雨水回用設(shè)計(jì)方案

/雨水回用設(shè)計(jì)方案雨水處理回用設(shè)計(jì)方案水是生命的起源、是人類生存和社會(huì)發(fā)展不行或缺物質(zhì)基礎(chǔ)。但隨著人口的增長和工業(yè)的不斷發(fā)展，一方面，人們對(duì)水的需求量日益加大，另一方面人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)水資源的破壞程度越來越嚴(yán)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(yán)峻缺水的83個(gè)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(shí)，由于我國水資源的時(shí)空分布不均，在水資源保有量相對(duì)較大的南方省區(qū)同樣面臨缺水的威逼。為應(yīng)對(duì)這一局面，我國從上世紀(jì)八十年頭起就激勵(lì)水的復(fù)用和回用，經(jīng)過近30年的探討和實(shí)踐，我國在水的重復(fù)運(yùn)用上已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，在技術(shù)和工藝上都為城市排水的重復(fù)運(yùn)用積累了豐富的閱歷。在上述基礎(chǔ)上，各級(jí)政府主管部門制定、完善了各種相關(guān)和配套規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，提倡和激勵(lì)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(rèn)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(shí)能在確定程度上減輕城市污水管網(wǎng)的負(fù)荷。而屋面雨水污染程度較輕,處理成本低,更應(yīng)當(dāng)是我們收集利用的主要對(duì)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(jiǎn)潔的優(yōu)勢(shì)。因而，對(duì)其收集、處理回用，近年來日益受到各級(jí)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(duì)城市雨水的利用和資源化特殊普遍。而我國對(duì)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(dòng)努力，已經(jīng)取得了可喜的進(jìn)步，逐步形成了行之有效的處理工藝和設(shè)備，投入工程運(yùn)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(shè)施，將雨水回灌地下，以補(bǔ)充地下水資源：干脆利用是將雨水進(jìn)行收集、貯存和凈化后，水質(zhì)達(dá)到《建筑和小區(qū)雨水利用工程技術(shù)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(duì)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(gè)有效途徑。許多國家在雨水利用工程中,將棄流作為整個(gè)雨水收集處理工藝的預(yù)處理,為雨水的貯存和后續(xù)處理供應(yīng)水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的水源,同時(shí)，也避開收集和處理單場(chǎng)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(shí)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(duì)于屋面初期雨水的棄流量，可依據(jù)試驗(yàn)測(cè)定或按2~3mm降水量進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于路面雨水可按3~5mm降水量進(jìn)行計(jì)算。本方案屋面初期雨水棄流量按2.5mm降水量計(jì)算，路面雨水按4mm降水量計(jì)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(shè)棄流雨水池，在池內(nèi)設(shè)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(dāng)達(dá)到設(shè)定水位的高度時(shí)，浮球閥進(jìn)入池內(nèi)的雨落管出口，使其完全關(guān)閉，后續(xù)雨水沿雨水收集管道，送人凈化處理構(gòu)筑物進(jìn)行處理。池內(nèi)已收集的初期雨水，在降雨結(jié)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(wù)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(jié)構(gòu)是在圓筒內(nèi)設(shè)置的1個(gè)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(jìn)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(huì)沿篩網(wǎng)內(nèi)表面旋轉(zhuǎn)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(huì)不斷被浸潤，其表面張力大大減小，雨水就會(huì)穿過篩網(wǎng)，旋流進(jìn)入雨水收集管道。初期雨水棄流量可依據(jù)棄流時(shí)間來限制．而棄流時(shí)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(yīng)用。比較上述兩種棄流裝置可以看出，棄流雨水池構(gòu)造簡(jiǎn)潔，造價(jià)低，運(yùn)行穩(wěn)定牢靠。但假如每個(gè)雨落管末端都設(shè)置棄流池則數(shù)量太多，維護(hù)的工作量也大，同時(shí)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(shè)置的數(shù)量少，是一種先進(jìn)的棄流裝置。但該裝置構(gòu)造困難，且造價(jià)較高。1.2.3切換式或小管棄流井。在雨水檢查井中同時(shí)埋設(shè)連接下游雨水井和下游污水井的2根連通管,在2個(gè)連通管入口處設(shè)置簡(jiǎn)易手動(dòng)閘閥或自動(dòng)閘閥進(jìn)行切換?？梢砸罁?jù)流量或水質(zhì)來設(shè)計(jì)切換方式,人工或自動(dòng)調(diào)整棄流量。這種方法最大的問題是對(duì)隨機(jī)降雨操作限制比較困難。當(dāng)棄流管和污水管干脆連接時(shí),應(yīng)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(diǎn),可以考慮將初期雨水棄流管設(shè)計(jì)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(shí)力的后期徑流再進(jìn)入雨水收集系統(tǒng)。該法的特點(diǎn)是自動(dòng)棄流,可以削減切換帶來的運(yùn)行和操作的不便,但棄流量難以合理限制,尤其是在降雨強(qiáng)度較小而降雨量很大時(shí)可能會(huì)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(chǎng)合。