雨水回收利用方案设计样本.doc

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雨水处理利用工程

设
计
方
案

目 录
前言 1
一、 设计依据及原则 2
1.1 设计依据 2
1.2 设计原则 2
二、 雨水利用系统分析 2
2.1 项目概况 2
2.2 水量平衡分析 2
2.3 系统处理能力分析 3
2.4 系统工艺流程 3
三、 雨水弃流系统 3
四、 雨水处理站 4
4.1 雨水处理站设计 4
4.2 雨水蓄水池 4
4.3 清水池 4
五、 雨水净化处理 4
5.1 雨水水质 4
5.2 回用水质 5
5.3 处理工艺 6
5.3.1 混凝 7
5.3.2 过滤 8
5.3.3 消毒 8
六、 主要构筑物及设备明细 9
6.1 构筑物列表 9
6.2 主要设备表 9
6.3 运行成本分析 10
6.4 人员培训及售后服务 10

一、 设计依据及原则
1.1 设计依据
l 《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400- );
l 《雨水利用工程技术规范》(DGJ32/TJ113- );
l 《室外给水设计规范》( GB50013- ) ;
l 《室外排水设计规范》(GB50014- ); ( )
l 《建筑给水排水设计规范》(GB50015- ( ) );
l 主设计单位提供的参数和图纸等资料。
1.2 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
2.1 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。
2.2雨水利用量计算
日用水量最大为
地块Qd=16430×3×10-3≈49.3m3/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稳定性, 则清水池上部应设置自来水补水设施。
2.3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。
2.4 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: 当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。

2.5 系统工艺流程
雨水收集利用系统流程如图2所示。
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

图2 雨水收集利用系统流程图
3.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。
3.1初期雨水弃流部分
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2-3mm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- ) 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, 雨水初期径流弃流后的水质为CODCr 70-110mg/L、 SS 20-40mg/L、 色度10-40度, 连续降雨时径流水质较好。
3.1.1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。分流井经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。
3.1.2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。
3.1.3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

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
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
3.1.4弃流过滤过程功能分析
( 1) 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经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) 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) 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。安全分流井能够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, 经过弃流、 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。
3.2雨水的调蓄储存
3.2.1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: L×B×H=6000mm×4500mm×4000mm。
3.2.2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, 出水经过设于池内的过滤提升泵送至雨水处理系统。另外, 蓄水池要设有排泥装置, 以免过量沉淀。
3.3雨水净化处理
3.3.1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- )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
3.3.2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程技术规范》(GB50400- ) 的规定, 回用水的CODCr、 SS指标应满足表2的水质标准。
表2 雨水处理后CODCr、 SS指标( GB50400- )
项目指标
循环冷却
系统补水
观赏性
景观水
娱乐性
景观水
绿化
车辆
冲洗
道路
浇洒
冲厕
CODCr(mg/L) ≤
30
30
20
30
30
30
30
SS(mg/L) ≤
5
10
5
10
5
10
10
3.3.3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- )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-过滤工艺, 具体工艺流程如图2所示。
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

图2: 雨水处理工艺流程图

(1)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。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, 经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(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:
①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
②搅拌机
功率: 0.37kW
③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:
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、 吊装环;
搅拌电机: 1.1kW;
水力停留时间: 15min;
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)过滤——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、 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40-60m/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、 可实现全自动无人值守、 设备运行管理费用低等优点。PLC控制单元发出信号, 经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经过人机界面进行设定的, 能够根据实际需要设定再生过程的重复次数。
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
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/m2·s-1
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, 能够达到很高的过滤精度, 能够完全替代石英砂、 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。这个过程实质上是经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)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85%以上, 且运行操作简单, 完全自动化控制, 降低劳动强度。
(4)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。
采用混凝土结构, 有效容积40立方。

设自来水自动补水设施一套。

四、 主要构筑物及设备明细
4.1 构筑物列表( 土建部分)
序号
名 称
规格型号( mm)
数量
单位
备 注
1
安全分流井
Ф=1500
1
座
深度与雨水管
埋深有关
2
雨水弃流器
检查井
L×B= ×1360
1
座
3
复合流过滤器
检查井
Ф=1400
1
座
4
雨水弃流器
基础
L×B×H=1500×860×250
1
座

5
复合流过滤
器基础
Ф×H=1200×500
1
座

6
蓄水池
L×B×H=6000×4500×4000
1
座

7
清水池
L×B×H =2500×4000×4000
1
座

8
集水坑
L×B×H=1000×1000×500
1
座
位于设备间
地面以下
4.2 主要设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
单位
备注
1
雨水弃流
分离器
DN300
1
台
含电控系统、 格栅
室外地埋
2
复合流过滤器
DN300
1
台
全自动过滤
室外地埋
3
过滤提升泵
Q=10m3/h, H=33m N=3kW
2
台
1用1备
4
混凝加药
装置
Q=10L/h P=0.6MPa
V=300L
1
套
含搅拌机、 加药
泵、 加药桶
5
混凝反应器
Ф=1200mm H=2.2m N=1.1kw
1
台
含搅拌器
6
浮动床过滤器
Q=15m3/hФ=800mm V=40m/h
1
台
含气动阀、 电控柜
7
罗茨风机
Q=0.7m3/min H=49kpa N=1.5kw
1
台

8
消毒加药装置
Q=3.8L/h P=0.6MPa N=25w
V=200L
1
套
含加药泵、 加药桶
9
蓄水池排泥泵
Q=10m3/h, H=10mN=0.75kW
1
台
室外蓄水池内
10
电控柜

1
套
位于处理机房