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行業動態
論小區雨水回收與利用系統的設計
發布日期:2017年04月11日


  在我國城市水資源日益短缺的今天,必須采取開源與節流並舉,科學合理的利用一切可回收、再利用的水資源,非傳統水源--雨水的回收與利用越來越受到社會各界重視。


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  深圳市是一個雨水充沛、台風暴雨頻繁的城市,降雨時空分布極爲不均,年降雨量85%集中在每年的4-9月份。由于降水季節不均,深圳一方面常年缺水,一方面暴雨洪澇災害常有發生。雨水利用工程不但可以有效地減少雨洪、營造地表水文景觀、改善小區周邊環境,也有利于增強居民愛水節水意識,而且還可以改善室內的局部熱島效應。這樣可以使經濟效益實現最大化的目的,保持經濟和社會效益的可持續發展。雨水收集模块

  一、雨水的回收方式

  來自小區不同集水面的降雨徑流水質有較大差異,一般建議采用如下的雨水利用策略:

  1. 屋面雨水污染较少,集水效率高,是收集利用的首選;

  2. 广场、路面特别是机动车道的雨水相对较脏,不宜收集

  3. 绿地上的雨水收集效率低,不經濟。

  對于考慮雨水收集利用的小區,在設計時室外應設置兩套雨水排水管網,一套爲雨水收集利用管網,一套爲雨水收集排放管網。屋面雨水由雨水管道收集後排入雨水收集利用管網,收集後回用。場地雨水經滲排雨水口收集後排入收集排放管網,收集利用管網的溢流排水、初期棄流排水均排至收集排放管網,最终排至市政雨水管。

  二、雨水的初期棄流

  在降雨的過程中由于降雨對大氣的淋洗作用,地面徑流對下墊面表面沈積物及表面建築材料的分解析出物的沖刷作用,致使初期雨水汙染程度較高,隨著降雨的延續,雨水徑流中汙染物含量逐漸減少並趨于穩定,雨水徑流的水質明顯提高。利用雨水降水過程的這個規律,在雨水利用系統中對汙染濃度較高的初期雨水棄之不用,而把中後期雨水收集起來的做法稱之爲雨水的初期棄流;初期棄流是爲了有效的收集到水質良好的雨水,減輕後續處理構築物的負擔,節約投資,減少運行費用。

  初期徑流棄流量應按照下墊面實測收集雨水的COD、SS、色度等汙染物濃度確定。當無資料時,規範以初期2~3mm降雨徑流爲界,將屋面降雨區分爲初期徑流和持續徑流。從規範對棄流的規定中可以得出以下的結論:

  1. 雨水的弃流发生在降雨初期;

  2. 连续几场降雨,只需要在第一场降雨完成弃流,这个间隔期视情况一般为3至7天;

  3. 雨水弃流主要是为了降低后续雨水處理系統的難度和成本,後續有完善的處理系統的情況下,可以不做棄流;

  4. 经弃流的雨水其水质也好过污废水,可直接排至市政雨水系统,不建议排到污水系统。

  初期徑流棄流量Wi=10×δ×F

  式中:Wi:設計初期徑流棄流量,m3;

  δ:初期棄流厚度,mm;

  F:彙水面積,hm2;

  1.雨水棄流設施的分類及原理

  從市場上主要的棄流設施使用情況來看,按工作原理來區分可分爲五大類:

  1.1容積型

  容積型雨水初期棄流裝置的工作原理是利用雨水徑流的沖刷規律,降雨時初期雨水儲存在雨水初期棄流池中,當水池中的儲水量等于雨水初期棄流量時,收集管開始收集雨水。

  優點:方式簡單有效,維護管理方便,可以准確的按設計要求控制初期雨水量。

  缺點:連續幾場降雨時,無法有效的控制棄流,影響回收利用率;當彙水面較大時需要比較大容積的棄流池;初期雨水同時在棄流池中完成沈澱作用,維護管理較爲複雜;純容積式棄流池需專項設計。

