雨水回用設計方案

/雨水回用設計方案雨水處理回用設計方案水是生命的起源、是人類生存和社會發(fā)展不行或缺物質(zhì)基礎。但隨著人口的增長和工業(yè)的不斷發(fā)展，一方面，人們對水的需求量日益加大，另一方面人類的生活和生產(chǎn)活動對水資源的破壞程度越來越嚴峻，由此造成了水資源短缺的局面不斷加劇。我國是世界上嚴峻缺水的83個國家之一，人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4。同時，由于我國水資源的時空分布不均，在水資源保有量相對較大的南方省區(qū)同樣面臨缺水的威逼。為應對這一局面，我國從上世紀八十年頭起就激勵水的復用和回用，經(jīng)過近30年的探討和實踐，我國在水的重復運用上已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，在技術和工藝上都為城市排水的重復運用積累了豐富的閱歷。在上述基礎上，各級政府主管部門制定、完善了各種相關和配套規(guī)定和標準，提倡和激勵污水的處理和回用。雨水作為一種寶貴的水資源,已得到全世界各國的認可。收集利用的雨水在確定范圍內(nèi)可代替自來水,以緩解城市水資源的短缺,同時能在確定程度上減輕城市污水管網(wǎng)的負荷。而屋面雨水污染程度較輕,處理成本低,更應當是我們收集利用的主要對象。和生活污水和工業(yè)廢水相比，雨水具有污染程度小，處理、回用簡潔的優(yōu)勢。因而，對其收集、處理回用，近年來日益受到各級政府的重視。城市雨水利用在國外已有幾十年的歷史，特殊是近年來在歐洲、美國、日本、澳大利亞等許多地區(qū)和國家，對城市雨水的利用和資源化特殊普遍。而我國對城市雨水，特殊是屋面雨水的利用尚處于起步階段，但是，經(jīng)過各科研部門和水處理單位的主動努力，已經(jīng)取得了可喜的進步，逐步形成了行之有效的處理工藝和設備，投入工程運用后，獲得了令人滿意的效果。雨水的利用分間接和干脆兩種。間接利用是接受多種雨水滲透設施，將雨水回灌地下，以補充地下水資源：干脆利用是將雨水進行收集、貯存和凈化后，水質(zhì)達到《建筑和小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范(GB50400-2006)》，然后干脆用于沖洗路面、綠化、洗車、沖廁等。1初期雨水的棄流和棄流裝置初期雨水中的污染物含量較高,隨著徑流的持續(xù),雨水流經(jīng)的物體表面被不斷沖洗，污染物含量慢慢減小到相對穩(wěn)定的程度。所以，干脆棄流初期雨水已成為削減收集的雨水中污染物的一個有效途徑。許多國家在雨水利用工程中,將棄流作為整個雨水收集處理工藝的預處理,為雨水的貯存和后續(xù)處理供應水質(zhì)相對穩(wěn)定的水源,同時，也避開收集和處理單場降雨量產(chǎn)生很小徑流的雨水。1.1初期雨水水質(zhì)由于降水淋洗了大氣污染物(主要為SS、COD、硫化物、氮氧化物等)和集水面積累的大氣沉積物以及屋面材料產(chǎn)生的污染物,致使初期雨水污染程度較高。初期雨水中所含的主要污染物有COD、SS，還有極少量的鉛、磷和氮。同時雨水可生化性差，BOD/COD通常只有0.1~0.15。經(jīng)初期雨水棄流后的雨水水質(zhì)則較為穩(wěn)定，如COD為80~120mg/L，SS為20~40mg/L，色度為10~40。對于屋面初期雨水的棄流量，可依據(jù)試驗測定或按2~3mm降水量進行計算；對于路面雨水可按3~5mm降水量進行計算。本方案屋面初期雨水棄流量按2.5mm降水量計算，路面雨水按4mm降水量計算。棄流后的中、后期雨水COD質(zhì)量濃度可穩(wěn)定在100mg/L以內(nèi)，可以確保獲得較好的雨水水質(zhì)。1.2初期雨水棄流裝置初期雨水的棄流裝置目前常用的有棄流雨水池、切換式棄流井和旋流分別器等幾種形式。1.2.1棄流雨水池在雨落管下部設棄流雨水池，在池內(nèi)設浮球限制閥。隨著池內(nèi)截流的初期雨水量增加，水位不斷上升，當達到設定水位的高度時，浮球閥進入池內(nèi)的雨落管出口，使其完全關閉，后續(xù)雨水沿雨水收集管道，送人凈化處理構筑物進行處理。池內(nèi)已收集的初期雨水，在降雨結束后打開放空閥將其排人污水管道。