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工业厂区雨水收集利用方案设计

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工业厂区雨水收集利用方案设计

工业厂区雨水收集利用方案设计

  • 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:2018-05-17 00:00
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    摘要:今日介绍“海绵雨水”公司针对合作案例中工业厂区雨水收集项目的方案设计以分别进行了年均水量平衡计算和月均水量平衡计算,并在选定了地下雨水清水池容积后对月均水量平衡进行了核算,最终得出了该方案雨水收集量能够满足厂区内绿化用水量,水面蒸发量和其他水量损失需要的结论。经济效益分析表明,深圳市海绵雨水利用科技有限公司该系统每年可节约自来水44430m³经济效益显著。
 
    水资源短缺的问题呢。已经成为制约全球经济发展、人民生活水平提高的重要因素,如何解决或缓解这一棘手的矛盾,早已成为世界各国都在思考探索的问题。早在20世界30年代,美国就出现了世界上第一个将出水再生利用于景观用水的污水处理厂,日本从60年代也开始了这方面的研究,而对雨水的再生利用从20世纪70年代未才开始出现,2000~2001年的中国水资源公报公布的统计数据显示,我国年降雨总量远大于供水总量,但以雨水为水源的供水量所占比例却极小,大量的雨水资源被白白浪费。随着雨水利用技术的迅速发展,大规模的雨水收集利用已经成为可能。另外2001年建设部出台的《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》规定:小区绿化,景观,洗车,道路喷洒,公共卫生等用水宜使用中水或雨水,这就为雨水利用的全面推广创造了政策条件,而(建筑雨水小区雨水利用工程技术规范))(GB50400-2006)从技术层面上给出了许多具体的要求,这就使得雨水的收集利用变得有章可循。
 
    1、工程概况
 
    此次介绍“海绵雨水”公司在苏州市郊区某工业厂区的雨水收集方案与设计详解,该厂区为新建的现代化厂区,位于苏州市郊区占地约20hm³,节本呈长方形布置,其中绿化面积约69000m³,楼房共5栋,屋面面积共约47000m³,主要道路均为硬化路面,路面面积共约30000m³主办公楼前的中心广场硬化地面面积约23000m³;景观水面面积6905m³;喷泉水景水面面积4415m³,业主对厂区内的环境建设提出了很高的要求,除了必要的绿化外,还准备建造大面积的喷泉,人造水景和景观水塘等。另外,业主非常重视保护环境,节约水资源,有意投资建设雨水收集楼系统,收集到雨水主要用于景观,绿化和生产。
 
    2、雨水收集利用系统的设计
 
    雨水收集范围包括:1~4号楼屋面雨水、部分硬化道路路面雨水和中心广场地面雨水,各部分的汇水面积见表1。
    整个系统的设计和布置,要结合厂区内建筑物、道路、绿地和用水电的分部特点,并综合考虑各雨水收集单元的受污染程度、雨水利用点对水质的要。建筑屋面的雨水一般受污染程度较低,经初期弃流和沉淀后收集于蓄水池,使用时经机械过滤、紫外线消毒和氯消毒,主要用于喷泉、人造水景及生产等对水质要求较高的用水点。硬化道路和广场的地面污染物相对较多,雨水受污染程度较高,初期雨水弃流后,中后期雨水经沉淀格栅井处理,再经水生植物过渡带汇入景观水塘。浇晒绿地用水对水质的要求不高,可直接从景观水塘取水。同时,为了保证景观水体的水质和循环流动,在水位最低的水体附近设置生态绿地,景观水经绿地处理后加压送至水体的水位最高处。喷泉和水景的水根据水质情况定期换(每月一次),在绿化作用水期,其弃水排入景观水塘,补充绿化用水量,在非绿化用水期,其弃水可直接排放到市政雨水管。景观水塘,喷泉水景均预留自来水补水口,以便于调节和管理。雨水蓄水池布置成地埋式,生态绿地采用潜流式,雨水的收集尽量结合地形,以自流为主,必要的地方设置提升泵。系统布置见图1。
 
    3、水量平衡计算及主要参数的确定
 
    1、计算依据,气象资料
 
    气象资料包括降雨量资料和水面蒸发量资料。苏州市年均降雨量1150mm。苏州市濒临太湖,年均水面蒸发量912,2mm(1980~2000年),月均蒸发量按照太湖水面的月均发量计算,太湖水面的多年月均蒸发量资料(1980~2000年)见表2。
 
    2、计算方法
 
    绿化用水量按照《室外给水设计规范》(GB50013-2006)的规定,浇晒绿地的用水定额为1~3L(d·m³)。由于苏州地处太湖地区,雨量充沛,空气潮湿,浇晒绿地用水定额选为:4~9月1.5L(d·m³)3/10月1L/(d·m³)其他月份植物处于休眠期,不需要浇晒。
 
    3、雨水收集量
 
    可收集雨水量按式计算:
    其他损失水量按总用水量的10%计算,
 
    年均水量平衡计算,厂区雨水收集利用的年均水量平衡计算见表3计算结果表明,厂区每年收集到的雨水量完全可以满足厂区的绿化用水及睡眠蒸发等损失水量的需要,富余雨水经处理后可用作生产用水。
 
