij qij qs Dij hij ql qi qij ve HP Ht H节点 hij 环状管网水力计算的步骤——结合例题 Qh qij qi ΔhiN Δqi Y 平差结束 Hi Ht，HP qij(0)+Δqi本- Δqi邻  管网校核  消防时

最高时流量+消防流量：Qh+Qx 水压要求：10m  事故时

事故供水量：最高时流量×70%： Qh×70% 水压要求同最高用水时  最大转输时

最大转输时流量： Qt

水压要求：能够供水至水塔最高水位

 在各校核流量、水压要求下，较核设计时所选水泵是否能提供相应的流量及扬程

三、输水管渠水力计算

 位置水头H=Z - Z0是固定的，正常供水时和事故时可利用的水头差相等；  平行设置的几根输水管若管径相同，则各条输水管的摩阻相等；  输水管分段若是等分的，则各段的摩阻相等；  事故供水量应为设计水量的70%以上。  平行2根输水管，通过连通管等分成3段可满足事故时供水量Qa≥70%Q设计

Q正常供水时：

H1nS'()2 2Qa22事故时： H2(n1)S'()S'Qa,而Qa0.75Q 2

又 H1=H2，则n=3.86≈4段

第3章取水工程

1、进水孔格栅面积的设计（P55） F0=Q/K1K2v0

F0—进水孔或格栅面积，m Q--进水孔的设计流量，m3/s v0--进水孔的设计流速，m/s

K1—栅条引起的面积减少系数：

K1=b/b+s, b为栅条净距，s为栅条厚度（或直径） K2--格栅阻塞系数。采用0.75，水流通过格栅的水头损失，一般采用0.05~0.1m 2、平板式格网的面积可按下式计算：（P56） F1=Q/K1K2εv1

F1—平板式格网的面积，m Q—通过网格的流量，m3/s

V1--通过网格的流速，m/s 一般采用0.2~0.4 m/s K1—栅条引起的面积减少系数：

K1=b/（b+d）2, b为网眼尺寸，一般为5*5~10*10mm，d为网眼直径,

一般为1~2mm

K2--格栅阻塞系数。一般采用0.5， ε—水流收缩系数，一般采用0.~0.80

水流通过格栅的水头损失，一般采用0.1~0.2m 3、旋转格网的有效过水面积可按下式计算：（P57） F2=Q/K1K2 K3εv1

F2—旋转格网的有效过水面积，m Q—通过网格的流量，m3/s

V2--通过网格的流速，m/s 一般采用0.7~1.0 m/s

K1—栅条引起的面积减少系数：

K1=b/（b+d）2, b为网眼尺寸，一般为5*5~10*10mm，d为网眼直径,

一般为1~2mm

K2--格栅阻塞系数。一般采用0.75，

K3—由框架引起的面积减少系数。一般采用0.75 ε—水流收缩系数，一般采用0.~0.80 旋转格网在水下的深度:

H= F2/2B-R

H—格网在水下部分的深度，mm B--格网宽度：m

F2--旋转格网的有效过水面积，m2

R—网格下部弯曲半径，目前使用的标准滤网的R值为0.7m

当为直流进水时，可用B代替式中的（2B）来计算H，水流通过旋转格网的水头损失，一般采用0.15~0.30m

第4章给水处理

1、速度梯度G du G= √P/μ

G dy

G——速度梯度，s－1；

p——对单位水体的搅拌功率，W/m3； μ——水的动力粘度，Pa•s 。

2、速度梯度计算机械搅拌：

pP100012N GVV

G——速度梯度，s－1；

p——对单位水体的搅拌功率，W/m3； N—电机功率，kw

μ——水的动力粘度，Pa•s 。 η1--搅拌设备机械效率：约为0.75 η2—传动系统的效率：约为0.6~0.9 η总—总效率：约为0.5~0.7

水力搅拌：

gh GT

G——速度梯度，s－1；

ρ—水的密度（约为1000kg/ m3,详见P98表1-4-5）； h—流过水池的水头损失，m; μ——水的动力粘度，Pa•s 。

T—水的停留时间：s

g—重力加速度，9.81m/s2 3、G、GT值范围

混合池： G＝500～1000s －1 T=10～30s，（<2min）絮凝反应池： G＝20～70s－1

GT＝10 4～10 5 （10～30min）例题：P98

4、混凝剂的投加

（1）投加量——通过实验确定（2）投加系统湿法投加：

固体－溶解池－溶液池－计量设备－投加固体储存量15～30天（规范7.3.12） *溶解池容积W1=(0.2~0.3)W2 溶液池容积W2 ＝aQ/417cn W1 ， W2—m3；

a—混凝剂最大投加量，mg/L； Q—处理水量， m3 /h；

c—配制的溶液浓度，一般取5％～20％(按固体重量计)，带入公式时为5～20； n—每日调制次数，一般不超过3次。（规范7.3.4、7.3.5）五、混合设备

混合要求、G、T值范围混合方式

 机械混合：水泵叶轮混合（取水泵距反应池100m以内）、机械混合池  水力混合：管式静态混合器、压力水管混合（投药点及流速要求 P102）等

絮凝要求；G、GT值范围；反应池出口做法絮凝池分类：机械搅拌、水力搅拌

1、机械搅拌絮凝池：水平轴式、垂直轴式分3～4档，串连流过

各自的适用范围及设计参数及例题 P103 例题 P103

六、影响混凝效果的因素 1、水温

原因：水温影响混凝剂的水解

提高低温水混凝效果的方法 P107 2、浊度与悬浮物

原因：浊度大小决定了混凝剂的投量和矾花的核心高浊水、低浊水所需混凝剂量都较大

提高高浊水、低浊水混凝效果的方法 P107~108 3、水的PH值

原因：每种混凝剂都有其最佳的PH值范围

铝盐、铁盐水解时产生H＋离子，消耗水的碱度，碱度不足时投加石灰，石灰投量公式：  AL2(SO4）3：

【CaO】=3【a】－【x】+【δ】  FeCL 3 ：

【CaO】=1.5【a】－【x】+【δ】

式中【CaO】－纯石灰CaO投量,mmol/L；

【a】－混凝剂投量，mmol/L;

【x】－原水碱度， mmol/L，按CaO计;

【δ】－剩余碱度，一般取0.25~0.5mmol/L,按CaO计。例题：原水总碱度为0.1mmol/L（以CaO计），投加精制硫酸铝（含Al2O3约16％）26 mg/L 。若剩余碱度取0.2mmol/L，试计算水厂石灰（市售品纯度为50%）投量需多少mg/L？

（已知原子量Al=27，O=16，Ca=40）

解：投药量折合Al2O3为26×16％＝4.16 mg/L

Al2O3分子量为102，故投药量相当于4.16/102＝0.041mmol/L 则【CaO】=3【a】－【x】+【δ】

＝3×0.041－0.1＋0.2=0.223 mmol/L ＝0.223×56 mg/L=12.49 mg/L 水厂需投加市售石灰12.49/0.5＝24.98 mg/L

4.3 沉淀

1、离散颗粒的沉淀速度（自由沉淀）三个区的沉淀速度公式 P109 例题 P110

2、理想沉淀池中u0与表面负荷q0的关系

 L=vt0  H=u0t0  u0=Q/A=q0

 理想沉淀池的基本特性：特定颗粒沉速在数值上等于沉淀池的表面负荷

（但两者在物理意义上完全不同）

 u≥u0的颗粒被全部去除，其去除率为1－x0  u＜u0的颗粒能够部分去除三、沉淀池的基本结构与基本设计参数

1、基本结构：进水区、沉淀区、出水区、污泥区 2、沉淀池基本设计参数（1）基本设计参数 u0（ q0 ）、H、T、v， q0是最基本参数（2）参数取值

 若u0由试验得到，则u0设＝η u0试 η＝0.6～0.8

 查设计手册得到的u0值可直接应用，已考虑安全系数 P117

3、平流式沉淀池

 结构、优缺点

 《室外给水设计规范》规定的参数及要求 P118

 衡量沉淀池水流状态的参数：Fr（弗劳德数）和Re（雷诺数），希望Fr大、Re小（方法，设隔墙，减小水力半径）Fr：一般在1*10-4~1*10-5，Re：一般在4000~15000，

Fr=v2/RGg: v—水流速度 R—水力半径 g—重力加速度  设计方法选u0（ q0 ），再从H、T、v中选2个（按规范要求）

例题： V=18mm/s，B=3H，Fr＝0.6×10－5。在池的1/3，2/3 处各加一道隔墙，忽略隔墙厚度，求新的Fr。解：（1）Fr=v2/Rg （2）

HHHR2

2HH3

3HH3H R12H3H5

（3）Fr2/Fr1=(3H/5)/(H/3)=9/5=1.6

Fr2= 0.6×10－5 ×1.6= 1.08×10－5

3、斜板（管）沉淀池

(1)斜板（管）沉淀池的原理与特点  原理

根据Ei ＝ ui / u0 ＝ ui /(Q/A)= uiA/Q

A越大， Ei越大；若Ei不变，A也不变，池中加隔板，原池A=BL，新池A=BXn，则X＝L/n。（n为层数）,在去除率不变的情况下，池深越浅，池长就越短，池容越小————浅池理论 (2)斜板沉淀池产水量计算

 异向流斜板沉淀池式1-4-23 式中η斜＝0.6～0.8

 同向流斜板沉淀池式1-4-24  侧向流斜板沉淀池式1-4-22

从公式看出：斜板沉淀池的产水量远大于同体积的平流式沉淀池

 斜板沉淀池的液面负荷q斜＝Q/A，A为斜板区池面面积，与平流式沉淀池中的表面负荷概念基本一致。表面负荷 U0= q0=Q/ A斜。异向流斜板沉淀池的q斜＝9.0~11.0m3/(m2.h)

 斜管沉淀池利用q斜计算，见《给水工程》P306 斜管中水流速度：v=Q/(A'sinθ) (3)异向流斜板（管）沉淀池适用范围：浊度小于1000NTU 设计参数：P124(或设计规范)

例题：异向流斜管沉淀池，设计能力20000m3/d,平面净尺寸10×10m，结构系数1.03, 斜管长1m，安装角60 度。求斜管内轴向流速。（斜管中的停留时间）解：《给水工程》教材P306 （1）v=Q/(A'sinθ)

式中 Q－－沉淀池流量

A‘－－斜管净出口面积

θ－－斜管轴向与水平面夹角（2）A‘＝(10－0.5)×10/1.03=92.23m2

2000024（3）v10.43m/h2.mm/s 092.23sin60

4.4 过滤

沉淀（澄清）池出水浊度10NTU以下，滤

后可达1NTU以下，可去除2～5μm以上的颗粒。一、过滤原理 1、过滤技术分类

（1）表层过滤－－机械筛滤

（2）深层过滤－－机理为接触絮凝

滤池工作机理：接触絮凝和机械筛滤，前者为主 2、强制滤速－－用于校核滤池设计是否合理全部滤池中的1个或2个停产检修或反冲洗时，其他滤池的滤速。不要太大。平均强制滤速： nv强＝v正

n1

三、滤料

1、滤料材质与规格（2）滤料规格

表示滤料规格的参数

 dmax和dmin

 有效粒径d10 反映细滤料尺寸

 不均匀系数K80 越大，对过滤和反冲越不利 K80=d80/d10＞1

我国采用dmax、dmin和K80 （新规范采用d10和K80）

四、滤池的基本构造 1、滤料层

2、配水系统和承托层（1）大阻力配水系统

 构成：“丰”字型穿孔管＋卵石垫层＋冲洗水泵或高位水箱  参数：开孔比为0.2~0.28%

v孔，h孔，d孔，h总＝6～8m等，P140

 优缺点：配水均匀；所需反冲洗水头大（2）小阻力配水系统

 构成：底部进水空间＋穿孔板（滤头或滤砖）  参数：开孔比为1.0~1.5% h总＝1m左右

 优缺点：不需设反冲洗设备；配水均匀性比大阻力系统差（3）中阻力配水系统

 开孔比为0.6~0.8%

4.5 消毒

一、消毒概论 1、消毒目的

消毒标准：细菌学指标 2、消毒方法

氯、二氧化氯、臭氧、紫外线优点及问题 3、消毒剂的投加点

 滤后加氯（清水池前投加）  出厂补充加氯（二泵站处）

 预加氯（取水口或水厂入口，防止藻类繁殖），目前不提倡，改用 KMnO4、O3、

H2O2等。

 中途补氯（用于大型管网）

二、氯消毒 1、氯消毒原理

液氯转化为气态投加

 若水中无氨，则生成HOCL和OCL－，＋1价的CL具有氧化、杀菌作用。氯消毒原理 P157, HOCL起主要作用

HOCL和OCL－的比例与水的PH值及水温有关，低温、低PH值消毒效果好

 若水中有氨氮，则生成氯胺，消毒原理仍为HOCL杀菌。各种氯胺的比例与PH值

及氯、氨比有关  有效氯包含：

自由性（游离性）氯（ HOCL和OCL－）化合性氯（各种氯胺）

 余氯－－剩余的有效氯 2、加氯量

加氯量＝需氯量＋余氯量规范规定 P158 3、氯消毒工艺（1）折点氯化法

水中氨氮含量少时采用。

经验：原水氨氮含量小于0.3mg/L时折点加氯；

（2）氯胺消毒法

持续杀菌能力强；减少消毒副产物

 先氯后氨－－－－有大型管网时清水池前折点加氯，出厂时加氨； CL2:NH3=3~6:1 (重量比)

 化合性的氯胺消毒法－－－原水氨氮含量高时清水池前投加氯，利用清水池接触（大于2h）；含氨量不高时，可氯、氨同时投加

4、加氯设备

加氯要求规范7.7.1~7.7.16（新规范强制条款很多）储氯量15～30天 4.6 地下水除铁除锰一、含铁含锰地下水

存在形态：Fe＋2、Mn＋2 ，常共存，一般浓度Fe＋2 ＞ Mn＋2 二、地下水除铁除锰原理 1、除铁原理（1）原理

Fe＋2 +［O］→ Fe＋3 ， Fe（OH）3→过滤（2）方法

 空气氧化 P165 式1-4-42 要求：PH ＞6，最好＞7；含硅水PH ＜7 特点：属自催化氧化

 药剂氧化（CL2），需CL2计算 P166 2Fe2＋ Cl2 2×55.8 2 ×35.5 1 x 2、除锰原理（1）原理

Mn＋2 +［O］→ Mn＋4 ，MnO2→过滤（2）方法

 空气氧化 P166 式1-4-47,需O2计算

 药剂氧化（CL2）P166 式1-4-48,需CL2计算（3）特点

 反应慢，需自催化，滤料为锰砂  要求PH ＞7.5

 铁锰共存时，先除铁后除锰。 Fe＋2、Mn＋2 浓度低时，采用一个滤池，上层除

铁下层除锰；浓度高时，采用2个滤池

二、地下水除铁除锰工艺与设备 1、处理方法

（1）原水曝气→接触氧化过滤（2）原水曝气→氧化→过滤（3）药剂氧化→过滤

2、处理工艺流程

各种工艺流程的适用条件 3、曝气设备 4、过滤设备

滤料与过滤工艺参数 P170

1）离子交换树脂对水中离子的选择性

强酸性阳树脂与水中离子交换的选择顺序（低浓度）：

Fe3+＞Al3+＞ Ca2＋＞Mg2＋＞ K＋ =NH 4＋＞ Na＋＞ H ＋强碱性阴树脂与水中离子交换的选择顺序（低浓度）： SO42- ＞ NO3-＞Cl- ＞ HCO3-＞OH -＞ HSiO3- 2）离子交换平衡与可逆性 RH+ Na＋⇔ RNa+ H ＋

［RNa］［H］Na ＝KH＋［RH］［Na］

软化时， RH→ RNa

再生时，由于H ＋浓度很大，RNa→ RH

 RH，RNa通过的流量 (RH以Na＋泄漏为运行终点，任何时候都不会出现酸水)

计算：

Q(1-H％)A原-QH％S=QA残

A－A

H%原残 A原＋S注：式中浓度均为当量粒子摩尔浓度

 适用范围：P181 3）除盐工艺流程

 基本工艺流程 P182～183  RH放在ROH前面的原因 3、离子交换软化除盐设备 1）固定床

顺流式、逆流式计算：Fhq=QTHt

式中 F－离子交换器截面积，m2； h－树脂层高度，m； q－树脂工作交换容量，mmol/L； Q－软化水量， m3/h； T－软化工作时间，（软化开始至硬度泄漏）h; Ht－原水硬度，当量粒子mmol/L。 2）连续床 3）混合床

二、冷却塔热力计算的设计任务与基本方法

1、基础资料： 1）、冷却水量Q（m3/h） 2）、冷却水进水温度t1(℃) 3)、冷却出进水温度t2(℃) 4）、气象参数：

干球温度θ1(℃)：当地空气温度θ 湿球温度τ1(℃)或相对湿度（ψ）：代表了在当地的气温条件下，水通过湿式冷却所

能冷却到的最低极限温度。也即冷却塔出水的理论极限温度。

大气压力P(Pa) 风向、风速冬季最低气温。 5）、淋水填料试验和运行资料，包括淋水填料热力特性和空气阻力特性三、循环冷却水系统

1、循环冷却水的水质污染

沉积物－－结垢（无机盐沉淀）－－粘垢（微生物）

－－污垢（悬浮物、腐蚀剥落物等） 2、要求水质稳定，控制指标：腐蚀率、污垢热阻 1）、腐蚀率计算：

CL=8.76*(P0-P)/ρFF

式中：CL--腐蚀率， mm/a P0—腐蚀前金属重，g P—腐蚀后金属重，g ρ—金属密度，g/cm3

F—金属与水接触面积，㎡ t—腐蚀作用时间，h

2)、经水质处理后腐蚀率降低的效果称：缓蚀率 η=（C0- CL）*100%/ C0

式中：C0—循环冷却水未处理时腐蚀率 CL—循环冷却水经处理后腐蚀率 3）、污垢热阻

Rt=1/Kt-1/K0=1/ψtK0-1/K0

式中：Rt—即时污垢热阻，㎡·h·℃/kJ

K0—开始时，传热表面清洁所测得的总传热系数，kJ/㎡·h·℃ Kt—循环水在传热面经t时间后所测得的总传热系数，kJ/㎡·h·℃ ψt—积垢后传热效率降低的百分数。 3、循环水水质稳定判断 1）、饱和指数法： I L=PH0- PHS

式中：I L—饱和指数(朗格里尔指数) PH0—水的实际PH值

PHS—水的碳酸钙饱和平衡时的PH值

根据饱和指数I L，可对水质进行判断：

· 当I L=PH0- PHS＞0时，水中CaCO3处于饱和状态，有结垢倾向；

· 当I L=PH0- PHS=0时，水中CaCO3刚好处于平衡状态，不腐蚀，不结垢； · 当I L=PH0- PHS＜0时，水中CO2处于过饱和，有腐蚀倾向；

2）稳定指数法（P223）PH在6.0~7.0时，基本稳定，低于就结垢，高于就腐蚀 3) 临界PH值法 PH＞PHc时，水结垢；PH＜PHc时，水腐蚀；PHc为实测值