1.3本方案接受的棄流裝置上述棄流設(shè)施各有其優(yōu)點(diǎn)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(jìn)水口的格柵攔截較大污物后進(jìn)入棄流池。當(dāng)來水量超過初期雨量時(shí)，雨水自流進(jìn)入雨水儲(chǔ)存池。當(dāng)降雨量小于初期雨量時(shí)，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(shí)由排水泵排入市政管網(wǎng)，以備下次降雨時(shí)運(yùn)用。該棄流池排水經(jīng)泵解除，對(duì)安置場(chǎng)地不提出特殊要求。2本工程的設(shè)計(jì)處理實(shí)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(shè)計(jì)方供應(yīng)的相關(guān)資料，雨水經(jīng)收集、處理后，擬用作綠化用水和水景補(bǔ)水。2.2本工程的原水和處理水水質(zhì)要求依據(jù)相關(guān)規(guī)范并結(jié)合我公司的實(shí)際工程閱歷，經(jīng)過初期雨水棄流后，進(jìn)入處理系統(tǒng)的中、后期雨水中有關(guān)污染物的含量為：COD：≯100mg/L；SS：約30mg/L而處理后的水?dāng)M用作綠化用水和水景補(bǔ)水，依據(jù)《建筑和小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范(GB50400-2006)》的要求，相關(guān)污染物的含量要求為：COD≯30mg/L；SS≯10mg/L2.2本工程的設(shè)計(jì)處理實(shí)力處理設(shè)施日運(yùn)行時(shí)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(chǔ)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(jìn)入雨水儲(chǔ)存池。雨水儲(chǔ)存池作用有二，一是進(jìn)行沉淀，去除水中夾帶的泥沙等無機(jī)顆粒；二是進(jìn)行流量調(diào)整，使后續(xù)處理設(shè)施在設(shè)定的參數(shù)下運(yùn)行，從而保證其除污效能的充分發(fā)揮。雨水儲(chǔ)存池中的原水經(jīng)泵提升并經(jīng)投加混凝劑后定量地進(jìn)入接觸過濾器；在接觸過濾器內(nèi)，由于濾料的機(jī)械篩分作用，混凝劑和水中的有機(jī)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(jìn)入清水池；在清水池內(nèi)，通過投加緩釋消毒藥片對(duì)處理水進(jìn)行消毒。至此，處理過的雨水已經(jīng)達(dá)到了回用要求，經(jīng)泵加壓后，便可用于綠化和水景補(bǔ)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(jié)構(gòu)，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(guān)參數(shù)為：V=35m33.2.2格柵箱。碳鋼防腐，置于棄流池進(jìn)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(duì)后續(xù)機(jī)泵的影響。外型尺寸為：12001000500mm3.2.3棄流泵。選用潛水離心泵兩臺(tái)，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(yùn)用。有關(guān)參數(shù)為：Q=10m3/h,H=8m3.2.4雨水儲(chǔ)存池。鋼砼結(jié)構(gòu)，地埋式。主要作用是，第一，儲(chǔ)存雨水，進(jìn)行流量調(diào)整；其次，進(jìn)行固液分別，去除和水中的泥沙等無機(jī)顆粒，對(duì)雨水進(jìn)行預(yù)處理。有關(guān)參數(shù)為：V=300m33.2.5提升泵。選用潛水離心泵兩臺(tái)，一用一備，主要作用是定量地將儲(chǔ)存池內(nèi)的雨水提升入后續(xù)處理裝置，使其在設(shè)定的參數(shù)下運(yùn)行，保證其除污效能的充分發(fā)揮。有關(guān)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(jī)物和細(xì)小顆粒物質(zhì)富集，以利在后續(xù)工序中去除。有關(guān)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(tái)，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(guān)參數(shù)為：D=40mm,L=500mm3.2.9過濾設(shè)備。選用DN600型石英砂過濾器兩臺(tái)，一用一備，安裝于設(shè)備間內(nèi)，主要作用是利用濾料的機(jī)械篩分作用，攔截水中的絮體等顆粒物質(zhì)，去除有機(jī)物和懸浮固體。有關(guān)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(tái)，一用一備。安裝于設(shè)備間內(nèi)。主要作用是為反洗石英砂過濾器供應(yīng)確定流量和壓力的反洗水，以便其除污效能的復(fù)原。有關(guān)參數(shù)為：Q=10m3/h,H=16m3.2.11清水池。鋼砼結(jié)構(gòu)，地面式。主要作用是，第一，為消毒供應(yīng)接觸場(chǎng)所；其次，暫存處理后的成品水，為回用泵供應(yīng)取水處。有關(guān)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(yīng)實(shí)行定期投加消毒藥片的方式消毒，為切實(shí)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(shè)備間內(nèi)。主要作用是隨時(shí)供應(yīng)可滿意回用要求流量和壓力的回用水。有關(guān)參數(shù)為：Q=10m3/h,H=30m3.2.14自來水補(bǔ)充系統(tǒng)。由電磁補(bǔ)水閥和相關(guān)管路等組成，置于設(shè)備間內(nèi)。主要作用是在回收雨水不能滿意回用要求時(shí)剛好向清水池中補(bǔ)充自來水。有關(guān)參數(shù)為：Q=10m3/h3.2.15電控系統(tǒng)。主要由電控箱、液位開關(guān)和電線、電纜等組成。主要作用是限制各用電設(shè)備的啟停。3.2.16設(shè)備間。磚混結(jié)構(gòu)。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(guān)參數(shù)為：S=10m24投資估算4.1土建部分序號(hào)名稱單位數(shù)量單價(jià)（元）總價(jià)（元）1棄流池m33.550017502雨水儲(chǔ)存池m31845081003清水池m330550165004設(shè)備間m21080080005設(shè)備基礎(chǔ)等1500合計(jì)35850元4.2設(shè)備、材料部分序號(hào)名稱規(guī)格、參數(shù)單位數(shù)量單價(jià)（元）總價(jià)（元）1格柵箱1.21.00.5m套112500125002棄流泵10m3/h；8m臺(tái)2150030003進(jìn)水泵2.5m3/h；8m臺(tái)2100020004混凝劑投加系統(tǒng)5L/h套2350070005管道混合器DN40套2250050006過濾器?