雨水回收利用方案.doc

雨水处理利用工程雨水处理利用工程 设 计 方 案 目目 录录 前言前言1 1 一、设计依据及原则一、设计依据及原则2 2 1.11.1 设计依据设计依据2 2 1.21.2 设计原则设计原则2 2 二、雨水利用系统分析二、雨水利用系统分析2 2 2.12.1 项目概况项目概况2 2 2.22.2 水量平衡分析水量平衡分析2 2 2.32.3 系统处理能力分析系统处理能力分析3 3 2.2.4 4 系统工艺流程系统工艺流程3 3 三、雨水弃流系统三、雨水弃流系统3 3 四、雨水处理站四、雨水处理站4 4 4.14.1 雨水处理站设计雨水处理站设计4 4 4.24.2 雨水蓄水池雨水蓄水池4 4 4.34.3 清水池清水池4 4 五、雨水净化处理五、雨水净化处理4 4 5.15.1 雨水水质雨水水质4 4 5.25.2 回用水质回用水质5 5 5.35.3 处理工艺处理工艺6 6 5.3.15.3.1 混凝混凝7 7 5.3.25.3.2 过滤过滤8 8 5.3.35.3.3 消毒消毒8 8 1 六、主要构筑物及设备明细六、主要构筑物及设备明细9 9 6.16.1 构筑物列表构筑物列表9 9 6.26.2 主要设备表主要设备表9 9 6.6.3 3 运行成本分析运行成本分析1 10 0 6.6.4 4 人员培训及售后服务人员培训及售后服务1 10 0 2 一、设计依据一、设计依据及原则及原则 1.11.1 设计依据设计依据 建筑与小区雨水利用工程技术规范(GB50400-2006)； 雨水利用工程技术规范(DGJ32/TJ113-2001)； 室外给水设计规范 （GB50013-2006） ； 室外排水设计规范(GB50014-2006)；（2014 年版） 建筑给水排水设计规范(GB50015-2003(2009 年版) )； 主设计单位提供的参数和图纸等资料。 1.21.2 设计原则设计原则 1.安全性：结合工程实际情况，对弃流系统进行合理的高程设 计，避免暴雨倒灌，保证雨水收集、处理系统的安全运行。 2.经济性：合理进行雨水弃流和处理的工艺设计，减少初投资 和运行费用；智能控制，提高雨水利用率，最大限度的体现雨水利 用的经济性。 3.可靠性：选择稳定可靠的工艺，保证处理后水质达标，实现 用水的安全、可靠。 4.简便性：雨水弃流、处理处理设施应能自动运行，操作、维 护简便，以减少劳动强度。 二、雨水利用系统分析二、雨水利用系统分析 2.12.1 项目概况项目概况 雨水处理利用工程主要收集屋面雨水及路面雨水，前期雨水做弃流 3 处理，后期雨水收集，雨水经处理后主要回用于绿化灌溉及道路清 洗。 2.22.2雨水利用量计算雨水利用量计算 日用水量最大为 地块 Qd=16430310-349.3m3/d； 由于降雨的不确定性，雨水作为杂用水水源和补水水源具有不由于降雨的不确定性，雨水作为杂用水水源和补水水源具有不 稳定性，则清水池上部应设置自来水补水设施。稳定性，则清水池上部应设置自来水补水设施。 2.32.3 设计范围：设计范围： 根据现有资料，本方案主要针对雨水回收利用系统进行设计， 包括初期雨水的弃流处理、雨水蓄水、水质净化。不包含雨水收集 管网、雨水回用管网和雨水入渗等系统的设计。 2.42.4 系统处理能力分析系统处理能力分析 根据上述水量计算，本方案相关设计水量如下： 1.雨水蓄水池容积：目前尚无规范对雨水蓄水池容积计算做具 体规定，一般认为，该池容积设计需综合考虑可收集雨水量、雨水 利用需水量和建设方的投资能力，本项目收集面积分别为 9000 平米， 根据降雨一年重现期，收集水量远大于绿化日用水量 38 m3，雨水蓄 水池容积应根据用水量进行设计，应保证至少 3d 的绿化日用水量， 从经济合理性角度考虑，建议蓄水池容积按 100m3设计。 2.由于降雨的不确定性，雨水作为杂用水水源具有不稳定性， 因此绿化用水应考虑设置自来水补水设施。 3.雨水处理设施的处理能力：根据用水量计算结果，雨水处理 设施的日处理能力应按日用水量 38 m3/d 设计，处理设施小时处理 雨水量可按 10m3/h 设计，最长每天运行约 4h。 