雨水回收工程设计方案

武汉市工程科学技术研究院科技园

雨水运用工程设计方案

中南建筑设计院

2007年7月

1总论

1.1概述

联合国早在1977年2月就向全世界发出警告“水很快将成为一种重要的全球性

危机”。如今，全世界面临水资源危机，产生的原因重要包括用水量急剧增长、水污

染、水资源开发不合理、挥霍严重等几种方面。伴随社会的迅速发展和文明的不停进

步，尤其是人口的急剧增长，人类对水日勺依赖程度越来越高，世界用水量急剧增长。

我国是一种水资源短缺欧I国家，人均水资源量约为2200n?,约为世界立均水平

时四分之一。并且,我国用水挥霍严重，水资源运用效率较低。目前，我国农业用水运用

率仅为40%〜50%,浇灌用水有效运用系数只有0.4左右。工业方面，工业用人反复运

用率低，仅为20%〜40%,单位产品用水定额高。都市生活用水方面，供水管网和卫生

设备日勺漏水是形成挥霍的重要原因，我国都市供水管网日勺漏水量约占所有供水量日勺

10%左右。

此外，我国产业构造不合理，高耗水量行业发展集中，生产管理水平低，生产用

水挥霍严重；人们思想认识模糊,缺乏危机感，节水意识差，都市生活用水、家庭用水

挥霍现象普遍；缺乏全局控制，违反生态规律发展，出现掠夺式开发、挥霍式运用、混

乱式管理；水的反复运用率低，有关法律、制度不健全，都是我国水资源危机出现向原

因。

雨水回用，是处理都市水资源危机日勺重要途径，也是协调都市水资源与水环境H勺

主线出路，既能减小对地下水的开采，又能给我们带来一定的经济效益。

由于“水危机”的困扰，许多国家和地区积极着手巩固和加强节水意识以及研

究都市雨水回用工作。由于近年来武汉市都市化进程不停加紧，不透水面积增长，大

量的雨水资源被弃流排放。假如能将流失H勺雨水进行运用，实现都市雨水资源化，不

仅可以节省有限日勺水资源，缓和暴雨期间都市排水系统日勺负荷，还能改善都方水环境

和水循环，收到良好的经济效益和社会效益。都市雨水资源化是指通过工程技术措施

搜集、储存并运用雨水，同步通过雨水的I渗透、回灌、补充地下水及地面水源，维持

并改善都市的水循环系统。就目前武汉市的实际状况而言，实现都市雨水资源化FI勺一

条直接可行的途径是对小区、工业园区、办公区雨水进行回用，经处理后口勺河水可用

于浇灌、洗车等。尤其对新建建筑，设计雨水回用设施是一条节省水资源的有效途径。

1.2项目慨况

武汉市工程科学技术研究院科技园位于武汉科技新城流芳簇团，面临光谷大

道，北面为建设中日勺交委物流中心，东面及南面为建设中H勺中原电子工业园。规划用

2

地面积约169553m：其中代征道路用地约23630m0规划净用地面积145922其中

建筑占地面积35831nA道路广场面积40325痛，水体面积5230•，绿地面积60065痛，

科技园容积率为0.9,建筑密度24.5%,停车位240辆，绿地率44.7%。木项目共分3期,

其中1期工程设计已经完毕。设计雨水回用重要用于冲洗道路、绿化、洗车等3个方面。

1.3设计根据

1、《室外排水设计规范》(GB50014-2023)；

2、《建筑与小区雨水运用工程技术规范》(GB50400-2023)；

3、《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2023)；

4、《建筑中水设计规范》(GB50336-2023)；

5、《生活杂用水水质原则》(GB/T18920-2023)；

6、回用水原则符合国家《都市污水再生运用景观环境用水水质》

(GB/T18921-2023)；

7、建设方提供的I有关生活污水水质、水量、布局、工程图纸等基础资料；

