B0103第三节雨水回收方案.docx
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B0103第三节雨水回收方案
第三节雨水回收系统的初步方案
一.前言
随着人类社会的进步和技术发展,尤其是由于现代社会和城市化带来水资源紧缺和生态环境恶化的尖锐矛盾,雨水利用技术正逐步受到重视,并有了很大进步。
建筑区雨水利用是建筑水综合利用中的一种新的系统工程,具有良好的节水效能和环境生态效益。
我公司着重于雨水收集回用系统的搭建,项目方案的制定均严格遵循《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006)、《城市污水再生利用——城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)等各项国家标准,并根据雨水水源和回用用途以及处理站的具体情况,优化设计方案。
雨水收集回用系统一般由雨水收集贮存部分,雨水净化处理部分,和雨水利用部分组成,其中雨水收集和雨水利用两个环节决定了雨水处理、净化的处理工艺及流程。
我公司推荐的雨水利用系统流程如图1所示,分别包括雨水截污汇集分系统、初期雨水弃流分系统、雨水调蓄沉淀分系统、雨水净化处理分系统、雨水分配回用分系统。
雨水利用系统流程图
雨水处理系统工艺流程图
二.项目概况
本项目收集的雨水主要来自屋面雨水,总汇水面积为20629平方米,雨水经处理后用于绿化、道路浇灌,绿化面积为16976平方米,道路浇灌面积为9690平方米。
三.设计依据与设计原则
(一).设计依据
1.《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006);
2.《室外排水设计规范》(GB50014-2006);
3.《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003);
4.《城市污水再生利用——城市杂用水用水水质》(GB/T18920-2002);
5.主设计单位提供的参数和图纸等资料。
(二).设计原则
序号
设计原则
1
根据项目对用水安全的要求,采取多种方式对水质进行检测,保证用水安全。
2
尽可能多的收集雨水并处理回用,达到节能减排的目的。
3
注重收集雨水的水质保持问题,保证雨水收集利用安全、可靠
4
结合当地气候条件及项目用水概况,确保方案经济合理,保证客户“建得起,用得起”。
5
处理工艺要求:
全自动运行,免维护,管理简单,出水水质稳定,运行费用低。
6
方案经济合理。
保证客户“建地起,用地起”,并根据项目实际用水需要“用多少,处理多少”。
四.设计方案
(一).水量平衡分析
1.原水水量水质
本项目收集的雨水为屋面雨水,雨水水质应以实测资料为准;无实测资料时可采用《建筑与小区雨水利用工程技术规范》中的经验值:
屋面雨水初期径流弃流后的水质为CODcr70-110mg/L、SS20-40mg/L、色度10-40度。
2.回用水量水质
雨水经处理后用于绿化、道路浇灌,绿化面积为16976平方米,道路浇灌面积为9690平方米,绿化和浇洒水量按2L/m2考虑,日总用水量为53.3m3/d。
项目雨水经处理后回用于绿化,根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》的规定,回用水的CODcr、SS指标应满足表3-1的水质标准,其余指标应分别符合《城市污水再生利用——城市杂用水用水水质》(GB/T18920-2002)中相应类别的用水水质,具体水质指标件表3-2。
表3-1雨水处理后CODcr、SS指标(GB50400-2006)
项目指标
循环冷却
系统补水
观赏性
景观水
娱乐性
景观水
绿化
车辆
冲洗
道路
浇洒
冲厕
CODcr(mg/L)≤
30
30
20
30
30
30
30
SS(mg/L)≤
5
10
5
10
5
10
10
表3-2城市杂用水水质标准(GB/T18920-2002)
序号