1、水量损失

水量损失：蒸发、风吹、渗漏、排污补充水量Qm ＝ Qe＋ Qw＋ Qf＋ Qb

Qm –补充水量

Qe—蒸发损失水量

Qw—风吹损失水量 Qf—渗漏损失水量 Qb—排污水量

补充水率P＝∑水量损失率=Qm/ QR 各种损失率计算

按损失率计算：Pm ＝ Pe＋ Pw＋ Pf＋ Pb 1)、蒸发损失水量： Pe=KZF·Δt·100% Pe--蒸发损失率

Δt—进水与出水水温差： ℃

KZF—与环境温度有关的系数，1/℃ 其余损失见书本P230

2、浓缩倍数

 N=CR/CM

补充水含盐量＝损失水量带出系统的含盐量 CMP QR= CR(P- Pe) QR

得 N＝CR/CM ＝P/(P- Pe)= Qm /(Qm - Qe) 规范中水量损失不考虑Qf（5.0.3.1条）

N一般控制在2～3（规范要求不宜小于3，3.1.9条）

 排污量计算：

选定N，并计算Pe→P，并根据PW、Pf→ Pb

第二篇：排水工程

第1章排水系统概论

1、排水系统的及其选择

❖ 排水系统的：【雨水，污水（生活、生产）】

❖ 分流制排水系统（新建城区，工业企业）

❖ 完全分流制排水系统 ❖ 不完全分流制排水系统

❖ 合流制排水系统（截流式合流制排水系统）

❖ 排水的选择：(规范1.0.4）

❖ 环境保护要求 ❖ 技术安全可靠 ❖ 经济造价分析 ❖ 维护管理费用

2、城市排水系统的组成 * 城市污水排水系统

* 室内污水管道系统及设备 * 室外排水管道系统 * 污水泵站及压力管道 * 城市污水处理厂

* 出水口及事故排出口 * 城市雨水排水系统：

* 建筑物的雨水管道系统和设备 * 居住小区或工厂雨水管渠系统 * 街道雨水管渠系统 * 排洪沟 * 出水口

3、城市排水系统的总平面布置

* 城市排水系统总平面布置的任务： * 确定干管、主干管的走向

* 确定污水处理厂和出水口的位置 * 城市排水系统总平面布置的原则：

* 管网密度合适，管道工程量小，水流畅通 * 充分利用地形地势，顺坡排水，避免提升

* 地形起伏较大的地区，采用高、低区系统分离 * 尽量减少中途加压泵站的个数

* 截流干管的布置要使全区污水管道能便捷、直接地接入 4、城市排水系统的总平面布置

* 城市排水系统总平面布置的常见形式：（教材图） * 直流正交式（适用于雨水） * 正交截留式（合流制）

* 平行式（排水坡度过大、减小流速、避免冲刷） * 高低分区式（地形起伏过大，减少提升能耗） * 辐射分散式（城区大、中心地势高、出路分散）

* 环绕式（中小城市、排水出路集中）

第2章污水管道系统的设计 1、污水设计流量的计算

❖ 污水设计流量：

❖ 生活污水量＋工业废水量＋（地下水渗入量） ❖ 最大日最大时（高日高时）污水流量 ❖ 流量单位－L/S（升/秒）

❖ 污水量变化系数：KZK日K时❖ 污水设计流量的基本计算公式： ❖ 排水个体数×排水定额×变化系数 ❖ 设计流量＝ ❖ 排水时间×单位换算

❖ 生活污水设计流量的计算公式：

Z0.111

Q1－居住区生活污水设计流量（L/s)； n－居民生活污水定额（L/人.d）；80－90％用水定额（表2－2－1） N－设计人口（人）；设计人口＝人口密度×服务面积 KZ－生活污水量总变化系数，（表2－2－2

❖ 污水管道水力计算的基本公式: 21 32

Q－流量，m3/s； A－过水断面面积，m2， v－流速，m/s；

R－水力半径（过水断面面积与湿周的比值），m； I－水力坡度（水面坡度，管底坡度）； C－流速系数（谢才系数）；

n－管壁粗糙系数（表2－2－7）

❖ 污水管道水力计算的设计规定：(新规范有变化)

❖ 管壁粗糙系数（n）－表2－2－7 ❖ 设计充满度（h/D）（0.55－0.75）——表2－2－8 ❖ 最小设计流速（vm）（管道:0.6m/s，明渠:0.4m/s） ❖ 最大设计流速（vx）（金属管道:10m/s，非金属:5m/s）

高日高日高时高日高时 均日高日均时均日均时QnNK243600(L/s)2.7KQ1QAvACRIARIn

❖ 最小设计坡度（I）（街区内：0.004，街道下：0.003） ❖ 最小管径（街区内：200mm，街道下：300mm） ❖ 最大允许埋深（干燥土壤：7－8m）

❖ 最小覆土厚度（冰冻，动荷载，支管衔接） ——P252

❖ 污水管道水力计算的方法（图表法）：

❖ 根据所选管材，使用相应粗糙系数(n)的水力计算图表； ❖ 根据设计流量（Q），初步确定管径（D）；

❖ 使用相应管径（D）的水力计算图表进行水力计算； ❖ 设定1个未知参数（I，v，h/D），求定另外2个：

❖ 坡度（I）控制法——尽量采用最小设计坡度，减小埋深； ❖ 流速（v）控制法——流速逐段增大，参照上段流速；

❖ 充满度（h/D）控制法——尽量采用最大允许充满度，以降低工程造价。

❖ 污水管道水力计算的步骤（教材P261－263例题）

❖ 编制污水主干管水力计算表，列入所有已知数据；

❖ 根据设计流量Q和最小管径D，确定起始管段未知参数（I，v，h/D），可

根据情况设定1个，求定另外2个；

❖ 根据设计流量Q的变化，设定下游管段管径D，遵循流速随流量增大而增

大或不变的原则设定设计流速，然后确定该管段其它未知参数（I，h/D），通过试算定夺；

❖ 计算管段上、下端的水面标高、管内底标高及埋设深度：根据管段长度和坡

度求坡降，根据管径和充满度求水深；

❖ 根据管段衔接方式，确定下游管段上端的管内底标高。

❖ 设计管段及设计流量的确定：

❖ 设计管段的划分:流量、管径、坡度不变的直线管段 ❖ 设计管段的设计流量：

❖ 本段流量(q1)：沿线街坊，起点进入本段流量计算公式：❖ 转输流量(q2) ：上游、旁侧管段 npqFqKFK10zz❖ 集中流量(q3) ：工厂，大型建筑 243600

F—设计管段街坊服务面积，haKz—生活污水量总变化系数q0—比流量，L/s.han—生活污水定额，L/人.dp—人口密度，人/ha第3章雨水管渠系统的设计

1、暴雨强度公式

暴雨强度公式是描述降雨量、降雨历时和重现期三者之间数学关系的经验公式 1 n167A(1clgP)q(tb)

式中：

q ——设计暴雨强度，L/s.ha t ——降雨历时，min P ——设计重现期，a

A1,b,c,n ——地方参数，根据统计方法计算确定 2、雨水设计流量计算公式：

式中：

Q ——雨水设计流量，L/s

Ψ ——径流系数，<1的经验数值 q ——设计暴雨强度，L/s.ha F ——汇水面积，ha

❖ 径流系数Ψ的确定：

❖ 加权平均法（按地面种类，表2－3－2）

❖ 区域综合径流系数（市区：0.5－0.8，郊区：0.4－0.6） ❖ 设计暴雨强度q的确定：

❖ 设计重现期P：一般：1a，重要地段：2－5a ❖ 集水时间（设计降雨历时）t：t = t1 + mt2

❖ t1——地面集水时间，5－15 min ❖ t2——管渠内流行时间，t2 = ∑L/60v (min) ❖ m ——折减系数（暗管：m=2，明渠：m=1.2）

❖ 一般情况雨水设计流量的计算：

QqFA B C 1

2 3 Q12FAq1[tt1]Q23(FAFB)q2[tt1mt12]12 3 4

4 Q34(FAFBFC)q3[tt1m(t12t23)]❖ 雨水管线如图所示，已知径流系数为0.5，重现期为1a，暴雨强度公式为

q=2001(1+0.81lgP)/(t+8)0.71 (L/s.ha)，FA=30 ha，tA=10min，雨水自汇水面积最远点流至第一检查井再流至该设计断面的时间为12min，求Q 2-3( )L/s? ❖ A 3855.6 B 3577.7 C 3343.6 D 3527.8

例题1

FA=30ha tA=10min 2001(10.81lg1)2001 153343.6L/s(10228)0.71220.712001(10.81lg1)2001FAq0.530153577.7L/s0.710.71(128)202001(10.81lg1)2001FAq0.530153855.6L/s0.710.71(108)181 2 3 Q23 Q23Q23FAq0.530例题2 ❖ 某雨水管线如图所示，已知FA=2.3ha，FB=2.1ha，径流系数为0.6， tA=10min，

暴雨强度公式为q=500/t0.65 (L/s.ha)，求Q 1-2 ❖ A 140L/s, B 150L/s, C 170L/s, D 180L/s

FA=2.3ha FB=2.1ha Q12500FAq0.62.30.65154.5L/s101 2 3

例题3

❖ 一雨水干管接受两个排水流域的雨水径流，q=c/(t+b)n，若t A+t A-B>t B，求Q B-C？

FA t A

FB t B At A-B B C

QBCcFAcFB（FA全部径流，FB最大径流已过）nn(tAb)(tAtABb)QBCtBtABc[FA]cFBtA（FB全部径流，FA部分参与)nn(tBb)(tBtABb)例题3 ❖ 一雨水干管接受两个排水流域的雨水径流，q=c/(t+b)n，若t A+t A-B＜t B，求Q B-C？

FA t A QBC

FB t B At A-B B C

cFBcFA（FB全部径流，FA最大径流已过）nn(tBb)(tBtABb)QBCtAtABc[FB]cFAtB（FA全部径流，FB部分参与)nn(tAb)(tAtABb)❖ 雨水管渠水力计算的设计规定（新规范有变化） ❖ 重力，满管流

❖ 最小设计流速:（暗管:0.75m/s，明渠:0.4m/s） ❖ 最大设计流速:（金属管:10m/s，非金属管:5m/s）

❖ 最小设计坡度:（雨水管道：0.003，雨水口连接管：0.01） ❖ 最小管径:（雨水管道：300mm，连接管：200mm） ❖ 管道衔接方式：管顶平接

❖ 最小覆土厚度：（车行道下：0.7m）

第4章合流制管渠系统的设计

❖ 溢流井上游（合流）管渠设计流量的确定：

QzQhQyQh—旱流污水量（生活＋工业）Qy—设计雨水量溢流井后截流干管管段设计流量的确定：

(n01)QhQQzyQhn0—截流倍数（n03）Qy—本段雨水量—本段污水量Qh 例题1

某合流制溢流井上游管网系统中的旱流量为20l/s，截流倍数选3，溢流井下游管网

系统中的旱流量为10l/s，雨水设计流量为100l/s，则该合流制溢流井下游截流干管的设计流量为：（）

A 130 l/s B 150 l/s C 170 l/s D 190 l/s

解： (n01)QhQQzyQh

(31)2010010190L/s

第5章排水管渠的材料、接口、基础及构筑物

* * * * * * * * *

排水管渠系统上的构筑物：

雨水口：收集雨水，包括进水篦、井筒和连接管连接暗井：排水管径>800mm时，替代检查井溢流井：截流干管上的重要构筑物

检查井：管道交汇、转弯、变径、变坡、跌水跌水井：消能，降速，防止冲刷

水封井：隔绝易燃易爆气体，水封深度0.25m 倒虹管：穿越河流、山涧、洼地和地下障碍物出水口：排水管渠进入水体的最终出口

第6章城市污水处理概论

1、城市污水的组成： * 生活污水

* 工业污（废）水 * 初期雨水

* 城市污水的污染指标：

* 感观指标：浊、色、嗅、味、温

* 物理化学指标：pH、SS、BOD、COD、毒物指标 * 生物指标：细菌总数、总大肠菌群数、病毒 2、水体的物理性污染及危害（水温、色度、SS） * 水体的无机物污染及危害 * 氮、磷污染与水体富营养化

* 重金属污染及食物链的富集、迁移、转化 * 水体的有机物污染及危害

* 有机物污染－微生物耗氧导致水质恶化 * 油类污染－油膜覆盖导致水生态恶化 * 毒性有机物污染－对人类和水生物的危害 * 水体的病原微生物污染及危害 3、城市污水的一级处理（物理处理） * 处理对象：悬浮物（SS）

* 处理方法：筛滤截留，重力分离 * 处理构筑物： * 格栅 * 沉砂池 * 沉淀池

4、城市污水的二级处理（生物处理）

* 处理对象：胶体和溶解性有机物（BOD, COD） * 处理方法：好氧生物法 * 处理构筑物：

* 活性污泥法（传统法，氧化沟，SBR） * 生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法） 5、城市污水的三级处理（深度处理）

* 处理对象：氮、磷、SS和有机物（BOD, COD） * 处理方法：生物法，物化法 * 处理构筑物：

* 生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，MBR * 混凝＋沉淀＋过滤（CMF） * 活性炭吸附过滤 * 电渗析，反渗透

6、城市污水处理厂的污泥处理

* 处理目的：减量，稳定，综合利用 * 处理方法：物理法，化学法，生物法 * 处理构筑物：

* * * *

浓缩池消化池

污泥脱水机械沼气利用设备

7、城市污水处理厂的设计水质、水量

❖ 设计人口当量（as）： BOD5：20－35 g/人.d SS：35－50 g/人.d

❖ 设计当量人口（Ｎ）：

N＝Q﹡Sa/as

❖ 平均日污水量：设计规模，成本计算，栅渣量、沉砂量、污泥量计算 ❖ 高日高时流量：管渠、物理处理构筑物 ❖ 高日均时流量：生物处理构筑物

第7章污水的物理处理

❖ 物理处理法的去除对象：

❖ 粗大漂浮物 ❖ 悬浮物（SS）

❖ 物理处理法常用工艺与设备

❖ 筛滤截留——格栅，筛网，过滤 ❖ 重力分离——沉淀，上浮

❖ 离心分离——离心机，旋流分离器

1、格栅的类型及构造特点

❖ 位置（泵前，泵后）

❖ 作用（保护水泵，去除SS）

❖ 间隙（粗格栅，中格栅，细格栅）

采用机械清除时为：16~25mm，采用人工清除时为：25~40mm，细格栅为：3~10mm（设计常采用），粗格栅为50~100mm，中格栅为10~40mm ❖ 形状（平面，曲面）

❖ 格栅倾角：宜采用450~750，机械格栅倾角一般采用600~700，有时为900， ❖ 格栅渣量估算：

333

·栅条间隙宽度为16~25mm，栅渣量为0.10~0.05m/10m

333

·栅条间隙宽度为25~40mm，栅渣量为0.03~0.01m/10m

·栅渣的含水率约为70~80%；密度约为：750~960kg/ m ❖ 清渣方式（手动，机械）

每天栅渣量大于0.2 m时，一般采用机械清除

2、格栅的设计计算要点 1）、格栅宽度计算： B=S(n-1)+en

n=Qmax*√sinα /ehv

式中：B—栅槽宽度， m

S—格条宽度，m,一般取S=0.01m e—栅条间隙，，粗格栅e =50~100mm，中格栅e =10~40mm，

细格栅e =3~10mm（设计常采用） n—格栅间隙数；

Qmax—最大设计流量，m/s h—栅前水深，m v—过栅流速，m/s

α--格栅倾角：宜采用450~750， √sinα—经验系数 2）、过栅水头损失计算： h1=kh0

h0=ξ*v

* sinα/2g

式中：h1--过栅水头损失，m

H0—计算水头损失，m

k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数：一般k=3 ξ—阻力系数，与栅条断面形状有关，ξ=β（S/e）4/3 当为矩形断面时：β=2.42， 3）、栅槽总高度 H= h+ h1+h2,

式中：H--栅槽总高度,m h—栅前水深，m

h1--过栅水头损失，m

h2—栅前渠道超高，m，一般采用0.3m 4）、栅槽总长度 L= L1+L2+1.0+0.5+H1/tgα

L1=（B-B1）/2 tgα1 L2= L1/2 H= h +h2,

式中：L--栅槽总长度,m H1—栅前槽高，m

L1—进水渠道渐宽部分长度，m B1—进水渠道宽度，m

α1--进水渠展开角，一般采用200 L2—栅槽与出水渠的渐缩长度，m，

5)、每日栅渣量计算：

W==Qmax*W1*800/（K

总

*1000）

式中：W--每日栅渣量, m3/d;

W1—栅渣量 (m3/103m3),取0.1~0.01，粗格栅取小值，细格栅取大值，中

格栅去中值

K总—生活污水总变化系数

例题1：某污水处理厂Qmax=0.3 m3/s，Kz=1.4，栅条间隙e=20mm，过栅流速0.9m/s，

栅前水深0.4m，安装倾角60度，栅渣量0.06 L/m3，求栅条间隙数n，每日栅渣量W ?

A n=26，W=0.8 m3/d B n=39，W=1.11 m3/d C n=30，W=1.01 m3/d D n=32，W=1.04 m3/d

Qmaxsin0.3sin60

n39 ehv0.020.40.9

QmaxW18000.30.06800 W1.11m3/dKz10001.41000

3、沉砂池的类型与设计计算

1）平流式沉砂池的设计应符合下列要求

·最大流速应为0.3m/s, 最小流速应为0.15m/s； ·最大流量时停留时间不应小于30s,一般为30~60S

·有效水深不应大于1.2m，每格宽度不宜小于0.6m；一般采用0.75~1.0m；

·沉沙量的确定：生活污水按每人每天0.01~0.02l计，城市污水按10万方沉沙量为

3M3计，沉沙含水率为60%，储沙量的容积按2d的沉沙量计，斗壁倾角为550~600

·沉沙池超高不宜小于0.3m. 4、曝气沉砂池的设计与计算 1）、设计参数：

a) 按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于2； b) 旋流速度控制在0.25~0.4m/s

c) 选定沉砂池水力停留时间(1~3min)，计算总有效容积； d) 选定沉砂池设计水平流速(0.1m/s)，计算总有效断面积；

e) 选定沉砂池有效水深(2~3m)，宽深比为(1~1.5)，长宽比可搭5，计算池长和总宽度； f) 根据宽深比要求(1~1.5)，确定池数或分格数；

3333

g) 处理每m污水的曝气量为0.1~0.2m空气或每m池表面积3~5m/h;

h) 计算沉砂量(0.03L/m3)，沉沙含水率为60%，密度为1500kg/ m,校核沉砂斗容积，

选择排砂设备；

i) 选定气水比(0.1~0.2)或曝气强度，计算曝气量；

j) 设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置 2)、计算公式： a、总有效容积： V=60 Qmaxt

式中： V—总有效容积；m3

Qmax—最大设计流量，m/s

t—最大设计流量时的停留时间，min b、池断面积：

A=Qmax/v

式中： A—池断面积；m2

v—最大设计流量时的平均流速，m/s

c、池总宽度：

B=A/H

式中： A—池断面积；m2

B--池总宽度 m

H—有效水深，m

d、池长：

L=V/A

式中： A—池断面积；m2

L-- 池长,m

V—总有效容积；m

f、所需曝气量：

q=3600D Qmax

式中： q—所需曝气量；，m3/h

D -- 每m3污水所需曝气量，m3/ m3

V—总有效容积；m

例题1：某污水处理厂曝气沉砂池，Qmax＝1.0m3/s，停留时间t＝3min，水平流速v＝0.1m/s，水深2m，分两格，求池长、宽 A L=15m，b=3m B L=15m，b=2.5m C L=18m，b=3m D L=18m，b=2.5m

VQmaxt601360180m3解：

Qmax1A10m2

v0.1

V180L18m A10 A10b2.5m 2H22例题2：已知某城市污水处理厂的最大设计流量为0.2m3/s,总变化系数K=1.50，设计砂斗容积按不大于2天的沉砂量，城市污水的沉砂量为每104m3的污水沉砂30(0.3)m3，沉砂池的沉砂斗容积为（） m3.