4 2.52.5 系统工艺流程系统工艺流程 雨水收集利用系统流程如图 2 所示。 图图 2 2 雨水收集利用系统流程图雨水收集利用系统流程图 3.3.工艺流程说明及设计工艺流程说明及设计 雨水利用系统由初期雨水弃流、调蓄存储和净化处理三部分组成， 弃流部分主要由安全分流井、雨水弃流控制器和复合流过滤器组成； 调蓄存储主要为蓄水池；净化处理部分根据雨水的用途和用量，选 择混凝、反应、过滤、消毒的物化法处理工艺。 3.13.1 初期雨水弃流初期雨水弃流部分部分 由于降雨过程中，初期的雨水冲刷屋面、道路，其中夹杂着大 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 溢流雨水 市政雨水管网 雨水处理蓄水池 雨水收集管网 清水池 径流雨水 回用绿化 雨水弃流器安全分流井复合流过滤器 方案设计范围 5 市政污水管线，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。一般建议以初期一般建议以初期 2-2- 3mm3mm 降雨径流为界，进行弃流和收集。降雨径流为界，进行弃流和收集。 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(GB50400-2006) 中的经验值：雨水弃流 前的雨水水质为 CODCr、 SS 均达到两千多，污染较高，雨水初期径雨水初期径 流弃流后的水质为流弃流后的水质为 CODCODCr Cr 70-110mg/L 70-110mg/L、SSSS 20-40mg/L20-40mg/L、色度、色度 10-4010-40 度，度，连续降雨时径流水质较好。 3.1.13.1.1 安全分流井安全分流井 安全分流井井底标高低于雨水弃流管，雨水汇集管与弃流管标 高相同。分流井通过雨水收集管连接至弃流控制器。井内设有水质 传感器，水质信号传输至弃流控制器用以控制雨水收集管道的开闭。 分流井内雨水收集管距井底有一定高度（但低于雨水汇集管） ，作为 沉泥空间；井底可渗水（或预埋钢套管） ，便于降雨结束后清理。 3.1.23.1.2 弃流控制器弃流控制器 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 3mm，雨停后将提篮格栅取出倾倒即可。弃流控制器附带控制箱，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 控制程序进行多点多点 信号串联监测控制信号串联监测控制，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 6 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)； 根据分流井内水位，确定是否收集(报警值)。 设备性能参见下表。弃流控制器直接置于安全分流井之后，尽 量缩小其间距离。 3.1.33.1.3 复合流过滤器复合流过滤器 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。 设备性能参见下表。复合流过滤器置于收集管路末端，进入蓄 水池之前。 设备性能表设备性能表 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 7 联接方式与雨水管插接与雨水管插接 控制方式 现场控制与远程控制相结 合 无 3.1.43.1.4 弃流过滤过程功能分析弃流过滤过程功能分析 （1 1）安全方面）安全方面 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、过大流量弃流，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，信号可传输直值班室。 