    月均水量计平衡计算
 
    厂区雨水收集利用的月均水量平衡计算详见表4,从表中的数据可以看出,在生产补水全部采用处理后的雨水情况下,除4月和10月外,其他月份收集到的雨水均能满足当月总用水量的需要,而且还有一部分富余量,其中6月和9月的富余量都有超过2000m³。如果9月的富余雨水能够完全被收集,足够弥补10月的用水缺口,因此,从理论上讲,只有4月需要自来水补充。
 
    雨水调蓄池容积计算
 
    按照德国雨水调蓄池的容积计算方法。V=(年杂用水量与年雨水产生水量中的最小值)x0.03其中V为雨水调蓄池有效容积,m³;0.06为储存3周杂用水量相应的系数。
 
    在该工程中,年杂用水量取年总用水量,即为36406m³,小于年雨水产水量581468m³,因此雨水蓄水池的理论有效容积为V=36406x0.06=2184(m³)。在本方案中,绿化用水景观水塘中取得,景观水塘起到了雨水蓄水池的作用,景观水塘的可变水位控制在0.2m以内,水面面积为6905m³,则景观水塘的有效容积只需达到803m³,即可满足雨水调蓄的要求。喷泉水景总水量约2000m³,更换其用水时,可全部更换也可部分更换,依水质和降雨情况而定。另外,业主有意将远期规划建设的厂房的屋面雨水也收集利用。因此,综合考虑,雨水蓄水池有效容积暂定为2400m³,分为两格。蓄水池收集到的屋面雨水除用作生产和喷泉水景的补水外,富余量可以通过喷泉水景以拍摄的形式补充到景观水塘,用以补充绿化用水,每月降雨按两次计算,进行琢月水量的核算计算结果见表5。
 
    从表5中的数据可以看出,各月份的自来水补充量均小于当月生产用水量,说明雨水收集量均能满足当月绿化、水面蒸发及其他损失水量的需求。自来水补水应以补充生产用水为主,当月景观水塘可调节水量不能满足绿化等用水的需要时,可从喷泉水景处取得,然后再由蓄水池补充。另外,如果每月降雨按两次计算,蓄水池的有效收集水量为4800m³,而现在每月实际的收集量远远低于此值。雨水蓄水池的有效容积之所以定位2400m³,主要是为远期规划的2万㎡厂房屋面雨水的收集预留空间。因此,景观水塘的可变水位控制在0.2m以内、雨水蓄水池的有效容积定位2400m³是合理的。
 
    其他设备实施参数的确定
 
    1、生态绿地
    景观水体总水量约8400m³,保证7天内完成一次循环,则生态绿地的处理能力为1200m³/d循环水泵流量50m³/h。选取水力负荷1m³/(㎡·d)则生态绿地的面积为1200㎡。
    2、沉淀池
    取蓄水池单池有效容积的10%,即为120m³
    3、机械过滤罐
    过滤流量15m³/h过滤罐半径0.7m,过滤面积1.54㎡,滤速9.74m/h。
    4、沉淀格栅井
    沉淀格栅并设置在道路、广场的雨水支管连接到干管之前,其形式及尺寸如图2所示。
    5、水生植物过渡带
    在地面雨水汇入景观水塘的雨水口处,设置水生植物过渡带,以拦截漂浮杂物,并减小雨水对塘底冲刷。过渡带的宽度不下雨2m,依绿化环境种植芦苇、菖蒲,荷花等挺水植物。
 
    水质保障
 
    1、技术措施
    (1)建筑屋面采用不产生污染的材料,屋面雨水的收集采用雨水斗。收集到的雨水经过沉淀池和滤池的处理后再储存于清水池或景观水塘。
    (2)在雨水清水池设置紫外灯消毒设备。
    (3)水质恶化的景观用水定期经过人工湿地处理循环利用。
    (4)考虑到景观水塘水面面积比较大,可以在水塘中设置若干小型的喷泉或者表面曝气机,以增加水体中的DO,抑制或延缓水体富营养化的发生还可以在水塘内种植水生植物,即美化了环境,又强化了水体的自净能力,有利于景观水塘的水质改善。
    (5)由于树叶,枯草等植物体在落入景观水塘后会腐烂分解,其中的营养元素(主要是氯磷)就会释放到水体中,从而造成藻类等微生物的繁殖。当藻类达到一定数量时,就会在水塘浅水区的塘底形成一层比较厚的生物膜,在雨水或水流的冲刷下,生物膜就会脱落,并漂浮或悬浮在水体中。为了防止这些生物膜在人工湿地处理景观水塘的水时造成人工湿地填料的堵塞,在提升泵的吸水井井口应设置孔径较小的滤网,拦截生物膜等杂物。
 
    管理措施
 
    (1)加强对道路的清扫。
    (2)每天定时运行雨水清水池内的紫外灯消毒设备,定期检查紫外灯的消毒效果。
    (3)定期姓刘景观水塘内的杂物,友情是漂浮或悬浮的生物膜,定期清理水塘内提升泵吸水井滤网,防止水泵和人工湿地堵塞。
    (4)定期清理沉淀池内的沉积物,定期对砂砾滤池和砾石滤池进行反冲洗,以保证沉淀池的沉淀效果和滤池的过滤效果。
 
    结论
 
    1、通过年均水量平衡和月均水量平衡的计算,工业厂区雨水收集利用是可行的。
    2、加药过滤与紫外线和氯联合消毒可以有效保证喷泉水景和生产用水的水质,生态绿地的设置保证了景观水体的循环流动和水质,能够满足绿化和景观效果的需要。
    3、“海绵雨水”公司该雨水收集系统在经济上是可行的。