A 0.69 B 1.38 C 0.35 D 2.76 解：

沉淀池的类型及构造特点

* 平流式沉淀池【斜板（管）】：长深比>8 * 竖流式沉淀池：径深比<3 * 辐流式沉淀池：径深比6－12

* 三种沉淀池的特点及适用条件（表2－7－3） * 辐流式初沉池与二沉池的主要区别 0.280030VQtq269m1.5100000.28000.3VQtq20.69m1.510000 处理目的 SS浓度沉淀类型初沉池去除SS 200-400 mg/L 絮凝沉淀二沉池回收活性污泥 2000-4000 mg/L 拥挤沉淀表面负荷设计沉速沉淀时间堰上负荷排泥方式排泥机械污泥含水率污泥量/人 1.5～3.0 m3/m2.h 1.5～3.0 m/h 1.0～2.0 h ≤2.9 L/s.m 间歇、重力半桥式刮泥机 95～97% 14－17 1.0～1.5 m3/m2.h 1.0～1.5 m/h 1.5～2.5 h ≤1.7 L/s.m 连续、虹吸全桥式刮、吸泥机 99.2～99.6% 10－21

5、辐流式沉淀池的设计与计算 1）、设计参数：

a) 确定沉淀池个数（不少于2个）；

b) 确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；

c) 确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（宜为6～12）； d) 一般机械排泥，排泥旋转速度宜为1~3r/h,刮泥板的外缘线速度不宜大于3m/min; e) 缓冲层高度，非机械排泥为0.5m, 机械排泥时，缓冲层上缘高度宜高出刮泥板0.3m; f) 计算沉淀池总高度（保护高＋有效水深＋缓冲层高＋坡底落差＋污泥斗高）； g) 坡向泥斗的底坡不宜小于0.05； h) 计算污泥量，校核污泥斗容积；

i) 设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统 2）、计算公式（1）、每座沉淀池表面积和池径

A1= Qmax/nq0

D=√4 A1/π

式中： A1—每池表面积；m

D -- 每池直径,m；

n—池数；m

q0—表面水力负荷，m/(㎡·h) （2）、沉淀池的有效水深 h2= q0t

式中： h2—有效水深；m

t-- 沉淀时间,见表2-7-4（P322） (3)、沉淀池总高度

H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5

式中：H--总高度，m

h1—保护高；取0.3m

h2—有效水深即沉淀区高度；m

h3—缓冲层高；非机械排泥为0.5m, 机械排泥时，缓冲层上缘高度宜高出

刮泥板0.3m;m

h4—沉淀池底坡落差；m h5—污泥斗高度；m

（4）、沉淀池污泥区容积：

W=SNt/1000

式中：W—每日污泥量，m3/d

S—每人每天生产的污泥量 L/（人·天），见表2-7-4（P322）N—设计人口数；

t—两次排泥时间间隔，初次沉淀池宜按不大于2d计，曝气池后的

二次沉淀池按2h计，机械排泥的初次沉淀和生物膜法处理后的二次沉淀按4h计。

*、如果已知污水悬浮物浓度和去除率，污泥量可按下式计算： W= Qmax*24（C0-C1）100t/ρ(100-P0)

式中： C0,C1—分别是进水和出水的悬浮物浓度，kg/ m3.如有浓缩池、消化池及

污泥脱水机的上清液回流至初次沉淀池，则式中的C0应取1.3 C0，C1应取1.3 C0的50%~60%；

P0—污泥含水，%，见表2-7-4（P322）

ρ—污泥密度，kg/ m3,含水率在95%以上，故ρ可取1000 kg/ m3 t—两次排泥时间间隔，同上

例题1：某污水处理厂，初沉池采用辐流沉淀池，Qmax=7854m3/h，q0=2m3/m2.h，t=1.5h，

n=2，求沉淀池直径D，有效水深H。

A D=70m，H=4.5m B D=60m，H=4m C D=50m，H=3m D D=40m，H=2.5m 解：

Qmax7854

A11963.5 nq022

4A141963.5

D50m

3.14

Hq0t21.53m

第8章污水的生物处理

❖

活性污泥的形态：

❖ 黄褐色絮绒状颗粒，粒径0.02-0.2mm； ❖ 污水中悬浮生长，含水率>99%，比重1.002-1.006 活性污泥的组成： ❖ 具有代谢功能活性的微生物群体（Ma） ❖ 微生物内源代谢、自身氧化的残留物（Me）

❖

❖ 原污水带入的难降解惰性有机物（Mi） ❖ 原污水带入的无机物（Mii） 1、活性污泥法的主要设计参数 ❖ BOD负荷 F/M（Ns，Nv） ❖ 生物降解需氧量（R0） ❖ 活性污泥增殖量（⊿X ）

❖ 污泥龄（θc）——生物固体停留时间 ❖ 污泥容积指数（SVI） ❖ 污泥浓度（X，Xv，Xr） ❖ 污泥回流比（R） ❖ 剩余污泥量（Qw）

2、 BOD污泥负荷（kg BOD5/kg MLSS.d）

K2Sef进水中污染物总量QSaSa Ns曝气池内污泥总量XVXt

Q －设计流量 X －曝气池混合液污泥浓度 V －曝气池容积 K2 －有机物降解动力学常数 t －水力停留时间 f －MLVSS/MLSS＝0.75 Sa －进水BOD浓度 η －BOD去除率 Se －出水BOD浓度

3、有机污染物降解与需氧量

ROa'QSb'VX02rv

O2－活性污泥需氧量，kg/d； Q－污水设计流量，m3/d；

Sr－去除的有机物（BOD）浓度，kg/m3； V－曝气池有效容积，m3；

Xv－挥发性悬浮固体（MLVSS）浓度，kg/m3； a’－BOD氧化分解需氧率，kg； b’－活性污泥自身氧化需氧率，kg 4、有机污染物降解与活性污泥增殖 XaQSrbVXv

⊿X－活性污泥增殖量，kg/d； Q－污水设计流量，m3/d；

Sr－去除的有机物（BOD）浓度，kg/m3； V－曝气池有效容积，m3；

Xv－挥发性悬浮固体（MLVSS）浓度，kg/m3； a－污泥产率(o.4 – 0.8)；－Y

b－活性污泥自身氧化率(0.04 – 0.075)。－Kd

5、污泥龄θc（d）——生物固体停留时间(SRT) 曝气池内污泥总量VXVXVRc 每日新增污泥量XQwXrQw(1R)⊿X－活性污泥增殖量，kg/d； V－曝气池有效容积，m3；

X－混合液悬浮固体（MLSS）浓度，kg/m3； Xr－回流污泥浓度，kg/m3； Qw－剩余污泥排放量，m3/d； R－污泥回流比(25 – 100％)。

6、 BOD负荷与污泥龄的关系 1aNsr'b c QSrSaSeN'K2Se－活性污泥去除负荷sr VXvXvt Sr(SaSe)－BOD去除浓度 Xv－挥发性活性污泥浓度(MLVSS) 污泥负荷污泥龄低负荷 <0.1 20～30 一般负荷 0.2~0.5 5～15 高负荷 >1.5 0.2～2.5 7、污泥容积指数SVI（mL/g）污泥所占容积SV(%)10 SVI(mL/g)污泥量X(g/L)

SVI－污泥容积指数，一般应为120左右；

SV（％）－曝气池混合液污泥30分钟沉降比； X－曝气池混合液活性污泥浓度（MLSS） ❖ SVI是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标，正常活性污泥的SVI应在80

－150之间，一般应为120左右；

❖ SVI<80，说明活性污泥中无机成分增多，活性降低； ❖ SVI>150，说明活性污泥沉降性能变差，有膨胀趋势； ❖ 污泥负荷为1左右时，SVI急剧增大，污泥极易膨胀，设计时应尽量避开这一负

荷范围。

8、污泥浓度（g/L，kg/m3） RR106混合液污泥浓度：XXrr 1R1RSVI 1061R回流污泥浓度：XrXr

SVIR

R污泥回流比(0.25~1.0)

r污泥沉降系数(1.2左右)

Xr回流污泥浓度(8000~12000mg/L) SVI污泥容积指数(80~150)

9、污泥回流比 QX

Rr QXrXSVI，X，Xr，R 之间的关系 SVI 80 120 150 Xr (mg/L) 15000 10000 8000 下列X值(mg/L)时的回流比(R) 1500 0.11 0.18 0.24 2000 0.15 0.25 0.33 3000 0.25 0.43 0.60 4000 0.36 0.67 1.00 5000 0.50 1.00 1.70 6000 0.66 1.50 3.00

10、剩余污泥量(m3/d)

aQSrbVXvVXXVRQw

fXrfXrcXrc(1R)

MLVSS

f,(城市污水f0.75)MLSS

Xr回流污泥浓度(8000~12000mg/L) 污泥龄（一般负荷时，5~15d)cc11、活性污泥法设计计算例题

例题1：一曝气池设计水量为50,000 m3/d,进水BOD5 = 200 mg/L,混合液活性污泥浓度为 2500mg/L,污泥负荷为0.2 kgBOD5/kgMLSS.d,求曝气池容积。解：进水中的污染物总量QSaNs

曝气池内污泥总量XV

QSa50000m3/d0.2kg/m3V20000m3 3XNs2.5kg/m0.2kg/kg.d例题2：一曝气池设计水量为30,000 m3/d,进水BOD5 = 200 mg/L,污泥负荷为0.25

kgBOD5/kgMLSS.d,混合液污泥浓度为 2g/L, 若BOD5去除率为90%,求曝气池容积。解：

去除的污染物总量QSr Ns曝气池内污泥总量XV

33QS30000m/d0.2kg/m0.93r V10800mXNs2kg/m30.25kg/kg.d

例题3：某城市污水处理厂采用活性污泥法处理污水，Q＝50000m3/d，Sa=220mg/L，Se=20mg/L，V=14000m3，Xv=2100mg/L，a’=0.5，b’=0.15，求需氧量。 ❖ A 8400，B 9410，C 10400，D 11400；解：

R0O2a'QSrb'VXv

22020 0.5500000.15140002.11000

500044109410kgO2/d

例题4：某生活污水拟采用活性污泥法处理系统，污水设计流量为6000 m3/d，原污水

BOD5=200 mg/L,处理后的污水BOD5=20 mg/L,设计参数：BOD5-SS负荷率Ns=0.3 kgBOD5/（kgMLSS.d）,混合液浓度MLSS=2500 mg/L, MLVSS=2000 mg/L,污泥龄θ=20d,污泥产率系数Y=0.5,衰减系数Kd=0.1,用污泥龄θ设计，曝气池需要的容积为（）m3

解：

YQ(SaSe)Vc

1000Xv(1Kdc)

200.56000(20020) 1800m310002(10.120)

例题5：某城市污水处理厂采用活性污泥法处理污水，Q＝50000m3/d，Sa=220mg/L，Se=20mg/L，V=14000m3，Xv=2100mg/L，a’=0.5，b’=0.15，求需氧量。 ❖ A 8400，B 9410，C 10400，D 11400；解： R0O2a'QSrb'VXv 220200.5500000.15140002.1 1000 500044109410kgO2/d

例题6：某城市污水处理厂采用活性污泥法处理污水，设计流量为10000m3／d，曝气池

容积为4000m3，曝气池内混合液污泥浓度X=3g/L.已知进水BOD=220mg／L，出水BOD≤20mg/L，求每日活性污泥增殖量（）。（a=0.5,b=0.05,f=0.7) A.580kg/d B.480kg/d C.680kg/d D.380kg/d

解：

XaQSrbVXv

(22020) 0.5100000.0540000.731000

1000420580kg/d

例题7：一完全混合曝气池的混合液浓度为2000mg/L，污泥沉降比为20 %，求SVI，XR和R（r = 1.2）。解：

污泥所占容积SV(%)102010 SVI100污泥量X(g/L)2

106106 XRr1.212000(mg/L)SVI100

X20001

R20%XrX1200020005

例题8：一完全混合曝气池的混合液含水率为 99.8%，污泥沉降比为 30%，求污泥指数

SVI 并判断污泥性能

解：

污泥所占容积SV(%)10 SVI污泥量X(g/L)

3010300 150(10.998)10002

SVI偏高，污泥沉淀性能较差，有膨胀趋势。

例题9：已知普通曝气池入口处混合液浓度 X＝3000mg/L，污泥回流比R=0.5，求回流

污泥浓度 XR=? mg/L。

1R10.5解：

XRX30009000(mg/L) R0.5例题10：已知一普通曝气池混合液浓度MLSS为 2500 mg/L，取该混合液注入500毫升

量筒中，经30分钟沉淀后污泥体积为150毫升，求污泥沉降比SV、污泥指数SVI、污泥含水率P和回流污泥浓度XR(r=1.2)。 150解：

SV0.330％ 500 污泥所占容积SV(%)103010SVI120 污泥量X(g/L)2.5 2500P110.00250.997599.75%

10001000

106106XRr1.210000(mg/L)

SVI120

例题11：一曝气池，污水流量为Q＝150000m3/d，曝气池出水BOD5为Se=30mg/L，进

水Sa=250mg/L，曝气池容积V＝31250m3，MLSS（X）＝4g/L，f＝0.75，Xr＝10g/L，Y＝0.65，Kd＝0.05，求每日剩余污泥量（m3/d）。 A 1676.25，B 2200，C 2230，D 2235；

解：

XYQSrKdVXv

(25030) 0.651500000.05312500.7541000

214504687.516762.5kg/d

X16762.5

Qw2235m3/dfXr0.7510

例题12：生活污水，设计流量Q＝200m3/h，进水BOD5= 200mg/L，经初沉去除20％。

拟采用完全混合曝气池处理。

已知：Ns=0.4kgBOD5/(KgMLss.d)， Se≤20mg/L，X=4000mg/L， R’=1.0Kg O2/KgBOD5;

求：曝气区容积，需氧量。

解： Q(SaSe)24200(2000.820)V420m3 NsX10000.44 RR'Q(SaSe)

1.024200(2000.820)672kgO2/d

1000

12、活性污泥法的曝气系统

❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖

曝气的作用[供氧(0.7-1.2kgO2/kgBOD5)，混合搅拌）双膜理论及影响氧转移效率的主要因素曝气方式与曝气设备

鼓风曝气（鼓风机，空气扩散装置）机械充氧（叶轮搅拌器，曝气转刷）

衡量曝气设备技术性能的主要指标

动力效率（EP）氧利用效率（EA）

氧转移效率（EL）－充氧能力

鼓风曝气系统空气量计算 1. 需氧量计算： RO2aQ(SaSe)bXvV

PbOtC sbCs()2、曝气池内溶解氧饱和度：52.0261042

RCs(20)3、标准状态下需氧量： R0(T20)CC1.024sb(T)

R0Gs1004、实际供气量：

0.3EA

生物膜法的典型工艺

❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖

生物滤池（滴洒滤池）

生物转盘（回转式生物接触器）生物接触氧化（浸没式生物滤池）曝气生物滤池生物移动床生物流化床

生物膜法的主要工艺特征

䦋㌌㏒㧀낈ᖺ琰茞ᖺ㵂Ü 起源生长方式生物群体外观生物相生物膜法土壤自净的人工化附着在填料表面，固定生长膜状覆盖种类多，食物链长，微生物生长不受世代时间活性污泥法水体自净的人工化分散在水中，悬浮生长絮状污泥种类少，食物链短，微生物生长受泥龄生物量 10000－60000 mg/L，抗冲击负荷能力强，单位池容处理能力大移动、接触、传递澄清简单，能耗低 2000－3000 mg/L，抗冲击负荷能力差单位池容处理能力低分散、混合、接触回收活性污泥复杂，能耗高摄食方式二沉池作用运行管理

生物滤池的主要工艺特征

工艺特征池体构造材料滤料粒径高度布水方式供氧方式处理水回流特征负荷容积负荷水量负荷普通生物滤池圆形，砖石砌筑砾石，炉渣，焦炭 25－40mm(工作层) 70－100mm(承托层) 1.5－2.0 m 固定喷嘴，间歇自然通风不回流低负荷 0.15－0.3 kg/m3.d 1－3 m3/m2.d 高负荷生物滤池圆形，砖石砌筑或钢筋混凝土结构砾石，炉渣，焦炭 40－70mm(工作层) 70－100mm(承托层) 2.0 m 旋转布水器，连续自然通风回流高负荷 0.5－1.2 kg/m3.d 10－30 m3/m2.d 轻型塑料滤材波纹板蜂窝管 8－24 m 固定或旋转自然通风回流高负荷 1－2 kg/m3.d 80－200 m3/m2.d 塔式生物滤池圆形，矩形，钢筋混凝土结构高负荷生物滤池进水浓度的确定

物料衡算： QS0QRSe(QQR)Sa

QQS0RSeSa(1R)两边除Q： QQ

Q代入回流比： RRQ

SRSe进水浓度： Sa01R

高负荷生物滤池主要设计参数

BOD容积负荷（kgBOD5/m3.d)：0.5－1.2 滤池表面水力负荷（m3污水/m2.d）：10－30 Sa－滤池进水BOD5浓度 SaSeSe－出水BOD5浓度

α －浓度系数（一般取4.4）

SSaS0－原水BOD5浓度

R0R－回流比，稀释倍数（n）： SaSe

Q(1R)Sa滤料容积：（BOD容积负荷NV） VNV

Q(1R)滤池面积：（水力负荷NQ） ANQ

V滤池高度： H2mA

辅助设备设计：布水装置排水装置通风装置

例题1：某城镇设计人口50000人,排水量标准为120L/人.d，BOD5按30g/人.d计,拟采用高负荷生物滤池处理污水,处理后出水BOD5≤30mg/L,回流比R=1.2,滤池容积负荷为0.8 kg/m3.d,则滤料容积为( )m3？

A 1965 , B 2145 , C 2375 , D 2665 解：

Q500000.126000m3/d5000030S0250mg/L6000 S0RSe2501.230286Sa130mg/L1R11.22.2Q(1R)Sa6000(11.2)130V2145m3Nv0.81000例题2：某城镇设计人口50000人,排水量标准为120L/人.d，BOD5按30g/人.d计,拟采

用高负荷生物滤池处理污水,处理后出水BOD5≤30mg/L,浓度系数a=4.4,滤池水力负荷为20m3/m2.d,则滤池面积为( )m2？ A 560 , B 600 , C 660 , D 700

Q500000.126000m3/d5000030S0250mg/L6000解： SaSe4.430132mg/LRAS0Sa250-1321181.1571.2SaSe132-30102Q(1R)6000(11.2)660m2NQ20

生物转盘的设计计算

❖ 负荷计算法：

❖ BOD负荷（NA）：10－40 gBOD5/m2.d ❖ 容积面积比（G）：5－9 L/m2 ❖ 水力停留时间（t）：>2.5 h

❖ 经验公式计算法： ❖ 经验图表计算法：（教材、设计手册）

生物转盘设计计算例题

例题1：某住宅小区生活污水量Q＝500 m3/d，进水BOD5＝150 mg/L，采用生物转盘进行处理，BOD面积负荷NA＝15 gBOD/m2.d，盘片直径D＝2.5m，盘片总数为（）片？ A 480 , B 510 , C 550 , D 600

QS05001505000m2解： ANA15

50000.63750003185 M51022D2.56.25 24

生物接触氧化池的设计计算

1、 BOD容积负荷（Nw）：1.0－5.0 kgBOD/m3.d 填料有效容积：

Q(S0Se)3W(m)

1000Nw

式中：Q —— 日平均污水量，m3/d S0 —— 原污水BOD浓度，mg/L

❖ 水力停留时间（HRT）：2.0－4.0 h 例题1：某城镇生活污水量Q＝10000 m3/d，进水BOD5＝200 mg/L，出水BOD5＝60 mg/L，采用生物接触氧化处理，BOD容积负荷Nw＝1.0kgBOD/m3.d，填料有效容积为（）m3？ A 1000 , B 1200 , C 1400 , D 1600 Q(S0Se)10000(20060)

W1400m3解： 1000NW10001.0污水深度处理的对象、目标与技术

处理目的处理对象悬浮状态排放水体有机物再生回用水质指标 SS BOD COD TOC T－N NH3－N PO4－P T－P 电导率 Mg、Ca、Cl离子细菌、病毒主要处理技术混凝沉淀、过滤膜生物反应器活性炭吸附臭氧氧化吹脱、折点氯化生物脱氮混凝沉淀生物除磷反渗透、电渗析离子交换氧化、消毒溶解状态防止富营养植物性营养化盐类磷溶解性无机物无机盐类微生物氮再生回用微量成分致病微生物的去除（消毒）

污水消毒技术的优缺点比较及选择消毒方法优点缺点适用条件液氯效果可靠，设备简单，余氯和氯化合物对水生物有毒害作大、中型投量准确，价格便宜。用，部分氯化合物有致癌作用污水处理厂消毒效率高去除有机物、色、味投资大、成本高设备管理复杂卫生条件要求高的污水处理厂中、小型污水处理厂小型污水处理厂臭氧次氯酸钠现场生产，直接投配，使次氯酸钠发生器和投配设备用方便，易于控制。设备管理复杂消毒效率高安全方便电能消耗大管网中再污染问题紫外线

