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城市初期雨水产生的过程特性收集处理的方式归纳和分析

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城市初期雨水产生的过程特性收集处理的方式归纳和分析

城市初期雨水产生的过程特性收集处理的方式归纳和分析

  • 作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司
  • 来源:www.spongerain.com
  • 发布时间:2019-04-22 00:00
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众所周知,一个地区的储水来源只有两个,一是依靠地面降水,它包括雨水、雪、雾、雹等,二是依靠地下水。地下水储备是由当地地址构造决定的,多年汇水面积而成。随着地下水的开采,地下水储量逐年减少,因此它亟待补充。一个区域内水的多少很大程度上取决于该地区的降水和这些降水被截留的多少,降水截留的多,用水量相对充足,降水截留的少或者不采取措施去截留降水,那么自然降水就会白白流失。
 
水资源短缺是全世界面临的一个重大问题,为了缓解用水压力,人们寻求各种切实可行的方法:提倡节约用水,循环利用等。雨水作为一种自然水资源,加以合理的利用,对我们有着极其重大的意义。
 
本文针对城市初期雨水收集与处理的方法 ,结合目前国内已经或正在实施的相关项目做些归纳和整理。
 
一、城市初期雨水的特性
 
本文所叙城市初期雨水主要指携带城市主要面源污染、一定量的降雨初期时的雨水。随着城市化水平逐渐提高、城市人口聚集化程度加快,面源污染已经成为城市水环境污染的重要来源。
 
城市初期雨水的特性因区域差别而不同,对应的污染河流的初期雨水水质也不尽相同,这主要与区域人口分布情况、产业布局、截治污水平以及城市发展水平息息相关,比如深圳的特区内、特区外河流初期雨水性质就有很大的差别。但是作为城市初期雨水还是有一定共性,表象上可以见到是垃圾漂浮物多、降雨初期水体黑臭明显,伴随着着降雨时间的持续,水体污染程度逐渐减轻,化学性质上初雨有机物、重金属、油脂等污染物质含量较高。城市中大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体,硬化路面灰尘颗粒,雨污渠道中存积的污水、污泥以及垃圾溶解入初期雨水是造成城市初期雨水污染的主要原因。
 
二、城市初期雨水收集处理的必要性
 
河流作为城市中重要的环境资源,其作用无可替代。城市河流的价值正在广泛地为人们所重新认识,人们对河流的要求亦不仅限于传统的防洪和水利,进而提出了河流多样化和高品质的要求。城市河流特有的自然景观对于人们具有一种无可比拟的吸引力,河流空间是重要的生态环境,有很高的生物多样性,为鱼类、鸟类、昆虫、小型哺乳类动物以及各种植物提供了良好的生存环境。
 
水,是城市河流景观生态是否良好的最基本要求。随着城市的发展,城市面源污染负荷加大,污染的初期雨水进入河道是造成河流污染的主要原因之一,为保证城市河流原本脆弱的景观生态,实施区域污染初雨收集处理是污染减排的基本工程措施。
 
三、城市初期雨水收集处理方案
 
3.1城市初期雨水收集方法
 
城市初期雨水流行路径一般是通过路面雨水篦子进入城市雨、污水管涵、大部分直接进入河道,少量进入污水管网至污水处理厂。根据城市初雨流行路径,通常采用收集方法的是在雨水口设置工程措施对其实截流。
 
3.1.1初雨截方案大致分2种。
 
方案一:截流初期雨水半分流制排水系统,如图1。优点为管道简洁,且初期雨水得到有效处理。缺点为晴天污水相差大,影响污水厂运行,雨水调蓄池的减少用地协调难度大。
3.1.2初雨截流井选择
 
初雨截流井有多种形式,应根据不同雨水口的情况有针对性的选择。
(1)跳跃堰式截流井。一般置于合流污水管道上,对于现状合流管道,如果距出水口较近,且下游溢流管道标高有降低的条件,才可采用跳跃堰式溢流井。
(2)侧流堰式截流井。一般设于现状合流污水管道上,侧流堰失截流井则可以在暴雨期间使进入截污管道的流量控制在一定的范围内。
(3)闸门式截流井。闸门截流井用于渠道截流。旱季和平常雨水时闸门关闭,保证旱季时能有效地将污水截流到截污系统,平常雨水时上游水通过闸门顶溢流到下游,暴雨时可以把闸门打开,增加过流断面。
(4)防倒灌设施。雨量特别大时,排水渠中的水位会急速增高,当截污口标高较低时,河道内的水将倒灌至截流井,使截流管道的实际流量会大大超过设计流量。在此情况下,截流系统必须考虑防倒流措施。
 
方案二:截流初期雨水的分流排水,如图2。截流初期雨水的分流制排水系统是一种更高标准的排水系统。根据建调蓄池或初雨处理设施及雨水管截流井设置位置的不同,具体可分为4种方式截流。优点为雨污各行其道,互不混掺,雨污分流彻底,且初期雨水和漏入雨水系统的污水得到收集处理。缺点为实施两套管道,投资大,建设难度也高,雨水澄清池用地协调难度也大。
3.2城市初期雨水截流规模
 
对于初雨截流系统规模的计算方法,国内外研究甚少。目前很多方法只适合应用于建筑小区、屋面等集雨面积较小的工程设计,对于全流域总口截流除雨的规模计算尚无准确的计算方法可以参考。
 
3.3城市初期雨水处理方法
 
城市初期雨水量大、聚集时间短、水质变化快、城市污水处理厂没有足够的负荷处理初期雨水,普通污水厂的工艺也不适合大量接纳初期雨水。
 
初期雨水处理主要是为了去除雨水携带的污染物质降低对水体污染负荷,同时通过对雨水流量的时间、空间上的分配降低对水体的水力负荷。结合国内外研究成果和实际运用经验,城市初期雨水处理方式主要恩威分散处理方案和集中处理两类,采取的工艺主要有植物吸收、混凝沉淀等。
 
对有土地空间、汇水面积小,适合结合景观设置生态工程措施的范围,可采用分散措施,布置形式如图4所示。
实际上,城市初期雨水的量大、汇水时间短、多半采取的是“调蓄+处理”的方式,即先将初期雨水用调蓄池收集储存,再利用处理设施处理。目前初雨处理的主要工艺构是混凝沉淀,工艺简图如图5所示,其主要工艺原理是利用积聚的泥渣与原水中的杂志颗粒相互接触、吸附,辅以絮凝剂达到清水较快分离的净水构筑物。此种工艺具有生产能力高、处理效果较好等有优点,但也受到原水的水量、水质、水温及混凝剂等因素的影响。随着工艺水平的提高,初期雨水处理的方法也越来越多,处理效率也会逐步提高。
结语
 
随着人们对城市水环境状况重视程度的提高,人们对城市初期雨水也逐渐重视,本文对城市初期雨水产生的过程、特性、收集处理的方式与方法做了一些粗浅的归纳和分析,希望为城市水环境改善设计有所帮助。