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办公楼雨水回用系统研究及应用

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办公楼雨水回用系统研究及应用

办公楼雨水回用系统研究及应用

  • 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:2019-02-26 00:00
  • 访问量:

摘要:随着城市化和工业化进程所带来的缺水、水污染、洪涝等一系列问题,通过对雨水资源利用情况的研究基础上,从技术和经济方面分析这一系统的可行性,并提出建议。

 

一、雨水资源利用现状

 

随着城市化和工业化,城市建筑面积不断扩大,不透水地面增加,城市暴雨径流产生的洪涝,雨水资源作为轻度污染的水源,经过简单处理就可用于生活用水和工业用水,增加城市雨水资源的利用量,提高城市雨水资源的利用率将是节水型城市建设的有效措施。20世纪70年代以来,德国、美国、日本、英国、新西兰等国外对城市雨水资源利用进行了大量研究和实践,通过采取强制性的法律手段和鼓励性的经济手段保障雨水资源利用。相比上述国家,我国城市雨水资源利用的研究和实践起步较晚。起初仅在一些缺水地区开展小型的、局部的雨水集蓄利用工程,如陕北、渭北干旱地区,青海东部山区,甘肃省中东部地区等,随着个城市水资源紧缺程度加剧、汛情洪涝趋频繁,雨水资源利用逐渐成为研究热点,北京、上海、南京、深圳等城市相继开展雨水资源利用的研究与实践。北京是国内城市雨水资源利用的典范,已经进入实质性的雨水资源利用实施推广阶段,成为带动我国城市雨水资源利用发展的龙头。

 

二、雨水利用的目标和系统类别(如表1)

 

表1

三、雨水收集回用设施的构成和选用(如表2)

 

表2

四、雨水处理后CODCr和SS指标

 

回用雨水的CODCr和SS指标应满足下表要求,其余指标应符合国家现行相关标准的规定,如表3

 

表3

五、设计方案确定

 

5.1雨水利用工程设计基础资料

(1)水温气象资料

 

当地年均降雨量,年均蒸发量,多年月平均的降雨量和蒸发量发布,不同重现期或保证率的最大次、最大日降雨量,平均降雨间隔时间,河道或湖泊的常水位、洪水位,历史洪水资料调查,当地气温资料,历年暴雨量资料及当地暴雨强度公式等。

 

(2)其他资料

 

当地用水定额(绿化、喷洒、洗车、冲厕等)当地水价、电价、药剂费,城市或区域总体规划、河流规划、城市或区域排水规划及相关规划资料,有关的防洪、排水、道路等使用情况及设计资料,当地有关河湖、地下水等管理法规等当地水资源和水环境状况资料,再生水和雨水利用方面的规定和资料,当地建筑材料来源、价格、运输条件及当地概预算有关资料,冬季施工起止时间及其土壤冻结深度,有关地下管线和建筑物的工程资料,其他相关资料。

 

5.2水量平衡分析与设计规模的合理确定

 

对建设项目内的各种水量进行计算、并进行水量平衡分析,是确定雨水利用方案、设计雨水利用系统和构筑物的一项极为重要的基础工作。可以说,准确的水量平衡分析是决定和优化方案的重要依据,也是设计项目经济性与合理性的重要保证。水量平衡计算可以根据工程的实施阶段等的要求按年、季或月等时间单位计算。根据以上分析,结合拟建区可集蓄利用的雨水量来综合确定雨水利用的规模。拟建区可积蓄雨水量可按下列方法计算。

 

(1)拟建区降雨量总量

 

拟建区降雨总量可按下式计算:W=HA

式中W-拟建区年降雨量,m³

H-年均降雨深度,m,西宁可按0.4m计算

A-拟建区汇水面积,m²

(2)拟建区可集蓄利用雨水量

如果不考虑初期雨水的弃流和季节折减的影响,拟建区平均每年可收集径流雨水总量可按下式估算:

W1=屮HA

式中W1-----拟建区年均可收集径流雨水总量,m³

屮-----拟建设区径流系数,既同一时间段内流域上的径流量与降水量之比,径流系数为小于1的无量纲常数。可按屮=?屮iAi/?Ai计算,屮i为每部分汇水面的径流系数,可参考表1和表2提供的经验数据选用,Ai为每部分汇水面的面积,如表4、表5