影响硝化反硝化反应过程的主要因素䦋㌌㏒㧀낈ᖺ琰硝化反应茞ᖺ㵂Ü 细菌特征反应机理反硝化反应硝化菌是化能自养菌，生理活动不反硝化菌是异养兼性厌氧菌，在无氧条需要有机性营养物质件下进行生命代谢活动从CO2获取碳源，从无机物的氧以氮为电子受体，以有机碳为电子化中获取能量供体，使盐还原混合液中有机物含量不应过低，混合液中有机物含量不应过高，BOD/T-N ≮ 3－5，当碳源不足时，应BOD＜20mg/L 考虑外加碳源（甲醇）反应器内溶解氧较高时，反硝化菌将利氧是硝化反应的电子受体，DO≮1 用氧进行呼吸，阻碍氮的还原，DO mg/L ≯ 0.5mg/L 反硝化菌对pH值变化敏感，最佳pH硝化菌对pH值变化敏感，最佳pH值：6.5－7.5，当pH值高于8或低于6值：8.0－8.4 时，反硝化速率降低适宜温度：20－30℃，低于5℃时，适宜温度：20－40℃，低于15℃时，反硝化反应停止硝化速率降低增殖缓慢，污泥龄30d以上污泥龄无特殊要求碳源要求溶解氧要求 pH要求温度要求污泥龄第9章污泥的处理

❖ 污水处理过程中产生的污泥量大（城市二级污水处理厂产生的污泥量约占处理水量

的0.3%－0.5%，按含水率97％计）、浓度高（含水率99－95%）、成分复杂（有机物、无机物、细菌、病原微生物、重金属）、危害大（腐化发臭，二次污染），必须及时有效地进行处理和处置。

❖ 污泥处理的目的是使污泥减量化、无害化及资源化。

❖ 保证污水处理厂的正常运行；

❖ 使易腐化发臭的有机物得到稳定处理并妥善处置； ❖ 使有毒有害物质得到妥善处置； ❖ 使有用物质得到回收或综合利用。

污泥处理的工艺流程

污泥----浓缩----机械脱水-----最终处置污泥----浓缩----自然干化----堆肥----农肥

污泥----浓缩----消化----自然干化----最终处置污泥----浓缩----消化----机械脱水-----最终处置

污泥----浓缩----消化----机械脱水-----干燥焚烧-----最终处置

1、含水率的定义：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数（P）。物料衡算，污泥比重按1计

计算公式： V1W1100P2C2V2W2100PC1 1式中：

V1，V2——分别表示污泥浓缩前后的体积，m3

W1，W2——分别表示污泥浓缩前后的固体重量，kg C1，C2——分别表示污泥浓缩前后的固体浓度，g/m3 P1，P2——分别表示污泥浓缩前后的含水率，%

2、湿污泥的比重与干污泥比重湿污泥的比重：

γ=100γs/(pγs+(100-p))

简化式：γ=2500/(250p+ (100-p)* (100+1.5 pv))

式中：γ——湿污泥的比重

p-----湿污泥的含水率 %

γs----污泥中干固体物质的平均比重，计干污泥比重。湿污泥的比重：

γs=100γiγv/ (100γv+pv (γi-γv))

简化式：γ=250/ (100+1.5 pv)

式中： γi——无机物（即灰分）的比重

pv -----有机物（即挥发性固体）所占百分比 % γv—有机物（即挥发性固体）的比重

γs----污泥中干固体物质的平均比重，计干污泥比重。

例题1:含水率为99.4 %的剩余污泥，经浓缩后污泥浓度增到24克/升，求浓缩

后污泥体积为原体积的多少（污泥比重按1计）？ A 1/4 , B 1/3 , C 2/3 , D 1/2 解:

V2100P10099.40.611

24V1100P22.44100

1000

例题2:将50吨含水率为 99.2%的污泥和100吨含水率为 98%的污泥混合,求混

合后污泥的含水率（）？

A 97.2％，B 97.8％，C 98.4％，D 98.8％解:

V3V1V250100150m3

V3(1P3)V1(1P1)V2(1P2)

V(1P50(10.992)100(10.98) 1)V2(1P2)P311V3150

500.0081000.020.421110.0160.98498.4% 1501503、连续式污泥重力浓缩池

❖ 连续式污泥重力浓缩池的池型类同于污水处理中的二次沉淀池，一般采

用竖流式或辐流式，适用于大型污水处理厂。 ❖ 浓缩池高度：一般采用4m。

❖ 浓缩池水力停留时间：一般采用10－16小时。 ❖ 固体通量：30－60 kg/m2.d

❖ 水力负荷：0.2-0.4 m3/m2.h （剩余污泥）

例题1:已知污泥设计流量为500m3/d，含水率为99.2％，固体负荷采用

60kg/m2.d，计算连续式重力浓缩池面积（污泥比重按1计）m2。 ❖ A 66.6，B 68.5，C 73.3，D 76.6 解:

WsV(1P)5001(10.992)4000kg/d

W4000kg/d As66.6m22G60kg/m.d

4、厌氧消化池的设计要点：

消化池容积:

污泥量：初沉池污泥，剩余污泥，含水率，比重投配率：3－5％

挥发性固体容积负荷：0.6－1.5kgVSS/m3.d 投配与排泥：间歇式，连续式

混合搅拌设备:（泵循环，机械，沼气，联合）加热保温设备：（体外热交换间接加热）沼气收集利用设备：（沼气柜，沼气锅炉） 1）投配率（p）计算容积法每日投加新鲜污泥量V'V100 污泥投配率p 式中： V－消化池有效容积，m3； V’－每日要处理的污泥量，m3/d； p－污泥投配率(3 – 5％)

污泥投配率的倒数即污泥消化时间（20d－30d）

2）、挥发性固体容积负荷（Ns）计算法

每日要处理的污泥挥发性固体量GsV

挥发性固体容积负荷Ns

式中： V－消化池有效容积，m3；

V’－每日要处理的污泥挥发性固体量，kgVSS/d； Ns－挥发性固体容积负荷(kgVSS/m3.d)，0.6－1.5

挥发性固体容积负荷定义为单位时间单位消化池容积所承担的挥发性固体（VSS）污泥量例题1：污水处理厂采用中温一级消化 ,需消化污泥5000m3/d,干污泥150t/d, 挥

发性固体含量60%，消化池的最小有效容积宜为( )m3. A 150000 B 100000 C 60000 D 225000

解：

V'5000100V100100000m3

注：消化池污泥投配率取值范围为3－5％，既然是求最小有效容积，投配率应取5％－消化时间20d。

例题2：某污水处理厂采用中温一级消化 ,需消化污泥5000m3/d,干污泥150t/d,

挥发性固体含量60%，消化池的最小有效容积宜为( )m3. A 150000 B 100000 C 60000 D 225000

解：

G1500.61000Vs60000m3

Ns1.5

注：消化池挥发性固体容积负荷取值范围为0.6－1.5 kgVSS/m3.d，既然是求最小有效容积，应取1.5

典型的城市污水水质

❖ 生物处理构筑物的进水中有害物质浓度不得超过附录5规定的容许浓度； ❖ 营养组合比：BOD5：N：P＝100：5：1 ❖ 典型的水质参数：

BOD5＝100－400 mg/L CODCr＝250－800 mg/L SS＝150－350 mg/L 氨氮＝15－40 mg/L

总磷（以P计）＝4－10 mg/L pH＝6－9

❖ 设计人口当量（as）： BOD5：20－35 g/人.d SS：35－50 g/人.d ❖ 设计当量人口（Ｎ）： N＝Q﹡Sa/as

❖ 平均日污水量：设计规模，成本计算，栅渣量、沉砂量、污泥量计算 ❖ 高日高时流量：管渠、物理处理构筑物 ❖ 高日均时流量：生物处理构筑物

第11章工业废水处理 ❖ 工业废水的分类

❖ 酸碱废水的中和处理与应用 ❖ 化学沉淀法与应用 ❖ 氧化还原法与应用 ❖ 气浮法与应用 ❖ 吸附法与应用

1、酸碱废水中和的主要方法中和方法主要优点主要缺点适用范围窄设备多，费用高，管理要求高，泥渣量大不适于硫酸废水，高SS、油脂要求预处理酸碱废水相互中和以废治废，处理成本低药剂中和固定床中和滤池升流膨胀中和滤池滚筒式中和滤池适用范围大，处理效果好设备简单，易操作维护，泥渣量少设备简单，滤速高，泥渣量少，高SS、油脂要求预处理可用于各种酸性废水对滤料粒径要求严格可用于各种酸性废水，对滤料粒径无严格要求设备复杂，防腐要求高，电耗高，噪声大 2、药剂中和法投药量计算 QCaKG(kg/h) 式中： Q ——废水流量(m3/h)

C ——废水中酸（碱）浓度(kg/m3) ——换算（比重1） a ——药剂单位理论耗量(kg/kg) ——查表2－11－4 α ——药剂纯度或浓度(0.6-0.98) ——教材P427 K ——反应不均匀系数(1.1-2.0) ——教材P427 例题1：酸性废水Q＝200m3/d，H2SO4浓度2.5g/L，CaCO3纯度90％，a＝1.02，

K＝1.2，求CaCO3耗量。

❖ A 510kg/d，B 567kg/d，C 600kg/d，D 680kg/d 解： QCaKG  2002.51.021.2680kg/d 0.9

3、气浮法的原理与应用 ❖ 气浮法的分类：（根据产生气泡的方法分类）

❖ 电解气浮法

❖ 散气气浮法（扩散板，叶轮）

❖ 溶气气浮法（真空溶气，加压溶气）

❖ 气浮法的适用范围：

❖ 分离去除废水中的悬浮油和乳化油；

❖ 分离去除废水中的有机物、重金属和表面活性物质； ❖ 分离回收废水中的有用物质（纸浆，贵金属） ❖ 分离浓缩活性污泥（代替二沉池、浓缩池）。

❖ 气浮法的优点：

❖ 表面负荷可达12m3/m2.h，效率高；

❖ 浮渣含水率低（<96%），渣量少，排渣方便； ❖ 与混凝沉淀法比，混凝剂用量少；

❖ 增加溶解氧，有利于后续处理，泥渣不易腐化。

❖ 气浮法的缺点：

❖ 电耗高，运营费用高； ❖ 设备多，管理复杂。

4、回流加压溶气气浮工艺设计计算：

❖ 设计参数： ❖ 气浮池有效水深：2.0 - 3.0 m ❖ 气浮池长宽比：1:1 – 1.5 :1 ❖ 分离区表面负荷：5 – 10 m3/m2.h ❖ 分离区水力停留时间：10 – 30 min ❖ 分离区水流下降流速：1 –3 mm/s ❖ 接触区水流上升流速：5 – 10 mm/s ❖ 接触区水力停留时间：≥2 min

5、回流加压溶气气浮工艺设计计算：

气浮池有效容积（接触区，分离区）：

(QQR)t V2460

式中：

3 V—气浮池有效容积(m) Q—处理水量(m3/d) Q—回流加压溶气水量(m3/d)R

t—水力停留时间(min)

QS QSRCa(fP1)

式中： A—气固比(0.005～0.06),一般取0.02 S

Q—处理水量(m3/d) 3S—废水中悬浮固体浓度(kg/m)

(g/m3)，表2－11－10 Ca—1大气压下空气的溶解度 P—溶气压力(绝对压力),atm f—溶气效率(0.6～0.8),一般取0.6

例题1：某工业废水拟采用回流加压气浮法处理，Q＝2000m3/d，SS浓度S’＝600mg/L，水温30°C，气浮实验数据：A/S＝0.02，f＝0.6，P＝0.3MPa（表压），Ca＝18.14 mg/L，求回流加压溶气水量。

❖ A 810 m3/d，B 945 m3/d ，C 980 m3/d ，D 1020 m3/d 解：

A Q

QRSSCa(fP1) 0.02200060024000945m3

18.14(0.64.01)25.4/d6、吸附法的原理与应用

吸附容量：吸附平衡时，单位重量的吸附剂所能吸附的吸附质重量；

qV(C0C)(g/g)

Wq－吸附容量，g/g； V－废水容积，L；

C0－原废水的吸附质浓度，g/L；

C－吸附平衡时，废水中剩余的吸附质浓度，g/L； W－活性炭投加量，g

7、弗兰德里希(Freundlich)吸附等温式：

温度一定时，描述吸附容量随平衡浓度变化的吸附等温线的经验公式 1qKCn lgqlgK1

nlgCq－吸附容量，g/g；

C－吸附平衡时，废水中剩余的吸附质浓度，g/L； K、1/n－表现吸附特性的参数

8、活性炭吸附塔设计计算 1）、吸附塔面积：

FQ(m2) v2）、吸附塔直径： D  4F(m)

 3）、活性炭层高： hvT(m) 4）、活性炭填充量： GVFh(t)

5）、活性炭再生量： W24Q(t) n

例题1：活性炭吸附塔处理废水，Q＝800立方米/时，COD＝100mg/L，4个塔，空塔滤速v=10m/h，接触时间T＝30min，ρ＝0.4t/立方米，求每个塔炭重。 ❖ A 37.5t，B 35.5t，C 40t，D 30t； FQ800解：

f20m2 44v410 hvT100.55m GVfh2050.440t

例题2：某化工厂用活性炭吸附法处理废水，处理量为100m3/h，进水COD浓度为90mg/L。出水COD要求小于25mg/L，空塔滤速 v=10 m/h，接触时间T= 30 min，活性炭填充密度ρ=0.5t/m3，求活性炭填充重量(t)。 A 20t B 25t C 30t D 40t

Q100F10m2解：

v10

hvT100.55m

GVFh1050.525t

例题3：某化工厂用移动床活性炭吸附法处理废水，处理水量为100m3/h，进水COD浓度为90mg/L。出水COD浓度要求小于25mg/L，活性炭吸附能力q=0.39kg/kg，求每日投加活性炭重量(kg)。 A 300 B 400 C 500 D 600 V(C0Ce)解：

W q 10024(9025)400kg/d 0.391000

第三篇：建筑给水排水工程

第一章：建筑给水

1、生活给水系统所需水压计算： H = H1 + H2 + H3 + H4

式中 H——建筑给水系统所需水压；

H1——引入管起至配水最不利点位置高度所要求的静水压；

H2——引入管起点至配水管最不利点的管道的沿程损失和局部阻力损失

之和；

H3——最不利点处配水点所需的流出水头（最低工作压力）； H4——水表水头损失。

计算水头时，宜考虑水泵的机械磨损及水泵效率的降低，水泵扬程一般乘以1.05~1.10系数

2、设计流量 1）、几种设计流量的概念及其计算：

• 最高日用水量Qd及用水定额：按用水定额（3.1.9--10条）、用水单位确定:

Qd=q m （L/d） • 最高日平均小时用水量Qp计算：

Qp= Qd/T （ T用水时间:h） (L/h) • 平均用水小时平均秒流量= Qp/3600 (L/s)

• 最高日最大小时用水量——最高日用水时间内，最大一小时的用水量： Qh= K Qp （ K小时变化系数）（L/h) • 最大用水小时平均秒流量=Qh/3600 (L/s)

• 设计秒流量——给水配水管道中可能出现的最大短时流量：概率法、平方根法、同时出流百分数法。 2）、住宅建筑生活给水管道设计秒流量采用概率法（3.6.4条）计算：

（a) 根据每户住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、小时变化

系数、用水时间，计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率: （注：Ng、m为每户的数据）

qmK U 0  0 h  100 % 0.2—一个卫生器具给谁当量的额定流量(L/s)

0.2NgT3600

(b)、根据计算管段上的卫生器具给水当量总数，计算出该管段的卫生器具给水

当量的同时出流概率U：

（注：Ng为该管段的数据） 0.491cNg1 U100%N gc对应的Uo查附录C所得的系数 P483,表3-1-10

流量q(L/s )：

q0.2UN

简化方法： • 计算Uo; • 根据Uo、计算管段的Ng，查附录D直接得到q。 • 当计算管段的Ng值超过附录D中的最大值时，其流量应取最大用水时平

均秒流量。 3）、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、

客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水设计秒流量（3.6.5条）计算：

qg0.2Ng

—根据建筑物用途确定的系数。P483,表3-1-11

使用该公式应注意的问题：

· 如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。

· 如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。

· 有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量均以0.5计，计算得到附加1.10L/s的流量后，为该管段的给水设计秒流量。 · 综合性建筑的a值应加权平均。 4）、工业企业生活间、公共浴室、职工食堂或营业餐馆的厨房、体育场馆运动

员休息室、剧院的化妆间、普通理化实验室等建筑的生活给水管道设计秒流量（3.6.6条）计算：

qgq0n0b

q0—同类型的一个卫生器具给水额定流量，L/s；

n 0 —同类型卫生器具数；

—卫生器具的同时给水百分数（%）；P483,表3-1-12~14

使用该公式应注意的问题：

· 如计算值小于管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。 · 仅对有同时使用可能的设备进行叠加。 3、居住小区设计流量

（1）居住小区给水设计用水量应根据下列用水量确定: (3.1.1条) 1 居住生活用水量；P78,表3-1-5

2 公共建筑用水量; P478,表3-1-6 3 绿化用水量; 1.0~3.0L/(㎡·d),

4 水景、娱乐设施用水量; 游泳池及游乐池用水P480,表3-1-8 5 道路广场用水量; 2.0~3.0L/(㎡·d), 冲洗车用水P480,表3-1-7 6 公用设施用水量; 空调、冷冻设备补水按循环水量的1~2%计 7 未预见水量及管网漏失水量；按最高日水量的10~15%计 8 消防水量。

注：消防用水量仅用于校核管网计算，不属正常用水量。

b2）居住小区室外给水管道的设计流量：（3.6.1条） ·3000人以下，枝状管网时：

住宅、配套的文体、餐饮娱乐、商铺、市场等设施的节点流量=这些建筑物给水引入管设计流量

·3000人以上，环状管网，符合3.5.1规定时：

住宅、配套的文体、餐饮娱乐、商铺、市场等设施的节点流量=这些建筑物最大用水时平均秒流量

·小区内配套的文教、医疗保健、社区管理、绿化景观、道路广场、公共设施的节点流量==这些建筑物平均用水小时平均秒流量

注：未预见水量及管网漏失水量不计入管网的节点流量。 4、给水管网水力计算 ·水流流速（3.6.9) 公称直径(mm) 15~20 25~40 50~70 ≥80 水流速度(m/s) ≤1.0 ≤1.2 ≤1.5 ≤1.8 ·管道沿程水头损失 i=105Ch-1.85·dj-4.87·qg1.85

式中：i—管道单位长度水头损失，kPa/m dj—管道计算内径，m qg—给水设计流量，㎡/s Ch---海澄—威廉系数。

各种塑料管、内衬（涂）塑料管，C=140；铜管、不锈钢管， C=130；

衬水泥、树脂的铸铁管， C=130；普通钢管、铸铁管， C=100；

·管件局部水头损失：通常取沿程水头损失的百分比，P485,表3-1-16 ·水表水头损失: 住户水表宜取0.01Mpa，干管水表宜取0.03Mpa ·减压阀水头损失：阀后动水压宜按阀后静水压的80~90%采用 ·过滤器水头损失：宜取0.01Mpa

·管道倒流防止器水头损失：宜取0.025~0.04Mpa

5、水泵的选择 1）、水泵出水量的确定（1）、变频供水，其后无调节设备时水泵出水量应按设计秒流量确定；（2）、水泵水箱联合供水，屋顶水箱调节水量时，水泵出水量按最大小时流量确定，气压给水由气压罐调节供水，单台水泵时，流量等于或略大于给水系统所需的最大小时用水量的1.2倍；多台泵供水时，泵组总流量等于或略大于给水系统所需的最大小时用水量的1.2倍；（3）、水泵采用人工操作定时运行时，则应根据水泵运行时间计算确定： Qb=Qd/Tb 式中：Qb—水泵出水流量，m3/h

Qd---最高日用水量, m3 Tb---水泵每天运行时间，h 2）、水泵扬程的确定

（1）、水泵直接供水时：

Hb≥H1 + H2 + H3 式中 Hb——水泵扬程；kPa

H1——引入管起至配水最不利点位置高度所要求的静水压；kPa

H2——引入管起点至配水管最不利点的管道的沿程损失和局部阻力损失

之和；kPa

H3——最不利点处配水点所需的流出水头（最低工作压力）；kPa （2）、水泵与高位水箱结合供水时： Hb=H1 + H2 + V2/2 式中 Hb——水泵扬程；kPa

H1——储水池最低水位至高位水箱入口处的高度所需的静水压；kPa H2——水泵吸水管和出水管至高位水箱进水口的管路总水头损失；kPa V——水箱的入口流速；m/s

6、水池、水箱容积计算与要求

1）、生活储水池的容积：资料不足时按最高日用水量的15~20%确定（1）、一般计算公式： V=(Qb-QL)·Tb+Vs

QL·Tt≥(Qb-QL)·Tb

式中：V--生活储水池的容积, m3

Qb—水泵出水流量，m3/h

QL---水池进水量, m3

Tb---水泵最长连续运行时间，h Tt---水泵运行的间隔时间，h Vs—事故备用水量m3 （2）、室外管网能满足建筑内所需水量时，可设置满足水泵的吸水井，吸水井的最小容积应大于最大一台水泵3min的出水量；为便于施工，一般按最小按50 m3考虑。 2）、屋顶水箱的容积和设置高度（1）、水泵自动运行时： V1≥1.25 Qb/4nmax

式中： V1—水箱有效调节容积, m3

Qb—水泵出水流量，m3/h

nmax ---水泵1时间内最多启动次数，一般选用4~8次/h. （2）、水泵人工操作时：

V1=（Qd/n）-( Tb·Qm)

式中： V1—水箱有效调节容积, m3

Tb—水泵启动一次的运行时间，h，由设计者定

n ---水泵每天启动次数，由设计者定

Qm—水泵运行时段内，平均小时用水量m3/h

（3）、单设水箱时，

V1=Qm·T

式中：V1—水箱有效调节容积, m3

T---需由水箱供水的最大连续时间，h

Qm—由于管网压力不足，需由水箱供水的最大平均小时用水量m3/h

7、气压给水与变频供水

1）、气压罐的调节容积计算：

Vq2=αa·qb/4nq

3 式中：Vq2—气压罐的调节容积, m

qb—水泵（或泵组）的出水量，m3/h αa---安全系数，宜取1.0~1.3

nq ---水泵1h内的启动次数，一般选用6~8次/h.