放空閥也可接受電磁閥，以便于操作管理。雨水棄流池的容積是依據(jù)住宅樓雨落管的屋面服務面積和2.5mm的降水量來確定。1.2.2旋流分別器該分別器的主要結構是在圓筒內(nèi)設置的1個由合金材料制成的沉沒式圓筒形篩網(wǎng)。雨水沿切線方向以旋流方式進入篩網(wǎng)內(nèi)，由于降雨初期篩網(wǎng)表面干燥，在水的表面張力和確定的篩網(wǎng)坡度下，初期雨水會沿篩網(wǎng)內(nèi)表面旋轉向下流向中心排水管，然后排人污水管道。隨著中、后期雨水的連續(xù)流人篩網(wǎng)表面會不斷被浸潤，其表面張力大大減小，雨水就會穿過篩網(wǎng)，旋流進入雨水收集管道。初期雨水棄流量可依據(jù)棄流時間來限制．而棄流時間的長短則可通過調(diào)整篩網(wǎng)的面積和目數(shù)加以變更。該裝置在國外已得到了廣泛應用。比較上述兩種棄流裝置可以看出，棄流雨水池構造簡潔，造價低，運行穩(wěn)定牢靠。但假如每個雨落管末端都設置棄流池則數(shù)量太多，維護的工作量也大，同時也影響景觀。旋流分別器初期雨水棄流量大小可調(diào)整，它設置的數(shù)量少，是一種先進的棄流裝置。但該裝置構造困難，且造價較高。1.2.3切換式或小管棄流井。在雨水檢查井中同時埋設連接下游雨水井和下游污水井的2根連通管,在2個連通管入口處設置簡易手動閘閥或自動閘閥進行切換。可以依據(jù)流量或水質(zhì)來設計切換方式,人工或自動調(diào)整棄流量。這種方法最大的問題是對隨機降雨操作限制比較困難。當棄流管和污水管干脆連接時,應有措施防止污水管中污水倒流入雨水管線,可接受加大2根連通管的高差等方式。由于降雨過程和徑流過程均表現(xiàn)出初期水質(zhì)差而流量小的特點,可以考慮將初期雨水棄流管設計為分支小管,初期水質(zhì)差的小流量首先通過小管排走,超過小管排水實力的后期徑流再進入雨水收集系統(tǒng)。該法的特點是自動棄流,可以削減切換帶來的運行和操作的不便,但棄流量難以合理限制,尤其是在降雨強度較小而降雨量很大時可能會使棄流量加大,削減收集水量甚至收集不到雨水。該法一般適用于匯水面較大,有足夠的收集水量的場合。1.3本方案接受的棄流裝置上述棄流設施各有其優(yōu)點和弊端，經(jīng)過慎重地比較，我們選用雨水棄流池，其原理是：雨水徑流由進水口的格柵攔截較大污物后進入棄流池。當來水量超過初期雨量時，雨水自流進入雨水儲存池。當降雨量小于初期雨量時，來水全部截留在雨水井內(nèi)，不流向下游。棄流池內(nèi)的初期雨水定時由排水泵排入市政管網(wǎng)，以備下次降雨時運用。該棄流池排水經(jīng)泵解除，對安置場地不提出特殊要求。2本工程的設計處理實力、原水和處理水水質(zhì)2.1本工程需處理的雨水量依據(jù)設計方供應的相關資料，雨水經(jīng)收集、處理后，擬用作綠化用水和水景補水。2.2本工程的原水和處理水水質(zhì)要求依據(jù)相關規(guī)范并結合我公司的實際工程閱歷，經(jīng)過初期雨水棄流后，進入處理系統(tǒng)的中、后期雨水中有關污染物的含量為：COD：≯100mg/L；SS：約30mg/L而處理后的水擬用作綠化用水和水景補水，依據(jù)《建筑和小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范(GB50400-2006)》的要求，相關污染物的含量要求為：COD≯30mg/L；SS≯10mg/L2.2本工程的設計處理實力處理設施日運行時間取12h。3處理流程和單元介紹3.1處理流程雨水→初期雨水棄流裝置→雨水儲存池→接觸過濾器→清水（消毒）池→回用雨水經(jīng)初期雨水棄流裝置棄流并攔截粗大漂移物后自流進入雨水儲存池。雨水儲存池作用有二，一是進行沉淀，去除水中夾帶的泥沙等無機顆粒；二是進行流量調(diào)整，使后續(xù)處理設施在設定的參數(shù)下運行，從而保證其除污效能的充分發(fā)揮。雨水儲存池中的原水經(jīng)泵提升并經(jīng)投加混凝劑后定量地進入接觸過濾器；在接觸過濾器內(nèi)，由于濾料的機械篩分作用，混凝劑和水中的有機物等污染物質(zhì)形成的絮體等固形物被截留、去除。濾后水靠余壓自流進入清水池；在清水池內(nèi)，通過投加緩釋消毒藥片對處理水進行消毒。