8、其他有关原则及规范。

1.4设计原则

1、雨水处理回用工程以投资省，运转费用低，占地面积小为原则。

2、处理系统先进，设备运行稳定可靠，维护简朴、操作以便。

3、雨水处理系统不产生二次污染源污染环境。

4、控制管理按处理工艺过程规定尽量考虑自控，减少运行操作的劳动强度，使

雨水处理站运行可靠、维护以便，提高雨水处理站运行管理水平。

2工艺设计

2.1雨水水质分析

科技园区拟采用地面及屋顶雨水径流作为水源，由于径流的形成包括降水过程、

蓄渗过程、坡地漫流和集流4个基本过程，在形成径流口勺过程中，雨水径流将冲刷屋

面、路面、草地以及其他裸露日勺地面等，因此形成地面径流日勺水质要受到降水水质、

屋面水质、植物叶面沉积物、地面污染物等影响。根据有关文献，地面雨水径流H勺水

质变化范围比较大，COD为280〜1250mg/L,BOD5为50〜210mg/L,SS为1045〜

2288mg/Lo为此，在进行园区雨水管线设计时，每隔5()m均设置了沉砂井，雨水通

过沉砂井初期沉淀之后，雨水径流日勺水质比较稳定，从其他已建项目沉砂池的雨水管

下游进行取样分析，成果表明污染物质含量很低。参照同类型H勺工程经验可知，该雨

水经合适处理后，完全可以抵达中水回用的水质原则。

2.2雨水回收系统阐明

①、屋面雨水阐明

屋面雨水一雨水斗一雨水立管一雨水检查井一雨水弃流井一雨水调整池

②、园区地面雨水阐明

地面雨水一地面与水沟或雨水口一雨水检查井一雨水弃流井一雨水调整池

屋面雨水、绿地雨水和道路场地雨水尽量先引入附过的低势绿地或、下.渗净化。

对超过绿地储存容量和下渗量而形成的地表降雨径流则运用边沟或雨水管道向雨水

调整池汇集。

2.3雨水水量计算

园区汇水面积包括道路、绿地、屋面面积，因汇集雨量较大，园区平均径流系数

按0.8计。则：

①、整年可用雨水资源总量为1.269X145922X0.8=1.4814X10钎。

②、最大月均雨水资源量为0.275X169553X0.8=0.373X10Wo

③、最小月均雨水资源量为0.024X169553X0.8=3255m\

2.4需水量计算

根据浇洒道路、绿化、洗车用水定额及对应面积计算用水量。浇洒道路用水定

额1.5L/(m•d),绿化用水定额2L/(m-d),洗车用水定额300升/(辆・天)，

则：

①、浇洒道路及场地需水量为0.0015X40325X365=2.2X10m3o

②、园区绿化需水量为0.002X60065X365-1.38XI0m3

③、洗车需水量为0.3X240X365=2.628X10W

④、人工湖年蒸发量为5230X1=52301/

⑤、人工湖及绿地渗透系数为1.26X10汨/s：

:i

则年均渗水量为65295X1.26X3600义24X365=25945mo

由上述数据得知，

园区年可运用雨水资源量为1.4814Xl(r-523C-25945=116965m)

园区年需水总量为22023+43800+26280-91080m)

可见雨水水量完全可以满足总需水量的规定。

2.5设计水量水质及用水原则

木项目最大雨水处理量约116965m3/365d=3200?川，木工程设计时考虑到因有

调整池对水量的调整，后续设备的设计处理能力为26.0m3/h。雨水处理后所有回用于

绿化、浇洒道路场地和洗车等，雨水深度处理部分日勺处理能力为26.0m3/h。经取样和

参照类似工程设计经验，确定设计水质见表2-1。

表2・1设计进出水水质

项目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)LAS(rng/L)