2）、气压罐的总容积计算： Vq=β·Vq2/(1-αb）

3 式中：Vq—气压罐的总容积, m

Vq1—气压罐的水容积, m3

αb---气压罐的工作压力比（以绝对压力计），宜采用0.65~0.85； β---气压罐的容积系数，隔膜式气压罐取1.05；

例题1：已知供水系统最大小时用水量为20m3/h,系统最不利点所需水压为0.15MPa,最高工作压力为0.35MPa,  a=1.0～1.3,nq=6～8次/h. 则隔膜式气压水罐的总容积至少为__m3.

A 2.33; B 1.75; C 2.25; D 5.25. B 为正确答案.

q1.01.220解：

Vq2ab0.75m3 4nb48Qb=1.2*系统最大小时用水量=1.2*20

1.050.75Vq11.75m3 Vq10.551b

Vq1——气压水罐的水容积=Vq2=0.75m3

P系统最不利点所需压力0.150.10.55 1P2气压罐内最高工作压力0.350.1

例题2：、已知建筑物内生活用水贮水池的进水管管径为DN200,贮水池最高水位为2.50m,池底为0.00m,水泵自灌吸水管管径DN300.则贮水池的最低水位__m. ( )

A 0.74

B 0.60 ;

C 0.30; D 0.70.

H=0.8*0.3+0.5=0.74m 例题2：已知建筑物内生活用水贮水池的进水管管径为DN100,贮水池最高水位为2.70m,池底标高为0.00m.则贮水池的启动水泵水位为__m. ( ) A .90 B 0.60; C 0.80; D 0.70. A 为正确答案.

水池的启动水泵水位应高于贮水池的最低水位的100~200mm

第二章：饮用水

系统设计计算与设备规格选择 1、系统最高日用水量Qd(L/d): Qd=Nqd 式中：qd—用水定额,（L/h·人）

N—系统服务人数

2、系统最大时用水量Qhd(L/d):

Qh= Kh Qd/T

式中：Kh—时变化系数，按下表选取

T—系统中直饮水使用时间（h）按下表选取用水场所住宅、公寓办公楼 Kh 4~6 2.5~4.0 T 24 10 3、饮用水龙头使用概率：P P=

αQh/(1800nq0)

式中：α—经验系数，取0.6~0.9（一般取0.8）

n—龙头数量

q0—龙头额定流量(L/s) 4、瞬时高峰用水时的水龙头数量：m

水龙头12个及12个以下时，见《技术措施》P62表3.1.9-2 水龙头在12个以时，见见《技术措施》P623表3.1.9-3 5、瞬时高峰用水量qS (L/s):

qs= q0m 6、循环流量：qx (L/s):

qx = V/T1

式中：v—闭式循环回路上供水系统部分总容积，包括储存设备的容积 T1—直饮水允许的管网停留时间（h）,取4~6h

7、管网流速：DN≥32mm,v=1.0~1.5m/s DN<32mm,v=0.6~1.0m/s 8、净水设备产水率Qj（l/h） Qj= Qj/t

9、变频调速供水系统：

t—最高用水日净水设备工作时间（h）,取8~12h

Qb= qs·3600

1）、水泵流量Qb（l/h）:

2）、水泵扬程Hb（m） : hb= h0+z+Σh

式中：h0—龙头自由水头（m）

z—最不利龙头与净水箱槽的几何高差

Σh—最不利龙头与净水箱槽的管路总水头损失（m） 10、净水箱槽的有效容积： VJ =

β(Qb- QJ)+600 FJ+ V1+V2

式中：β—调节系数，,取2~3h

FJ—水池底面积（m2）

V1—调节水量（l）

V2—控制净水设备自动运行的水量（l），按下式计算： V2= QJ/4k

k—净水设备的启动频率，一般《3次/h V1取值：

3600 qs/Qh 2 3 V1 Qh/3 Qh/2 11、原水调节水箱（槽）的容积： V= t0·Qh

4 3Qh/5 5 2Qh/3 t0---调节时间：取1~4h

第三章建筑排水（规范第4章）

1、建筑排水：

合流制：生活污水与生活废水合流；分流制：生活污水与生活废水分流。 4.1.2条：建筑物内下列情况下宜采用生活污水与生活废水分流的排水系统： 1、建筑物使用性质对卫生标准要求较高时；

2、生活污水需经化粪池处理后才能排入市政排水管道时； 3、生活废水需回收利用时。 4.1.3条

下列建筑排水应单独排水进行处理或回收： • 饮食业的含油废水 • 洗车台冲洗水 • 高于40C的废水

• 用作中水水源的生活废水 2、排水管道水力计算

4.4.1--4.4.2条：居住小区和公共建筑的生活排水系统排水定额、小时变化系数 4.4.3条：居住小区生活排水的设计流量=

（住宅+公共建筑）的最大小时流量 4.4.4条：卫生器具排水的流量、当量、排水管管径 1个给水当量相当于0.2L/s的流量 1个排水当量相当于0.33L/s的流量 1）、分散用水型建筑生活排水管道设计秒流量计算公式（平方根法） qp=0.12α√Ng

+ qmax

式中：qp—计算管段排水设计秒流量(L/s)

α—根据建筑物用途而定的系数：住宅等取1.5，集体宿舍等取

2.0~2.5（措施P71）

Ng—计算管段的卫生器具排水的当量总数

qmax—计算管段最大的一个卫生器具排水流量(L/s)，可按表4.4.1

选（措施P71）

2）、密集用水型建筑生活排水管道设计秒流量计算公式（百分数法）

qpq0n0b

qp—计算管段排水设计秒流量(L/s)；

q0—同类型的一个卫生器具排水流量，L/s

n 0 —同类型卫生器具数；

—卫生器具的同时排水百分数（%）；按措施P21,表2-4-10-1，

b

2.4-10-2, 2-4-10-3采用，冲洗水箱大便器的同时排水百分数应按12%取 3)、排水横管水力计算公式

V=(1/n)*(R2/3)* (I1/2)

式中：v—流速(m/s)

R—水力半径（m） I—水力坡度

n—粗糙系数，铸铁管：0.013，钢管：0.012，塑料管：0.009，可查按措施P72,73，表4-4-5，4-4-6，4-4-7-1，4-4-7-2，

3.滿管流時之潤周長、斷面積、與水力半徑之計算式：（1）潤周長：PfD

（2）斷面積：AfD24

γ Φ （3）水力半徑：RfAfPf

4.滿管流與非滿管流之關係：（1）潤周長：

P Pf2Asin Af2Rsin1 Rf （2）斷面積：

（3）水力半徑：

4）、排水立管的最大排水能力：

按措施P73,74，表4-4-8-1，4-4-8-2， 5）、对排水管径的规定建筑物排水管≮ 50mm 大便器排水管≮ 100mm

多层住宅厨房排水管≮ 75mm

公共食堂厨房排水干管≮100mm，排水支管≮75mm 医院污物洗涤盆、污水池排水管≮75mm 浴池的泄水管宜采用100mm 3、通气管（规范4.6） 1）、作用：

①保护存水弯的水封，使排水系统内的压力与大气压取得平衡。 ②使排水管系内的有害气体排到大气中； ③减少排水系统的噪音。 2）、通气管的类型及设置：伸顶通气管（单立管）：排水立管上部延伸出屋顶。

专用通气立管：与排水立管连接，加强排水立管通气能力。适用于：（1）建筑物内设有的卫生设备的层数在10层以上；

（2）当排水立管所承担的卫生器具排水流量超过临界流量时。环形通气管：连接排水横支管和通气立管，加强横支管通气能力适用于：（1）同一污水横支管所连接的卫生器具在4个及4个以上时，且横支

管长度>12米时；

（2）同一污水横支管所连接大便器在6个及6个以上时。

器具通气管：连接卫生洁具排水管和通气立管，用于要求安静的房间的卫生间。主通气立管：连接环形通气管和排水立管，加强横支管、立管的通气能力。副通气立管：仅与环形通气管连接，加强横支管的通气能力。结合通气管：连接排水立管与主通气立管或专用通气立管 3）、通气管管径计算：（1）、通气管最小管径可按小表计算通气管名称 32 器具通气管环形通气管通气立管 32 40 32 50 32 32 40 75 40 50 排水管径 90 40 100 50 50 75 125 50 50 100 150 100 （2）、通气立管长度超过50米时，其管径（包括伸顶部分）应与排水立管管径相同；（3）、通气立管长度不大于50米时，且两根和两根以上的排水管与通气管相连，

应以最大一根排水立管按上表确定通气管径，且管径不小于任何一根排水立管管径，伸顶通气部分管径应与最大一根排水立管管径相同；（4）、当通气立管管径不大于排水立管管径时，结合通气管管径不得小于通气

立管管径，当通气立管管径大于排水立管管径时，结合通气管管径不得小于排水立管管径，（5）、当两根或两根以上的排水立管的通气管汇合连接时，汇合通气管的断面

积应为最大一根通气管断面积加其余通气管的断面积之和的0.25倍（6）、伸顶通气管管径不宜小于排水立管管径，在最冷月平均气温低于-13℃的

地区，应在室内平顶或吊顶以下0.3米处将管径放大一级，塑料管的最小管径不宜小于110mm; 4、小型构筑物（P602~P606） 1）、集水池的有效容积：（1）、在水泵自动开关时，不宜大于最大一台排水泵5min的出水量，且水泵

在一小时内启动次数不宜超过6次；（2）、生活排水调节池的有效容积不得大于6h生活排水平均小时流量；（3）、地下室淋浴间按淋浴器100%同时使用的秒流量或小时流量计算；（4）、消防电梯的集水井的有效容积不得小于2.0m3; 2）、汽车洗车污水隔油沉砂池的设计（1）、污水停留时间10min；（2）、污水流速5mm/s （3）、污泥部分容积按每两车冲洗水量的3%计算（4）、污泥清淤周期15d 3）、降温池的容积设计

（1）、间断排放废水时，应按一次最大排水量及所需冷却水量的综合计算有

效容积；（2）、连续排放容积计算：

V=qw+ qw·k( tw+ ty)/ ( ty+ t1)

式中： V---降温池所需的有效容积（m3） qw---每班定期排污量（m3/h） tw---所排污水温度（℃） ty---所允许降温池排除的水温度（℃） t1---加入池内的冷水温度（℃） k---混合不均匀系数，取1.5 4）、化粪池：离里建筑物外墙不小于5米，离给水建筑物不小于30米（1）、化粪池的有效容积： V=V1+V2+ V3

式中：V---化粪池的有效容积（m3） V1---污废水部分的容积（m3） V2---污泥部分的容积（m3） V3---保护部分的容积（m3），按保护层厚度为250~400mm计；其中： V1=Nqt/24·1000

式中：N---化粪池实际使用人数，在计算单独建筑物化粪池时，总人数应乘以α%，α值按下表计算建筑物类型 α值（%）医院，疗养院，养老院，幼儿园（有住宿） 100 住宅、集体宿舍、旅馆 70 办公楼、教学楼、实验楼、工业企业生活间 40 职工食堂、影剧院、公共餐饮业、商场、体育场、其他按座位 10 q---每人每日的污废水量（L/人·天） t---污废水在池中的停留时间，一般取12~24h; V2---浓缩污泥部分的容积（m3）

V2=α·N·T（1-b）·k·1.2/（1-c）·1000

式中： α---每人每日的污泥量（L/人·天）（m3），污水于废水合流取

0.7，污水单独排放取0.4；

N---化粪池实际使用人数；

T---污泥清掏周期d应根据气温与气候条件，宜采用3~12个月，

污水温度和气温均较高时，取下限值，反之取上限值；

b---进入化粪池中新鲜污泥的含水率，按95%计 K---污泥发哮后体积缩减系数，宜取0.8 c---污泥发哮后污泥的含水率，取90%计 1.2---清掏污泥后遗留熟污泥量的容积，按污泥部分的20%计算；（2）、化粪池深度（水面到池底）不得小于1.3m,宽度不得小于0.75m,长度

不得小于1.0m,圆形化粪池直径不得小于1.0m。

（3）、双格化粪池，第一格的容量宜为总容量的75%，三格化粪池，第一格

第一格的容量宜为总容量的75%，第二格、第三格的容量各宜为总容量的20%.

5、屋面雨水排水系统： 1）、小时降雨量：（1）、降雨历时（屋面雨水排水管设计降雨历时按5min计算） t=t1+mt2

式中：t—降雨历时，min

t1---地面降雨历时，一般按5~10min取； t2---排水管内雨水流行时间（min）；

m—折减系数：小区支管和接户管，m=1；小区干管和暗管

m=2；明沟m=1.2;

（2）、设计重现期：

室外场地：居住小区1~3年，车站、机场等按2~5年计算；

屋面：一般性建筑物屋面按2~5年计，重要建筑物屋面按10年计算；（3）、小时降雨厚度： H=36q5

式中：H—小时降雨厚度，mm/h

q5---降雨历时5min的暴雨强度L/(s·100m2)； 2）、汇水面积：（1）、应按地面、屋面的水平投影面积计算。（2）、高处屋面的侧墙的汇水面积

·一面侧墙面积50%折算成汇水面积

·两面相邻侧墙，按两侧墙的平方和的平方根√（a2+b2）的50%折算成

汇水面积

·两面相对不同高度的侧墙，应按高出低墙上面的50%折算成汇水面积 ·两面相对等高度的侧墙，可不计面积

·三面侧墙，按最低墙顶以下中间墙面积的50%，加上最低墙顶以上墙

面积的值，按两面相邻或相对折算汇水面积

·见P594

生产废水量如超过雨水量的5%时，应计入雨水设计流量中，一般按换算成当量汇水面积： Fe=KQw

式中：Fe—当量汇水面积：（m3） Qw---生产废水流量；（m3）

K---换算系数： (s·100m2) / L；，见P594 3）、雨水流量计算：（1）、设计雨水流量：

qyqjFw/10000式中：

qy ——雨水设计流量，L/s；

qj ——设计暴雨强度，L/s·ha Fw ——汇水面积，m2

Ψ ——径流系数，见P595表3-3-24

（2）、溢流口排水流量

qyl=mb√(2g)·H13/2

式中：

qyl ——溢流口的排水量，L/s；

H1 ——溢流口前堰上水头，m b ——溢流口宽度，m

m---流量系数，一般可采用320 6、于水系统的水力计算 1）、雨水外排系统水力计算（1）、天沟内水流速采用曼宁公式计算 V=(1/n)*(R2/3)* (I1/2)

式中：v—天沟内水流流速(m/s)

R—水力半径（m）

I—水力坡度，≥0.003；

n—天沟的粗糙系数，铸铁管：0.013，钢管：0.012，塑料管：

0.009，详见：见P596表3-3-25

（2）、天沟过水断面积，按下式计算： ω= qy/1000v

式中：v—天沟内水流流速(m/s)

qyl ——天沟排水量，m3/s

ω---天沟过水断面积 ,m2 天沟过水断面积可能采用的形式：实际应增加50~100mm,起端不宜小于80mm 矩形： ω=BH0

梯形： ω=(a+b)H0/2 三角形： ω=bH0/2 半圆形： ω=πd2/8 弓形：见P596

式中：

a——底宽 m； b ——上口宽，m H0——水深，m

d---直径，m 2）、雨水内排系统水力计算（1）、屋面雨水斗泄流量计算 qd = Fd*H/3600

式中：qd—雨水斗泄流量(l/s)

Fd—雨水斗汇水面积（m2） H—小时降雨厚度，mm/h；

第四章建筑消防（规范第2章）

一、消火栓系统：

1、系统水量和设置场所：见P515~P518 2、消火栓充实水柱： 1）、室外消火栓充实水柱不应小于10m，常压供水应考虑地面到着火点的标高； 2）、室内消火栓充实水柱：

·消火栓的水充实水柱一般不应小于7m：

·超过100m的高层建筑、高架仓库、高层工业建筑内水充实水柱不应小于13m。

·不超过100m的高层建筑、超过六层的民用建筑，超过四层的厂房、库房、人防工程、停车库、修车库的水充实水柱不应小于10m。 3）消火栓充实水柱计算： Sk=

（H1-H2）/sinα(m)

式中 Sk——水的充实水柱长度，m；

H1——室内最高着火点离地面的高度，m；

H2——水离着火层地面的高度，m；一般取1m； α----水上倾角，一般为450,最大不应超过600； 4）、消火栓设置间距；

（1）室内消火栓保护半径计算： R=kLd+Ls

式中:R---消火栓保护半径,m;

Ld——水带的铺设长度；

k----水弯曲折减系数,宜根据水带的弯曲量取80-90%水带总长

Ls----水的充实水柱长度在平面上的投影长度，当水倾角为450时，

Ls=0.71 Sk；(L= Hmcosα)

大空间消火栓设置间距S，应根据消火栓保护半径R和保护间距b,根据勾股定理求得：

S=(R-b)1/2

式中 S——消火栓间距，m；

R——消火栓保护半径，m；

b——消火栓最大保护宽度的1/2，m 5）、管网水力计算：（1）、消火栓栓口水压计算：

消火栓栓口最低水压：

Hxh= Hq + hd + Hk =AdLdq2xh+q2xh/B+Hk

式中： Hxh—消火栓栓口最低水压, 0.01Mpa

Hq—水产生充实水柱所需水压,0.01Mpa,见P523表3-2-14

hd—水带的水头损失 , 0.01Mpa Ad---水带比阻：见P523表3-2-12； Ld---水带长度， m；

qxh—水喷嘴射出流量 , （l/s）;

B---水水流特性系数，见P523表3-2-13； Hk—消火栓栓口的水头损失，宜取0.02Mpa；（2）、消火栓栓口动压的减压计算

消火栓栓口水压超过0.50Mpa，可在消火栓栓口加设不锈钢减压孔板或采用减压稳压消火栓。具体计算见P524及表3-2-15； 6）、消防给水设施：（1）、屋顶水箱：