项目指标
冲厕
道路清
扫消防
城市
绿化
车辆
清洗
建筑
工地
1
PH
6.0~9.0
2
色度≤
30
3
嗅
无不快感
4
浊度(NTU)≤
5
10
10
5
20
5
溶解性总固体(mg/l)≤
1500
1500
1000
1000
——
6
五日生化需氧量(BOD5)(mg/l)≤
10
15
20
10
15
7
氨氮(mg/l)≤
10
10
20
10
20
8
阴离子表面活性剂(mg/l)≤
1.0
1.0
1.0
0.5
1.0
9
铁(mg/l)≤
0.3
——
——
0.3
——
10
锰(mg/l)≤
0.1
——
——
0.1
——
11
溶解氧(mg/l)≥
1.0
12
总余氯(mg/l)≤
接触网30min后≥1.0,管末端≥0.2
13
总大肠菌群(个/l)≤
3
3.系统处理能力分析
根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》,雨水处理系统处理能力应为日用雨水量与处理设施运行时间的比值。
蓄水池容积取4日雨水回用总量:
53.3×4=213.2m3,容积取220m3。
项目雨水处理设施运行时间取5~6h,即小时处理规模暂定10.5m3/h。
由于降雨的不确定性,雨水作为杂用水水源具有不稳定性,因此应根据需要确定是否设置自来水补水。
(二).雨水处理回用系统
1.雨水处理回用工艺流程
雨水收集利用系统流程
雨水经雨水收集管网汇集至安全分流井,初期水质较差的雨水利用雨水弃流控制系统弃流至市政雨水管网,后期较为清澈的雨水进入雨水蓄水池,蓄水池中的雨水按照用水需求、经雨水处理站处理之后进入雨水清水池,以供回用。
2.雨水弃流过滤控制系统
由于降雨过程中,初期的雨水冲刷屋面和路面,其中夹杂着一定量的粉尘和泥砂,水质较差,应对其进行弃流处理,使其直接排入市政雨水管线,对于后期较为清澈的雨水进行收集储存后经适当的处理回用,以减少处理工序和降低运行费用等。
一般建议以初期2-3mm降雨径流为界,进行弃流和收集。
另外,当雨水蓄水池满水时,应对多余的雨水量进行弃流。
上述弃流要求可通过所示流程实现,同时对系统安全、水质保持、节约运行成本方面具有诸多优势。
雨水弃流系统平面图
初期雨水弃流过滤系统流程图
3.弃流过滤系统说明
4.安全分流井
安全分流井用于连接雨水排水管、雨水收集分流管和弃流管,同时协调这几根雨水管之间的管径差异。
当雨水径流量大于用来收集后期的优质雨水的收集分流管的最大流量,或系统发生故障时,多余的水量可以通过下游弃流管排入市政雨水管网。
雨水收集分流管用来收集后期的优质雨水,其管径可按照1年重现期的暴雨强度计算,并参考蓄水池容积,标高低于雨水排水管,连接至弃流控制器。
安全分流井内设有水质传感器,水质信号传输至弃流控制器。
分流井内雨水收集管距井底有一定高度,作为沉泥空间;井底可渗水,便于降雨结束后清理。
5.弃流控制器
弃流控制器前端具有格栅,用于拦截大颗粒悬浮物,栅条间距5mm,雨停后将提篮格栅取出倾倒即可。
弃流控制器安装于地下,附带控制箱高出地面900mm以上,控制箱内具有雨量传感器。
弃流控制器无须人工控制,完全由内置PLC控制程序进行多点信号串联监测控制,可对降雨的雨型、频次、雨量、pH值、暴雨倒灌等进行记忆处理,根据测试数据调整弃流时间和流量,收集优质雨水。
多点信号串联监测控制点位包括:
根据汇流面积、汇流时间,确定弃流初期2-3mm降雨径流的时间(常规值);
根据雨频确定收集时间(动态值);
根据雨水水质在线监测结果,确定弃流时间(监测值);
根据蓄水池水位,确定是否收集(报警值)。
设备性能参见表,弃流控制器直接置于安全分流井之后,尽量缩小期间距离。
6.复合流过滤器
复合流过滤器采用折流、逆向流的复合流原理,不间断对雨水进行分离过滤。
其结构顺畅、工艺完善,从根本上克服了过滤器的前期过滤堵塞问题及反洗结淤的弊病,保证在降雨过程中,无人操作状态下,雨水不堵塞、不结淤、过滤顺畅。
设备过滤精度为1mm。
设备性能表
种类
弃流控制器
复合流过滤器