1045〜

原水水质280~125050〜21020〜305〜8

2288

设计水质350200220308

出水水质<50<10<5<5<0.5

雨水处理后用于景观环境用水，其水质应符合《都市污水再生运用景观环境用

水水质》GB/T18921-2023时规定。雨水处理后用作都市杂用水，其水质应符合《都

市污水再生运用都市杂用水水质》GB/T18920-2023口勺规定。

见表2-2o

表2・2都市污水再生运用景观用水水质（GB/T18921・2023）（mg/L）

序欣赏性景观环境用水娱乐性景观环境用水

号项目河道类湖泊类水景类河道类湖泊类水景类

1基本规定无漂浮物，无令人不快乐的嗅和味

2pH（无量纲）6.0-9.0

3五日生化需氧量W1066

4悬浮物SSW2010—

5浊度(NTU)——5.0

6溶解氧？1.52

7总磷（以P计）W1.00.51.00.5

8总氮W15.015

9氨氮（以N计）W5.05

1()色度（度）W30.030

11石油类W1.01.0

12余氯b0.050.05

13阴离子表面活性剂W0.50.5

14粪大肠菌群（个/L）Wl(X)002023500不得检出

注1：对于需要通过管道输送再牛.水的非现场回用状况采用加氯消毒方式：而对于现场回用状况

不限制消毒方式。

注2：若使用未通过除磷脱氮H勺再生水作为景观环境用水，鼓励使用本原则的各方在回用地点枳

极探索通过人工培养具有欣赏价值水生植物日勺措施，使景观水体的氮磷满足表？？的规定，使再

生水中的水生植物有经济合理的出路。

a“——”体现对此项无规定；

b接触实际不应低于30min区I余氯。对于非加氯消毒方式无此项无规定。

2.6工艺选择

雨水回用处理一般包括预处理、主处理及深度处理三个阶段。其中预处理阶段重

要有格栅和调整池两个处理单元，重要作用是清除污水中的固体杂质和均匀水质；主

处理阶段是雨水回用处理的关键，重要作用是清除污水H勺溶解性有机物；深度处理阶

段重要以消毒处理为主，保证出水抵达中水水原则。

中水回用主处理技术重要包括生物法、物化法及膜分离法。其中生物处理法是运

用水中微生物的I吸附、氧化分解污水中口勺有机物，包括好氧和厌氧微生物处理，一•般

采用多种工艺相结合的措施；物理化学处理法以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附

相结合为基本方式，提高出水水质，但运行费用较高；膜处理技术一般采用超滤（微

滤）或反渗透膜处理，其长处是SS清除率很高，占地面积少等长处。

中水回用处理为抵达最佳的处理效果，一般采用多种工艺相结合的措施。根据

国内外中水回用处理技术的发展状况，有关专家学者总结出国内外常用日勺经典工艺流

程，

见表2-3。

表2-3中水回用处理经典处理流程

序号处理流程

1格栅f调整池一混凝沉淀（气浮）一化学氧化一消毒

2格栅一调整池一一级生化处理一过滤一消毒

3格栅一调整池一一级生化处理一沉淀一二级生化处理一沉淀一过滤一消毒

4格栅一调整池一絮凝沉淀（气浮）一过滤一活性炭一消毒

5格栅一调整池一一级生化处理一混凝沉淀一过滤一活性炭一消毒

6格栅一调整池一一级生化处埋一二级生化处理一混凝沉淀一过灌一消毒

7格栅一调整池一絮凝沉淀一膜处理一消毒

8格栅一调整池一生化处理一膜处理一消毒

表中第1、4和7是以物理化学处理为主日勺处理流程，处理措施重要有混凝沉淀

或气浮、化学氧化法（二氧化氯、臭氧、次氯酸钠、氯、碘化钾等）、活性炭吸附法。

具有流程简朴、占地少、设备密闭性好、无臭味、易管理的特点。第2、3、5和6

是以生化处理为主的处理流程。以优质杂排水和杂排水为中水水源时，采用生化处理

的目的是清除水中的洗涤剂。过去常采用生物转盘法，因室内臭味问题一直未能处理,

因此成功实例不多，目前，多采用接触生物膜法。以生活排水为中水水源，采用二级

生化处理时，多采用AQ法和A2/O。第8为物化与生化处理相结合的处理流程。其

中，第7和8流程中具有滤膜装置，具有装置小型简朴、可以间断运行和无污泥的特

点。