至此，處理過的雨水已經(jīng)達到了回用要求，經(jīng)泵加壓后，便可用于綠化和水景補水等用途。3.2處理單元分述3.2.1初期雨水棄流池。鋼砼結構，地埋式。內(nèi)置水力篩、流向切換裝置和排空裝置。主要作用是攔截粗大漂移物并定量地解除初期雨水，保證收集雨水的水質(zhì)。有關參數(shù)為：V=35m33.2.2格柵箱。碳鋼防腐，置于棄流池進口處。主要作用是攔截雨水中夾帶的樹葉等粗大漂移物，避開其對后續(xù)機泵的影響。外型尺寸為：12001000500mm3.2.3棄流泵。選用潛水離心泵兩臺，一用一備，置于棄流池內(nèi)。主要作用是雨停后剛好解除棄流池內(nèi)的初期雨水，以備下次降雨運用。有關參數(shù)為：Q=10m3/h,H=8m3.2.4雨水儲存池。鋼砼結構，地埋式。主要作用是，第一，儲存雨水，進行流量調(diào)整；其次，進行固液分別，去除和水中的泥沙等無機顆粒，對雨水進行預處理。有關參數(shù)為：V=300m33.2.5提升泵。選用潛水離心泵兩臺，一用一備，主要作用是定量地將儲存池內(nèi)的雨水提升入后續(xù)處理裝置，使其在設定的參數(shù)下運行，保證其除污效能的充分發(fā)揮。有關參數(shù)為：Q=2.5m3/h,H=8m3.2.7混凝劑投加系統(tǒng)，一用一備。由配藥箱和定量投加裝置組成，主要作用是將混凝劑配置成確定濃度的溶液并定量地投加到雨水中，通過絮凝作用將水中的有機物和細小顆粒物質(zhì)富集，以利在后續(xù)工序中去除。有關參數(shù)為：q=5L/h,V=100L3.2.8管道混合器。選用DN40型靜態(tài)管道混合器一臺，安裝于提升泵出水管道上，主要作用是使投入雨水中的混凝劑快速和雨水混勻，保證其除污效能的有效發(fā)揮。有關參數(shù)為：D=40mm,L=500mm3.2.9過濾設備。選用DN600型石英砂過濾器兩臺，一用一備，安裝于設備間內(nèi)，主要作用是利用濾料的機械篩分作用，攔截水中的絮體等顆粒物質(zhì)，去除有機物和懸浮固體。有關參數(shù)為：D=600mm,q=9m3/m2·h3.2.10反洗泵。選用管道式離心泵兩臺，一用一備。安裝于設備間內(nèi)。主要作用是為反洗石英砂過濾器供應確定流量和壓力的反洗水，以便其除污效能的復原。有關參數(shù)為：Q=10m3/h,H=16m3.2.11清水池。鋼砼結構，地面式。主要作用是，第一，為消毒供應接觸場所；其次，暫存處理后的成品水，為回用泵供應取水處。有關參數(shù)為：V=10m33.2.12消毒系統(tǒng)。本系統(tǒng)日處理水量30m3，依據(jù)規(guī)范應實行定期投加消毒藥片的方式消毒，為切實保證回用水質(zhì)量，本方案配置水箱自潔消毒器兩套，安裝于清水池內(nèi)，一用一備。3.2.13變頻供水系統(tǒng)。由回用水泵和變頻限制器等組成，置于設備間內(nèi)。主要作用是隨時供應可滿意回用要求流量和壓力的回用水。有關參數(shù)為：Q=10m3/h,H=30m3.2.14自來水補充系統(tǒng)。由電磁補水閥和相關管路等組成，置于設備間內(nèi)。主要作用是在回收雨水不能滿意回用要求時剛好向清水池中補充自來水。有關參數(shù)為：Q=10m3/h3.2.15電控系統(tǒng)。主要由電控箱、液位開關和電線、電纜等組成。主要作用是限制各用電設備的啟停。3.2.16設備間。磚混結構。主要作用是放置石英砂過濾器、混凝劑投加系統(tǒng)和電控箱。有關參數(shù)為：S=10m24投資估算4.1土建部分序號名稱單位數(shù)量單價（元）總價（元）1棄流池m33.550017502雨水儲存池m31845081003清水池m330550165004設備間m21080080005設備基礎等1500合計35850元4.2設備、材料部分序號名稱規(guī)格、參數(shù)單位數(shù)量單價（元）總價（元）1格柵箱1.21.00.5m套112500125002棄流泵10m3/h；8m臺2150030003進水泵2.5m3/h；8m臺2100020004混凝劑投加系統(tǒng)5L/h套2350070005管道混合器DN40套2250050006過濾器?