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 2）水质保障方面）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，从而减少了对优质雨水 的二次污染。 （3 3）经济方面）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。 8 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，防止优质雨水的二次污染， 降低水质处理的负荷，节约投资与运行成本。 3.23.2 雨水的调蓄储存雨水的调蓄储存 3.2.13.2.1 蓄水池容积蓄水池容积 根据本项目水量平衡分析结果 雨水蓄水池容积建议按雨水汇集全额收集设计，即 V=100m3。 蓄水池采用混凝土结构，尺寸： LBH=6000mm4500mm4000mm。 3.2.23.2.2 蓄水池功能设计蓄水池功能设计 雨水经初期弃流后进入蓄水池，蓄水池兼具沉淀功能，进水和 出水都需要避免扰动沉积物，以免影响后续处理流程。进水可采取 淹没式进水，且进水口斜向上或水平。进水可采取淹没式进水，且 进水口斜向上或水平，出水通过设于池内的过滤提升泵送至雨水处 理系统。此外，蓄水池要设有排泥装置，以免过量沉淀。 3.33.3 雨水净化处理雨水净化处理 3.3.13.3.1 雨水水质雨水水质 此次项目收集的雨水为屋面雨水，雨水水质应以实测资料为准， 本项目无实测资料，因此方案设计中参考建筑与小区雨水利用工 程技术规范(GB50400-2006)中的经验值：其中，屋面雨水初期径 流弃流后的水质： CODCrr 70-110mg/L、SS 20-40mg/L、色度 10-40 度。 本项目按弃流后的雨水水质进行设计 3.3.23.3.2 用水水质用水水质 本项目计划将雨水回用于绿化，根据建筑与小区雨水利用工 9 程技术规范(GB50400-2006) 的规定，回用水的 CODCr、SS 指标应 满足表 2 的水质标准。 表表 2 2 雨水处理后雨水处理后 CODCODCr Cr、 、SSSS 指标（指标（GB50400-2006GB50400-2006） 项目指标 循环冷 却 系统补 水 观赏 性 景观 水 娱乐 性 景观 水 绿绿 化化 车 辆 冲 洗 道 路 浇 洒 冲 厕 CODCr(mg/L) 3030203030303030 SS(mg/L) 5105101051010 3.3.33.3.3 处理工艺处理工艺 雨水当中的污染物主要以无机物为主，并含有大量的泥砂。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(GB50400- 2006)的工艺流程设计要求，应采用物理、化学方法进行处理。 处理水量：根据用水量计算，日用水量 38 m3/d。雨水净化处理 能力按 10m3/h 设计，平均每天运行约 4h。 雨水处理工艺采用混凝混凝- -过滤工艺过滤工艺，具体工艺流程如图 2 所示。 图图 2 2：雨水处理工艺流程图：雨水处理工艺流程图 泵 浮动床过滤器混凝反应器蓄水池清水箱 消毒加药 混凝加药 绿化 回用泵 10 (1)(1)混凝反应：混凝反应： 本项目为雨水回收系统，雨水中含大量空气中的粉尘，在水中本项目为雨水回收系统，雨水中含大量空气中的粉尘，在水中 形成大量的悬浮物，而粉尘形成的悬浮物粒径非常小，单纯使用填形成大量的悬浮物，而粉尘形成的悬浮物粒径非常小，单纯使用填 料式过滤器（石英砂、活性炭、浮动床均属于填料式过滤器）难以料式过滤器（石英砂、活性炭、浮动床均属于填料式过滤器）难以 达到理想的过滤效果，故我司为本项目配备混凝反应器以提高过滤达到理想的过滤效果，故我司为本项目配备混凝反应器以提高过滤 效率效率。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聚合氯化铝(PAC)(PAC)，聚合效果较为明显， 混凝剂与雨水混合后进入反应器，药剂与污染物反应生成较大混凝 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 加药罐、搅拌机和计量加药泵共同组成，加药罐储存药液，搅拌机 用于加药罐内药液的搅拌，使之药液中药剂均匀分布不形成沉淀， 计量泵用于药液的定量投加。 