伴随中水回用处理技术的不停发展，越来越多的新技术被广泛应用，其中以臭氧

氧化消毒技术及持续超滤技术体现得最为突出。03作为高效日勺无二次污染的氧化剂,

是常用氧化剂中氧化能力最强的(03>C102>C12>NH2CI),其氧化能力是氯日勺2倍，

杀菌能力是氯代I数百倍，可以氧化分解水中的有机物，氧化清除无机还原物质，能极

迅速地杀灭水中的细菌、藻类、病原体等。

由于雨水BOD/COD值仅为0.17左右，阐明其可生化性差，因此一般不适于用

生物处理。参照国内外的工程实例，同步结合本园区的实际状况，选择以物理化学处

理为主的处理流程，处理措施为絮凝沉淀、过滤、化学氧化法(二氧化氯、除藻剂等)。

通过有机合理的组合，以期抵达最佳的处理效果，满足回用规定。

2.7工艺流程

根据处理的雨水水量、水质及处理规定，本方案采用物理化学处理日勺工艺思绪，

工艺流程如图2-1所示。

1JXT、11^,八一

雨水回用

图2-1中水回用处理工艺流程图

2.8流程阐明

2.8.1雨水汇集

地面雨水和屋面雨水径流通过雨水管道汇流在雨水调整池中搜集均质，调整池前

端设置初期雨水弃流井，弃流井内设置格栅和电动阀门，通过水位控制器和浊度仪来

控制电动阀门抵达初期雨水弃流。

2.8.2毛发过滤器

本工程毛发汇集器设于污水泵吸水管上，毛发汇集器规定如下：

1、过滤网的有效过水面积等于连接管截面面积的2.5倍；

2、过滤网的孔径为3mm。

2.8.3过滤系统

生化出水首先通过砂滤罐，罐内置石英砂。该装置重要用于清除出水中较细小日勺

固体颗粒和其他悬浮在水中的微小杂质。本工艺采用新型的高效滤料，此滤料由多种

介质混合加工而成，具有强度高、过滤流速高、反冲洗以便和效果稳定可靠等特点，

从而使其对进水的过滤净化功能大大增强，提高了出水的水质状况。

2.8.4氧化消毒系统

通过砂滤的废水进入高级催化氧化系统，二氧化氯由二氧化氯发生器产生，反应

过程加入催化剂二氧化氯，高级氧化过程几乎清除掉污水中所有细菌及有机物等，确

保出水符合回用水原则，

2.8.5活性炭吸附系统

吸附法常用来清除水中口勺有机物、胶体物质、微生物等。而活性炭是目前水处理

中最为常用口勺吸附剂，其处理效果好、占地面积小、管理以便、又可再生。同步，对

某些金属及具化合物也有很强的吸附能力。本装置并非单纯H勺采用活性炭吸附，而是

将活性炭进行了一种特殊处理，加大了活性炭的吸附容量，从而加强了活性炭的吸附

效果，使出水水质愈加提高。

活性炭吸附出水在回用水池中搜集待用。供水采用变频泵组。

2.9重要构筑物、设备尺寸及设计参数

2.9.1调整池

用于排出雨水的搜集均质，设计停留时间48小时。平面尺寸10.0mxl6.0m,有效

水深4.0m,总深4.5m,有效容积640m3。内设穿孔曝气管，用于废水的气力搅拌，池

底设置集水井，配置潜水式排污泵两台，Q=30.0m3/h,H=10.0m,一用一备，用于废

水的提高。

2.9.2过滤水泵

过滤水泵用于将调整池内的雨水送入过滤砂缸内，过滤砂缸的反冲洗压刀抵达2

kg/cm,过滤水泵采用单极离心式水泵，水泵流量为Q=3O.Om3/h,H=20.0m（＞水泵前面

设置毛发过淀器，对调整池水进行粗过滤。毛发过渡器采用蓝式过滤器。

2.9.3过滤砂缸

过滤砂缸用于雨水精过滤，通过石英砂滤料进行精细过滤，过滤精度抵达5H。

过滤砂缸采用玻璃纤维缠绕，配置5通道多路阀，可以实现过滤、循环、反冲洗、排

污等功能。过滤砂缸过滤流量Q=35.0m3/h,过滤速度V=20m/h,过滤面积S=1.4nf

2.9.4二氧化氯发生器及自动加药系统

采用德国二氧化氯自动投加系统，杀灭水中细菌，保证游泳者日勺卫生安全，自

动投加，控制游离子氯在700左右；二氧化氯的毒副作用极底，是当今水处理消毒H勺

主流，在水中对有机物氧化降解时不会产生氯化产物。二氧化氯投加量按3mg/L计

算，二氧化氯产生量为90g/h。自动投药系统采用专用的IPH控制监控系统和二氧化

氯控制监控系统，该检测控制系统具有自动监测水质，自动报警功能，可根据探头检

测EJ参数自动控制投药量，保证水质MJ稳定.