  1.2流量型

  流量型雨水初期棄流裝置,是使用智能流量計測得雨水徑流量,通過控制器控制電動閥的啓閉,達到雨水初期棄流的要求。爲市面上廣泛使用的類型。

  優點:准確地按設計要求控制初期雨水量;連續幾場降雨時,可有效的控制棄流量,有較高的回收利用率。

  缺點:需通過流量信號和時間信號來控制電動閥的啓閉來完成棄流,控制較爲複雜,成本較高。

  1.3雨量型

  雨量型雨水初期棄流裝置與流量型雨水初期棄流裝置的主要區別,是棄流裝置的信號不再是降雨初期下墊面的徑流量,而是雨量計檢測到的降雨量,棄流裝置的控制只與降雨量有關。通過降雨量值(降雨厚度)控制雨水初期棄流量。

  優缺點同流量型雨水初期棄流裝置。

  1.4滲透棄流井

  通過滲透式棄流井截留初期雨水並下滲來達到對初期雨水的棄流的目的。

  優點:方式簡單有效,可以准確的按設計要求控制初期雨水量。

  缺點:連續幾場降雨時,無法有效的控制棄流,影響回收利用率;維護管理較爲複雜,常年使用,會因濾水層截汙太多,而降低效率甚至失效。

  1.5室外雨水檢查井大小管棄流方式

  利用降雨過程表現出初期水質差而流量小的特點,在室外雨水檢查井底部設置一根初期雨水棄流小管,在檢查井溢流水位設置一根溢流雨水的排水管。水質差的初期小流量的雨水首先通過小管排走,超過小管排水能力的後期徑流進入雨水收集系統,超過雨水收集系統能力的雨水通過溢流管排至小區雨水排水管內,保證雨水收集區域的排水安全。

  優點:該法的特點是自動棄流,可以減少切換帶來的運行和操作的不便。

  確定:棄流量難以合理控制,尤其是在降雨強度較小而降雨量很大時可能會使棄流量加大,減少收集水量甚至收集不到雨水。

  三、雨水的儲存

  雨水儲存設施的有效儲水容積不宜小于集水面重現期1至2年的日雨水設計徑流總量,扣除設計初期棄流流量。

  W=10×0.9×δ×F

  式中:Wi:設計初期徑流棄流量,m3;

  0.9:雨水可回用量宜按雨水設計徑流總量的90%計;

  δ:初期棄流厚度,mm;

  F:彙水面積,hm2;

  雨水儲存設施

  1.首選利用景觀水池。

  2.鋼筋混凝土水池。

  優點:成本較低,壽命長;

  缺點:儲水集中放置,占地面積大;施工不方便;只能一次性使用,一旦系統有改動,或地塊功能變化,不再合適放置時,只有作廢;

  3.聚丙烯模塊組成的雨水收集

  優點:適合集中回收系統;可組合成不同的容積;較混凝土池而言,施工方便;

  缺點:由于模塊不具備儲水功能,要儲水必須外包防水膜,防水膜的質量和施工都會影響到收集箱的使用。

  四、雨水的處理

  雨水處理工艺的原则是力求简单,一方面经弃流处理的雨水水质比较洁净,另一方面是降雨随意性大,回收水源不稳定,处理設施经常闲置。

  雨水收集利用系統的推薦流程:

  屋面雨水→棄流沈沙池→雨水蓄水模塊→過濾井過濾→取水井→消毒→回用綠化及澆灑道路

  五、雨水的回用

  雨水收集回用系統,適合回用于綠化和澆灑、水景補水。雨水回用系統宜與中水系統共用清水池,但中水清水池要預留出雨水的儲存容積,並有可靠的溢流系統。

  六、結語

  雨水收集利用技術是節水、節能技術的重要組成部分。目前,我國城市化的發展規模已經進入到了一個飛速發展的階段,這必然面臨著將有更多的土地變成建築用地。結合實際情況來考慮,統籌規劃作出多個設計方案,進行技術經濟的對比,最後選擇最佳的方案進行建設,盡量降低建設費用。並且回用雨水應該是政府支持、群衆參與共同完成的。總之,推動水資源的可持續發展,還有許多工作要做,其任重而道遠!