加药装置性能参数：加药装置性能参数： 加药罐 材质：PE（聚乙烯） ，耐腐蚀性强 外形尺寸：直径 710mm、高 980mm。 有效容积：300L 搅拌机 功率：0.37kW 计量加药泵 最大输出流量：10L/h 最大输出压力：0.6MPa 电机功率：42W 混凝反应器性能参数：混凝反应器性能参数： 材质：钢质，内外防腐； 外形尺寸：直径 1200mm、高 2200mm(有效高度，不包括搅拌电 机)； 主要结构：反应罐体、进水口、出水口、泄水口、排气口、吊 11 装环； 搅拌电机：1.1kW； 水力停留时间：15min； 药剂药剂主要成分为聚合滤化铝（PAC） ； 投加浓度：10% 投加方式：粉末型药剂，按 10%浓度配制人工溶药，注入加药 罐，计量泵自动投加。应在调试时根据来水水质进行调整，确定实 际投加量。 (2)(2)过滤过滤浮动床过滤器浮动床过滤器 传统的过滤器存在着过滤流速较小，设备占地面积大，使用周 期短，反冲洗水量大等缺点，我公司所研制的浮动床过滤器恰恰弥 补了传统工艺的不足。浮动床式全自动过滤器融合全新的设计理念， 是采用最新的专利技术研制而成的新一代水处理设备。 该过滤器针对所采用的过滤介质的悬浮特性，采用了逆流过滤、逆流过滤、 无压力顺流再生无压力顺流再生的工作方式，解决了传统过滤器设备容易堵塞和介 质再生效果差、自耗水量高、排污水量大等问题，同时比石英砂、 多介质等粒料型过滤器的过滤流速提高了 2-3 倍，且设备体积、重 量大大降低，是粒料型过滤器的替代产品。该过滤器实现了过滤精 度与进水压力及流速的自适应性，进水压力增大时，流速加快，过 滤层的紧密度增强，相应的过滤精度也提高。 设备过滤流速高达设备过滤流速高达 40-60m/h40-60m/h，体积较通用类过滤器减小近 1/3。本设备具有压力损失小、过滤反洗效果好、可实现全自动无人本设备具有压力损失小、过滤反洗效果好、可实现全自动无人 值守、设备运行管理费用低等优点。值守、设备运行管理费用低等优点。PLC 控制单元发出信号，通过 控制各阀门的通断完成正常过滤状态到介质再生状态的切换，过滤 介质的再生过程及相关的时间参数是通过人机界面进行设定的，可 以根据实际需要设定再生过程的重复次数。 性能参数：性能参数： 材质：钢质，内外防腐 外形尺寸：直径 800mm、高 2240mm。 滤速：35m/h 排污水量：0.25t/次 12 压力损失：0.03-0.08MPa 设备净重：450kg 设备运行重量：970kg 气源强度 30-50L/m2s-1 设备特点：设备特点： 设备过滤速度高，最大可高达 40m/h，体积较通用类过滤器减 小近 1/3。 以松散的多规格比重小于 1 的圆球形粒径介质代替了传统的石 英砂介质，实现了过滤精度的自适应，可以达到很高的过滤精度， 可以完全替代石英砂、多介质、纤维球等通用过滤器。 实现了过滤精度与进水压力及流速的自适应性，进水压力增大 时，流速加快，过滤层的紧密度增强，相应的过滤精度也提高。 过滤介质再生的过程是一个无压力、稀释性的溶解过程。这个 过程实质上是通过松散过滤介质进而扩充污物存在空间的过程，从 而使大量的污物从介质中溶出并分层，最后排出。 本设备具有压力损失小，过滤反洗效果好，可实现全自动无人 值守、设备运行管理费用低等优点。 (3)(3)消毒消毒 对处理后的回用水采用次氯酸钠溶液进行消毒，以保证回用水 的细菌指标达到要求。 加药装置由一个储药罐和一台加药计量泵组成，储药罐采用 PE 材质，计量泵采用进口隔膜泵。 该工艺成熟稳定，污染物去除率可达到该工艺成熟稳定，污染物去除率可达到 85%85%以上，且运行操作以上，且运行操作 简单，完全自动化控制，降低劳动强度。简单，完全自动化控制，降低劳动强度。 (4)(4)清水池清水池 消毒反应的场所，并存储一定容积处理后的清水，以备绿化回 用。 采