2.9.5活性炭吸附罐

过滤器按国标（GB）及英国原则（BS）加工。罐体的材料选用不锈钢，采

用焊接构造，所有封头采用碟形封头，滤咀板的材料选用不锈钢。入口与出口

的接管选用不锈钢无缝钢管，使用措施兰连接。人孔材料选用不锈钢，带人孔

盖（详细位置根据规定决定）。过滤介质排放孔选用ABS滤嘴，带法兰盖板（详

细位置根据规定决定）。

设计流量为35m3/ho垫底砂层150mm厚粗砂颗粒尺寸为（）.9〜1.9mm；活

性碳面层700mm,颗粒尺寸为0.5〜0.8mm。其他包括不锈钢自动排气阀及压力

表。

2.9.6回用清水池

清水池用于处理后雨水欧I储存待用，设计为6小时杂用水量，清水池有效容积为

130m3,机房内设置变频泵组，水泵流量为Q=20.0ni3/h,H=28.0m,二用一备。

2.9.7综合机房

综合机房设于地下室，内设风机房、电控室及设备室等。机房面积约需40n?0

2.10重要设备

重要设备见表2-4o

表2-4重要设备表

重要技术参数

序号名称数量备注

型号规格性能参数

1格栅B=3-8mm1

2液位感应器BL-043不诱钢

3浊度仪87651

4电动阀门DN8001

5毛发汇集器1

6废水提高泵Q=30.0m3/h,H=10.0ni2潜水式

7过滤水泵Q=30.0m3/h,H=18.0m2离心式

8污泥回流泵Q=3.0m3/h,H=10.0m2潜水式

9砂滤罐①1.4x1.6m处理能力Q=35m3/h2玻璃纤维

10二氧化氯发生器CDVBI20130g/h1

12自动加药系统包括如下1非标、成套

①药箱PT200L3

②加药计量泵BT4a-1005酸碱、水处理药剂、催化剂等3

③PH计3-2716(8750)2

13活性炭吸附罐(P0.8x2.5m处理能力Q=30.0m3/hI不诱钢

14变频杂用泵Q=20.0m3/h,H=28.0m

15电气控制柜含PLC,控制编程等1非标、成套

2.11预期处理效果

预期处理效果见表2-5o

表2・5预期处理效果

序水量CODBODSSPH

号雨水名称

t/dmg/Lmg/Lmg/L

1原水653502002206.0-9.0

2厌氧+兼氧出水6525()150//

3好氧出水6512()120//

4混凝砂滤+CMF出水65SO1510/

5氧化消毒出水6530105/

6活性炭吸附652055/

7回用原则/501056.0-9.0

根据对有关雨水回用的试脸研究及工程实践，各处理单元要抵达上述预期的处理

效率是也许时。

3土建设计

3.1建筑设计

略。

3.2构造设计

略。

4电气、仪表

雨水处理工程电气为三级负荷，拟直接从厂区变电室引380V电源至本二程。动

力设备保护按厂内既有系统，接地电阻so。。电控室设配电屏一-面，水泵、压滤机在

控制室控制，并结合现场控制。

本工程用电负荷见表4-1：

表4“用电负荷

序设备名称装机容量数量工作日工作时日用电量备注

号(kW)参数间(hr)(kWh)