材质
碳钢、玻璃钢
默认:
钢制(内外防腐)
钢制、不锈钢、玻璃钢
默认:
钢制(内外防腐)
功耗
220V、50Hz、300W
无
工作压力
小于0.05mH2O
小于0.05mH2O
连接方式
与雨水管插接
与雨水管插接
工作方法
标准型(现场控制)
智能型(信息远传)
控制方式
雨量、频次、储存池水位
信息远传至监控终端
(三).弃流过滤工程功能分析
1.安全方面
武汉地区具有明显的汛期,本系统必须保证建筑区域的排水安全,利用安全分流井,进行分流收集和初期雨水弃流、超大流量弃流,相当于未在雨水排水支管或干管上加装阀门等阻断、截流设备。
当降雨径流量超过设置的用来收集优质雨水分流管的最大流量,或系统发生故障时,多余的径流量可继续通过安全分流井中的弃流排水管排出,避免在暴雨时由于系统失灵或人为误操作造成溢水事故。
同时,该系统具有自动报警功能,信号可传输值班室。
复合流过滤器采用折流、逆向流的复合流原理,不间断对雨水进行分离过滤。
其结构顺畅,可保证在降雨过程中,无人操作状态下,不堵塞、不结淤。
2.水质保障方面
系统设有弃流控制装置,该装置采用多点信号控制弃流水量,选取最佳弃流量,收集优质的雨水。
弃流后雨水经过复合流过滤器,有效减少了雨水中夹带的杂质进入蓄水池,从而减少了系统排泥压力和蓄水池对雨水的二次污染。
3.经济方面
安全分流井的设计既可保证系统排水安全,又可减少系统投资。
安全分流井可以实现弃流排水管与雨水收集管之间的管径差异,降低管网和后续弃流装置的投资。
另外,通过弃流、初级过滤等措施从源头控制进入处理设施的雨水水质,防止蓄水池的二次污染,降低水质处理的负荷,节约投资与运行成本。
五.雨水处理回用系统
(一).处理工艺流程
雨水中的污染物主要以无机物为主,并含有一定量的泥砂。
雨水的可生化性很差,一般不采用生物处理技术,且避免引起细菌总数的增加。
根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》的工艺流程设计要求,应采用物理、化学方法进行处理。
雨水处理机房设计处理水量为10.5m3/h,每天运行5~6小时,工艺采用混凝-过滤-消毒工艺,具体工艺流程如图。
(二).处理工艺说明
1.混凝
混凝过程利用混凝剂对悬浮物质的聚合作用,将水中的污染物质聚集起来后形成较大直径的絮状物质,通过过滤装置将其从水中分离出来。
混凝剂可采用聚合氯化铝(PAC),聚合效果较为明显,混凝剂与来水混合后进入混凝反应器,药剂与污染物反应生成较大絮凝体,经过滤器滤除。
加药装置的作用是向处理水中定量投加混凝药剂。
加药装置由储药罐、计量加药泵和混凝反应器共同组成。
储药罐储存药液;计量泵用于药液的定量投加;混凝反应器的作用是为水的胶体颗粒发生碰撞提供场所,以便结成一定大小的矾花。
2.设备选型参数
1.储药罐
材质:
PE,耐腐蚀性强
外形尺寸:
直径580mm、高800mm
有效容积:
180L
2.搅拌机
功率:
0.37kW
3.计量加药泵(P+056)
额定流量:
3.8L/h
压力:
7.6Bar
电源:
220VAC/50Hz
功率:
42W
3.混凝反应器
材质:
碳钢结构
外形尺寸:
直径1200mm、高2300mm
4.增压泵
两台,一用一备。
Q=10.5m3/h,H=22m,N=1.5kW(TQL40-160(l)-B)
3.加药方式及药量
加药方式:
药剂为粉末型,按10%浓度配制人工溶药,注入加药罐,由计量泵自动投加。
药量:
在调试时根据来水水质进行调整。
4.过滤
1.设计说明
对药剂与污染物反应生成的较大絮凝体进行过滤,从水中脱除。
2.设备选型
石英砂过滤器
设备参数:
1台,过滤速度v=15m/h,Q=10.5m3
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- B01 03第三节 雨水回收方案 03 三节 雨水 回收 方案
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