当考虑降雨季节的不均匀性和初期雨水的弃流时,还应分别乘以折减系数和初期弃流系数。前者是考虑到某些城市非雨季的降雨量很小,难以形成径流并收集利用,后者是扣除一部分弃掉的雨水量。如北京的季节折减系数可近似按0.85计,而南方一些降雨量相对均匀的城市则可取1,吴敏雨水的初期弃流系数可近似按0.87估算,当汇水面积较大或污染较大时,可相应减小弃流系数或根据设计的弃流量计算初期弃流系数。

 

5.3雨水利用方案的确定

 

(1)水质分析

 

城市雨水水质情况非常复杂,城市与城市之间的差异、汇水面、降雨的季节、降雨特征等的不同都会影响到城市雨水的水质,雨水径流污染主要表现在以下几个方面:

 

第一是由于大气的污染,直接由于降雨带来的污染物,这些污染物的种类主要取决于各个城市的空气状况,还可能由于大气的迁移,从外域带入(如北方地区的沙尘暴)。

 

第二是屋面。屋面雨水径流的水质主要取决于非降雨期空气中沉降物和屋面所用的材料。屋面材料对屋面径流水质的影响非常明显。尤其是沥青油毡类屋面材料(特别是普通油毡类)污染比较严重,比混凝土平板、现浇钢筋混凝土屋面以及瓦屋顶(像小青瓦、石棉瓦、平瓦)的污染量高出许多倍。材料的老化和夏季的高温暴晒,收集雨水中的污染物浓度都会显著的提高,并且色度大,主要为可溶性COD,多集中在暴雨初期径流中,浓度达到数百深圳超过数千mg/L,当然雨水水质也取决于该城市的降雨量、气温、降雨间隔时间、屋面材料的种类等,一般说来降雨期COD的浓度可稳定在100mg/L以内。

 

第三是路面雨水径流水质和影响因素最为复杂。大气、屋面污染物都会汇入到路面,加上路面本身各种污染因素,如路面所用材料、汽车尾气排泄物、生活垃圾、裸露和植被地带冲出的泥沙等,其成分异常复杂,随机性很大。但也有一定的规律,如污染物主要集中在雨水初期径流中,污染浓度主要受两次降雨之间的间隔时间、空气质量、降雨量和暴雨强度,路面状况等因素影响。总的说来,在降雨过程中,浓度逐渐下降,最后趋于稳定,其主要污染成分有COD、SS油类、表面活性剂,重金属及其他无机盐类。

 

(2)设计标准

 

雨水处理后,各项指标的浓度与含量均达到中华人民共和国建设部盘发的《城市生活杂用水水质标准》其相应的水质指标如下表6:

(3)处理工艺的确定

 

从雨水的水质分析可知,屋面雨水的水质远远高于通过道路雨水节流收集到的雨水,当然绿地草坪滞蓄收集到的雨水水质也非常好,但是由于绿地草坪的渗透能力比较强,能收集到的雨水数量有限,因此实际过程中通常采用屋面收集到的雨水作为中原水。从以往水质分析可行屋面雨水不宜采用生化处理工艺,宜采用物化处理。雨水收集后的处理过程,与一般的水处理过程相似,唯一不同的是雨水的水质明显的比一般回收水的水质好,依据实验研究显示,雨水除了PH值较低(平均约在5.6左右)以外,初期降雨所带入的收集面污染物或泥沙,是最大的问题所在。而一般的污染物(如树叶等)可经由格栅去除,泥沙则可经由沉淀及过滤的处理过程加以去除。这些设备的组合与处理容量需在经济与集水区条件考量下来调整其大小。处于方法与装置则主要取决于1、集水方式2、雨水取用的目的与处理水质的目标3、收集面积与雨水流量4、建设计划与相关的条件5、经济能力管理维护条件。

 

5.4屋面雨水水质处理根据原水水质可选择下列工艺流程:

 

(1)雨水-(初期径流弃流)-景观水体

(2)雨水-初期径流弃流-雨水蓄水池沉淀-雨水清水池-过滤植物浇灌、地面冲洗

(3)雨水-初期径流弃流-雨水蓄水池沉淀-过滤-消毒-雨水清水池-冲厕-车辆冲洗-娱乐性水景

当雨水用于冷却塔或用户对水质有较高要求时,增加相应的深度处理措施。