1电动阀门2.21112.2

2雨水提高泉1.5211218一用一备

3过滤水泵4211248一用一备

4二氧化氯发生器1211212一用一备

5变频杂用泵3211236一用一备

合计11.79116.2

由上表可知，本工程总装机容量21.2kW,实际运行容量11.7kW。实际用电容量

为116.2x0.75=87.12kWh/d,其中0.75为功率因数。

5给排水

略。

6劳动定员

本工程劳动定员1人，兼职作为雨水回用工程现场的控制及管理等。

7投资估算

设备及总投资估算见表7-1o

表7/投资估算（万元）

序号名称规格数量单价总价备注

（万元）（万元）

一上建m3

雨水弃流井3.0x5,0x2,5m37.50.051.875钢件

1调整池10.0x16.0x4.5m7200.0536.00钢件

2水池防腐3940.013.94环氧树脂

土建费小计41.82

二设备

1格栅B=5mm10.200.20铸铁

2毛发汇集器40.200.80

3雨水提高泵Q=30.0mVh»H=10.0m20.81.60一用一备

4电动阀门Dn8(X)12.62.60

5浊度仪876513.43.40

液位感应器BL-430.200.60不锈钢

9过滤水泵Q=30.0m3/h,H=20.0m20.901.80一用一备

10砂滤罐Q=35.0n?/h11.501.50

二氧化氯发生

13器130g/h121.5017.50德国

15活性炭过滤罐Q=35.0m3/h14.504.50钢防腐

16自动加药系统BT4A-100531.504.50非标、成套

Ph、ORP监控PH自动调整、水处理药

17仪剂、催化剂自动加入等22.505.00非标、成套

19管阀件15.005.00

20电气控制柜含PLC及编程等13.003.00非标,成套

设备费小计52.00

三直接费合计93.82

四其他费用

1设计费直接费x3%5%4.69

2调试费设备费x2%2%1.04

4设备安装费设备费x5%5%2.60

5管理费直接费x3%3%2.79

6税金工程总价*3.69%3.46

小计14.58

五工程总费用108.40

阐明：本方案未包括道路、绿化及特殊H勺基坑维护费用。

8运行成本

8.1雨水处理运行费用

雨水处理运行费用重要包括电费、人工费及药剂费，各项取费分别为：

1、电费

由表4-1用电容量记录可知，本工程实际电耗为87.2kWh/d,折算成单位雨水的

电耗为0.35kWh/m3雨水。按电价0.70元/kWh计，则电费为0.35kWh/m3雨水x0.70元

/kWh=0.245元/n?雨水。

2、人」二费

劳动定员1人，每人每月18OO.(X)计，则人工费为1人X1800元/人月X249n?/dx3()d/

月)=0.24元/n?废水。

3、运行总费用

根据上述论述，该雨水处理站综合雨水处理运行费用为0.245+0.24=0.4857L/m3

雨水。满负荷年运行总费用为：0.485元/n?雨水x249m3/dx360d/年=4.4万元/年。

4、年节省水费

该于水处理站年节省水费为91080x2元/m3=182160.00元

9重要技术经济指标

1、处理规模:249m3/d

2、工程总投资：108万元

3、总装机容量:21.2kW

4、劳动定员：1人

5、年运行总费用：4.4万元

10环境效益

雨水不仅可用于都市道路浇洒和绿化，还可用于冲厕、洗衣和工业用水等方面；

雨水集蓄工程建设可减少都市雨洪压力和排水管网负荷，可减少雨水管道投资：通过

雨水集蓄运用工程，可节省大量的自来水，通过资源替代和调整用水构造，可为都市

居民生活和工业用水等提供水源。雨水运用减少了排污，节省了有限日勺水资源，具有

明显的环境效益。

目录

1总论.................................................错误!未定义书签。

1.1概述............................................................错误!未定义书签。

1.2项目慨况.......................................................错误!未定义书签。

1.3设计根据.......................................................错误!未定义书签。

1.4设计原则........................................................错误!未定义书签。

2工艺设计.............................................错误!未定义书签。

2.1雨水水质分析....................................................错误!未定义书签。

2.2雨水回收系统阐明...............................................错误!未定义书签。

2.3雨水水量计算...................................................错误!未定义书签。

2.4需水量计算.....................................................错误!未定义书签。

2.5设计水量水质及用水原则.........................................错误!未定义书签。

2.6工艺选择.......................................................错误!未定义书签。

2.7工艺流程........................................................错误!未定义书签。

2.8流程阐明...........