·有效容积：一类公共建筑不应小于18立方；

二类公共建筑、一类居住建筑不应小于12立方；二类居住建筑不应小于6立方

工业和多层建筑：消防水箱应储存10min的消防用水量，室内消防用水量《25l/s时，经计算大于12立方时，仍可采用12立方；室内消防用水量》25l/s时，经计算大于可采用18立方； ·设置高度：

 消火栓系统不超过100m的高层建筑，最不利点消火栓的静水压力不应低于0.07MPa：

 超过100m的高层建筑、最不利点消火栓的静水压力不应低于0.15MPa：  自动喷水系统，屋顶水箱的最低水位到自喷系统的最高喷头的静水压力不应低于0.10Mpa （2）、稳压气压供水设备

·有效容积：稳压气压罐的有效储水容积Vx1宜为450L,稳压水泵的运行调节容积宜按下式计算：

Vx2=1.25Qw/4nmax

式中：Vx2---稳压气压罐稳压水泵的运行调节容积，m3 1.25---安全系数；

Qw--稳压水泵设计额定流量，m3/h

nmax----稳压水泵1h内最大启动次数，10~20次/h; Vx2---按经验确定，一般为0.05~0.1 m3； ·稳压泵：稳压泵的设计流量一般为1~2l/s，压力（1）：主泵零流量时压力加0.05Kpa，（2）：消防主泵额定压力的1.1~1.2倍；（3）：高于消防主泵额定压力的0.1~0.2Mpa

·稳压气压罐总的有效储水容积 P531 V={（P1+0.1）/(P1-P0)}·Vx1 α=（V- Vx1）/ V

α---一般取0.65~0.85，特殊情况可取0.3~0.9 二、自动喷水灭火系统 1、系统类型： 1）、湿式自动喷水灭火系统适应范围和特点： • 环境温度：4-70C。 • 结构简单，使用可靠；

• 系统施工简单；

• 灭火速度快，控火率高； • 投资省，较经济； • 适用范围广。

湿式自动喷水灭火系统组成：

• 湿式报警阀组：湿式报警阀、延时器水力警铃、压力开关、试水阀等水流指示器和信号阀 • 闭式喷头

• 末端试水装置:由放水阀和压力表组成

每个报警阀组供水的最不利处设置. • 安全阀：防止系统超压 • 供水设备 • 管道系统 2）、干式自动喷水灭火系统适应范围和特点：

·适应范围： 4C以下、70C以上湿式系统无法使用的场所。

·优点：因报警阀后的管网平时无水，可避免冻结或水汽化的危险。

·缺点：增加了充气设备，对管网的气密性有较严格的要求，施工管理复杂，

有迟滞性。

干式自动喷水灭火系统组成 • 闭式喷头 • 管网

• 干式报警阀组

• 压力维持装置：当管网内气压因漏气降低时，自动启动空压机向管网充

气，保证阀后管网中空气压力恒定。

快速排气装置：闭式喷头开启后，快速减小阀后管网内的气压，使管网尽

快充水灭火，分加速机和排气机两种。

• 供水设备 3）、干、湿式自动喷水灭火系统

可在不同季节交替使用：如在冬季作为干式系统，夏季作为湿式系统，最大可能地克服干式系统灭火效率低的缺点。预作用自动喷水灭火系统适用场所和特点：

适用于准工作状态不允许有水渍损失及严禁系统误喷的场所。克服了干式系统喷头开启后系统排气使喷水延迟的缺点。 4）、预作用自动喷水灭火系统组成：

• 预作用阀：采用雨淋阀或干式报警阀，控制系统消防用水的供给，同时输出报警水流。

• 快开式止回阀：防止系统水倒流 • 感温(感烟)探测器

• 其他装置与干湿式自动喷水灭火系统的相应设施相同 5）、重复启闭预作用系统：原理与预作用自动喷水灭火系统类似。

特点：火灾扑灭后能够自动关闭灭火系统。火灾再次发生时，能够重新启动。适用于灭火后必须及时停止喷水的场所。重复启闭预作用系统组成：

• 自动复位报警阀：能够循环发出火灾信号、循环控制电磁阀的启闭。

• 火灾探测器：循环感温探测器，当火场温度上升超过或下降低于60℃时，发送信号到控制室，打开或关闭自动复位报警阀上的电磁阀，控制其开关。

• 感温(感烟)探测器：通过温度(烟气浓度)的变化感知火灾，自动报警。 • 其他设施与预作用喷水灭火系统相同。 6）、自动喷水——泡沫联用灭火系统：

对于易燃液体的火灾，单纯喷水——控火效果好、但灭火时间长、水渍损失大；单纯喷泡沫——系统费用高。可采用自动喷水—泡沫联用系统：既可喷水又可喷泡沫的自动喷水灭火系统。

闭式系统-泡沫联用：用泡沫灭火剂强化闭式系统

雨淋系统-泡沫联用：先喷水控火、后喷泡沫强化灭火；

先喷泡沫灭火、后喷水冷却防止复燃。干式系统-泡沫联用系统；预作用-泡沫联用系统；

重复启闭预作用-泡沫联用系统；水喷雾-泡沫联用系统等。

自动喷水——泡沫联用灭火系统组成 • 压力式泡沫液储罐

• 比例混合器：将水成膜泡沫液按比例投加到消防水中。 • 压力释放器：控制隔膜控制阀的启闭。

• 隔膜控制阀：其作用原理与雨淋阀类似，阀瓣受压密封，泡沫液进出口隔绝。当压力释放器使隔膜水室压力降低时，阀门打开，泡沫由泡沫液储罐投加到湿式报警阀后的管网中。

• 泡沫通道止回阀：设在压力式泡沫液储罐到比例混合器泡沫进口的连接管上，防止消防水进入泡沫供给系统。

• 测试控制阀：其他设施与相应的湿式自动喷水灭火系统相同。 7）、水幕系统

作用：用于阻火、隔火、冷却防火隔绝物和局部灭火，防止火灾蔓延，阻止火势扩大。设置场所：

• 超过1500个座位的剧院和超过2000个座位的会堂、礼堂的舞台口，以及与舞台相连的侧台、后台门窗洞口。

• 应设防火墙等防火分隔物而无法设置的开口部位。 • 防火卷帘或防火幕的上部。水幕系统组成 • 水幕喷头：

• 火灾探测警报器：感知火灾自动报警。

• 启动系统传动装置：感知火灾后自动开启系统控制阀。 • 雨淋阀：开式自动喷水灭火系统的报警和控制阀门。 • 其他设施与闭式自动喷水灭火系统基本相同。 8）、雨淋喷水灭火系统

火灾发生时，火灾探测传动装置启动雨淋喷水灭火系统，在保护区范围内的所有喷头立即喷水灭火，及时扑灭火灾。组成

• 开式洒水喷头：与玻璃体闭式喷头的不同之处是缺少感温元件和密封组件等释放机构。雨淋阀

• 溢流管：设在充水式系统中，保证充水水面液位恒定。 • 其他设施与水幕系统相同。 2、自动喷水灭火系统计算： 1）、系统设计流量：应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量 Qs=（∑qi）/60 Qs---系统设计流量，l/s；

qi----最不利点处作用面积内喷头节点的流量，l/min； n---系统最不利点处作用面积内喷头数量 2）、作用面积内的喷头数 N=A/As

A---相应危险等级的作用面积， m2；

As---喷头的保护面积， m2； N---作用面积内喷头数量 3）、作用面积形状的确定

作用面积的长边确定：Lmin=1.2A1/2

作用面积的短边确定：B=A/L 4）、第一个喷头喷出的流量： q=DAs

q----第一个喷头喷出的流量, l/min

D---相应危险等级的设计喷水强度，L/min· m2；

As---喷头的保护面积， m2； 5）、第一个喷头喷出的工作压力： q=k(10p)1/2

q----第一个喷头喷出的流量, l/min

k---喷头的流量系数；

p---喷头出口处的压力， MPa； 6）、沿程水头损失： h=iL

h ----沿程水头损失, MPa；

i---每米管道的水头损失，MPa；

L---管道长度， m； i=0.0000107v2dj-1.3

i---每米管道的水头损失，MPa v----平均流速，m/s

dj----管道的计算内径，m; 7）、局部水头损失：这换成当量长度计算：见P550表3-2-34 3、配水干管减压计算：见P552 4、例题： 1）、一综合楼高120m,地下2层为汽车库,1～3层为建筑面积12000m 2的商场,3层以上为办公楼,计算该建筑物的自动喷水灭火系统设计流量解：根据“喷规”,附录A的规定：

汽车库商场面积(12000m2)为中危险II级办公楼为中危险I级,

中危险I级:作用面积为160m2,喷水强度为6L/（min·m2）中危险II级:作用面积为160m2,喷水强度为8L/（min·m2）两者取其中最大者为设计流量：

则初步估算系统设计流量=(160×8/60) ×1.3=27.7L/s 2）、某自动喷水灭火系统采用标准喷头，喷头平均工作压力为0.12MPa，计算喷头流量为下列何值？

（A） 398.37L/min （B） 277.13L/min （C） 125.98L/min （D） 87.L/min 正确答案（D）

标准喷头流量q计算按下式计算：

式中： P——喷头工作压力，P=0.12Mpa K——喷头流量系数，K=80。 3）、某剧院工程建筑面积2.8万m2,1550座位,建筑高度23m,主舞台台口设钢质放火幕,舞台口高12m,宽度16m,主舞台面积400m2,地下室设柴油发电机房,水喷雾系统用水量30L/s,室外按两路给水设计,其水压水量满足室外消防要求. 题：(1) 室内消防水池容积下列哪一个最合适? A 300m3; B 415 m3; C 523 m3 ;D 570 m3. B正确答案解：（1）该剧院应设置哪些消防设备？（2）《防火》8.5.1条：建筑物内设有消火栓、自动喷水设备时，其室内消防用水量应按同时开启的设备用水量之和计算。确定剧院应设置哪些消防设备及其用水量： 1《防火》8.5.2条：室内消火栓15L/s

2《防火》8.7.1条：应设闭式系统21.3L/s;

《自喷》5.0.1条设计参数8*160/60= 21.3L/s 3《防火》8.7.2条：应设水幕系统16L/s

《自喷》5.0.10条设计参数1.0*16m=16L/s 4《防火》8.7.3条：应设雨淋系统69.3L/s

《自喷》5.0.1条设计参数16*260/60=69.3L/s 5 水喷雾系统30L/s

题（2）室内每个灭火系统均为系统,至少采用几个水泵接合器？ A 4; B 10; C 9; D 13. D为正确答案 4）、一栋12层商住楼,底层商场面积20×50=1000m2,层高4.5m,设置格栅型吊顶,喷头安装标高4.2m;2层及以上为单元式普通住宅,层高3m,每层面积600m2. 题：(1)湿式自动喷水灭火设计流量采用作用面积法计算(流量系数1.3),其设计流量应是__L/s.

A 21; B 27; C 30; D 36. B为正确答案

q80100.1287.L/min

题（2) 室内消火栓系统设计流量应是__L/s. ( )

A 10; B 15; C 20; D 30. B为正确答案.

题(3) 高位消防水箱的箱底最低标高应是__m. ( )

A 37; B 41.5; C 42.6; D 45.6. C为正确答案.

题(4)消防用水总量全部储存于消防水池,有效容积__m3. A 241.2; B 288; C 385.2; D 396. A为正确答案. 5）、某百货仓库建筑面积18×90=1620m2,静高7.10m,耐火等级一级,货品装于瓦楞纸箱或木箱内,堆积高度6m.喷头直立安装,溅水盘距顶板下0.10m,假设消防用水塔至最不利喷头的管路水头损失0.05MPa,喷淋消防水泵供水时管路水头损失0.10MPa.室内消火栓沿纵墙单排布置,采用DN65栓, 19水箱,龙带长25m.市政生活、消防合用管道为支状,消防用水总量全部储存,消防水池最低水位在室内地坪下3m.

题1) 本工程采用下述哪种系统最为合适? ( ) A 雨淋系统;

B 大流量喷头湿式系统;

C 快速响应喷头预作用系统; D 快速响应早期抑制喷头系统.

D为正确答案.

题(2) 本工程火灾危险等级应属于下列哪一种? A 严重危险级I级; B 严重危险级II级; C 仓库危险级I级; D 仓库危险级II级.

D为正确答案.

题(3) 一只喷头的保护面积是9m2.最佳喷头间距应是__ A 3.0m×3.0m B 3.0m×3.6m C 3.6m×3.6m D 4.0m×4.0m

A为正确答案

题(4) 本工程采用的报警阀数量应是_只. A 0; B 1; C 2; D 3. B为正确答案

题(5) 本工程采用的水流指示器应是__只. A 0; B 1; C 2;

D 3.

A为正确答案.

题(6) 假设作用面积内喷头流量相等,流量系数1.3,系统设计流量应是__L/s. A 52; B 96; C 104; D 113.

B为正确答案. 题7）喷淋泵的扬程应是__m. ( ) A 44; B 54; C 56; D 58.

C为正确答案.

题8）当进行水压强度测试时,测试压力应不低于__MPa.

A 1.0; B 1.2; C 1.4; D 1.6. C为正确答案.

题（9）水泵接合器按上限流量计算应设置__只.

A 0; B 3; C 5; D 7. D为正确答案.

题（10）室内消火栓用水量应是__L/s. ( ) A 5; B 10; C 30; D 40.

B为正确答案.

题（11）消火栓喷出的充实水柱长度(水上倾角=30°)应为__m. A 8; B 10; C 12; D 14 Hm=h/sin α=6/0.5=12m (C为正确答案.)

例题：（1）、一地下车库设有自动喷水灭火系统，选用标准喷头，车库高7.5m，柱网为8.4m×8.4m，每个柱网均匀布置9个喷头，在不考虑短立管的水力阻力的情况下，求最不利作用面积内满足喷水强度要求的第一个喷头的工作压力： A．0.1Mpa B．0.05Mpa C．0.06Mpa D．0.12Mpa

解：根据《自动喷水灭火系统设计规范》地下车库喷水强度按中危险等级Ⅱ级选

用，为8L/min.m2。

柱网为8.4m×8.4m，每个柱网均匀布置9个喷头，喷头为正方形布置。每个喷头保护面积为8.4×8.4/9＝7.84，q=7.84×8＝62.7 L/min.m2 喷头流量计算公式《自动喷水灭火系统设计规范》30页9.1.1无K值《自动喷水灭火系统设计规范》3页2.1.7有K＝80 《建筑给水排水工程》86页3.4.1公式有K＝80

q=K×(10P)0.5代入q=62.7 L/min.m2，K＝80，反求P＝0.06 Mpa。选C （2）、有一座4层建筑物，层高5m，按照中危险Ⅱ级设置了自动喷水灭火系统，各层自

动喷水灭火系统的布置方式完全相同，其最不利作用面积的设计流量为1600L/min.m2，作用面积所需压力为0.295Mpa。最不利层最有利作用面积处的压力为0.455Mpa，在不计其它管道的水头损失，不考虑系统减压时，计算最有利层最有利作用面积处的出流量与最不利层最不利作用面积处的设计流量的比。 A．1.24 B．1.54 C．2.05 D．1.43

解：“其最不利作用面积的设计流量为1600L/min.m2，作用面积所需压力为0.295Mpa。”该处最不利作用面积即所谓最不利层最不利面积。因为“各层自动喷水灭火系统的布置方式完全相同”决定了整个系统的最不利作用面积只能在最不利层，即4层。那么最不利层最不利作用面积处的设计流量是已知条件1600L/min.m2。下面我们来求最有利层最有利作用面积处的流量已知最不利层最有利作用面积处的压力为0.455Mpa，因为“各层自动喷水灭火系统的布置方式完全相同”，最不利层最有利作用面积实际是4层最有利作用面积，最有利层最有利作用面积实际是1层最有利作用面积，而根据“各层自动喷水灭火系统的布置方式完全相同”得知，4层、1层最有利作用面积完全相同，所以题目中最有利层最有利作用面积处的压力与最不利层最有利作用面积处的压力（0.455Mpa）相差的仅是1层、4层的高差，即3×5＝15m。最有利层最有利作用面积处的压力即为0.455+3×5m×0.01＝0.605 Mpa。按作用面积的平均流量计算，即把作用面积内的喷头看成是1个大喷头。最有利层最有利作用面积处的出流量q1=K×(10P1)0.5。P1＝0.605 最不利层最不利作用面积处的设计流量q2=K×(10P2)0.5。P2＝0.295 两者相比：(10×0.605)0.5/(10×0.295)0.5＝1.43，选D。

闲话：这样题目给出的最不利层最不利作用面积处的设计流量1600 L/min.m2，反而一点用都没有。

（3）、一栋建筑高度96m的高层民用建筑，地上部分24层，屋顶消防水箱有效容积18m3；

其最低水位至最不利消火栓的高度为8.1m，地下部分分3层，每层层高5m，消防水池，水泵房设在地下一层，水池最低有效水位为－4.5m，水泵计算时，系统水头损失按计算高度估算为0.1 Mpa，整个系统的水力坡度相同，经计算消火栓栓口最小压力不应小于0.2 Mpa，水泵水头损失为0.02 Mpa。水泵扬程计算时考虑最小安全系数，栓口直径DN65mm的消火栓内径68mm，则第20层消火栓的减压孔板最合理的选取方式。 A 、不设减压孔板

B 、选一个孔径为58mm的孔板 C、选一个孔径为20.5mm的孔板 D、选一个孔径为32.5mm的孔板解：从地下室水泵算起：水泵扬程： 1.05安全系数×（4.5最低水位+（23×4+1.1）24层消火栓高+10系统水头损失+2水泵水头损失+20消火栓栓口压力）＝136.08m

到20层消火栓所消耗的扬程： 4.5最低水位+（19×4+1.1）20层消火栓高+2水泵水头损失+10×（19×4+1.1+4.5）/(96+4.5) 系统水头损失＝91.72m

20层消火栓栓口压力：136.08－91.72＝44.36 小于50m，不设减压，选A。

注：题中“系统水头损失按计算高度估算为0.1 Mpa，整个系统的水力坡度相同”水泵计算高度96+4.5＝100.5。20层消火栓计算高度19×4+1.1+4.5＝81.6。到20层消火栓损失10×86.6/105.5＝8.12m

第五章建筑热水

1、冷热水比例计算：

Kr=（th-tl）·100%/( tr-tl)

式中： Kr---热水混合系数； th—混合水温度 ℃；

tl---冷水温度 ℃；

tr---热水温度 ℃ ；

Kl—所需冷水量占混合水量的百分比；Kl=1- Kr； 2、热水用量计算：

qrh=Qh/1.163(tr- tl)ρr

式中： qrh ---设计小时热水用量，l/h；

Qh—设计小时耗热量，W；

tl---设计冷水温度 ℃； tr---设计热水温度 ℃ ； ρr---热水密度，kg/l 3、设计小时耗热量计算：（1）、全日供应热水的住宅、别墅、旅馆等建筑物集中热水供应的小时耗热量计算： Qh= Khm qrc(tr- tl)

ρr/800

式中： Qh—设计小时耗热量，W;

m—用水计算单位数，人数或床位数；

qr ---热水用水定额，l/（人·d）,按P639表3-4-3计算 c---水的比热，c=4187J/(kg·℃)；

tl---设计冷水温度 ℃；按P2表3-4-7选用； tr---设计热水温度 tr=60 ℃ ； ρr---热水密度，kg/l；

Kh—小时变化系数；按P4表3-4-8，9，10选用；（2）、定时供应热水的住宅、旅馆、医院和工业企业生活间、公共浴室、学校等建筑物集中热水供应的小时耗热量计算：

Qh=∑ qh (tr- tl)

ρrn0 bc/3600

式中： Qh—设计小时耗热量，W;

qh ---卫生器具热水的小时用水定额，l/（人·d）,按P0表

3-4-4计算

c---水的比热，c=4187J/(kg·℃)；

tl---设计冷水温度 ℃；按P2表3-4-7选用； tr---设计热水温度 ℃ ；按P0表3-4-4选用 ρr---热水密度，kg/l； n0—同类型卫生器具数

b---卫生器具同时使用百分比；按P5表3-4-11选用；

4、加热设备供热量计算：（1）、容积式水加热或储热容积与其相当的加热器、热水机组按下式计算：

Qg= Qh-{1.163ηVr (tr- tl) ρr/T}

式中： Qg—容积式水加热器的设计小时供热量，W;

Qh ---设计小时耗热量，W;

η---有效容积系数，容积式水加热器η=0.75，导流型容积式

水加热器η=0.85；

Vr---总储热容积，L;

T---设计小时耗热量持续时间，T =2~4h;

tl---设计冷水温度 ℃；按P2表3-4-7选用； tr---设计热水温度 ℃ ；按P0表3-4-4选用 ρr---热水密度，kg/l；（2）、半容积式水加热器或储热容积与其相当的加热器、热水机组的供热量

按设计小时耗热量计算；（3）、半即热式、快速式水加热器或储热容积与其相当的水加热设备的供热

量按设计秒流量计算； 5、热媒耗量计算（1）、采用蒸汽直接加热时，蒸汽耗量按下式计算： G=（1.1~1.2）·3.6·Qh/ ( im-ir)

式中： G—蒸汽耗量，kg/h;

Qh ---设计小时耗热量，W;

im---蒸汽热焓，kj/kg ；按P6表3-4-12选用；

ir---蒸汽与冷水混合后的热焓 kj/kg；可按ir=C tr计算； C ---水的比热，4.187 kj/（kg·℃）；（2）、采用蒸汽间接加热时，蒸汽耗量按下式计算： G=（1.1~1.2）·3.6·Qh/ ( im-in)

式中：G—蒸汽耗量，kg/h;

Qh ---设计小时耗热量，W;

im---蒸汽热焓，kj/kg ；按P6表3-4-12选用； in---蒸汽凝结水热焓 kj/kg；按P6表3-4-12选用；（3）、采用热媒为热水间接加热时，热媒耗量按下式计算： G=（1.1~1.2）·3.6·Qh/{C·

( t1-t2)}

式中： G—蒸汽耗量，kg/h;

Qh ---设计小时耗热量，W;

tl---设计冷水温度 ℃；按P2表3-4-7选用； tr---设计热水温度 ℃ ；按P0表3-4-4选用； C ---水的比热，4.187 kj/（kg·℃）； 6、储热设备容积计算： V=3.6·T·Qh/{C·

( tr-tl)·60}

式中： V—储水器的出水容积，L; Qh ---设计小时耗热量，W;

T---按P7表3-4-13中规定的时间，min;

tr---热水温度 ℃；按P2表3-4-7选用； tl---冷水温度 ℃ ；按P0表3-4-4选用； C ---水的比热，4.187 kj/（kg·℃）； 7、热水管网计算：（1）、第一循环管网的水力计算

1）、热媒为热水：

Hzr =10·Δh( ρ1-ρ2)

式中： Hzr ---第一循环自然压力值，Pa;

Δh—锅炉或水加热器中心与储热器中心的标高差，m; ρ1---储水器回水密度， kg/m3 ；

ρ2---锅炉或水加热器的出水密度， kg/m3 ； 2）、热媒为蒸汽：根据允许流速和相应的比降确定管径和水头损失。（2）、第二循环管网的水力计算

1）、热水循环流量： qx = Qs/1.163Δt

（1）

式中： qx ---全日供热水循环流量，l/h;

QS—配水管道的热损失，W，经计算确定，一般采用设计小

时耗热量的3%~5%;

Δt ---配水管道的热水温度差，℃，按系统大小确定，一般取

5~10℃ ；

qx = Qs/1.163Δt （1）

式中： qx ---全日供热水循环流量，l/h;

QS—配水管道的热损失，W，经计算确定，一般采用设计小

时耗热量的3%~5%;

Δt ---配水管道的热水温度差，℃，按系统大小确定，一般取

5~10℃ ；

8、计算实例（1）、某住宅楼，共20户，每户按3.5人计，采用定时集中热水供应系统，热水用水定额按80L/(人·d) 计(60 ℃)，密度为0.98 kg/L，冷水温度按10℃计。每户设有二个卫生间，一个厨房。每个卫生间内设浴盆（带淋浴器）一个，小时用水量为300L/h,水温为40℃，同时使用百分数为70％，洗手盆一个，小时用水量为30L／h，水温为30℃，同时使用百分数为50％；大便器一个；厨房设洗涤盆一个，小时用水量为180L/h，水温为50℃，同时使用百分数为70％。该住宅楼的最大小时耗热量为_____W。（） A 680804；B 143614；C 287228：D 258505。解：

q(trtl)rN0bcQhh

3600只计算浴盆；

*每户只计算一个卫生器具

*定时供水时用百分数法——卫生器具的数目与人数无关

300(4010)0.982070%4187

Qh 3600（2）、某工程采用快速式水加热水器,热媒为4kg/cm2的饱和蒸气(表压),饱和温143614度为151.1℃,冷水温度为10℃ ,水加热器出水温度为60℃,凝结水温度为80℃,热媒与被加热水的计算温度差为_______.

A 114.3℃； B 80.6℃； C 70.6℃； D 102.1℃ △tmax=151.1-10=141.1

△tmin=151.1-60=91.1

△tj=△tmax- △tmin ln △tmax//△tmin （3）、已知热水系统容积为1000L,热水温度为60℃,密度为0.98kg/L,冷水温度按5℃,密度为1 kg/L,回水温度为40℃,密度为0.99 kg/L,水加热器底至冷水补给水箱的水面高度为100m,计算膨胀水箱的有效容积为_____ L,水面高出冷水水箱的高度约为 ____ m.

A 12, 2；B 21, 2；C 33, 1 D36, 1 V=0.0006*△t*Vs=0.0006*(60-5)*1000=33L h=H(ph/pr-1)=100(0.99/0.98-1)=1m （4）、热水系统日用热水量为11000L/d(60℃),密度为0.98 kg/L,水加热器采用2个3.0m3的容积式换热器,并设有压力式膨胀罐,管道的容积为2000L,回水温度为40℃,密度为0.99 kg/L,冷水温度为5℃,密度为1 kg/L,回水管在进入换热器处的工作压力为0.4Mpa, 膨胀罐的总容积为______ m3. A 0.43；B 3.43；C 1.71; D 0.86.

Ve(fr)P2(P2P1)rVs(0.990.98)0.52581.71(0.5250.5)0.98P10.40.10.5P21.050.50.525Vs2328（5）、某集中热水供应系统采用

2台导流型容积式水加热器制备热水，设计参

数为热损失系数Cr=1.15，换热量Qz=1080kW，热媒为0.4MPa饱和蒸汽，初温为151.1℃，终温为60℃。被加热水初温为10℃，终温为60℃，热媒与被加热水的算术温度差为70.6℃，对数温度差为68.5℃，传热系数为1500W(m2·℃)，传热影响系数为0.8。计算每台水加热器的换热面积为下列何项？ A 5.87m2 B 6.38m2 C 7.33m2 D 7.56m2 正确答案（C）

CrQzF容积式水加热器的加热面积Fjr按下式计算： jrKtj式中：Qz——制备热水所需热量，Qz=1080000W K——传热系数，K=1500W（m2·℃）; ε——传热影响系数，ε=0.8；

Δtj——热媒与被加热水的计算温度差， Δtj=70.6℃; Cr——热损失系数，Cr=1.15。

1.151080000代入各值：

Fjr14.66m20.8150070.6

F14.66每台热水器的面积为： jr7.33m222

（6）、如图所示,热水锅炉出水温度为80℃,密度为0.917㎏/L,储水器的回水温度为50℃,密度为0.9881㎏/L,锅炉中心与储水器中心的标高差为10m,第一循环管的自然压力值为____Pa

A 1630 B 1.63 C 163 D 16.3 Hxh=10*h(p1-p2)=10*10*(0.988-0.97)*1000 =1630Pa

A为正确答案。

（7）、某培训中心采用定时热水供应系统，其设计数据如下：学员600人，60℃热水，定

额为100L/人d，热媒为高温热水，经一台贮水容积为5.0m3的半容积式水加热器供给热水，热水供水管网容积为1.2m3，回水管网容积为0.3 m3，膨胀罐处管网工作压力为0.3Mpa，冷水供水温度10℃，回水温度50℃，水温为10℃、50℃、60℃时水的密度：0.999Kg/L，0.988 Kg/L，0.983 Kg/L。

下列循环泵流量qx和膨胀罐总容积Ve为：

A、qx＝3－6m3/h，Ve＝2.22m3 B、qx＝13－26m3/h，Ve＝2.22m3 C、qx＝300m3/h，Ve＝2.22m3 D、qx＝3－6m3/h，Ve＝0.69m3 解：（1）求qx

《建筑给水排水工程》中国建筑工业出版社（第五版）267页公式 Qb≥（2－4）V

Qb－循环水泵的流量，L/h；

V－热水循环管网的水容积，不包括无回水管的管段和加热设备的容积，L 本题V＝热水供水管网容积1.2m3＋回水管网容积0.3 m3＝1.5m3 qx≥（2－4）V＝3－6m3/h （2）求Ve

见《建筑给水排水设计规范》97页5.4.21公式 Ve＝（ρf－ρr）P2×VS /（P2－P1）ρr 在本题中：

ρf－0.999Kg/L ρr－0.983 Kg/L P1－0.3＋0.1＝0.4Mpa P2－1.05 P1

Vs－热水供水管网容积1.2m3＋回水管网容积0.3 m3＋半容积式水加热器贮水容积为5.0m3＝6.5 m3 代入计算

Ve＝（ρf－ρr）P2×VS /（P2－P1）ρr ＝（0.999-0.983）×0.4×1.05×6.5/ （1.05－1）×0.4×0.983＝2.22 m3 选A。

（8）、某医院床位数800，全日集中供应热水60℃，热水定额为160L/床d，冷水供水温

度10℃，热媒为饱和蒸汽，其初温、终温分别为151℃，80℃，蒸汽热焓2749KJ/Kg，采用有效贮热容积系数n=0.95的半容积式水加热器制备65℃热水，热水密度均为0.983Kg/L，以下关于设备选型计算及最大蒸汽量G为何值？

A、选一个总容积为≥2632L的水加热器，G＝937.6Kg/h B、选二个总容积为≥1316L的水加热器，G＝1031.3Kg/h C、选二个总容积为≥1487L的水加热器，G＝1115.3Kg/h D、选一个总容积为≥2974L的水加热器，G＝1013.8Kg/h 解：（1）最大蒸汽量G

全日供应热水建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量公式《建筑给水排水工程》中国建筑工业出版社（第五版）245页 Qh=KhmqrC(tr－tL) ρr/800

Kh用内插法（800-500）/（Kh－2.23）＝（1000-800）/（1.95－Kh）计算=2.06 Qh=KhmqrC(tr－tL) ρr/800

＝2.06×800×160×4187×（60-10）×0.983/800 ＝628043.80W

采用蒸汽直接加热时，蒸汽耗量按公式

《建筑给水排水工程》中国建筑工业出版社（第五版）274页8.2.4

G=（1.10－1.20）×3.6Qh/（im－ir）题目求最大蒸汽量，系数选用1.20 ir＝4.187tr

tr－蒸汽与冷水混合后的热水温度，取65℃

代入计算：G＝1.20×3.6×628043.80/（2749－4.187×65）＝1095.34W （2）设备选型计算

在实际工程中，贮水器的容积多用经验法公式

《建筑给水排水工程》中国建筑工业出版社（第五版）256页8.3.17 V＝60TQh/( tr－tL)C=60×15×628043.80/（65－10）×4187＝2455L 据题意有效贮热容积系数n=0.95 V=2455/0.95＝2584L 选C

疑问：

按现在的算法算出的结果和选项不是特别吻合，只好选了一个最为接近的。

第六章建筑中水

1、下列建筑排水应单独排水进行处理或回收： ·饮食业的含油废水 ·洗车台冲洗水 ·高于40C的废水

·用作中水水源的生活废水

·屋面雨水应单独排水，在缺水地区宜贮存 2、中水处理量按下式计算： q=（1.1~1.15）·Q/t

式中： q—设施处理能力，m3 /h;

Q ---最大日中水用量，m3 /h;

t---处理设施每日设计运行时间, h

3、水量平衡图：

下列四项建筑工程中哪一项适宜设置配套中水设施，并根据用水量表1，表2给定的条件绘制该项目的水量平衡图。设计参数，

公寓－可回收的排水项目的平均日给水量为110m3/d；集中建筑区－可回收的排水项目的平均日给水量为170m3/d；

宾馆－可回收的排水项目的平均日给水量为330m3/d；

居住小区综合污水量700 m3/d，（注：处理装置自耗水量按10％计，中水供水采用调速泵。表1为各项用水量占日用水量的百分数；表2为日用中水量）表1 占总水量的％食堂淋浴盥洗洗衣 16 53 14 17 折减系数B均为0.85 表2 m3/d 洗车冲厕绿化 84 83 62

A、公寓 B、集中建筑区 C、宾馆 D、居住小区

闲话：如果题目没有抄错的话，我个人感觉这是一道极其搞笑和稀里糊涂的题目。首先表1、表2为四个建筑项目的用水通用表，就令人很诧异。其次，前三项给定的条件都是“可回收的排水项目的平均日给水量”，和表1还算般配。第四项居住小区偏偏给了个综合污水量，就让人很奇怪了，如果单纯按学院派考试的思路不考虑设计实际情况，按表1算，完全可以同前三项一样给出“可回收的排水项目的平均日给水量”这样的条件，大家闭着眼算就好了，你给一个综合污水量我要怎么处理呢？按常理居住小区污水种类不可能只有表1这四种，起码少厨房和冲厕污水，而且居住小区哪里冒出来的食堂呢？不按表1算？其它污水的用途怎么考虑？而且，表1的各种污水百分比加起来正好是100，没有其它污水的位置了，莫名其妙。既然题目莫名其妙，我也只好硬着头皮莫名其妙的算下去了。下面是我的解法，全当抛砖引玉，请各位同行指点。

解：根据表2日计算出日用中水量为229 m3/d，公寓和集中建筑区的水量不满足，需要市政补水，排除。居住小区的综合污水量多达700 m3/d，水源充足，但水质条件差，处理成本偏高，排除。（真正原因是我不知道怎么算，呵呵）选择C宾馆。水量平衡图：解题思路参见《建筑给水排水工程》中国建筑工业出版社（第五版）307页例11.1

人防地下室给排水设计特点：

1. 设置防爆阀门的场合：防护密闭门内侧围护结构内侧

b) 穿越内部防护区域给水管道在防护单元墙的两侧在防护单元楼板 c) 排水通气管穿越围护结构的内侧

穿越非人防区域楼板的内侧 d) 排水压力排出管穿越外墙内侧穿越顶板内侧

e)排水立管穿越防空地下室围护结构的内侧 f)输穿越人防围护结构的内侧

人防战时用水标准：

1、人员饮用水：4l/d，储水时间15天 2、人员生活用水：4l/d，储水时间10天

3、口部洗消用水：每次取10l/平方米，取一次； 4、人员局部洗消用水：0.4吨

1、什么场合出现0.1m的间距或高度要求？

1)第3.8.15条，水泵基础高出地面不应小于0.10m;

2)第3.8.6条，水泵吸水喇叭口至池底的净距不应小于0.10m; 3)第5.4.19条，膨胀管出口离接入水箱水面的高度不小于0.10m;

4)塑规第4.4.6条，塑料管道穿越楼板屋面时设套管，套管高出地面、屋面不小于0.10m;

5)塑规第4.4.7条，塑料管道与其它金属管道平行敷设时，应有不少于0.10m保护距离;

6)塑规第4.1.7条，架空塑料给水管顶上空净空不宜小于0.10m;

7)游规第4.4.3条，游泳池、水上游乐池的补水箱，补水管应高出箱内最高水位0.10m;

8)游规第5.6.5条，游泳池通过平衡池、均衡池补充水出水口高出箱内溢流水位0.10m。

2、什么场合出现0.15m的间距或高度要求？

1)第3.2.12条，生活饮用水箱进水管最低点高出溢流边缘最大可不大于0.15m; 2)第3.5.15条，建筑物内埋地给水管与排水管交叉埋设最小净距不应小于0.15m; 3)中规第8.1.4条，建筑中水管道与给水管、排水管交叉埋设时，其最小间距不应小于0.15m;

4)塑规第3.5.3条，室外给水管道管顶最小覆土深度不得小于冰冻线以下0.15m; 5)第4.3.2条，小区生活污水管道埋设深度不得高于冰冻线以上0.15m; 6)第4.3.14条，饮料用贮水箱的间接排水口最小空气间隙不得小于0.15m; 7)第4.5.13条，排水横管起点清扫口与其端部相垂直墙面的距离不得小于0.15m; 8)第4.5.14条，立管上设检查口，应高于该层卫生器具边缘0.15m;

9)第4.6.9条，器具通气管、环形通气管、专用通气管、H管与通气立管的连接点应设在卫生器具上边缘以上不小于0.15m处与通气立管连接;

10)游规第13.1.1条，浸脚消毒池的消毒液有效水深不得小于0.15m。

3、什么场合出现0.20m的间距或高度要求？

1)第3.5.13条，塑料给水管距燃气热水器边缘不宜小于0.20m;

2)塑规第2.1.10条，塑料给水管距供暖管道的净距不得小于0.20m;

3)第3.8.15条，泵房内管道外底距地面或管沟底面距离，当DN≤150mm时，不应小于0.20m; 4)第4.8.3条，降温池有压高温污水如无两次蒸发时，管口宜插入水中深度0.20m以上;

5)第5.4.16条，水加热器上部附件的最高点至建筑结构最低点的净距不得小于0.20m。

4、什么场合出现0.25m的间距或高度要求？

1)第3.8.15条，泵房内管道管外底距地面或管沟底面距离，当DN≥200mm时, 不应小于0.25m

5、什么场合出现0.30m的间距或高度要求？

1)第3.2.12条注，当生活饮用水贮水池的最高水位比建筑物给水引入管管底低0.30m时，其进水管无须高出溢流边缘;

2)第3.5.3条，敷设在室外综合管廊(沟)内，给水管与各种管道之间净距不宜小于0.30m;

3)第3.8.7条，多台水泵吸水总管的在池中的引水管应设向下的喇叭口，喇叭口低于水池最低水位不宜小于0.30m;

4)第3.3.，自吸式水泵计算允许安装高度时，应有不小于0.30m的安全余量; 5)第4.3.2条，生活污水接户管覆土深度不宜小于0.30m;

6)第4.3.1，当排水管道连接井处跌落差大于0.3m时，不受偏转角; 7)第4.6.10条，通气管高出屋面不得小于0.30m;

8)第4.6.15条，当地最冷月平均气温在-13℃以下地区，应在室内平顶或吊顶以下0.3m处，将伸顶通气管放大一级；

9)排规第4.1.14条，管径大于或等于110mm的横支管与暗设立管相连时，墙体贯穿部位应设置阻火圈或长度不小于0.3m 的防火套管。

6、什么场合出现0.40m的间距或高度要求？

1)第3.5.13条，明设的塑料给水立管距灶台边缘不得小于0.40m; 2)第4.3.3条，塑料排水立管距家用灶台边，净距不得小于0.40m; 3)第4.5.3条，排水管起点设置堵头代替清扫口时，堵头与墙面应有不小于0.40m的距离。

7、什么场合出现0.50m的间距或高度要求？

1)第3.5.15条，建筑物内生活给水管与排水管埋地平行敷设的最小净距不应小于0.50m;

2)中规第8.1.14条，建筑中水管道与生活给水管、排水管埋地平行敷设的最小净距不应小于0.50m;

3)第3.5.10条，给水立管离大便、小便槽端部不得小于0.50m; 4)第3.8.6条，自灌式水泵吸水喇叭口低于水池最低水位0.50m;

5)第5.6.5条，下行上给式热水系统循环管道的回水立管可在最高配水点以下0.50m处与配水主管连接;

6)排规第3.1.21条，在最冷月平均气温低于-13℃的地区，立管尚应在最高层离顶棚0.50m处设置检查口;

7)排规第4.1.14条，立管管径大于或等于110mm且明设时，在楼板处设置长度不小于0.50m的阻火套管;

8)排规第4.1.14条，横干管穿越防火分区隔墙时，管道穿越墙体的两侧应设置阻火圈或长度不小于0.50m的防火套管。

8、什么场合出现0.60m的间距或高度要求？

1)第3.5.19条，进人的管道井，维修人员的工作通道净宽度不宜小于0.60m; 2)第3.7.3条，水池(箱)装有管道的侧面，其管道外壁与建筑本体墙面之间通道宽度不宜小于0.60m;

3)第4.3.12条，横支管接入横干管竖直转向管段时，连接点应距转向处以下不得小于0.60m;

4)第4.6.10条，在通气管口周围4m以内有门窗时，通气管口应高出窗顶0.60m，或引向无门窗一侧;

5)第4.8.2条，隔油池出水管管底至池底的深度不得小于0.60m; 6)游规第11.4.3条，几童游泳池水深应为0.60m。

9、什么场合出现0.70m的间距或高度要求？

1)第3.5.3条，室外给水管道在车行道下覆土深度不宜小于0.70m;

2)第4.3.2条，小区干道和小区组团道路下的排水管道覆土深度不宜小于0.70m; 3)第3.7.3条，水池(箱)外壁无管道的侧面与墙面之净距不宜小于0.70m;

4)第3.8.16条，泵房检修场地尺寸宜按水泵或电机外形尺寸四周有不小于0.70m通道确定;

5)第5.4.16条，容积式、导流型容积式、半容积式水加热器的一侧应有净距不小于0.70m的通道;

6)游规第16.2.1条，游泳池过滤器与墙面之净距不宜小于0.70m。

10、什么场合出现0.80m的间距或高度要求？

1)第3.7.3条，水池(箱)的顶板至上面建筑本体板底的净空不小于0.80m;

2)第3.7.5条，高位水箱的箱底与地面板净距，当有管道敷设时不宜小于0.80m; 3)第5.4.17条，热水机组最上部部件(大烟囱除外)至机房顶板梁底净距不宜小于0.80m;

4)游规第16.2.1条，游泳池过滤器与过滤器之间净距不宜小于0.80m;

5)游规第16.2.1条，游泳池过滤器顶端建筑结构最低点净距不得小于0.80m。

11、什么场合出现1.0m的间距或高度要求？

1)第3.7.3条，生活饮用水水池(箱)安装管道的侧面与建筑本体结构墙面之净距不宜小于1.0m;

2)第3.9.26条，成人戏水池的水深宜为1.0m; 3)第3.10.5条，冷却塔检修通道不宜小于1.0m; 4)第4.5.14条，排水立管上设置检查口，应在地(楼)面以上1.0m;

5)第4.9.24条，压力流屋面雨水排水悬吊管与雨水斗出口的高差应大于1.0m; 6)第5.4.17条，热水机组两侧通道宽度应为机组宽度，且不应小于1.0m。

12、下列压力值适合哪些部位？

0.01MPa 0.03MPa 0.02～ 0.05 MPa 0.05MPa 0.025～ 0.04 MPa 0.06MPa 0.10MPa 住宅入户管上水表水头损失值管道过滤器局部水头损失值建筑物或小区引入管上水表只通过生活用水工况下的水头损失值使用净水水咀最低工作压力为0.03MPa 游泳池循环水进入水池流出水头建筑物或小区引入管上水表通过消防用水工况下的水头损失倒流防止器水头损失值游泳池压力过滤器滤料为石英砂无烟煤和沸石时，水头损失不超过0.06MPa 居住小区生活与消防合用管道应按生活用水流量叠加区内一次火灾的最大消防流量校核管道末梢室外消火栓从地面算起的水压，不得低与0.10MPa 绝对压力为工作压力值加0.10MPa 雨水压水流排水塑料管抗环变形外压力应大于0.15MPa 可调式减压阀的阀前与阀后，要求环境安静的场所不应大于0.30MPa 水压大于0.35MPa入户管(或配水槽管)，宜设减压或调压设施高层建筑饮用净水各分区最低配水点的静水压不宜大于0.35MPa 可调式减压阀阀前与阀后的最大压差不应大于0.40MPa 分区最低卫生器具配水点静水压不宜大于0.45MPa 0.15MPa 0.30MPa 0.35MPa 0.40MPa 0.45 Mpa 0.55 Mpa 0.60MPa 0.90MPa 1.0MPa 高层建筑饮用净水各分区配水点静水压不得大于0.45MPa 分区最低卫生器具配水点静水压，特殊情况下不宜大于0.55MPa 气压水罐内最高工作压力,不得使管网最大水压处配水点的水压大于0.55MPa 卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.60MPa 压力过滤器罐体承受的压力不宜小于0.6MPa 配水件的试验压力，一般按其工作压力的1.5倍计，0.6MPa×1.5=0.9MPa 人防防爆阀门的额定工作压力不小于1.0MPa 13、下列百分比压力值适合哪些部位？

1%～2% 3%～5% 10%～15% 15% 15%～20% 20% 20%～25% 建筑物空调、冷冻设备的补水量，一般按冷却水循环水量的1% ～2%确定热水配水管道的热损失，一般采用设计小时耗热量的3% ～5%确定居民小区管网漏失水量和未预见水量之和可按最高日用水量的10% ～15% 直流式给水系统或直流净化给水系统的游泳池和水上游乐池每小时补充水量不得小于池水容积15% 居住小区加压泵站贮水池中生活用水调节量，资料不足时，可按最高日用水量15% ～20% 游泳池的水面、池底、池壁、管道和设备等传热损失，应按游泳池水表面蒸发损失热量的20%确定建筑物内生活用水贮水池有效容积，资料不足时，宜按最高日用水量的20% ～25%确定游泳池循环水量部分加热时，被加热的循环水量不少于全部循环水量的20% ～25% 连续运行时，中水贮存池(箱)的调节容积可按中水日用水量的25% ～35% 连续运行时，中水调节池(箱)的调节容积可按日处理水量的35% ～50% 由水泵联动提升进水的水箱生活用水调节容积不宜小于最大时用水量的50% 采用水泵—水箱联合供水时，供水箱的调节容积不得小于中水系统最大小时用水量的50% 热水供应的水加热器一台检修时，其余各台的总供热能力不得小于设计小时耗热量的50% 25%～35% 35%～50% 50% 70% 70%～100% 75% 80%～90% 居住小区环状给水管网与市政给水管的连接管不宜小于两条，当其中一条发生故障时，其余的连接管应能通过不小于70%的流量住宅、旅馆、医院、疗养院病房、卫生间内浴盆或淋浴器可按70% ～ 100 %计，其它器具不计中水的原水收集率不应低于回收排水项目的给水量的75% 比例减压阀的水头损失，阀后的动水压宜按阀后静水压的80% ～90% 85%～95% 居民小区生活排水系统，排水定额是其相应的生活给水系统用水定额的85% ～95% 100% 由城市给水管网夜间直接进水的高位水箱的生活用水调节容积为100%最高日用水量工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育场(馆)等浴室内的淋浴器和洗脸盆均按100%计 110%～115% 用作中水水源的水量宜为中水回用量的110% ～ 115 %

题：某城市最高日用水量为150000m3/d，给水系统设有取水泵房、水处理厂、供水泵房、输水管渠、配水管网、调节水池。已知该城市用水日变化系数Kd=1.2，时变化系数Kh=1.4，水厂自用水量为5%。

1）若不计输水管渠漏失水量，则取水泵房的设计流量为( )。 Qd=150000m3/d，取水构筑物等的设计流量： 150000×1.05÷24= 6563m3/h

2）若管网内有水塔在用水最高时可向管网供水900m3/h，则向供水管网供水的供水泵房的设计流量为( )。

二泵站的最高级供水量+水塔供水量=Qh 管网设计流量Qh为：

Qh=150000m3/d ×1.4 ÷24=8750m3/h 水塔不能提供Qh，不是网前水塔系统泵站供水量 =Qh–水塔供水量

=8750-900= 7850m3/h

题：某城市最高日设计用水量为15万m3/d，清水池调节容积取最高日用水量的15％，室外消防一次灭火用水量为55L/s，同一时间内的火灾次数为2次，火灾持续时间按2h计算，水厂自用水在清水池中的贮存量按1500m3计算，安全贮量取5000m3，则清水池的有效容积为（）m3。清水池的有效容积由4部分组成：

（1）调节容积Wl=150000×15％=22500(m3)；（2）消防贮量W2，取2h的消防用水量，即W2=0.055× 2× 3600× 2=792(m3)；（3）水厂自用水贮量W3=1500m3；（4）安全贮量为W4=5000m3。

则清水池有效容积W=Wl+W2+W3+W4=22500+792+1500+5000=29792(m3)

题：某城市最高日用水量为12万m3／d，其逐时用水量如表，水厂一级泵站24小时均匀工作，二级泵站直接向管网供水，则水厂内清水池调节容积应为。时间 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 水量2500 2500 2000 2000 2500 3000 4000 5000 5500 6000 6500 7000 /m3 时间 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 水量7000 6500 6000 6500 6500 7000 7500 7000 6000 4500 4000 3000 /m3  二泵站的供水量=用户用水量，表中数值为二泵站供水量  一泵站均匀供水，供水量为120000/24=5000m3/h 水量变化规律：

 8-21时，清水池入少出多，水位下降；  21-24-7时，入多出少，水位上升；  7-8时，进出平衡，水位不变

 用21-7时（10小时）的净存水量计算调节容积： W1=∑(5000-用水量)

=500+1000+2000+2500+2500+3000+3000+2500+2000+1000 =20000m3

 清水池至少要满足调节容积要求

例题：水塔调节容积计算

 某工厂24小时均匀用水，每小时50m3，配水泵站每天供水两次，分别为4~8时和16~20时，每小时供水150m3。则水塔在时水位最高，在时水位最低。  画出供水及用水示意图 (m3/h) 150

泵站供水线 50

用水线 0 4 8 16 20 24 时间(h)

 根据水塔的工作情况，分析进出水变化规律： 4时起水位升高4个小时，至8时停止升高；而后，下降8个小时，至16时；

16时起，水位升高4个小时，至20时停止升高；再下降8个小时，至4时……

 可以求出，8时和20时水位均达到最高，4时和16时水位均达最低。  同时，可确切计算出水塔的调节容积：阴影面积：100×4=400m3 (而不是800)

例：某工厂24小时均匀用水，每小时50m3，如配水泵站每天供水12小

时，每小时100m3，每天供水不超过4次，则水塔调节容积最小为 m3。

调节容积最小：启泵次数最多、分段均匀示意图

(m3/h) 100 50

泵站供水线用水线

0 3 6 9 12 15 18 21 24 时间(h)

水塔调节容积最小为：50m3/h×3h＝150 m3

例题：某水厂3班制工作，产水量为24万m3/d，管网中无水塔，每小时的用户用水量（m3）如表所示，则时变化系数为（）。

时间用水量

0-1 6000

时间用水量

12-13 14000

1-2 4000 13-14 11000

2-3 3000 14-15 9000

3-4 3000 15-16 8000

4-5 5000 16-17 13000

5-6 10000 17-18- 14000

18-19 15000 6-7 12000

7-8 12000 19-20 14000

8-9 11000 20-21 12000

9-10 9000 21-22 11000

10-11 12000 22-23 10000

11-12 14000 23-24 8000

KhQh150001.5240000Qd24例题：某水厂3班制工作，产水量为24万m3/d，输水管漏失量6％，沉淀池排泥2％，滤池冲洗排水量3％，管网中无水塔，每小时的用户用水量（m3）如表所示，则取水泵房设计流量为（ 1.11×24万÷24＝11100 ） m3/h ，滤池设计流量为（1.03×24 万÷24＝10300 ） m3/h ，管网设计流量为（ 15000 ） m3/h 。

时间

用水量时间

用水量

0-1 6000

12-13

14000

1-2 4000

13-14

11000

2-3 3000

14-15 9000

3-4 3000

15-16 8000

4-5 5000

16-17

13000

5-6

10000

17-18-

14000

6-7

12000

18-19

15000

7-8

12000

19-20

14000

8-9

11000

20-21

12000

9-10 9000

21-22

11000

10-11

12000

22-23

10000

11-12

14000

23-24 8000

例题：某水厂3班制工作，产水量为24万m3/d，管网中无水塔，每小时的用户用水量（m3）如表所示，则清水池的调节容积为（）m3。

时间

用水量时间

用水量

0-1 6000

12-13

14000

1-2 4000

13-14

11000

2-3 3000

14-15 9000

3-4 3000

15-16 8000

4-5 5000

16-17

13000

5-6

10000

17-18-

14000

6-7

12000

18-19

15000

7-8

12000

19-20

14000

8-9

11000

20-21

12000

9-10 9000

21-22

11000

10-11

12000

22-23

10000

11-12

14000

23-24 8000

水厂的均匀产水量为240000÷24＝10000(m3/h)；

在23~24(0)~5期间，送水量（用水量）持续低于产水量；

共需调节容积为：10000×6－(8000＋6000＋4000＋3000＋3000＋5000)＝31000(m3)

求比流量、沿线流量、节点流量

题：某城镇最高时用水量为Q=300L/s，其中工业用水量q=90L/s，集中从节点4取出。干管各管段长度(m)如图所示。管段4-5、1-2、2-3为单侧配水，其余为双侧配水，则管网比流量qs为（），节点4的节点流量q4为（）。 Q=300L/s

800m

600m 600m 600m 6 800m 4 800m 5

7 管段4-5，1-2，2-3为单侧配水，计算长度取实际长度的一半；其余管段为双侧配水，计算长度以实际长度计算。管网总计算长度：

1∑L= 800360038004004200(m)2

由管网总用水量求得比流量：

Qq30090 qs0.05(L/sm)L4200

沿线流量： ql1-4=qs·l1-4=0.05×600=30(L/s)；ql4-5=qs·l4-5=0.05×400=20(L/s) 节点流量折算系数取0.5，从而求得节点流量： q4=0.5×(30+20)+90=115(L/s)

题——求节点流量

例题：城市给水管网如图，管段长度和水流方向见图，比流量为0.04L/(s·m)，折算系数统一采用0.5，节点7有一集中流量20L/s，其余节点无集中流量，则节点5的计算节点流量为( ) L/s。

 q5=0.5×0.04×(300+300+300+400)=26L/s  也可求q7=0.5×0.04×(300+200)+20=30L/s

400m

题：已知某城市最高时总用水量为548.19L/s，其中工业集中用水量为85L/s，在节点4和6流出，各管段长度和节点编号如图，二泵至节点1两侧无用户。经计算该管网的比流量为（）L/s.m，1-5管段的沿线流量为（）L/s.m，4节点的节点流量为（）L/s。 ——计算长度

 解：Qh=548.19L/s ∑q=85L/s(=35+50L/s)

∑l =900×2+ 850×2 + 620×3=5360m(不计1200)

Qq548.1985 qs0.08(L/sm)5360l

ql 1-5= qs l1-5=0.08×900=77.77L/s

q4=35+0.5×0.08×(850+620)=35+63.52=98.52L/s

有一小镇树状管网如图，各管段的长度和水流方向如图，最高用水时的总流量为60L/s，节点流量折算系数统一采用0.5。节点均无集中流量，管段2-3的计算流量为（）L/s。

解：1. 管网总计算长度为3000m 2. 比流量为qs=60÷3000=0.02（L/s·m） 3.沿线流量：2-3管段为qs·l=0.02×800=16(L/s) 3-5管段为qs·l=0.02×500=10(L/s) ； 4. 节点流量：q3=16÷2+10÷2=13(L/s)

q5=10÷2=5(L/s) ； 5. 2-3管段计算流量为

q2-3 =q3 +q5=13+5=18(L/s)。

500m 1 700m 2 500m 800m 3 6 500m 2.3 管网水力计算

一、树状管网水力计算

 树状管网水力计算例题及计算步骤：

某城市有居民6万人，用水量定额120L/(人·d)，用水普及率83％，时变化系数为1.6，要求达到的最小服务水头为20m。用水量较大的工厂和公共建筑集中流量分别为25.0L/s和17.4L/s，城镇地形平坦，高差极小。试计算树状网，并求水塔高度和泵房扬程。

工厂公建

 解释：为网前水塔管网设计

 计算树状网——进行管网水力计算，即设计管径、计算水头损失、水压、确定水泵扬程等

 已知节点地面标高：

8、5、9、4、1分别为

55.7、56.1、56.0、56.0、57.4m

 管网所有点的最小服务水头要求均为20m  集中流量以L/s做单位，则认为是最高时水量  可分解成多个小题

 Q1=60000×0.12× 83%=5976m3/d  Qd=(1+k)(Q1+Q3+Q4)+ (1+α)Q2

 Qh=(1+k)Q1Kh+Q3h+Q4h +Q2 h Q1=5976×1000÷24÷3600=69.17L/s Kh =1.6

Q3h= 17.4L/s ，Q4h=0 Q2h =25.00L/s

教材中漏乘系数Qh=69.17×1.6+17.4+25.00=153.07L/s 1. 若管网设计流量为Qh=153.07L/s

管网总计算长度（l3-4和 l7-8 沿线不配水） ∑l=l1-2+ l2-3+ l3-5+ l2-6+ l6-9+ l6-7(共6段) =400+450+320+500+600+350 =2620m

Qq153.0725.0017.42. 比流量qs qs0.04224(L/sm)l2620

3沿线流量ql= qs l

应满足∑ql= Q-∑q=110.67L/s 无3-4和7-8段

4节点流量qi= 0.5∑ql ；应满足∑qi=Qh

节点流量标在图上, 并通过节点流量平衡条件进行后续计算。 5. 管段计算流量qij ：下游节点流量之和。之后：确定管径；计算水头损失。 6. 确定控制点——两种方法 1) 人为选定

选定9为控制点，1-2-6-9为干线，用经济流速定干线管径，计算干线水头损失，计算干线水压，再充分利用干线上节点的水压，确定支线的管径。从控制点开始

H9=地面标高+服务水头=56+20=76m

利用起点与终点间水压差Hi-Hj=hij，计算各节点水压如： H6 = H9+h6-9=76+4.32=80.32m

支线6-7-8为充分利用H6，可选最经济的管径，使7、8满足最小服务水头要求：

6-8最大可利用的水头为H6 –H8=80.32-(55.7+20)=4.62m 最小选200管径使水损为4.13m，水头利用充分。 2) 经计算确定控制点

所有管段的管径，均根据经济流速首先确定，然后，对所有节点进行比较，对起点提供水压要求最高的节点，即为整个管网的控制点。根据控制点的水压，计算管网全部节点的水压。 7. 水塔高度及水泵扬程的确定水塔高度Ht= Hc+hn-(Zt-Zc) =H1= H9+h1-2-6-9-(Z1-Z9)

= 20.00+0.61+2.45+4.32-(57.4-56.0) =25.98m≈26m

取：清水池最低水位标高53.00m；泵房管路总水头损失3.0m；水塔水柜设计水深3m，则水泵扬程Hp=H0+∑h

=(57.40+26+3.0-53.00)+3=36.4

ⅠⅡⅢⅣ

Ⅰ0.06ⅡⅢⅣ

Δh小环 ≤0.5m； Δh大环 ≤1.0m

平差结束后，应用平差结果确定控制点、进行水压计算、计算水塔高度、水泵扬程等，均与树状管网同。计算过程可分步考查。例题——检查平差计算方法

 某环状管网流量（单位：L/s）分配如图，平差计算显示两环的闭合差均超过要求限值，需要对流量进行调整，若第Ⅰ环q1=-2L/s，第Ⅱ环q2=3L/s，管段2-5校正后的流量为。解：qij(1)= qij (0) + Δq本 - Δq邻

q2-5(1)= q2-5 (0) + Δq1 - Δq2=70+(-2)-3=65L/s 或在图中进行计算：方向相同则加，方向相反则减 q2-5=70-2-3=65L/s

10 0 2 20 3 ( )( ) Ⅰ Ⅱ 140 ( ) 70 ( ) 10 ( )3 2 4 40 5 30 6 ( )( )

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