雨水回收利用方案50854.pdf

雨水回收利用方案(总 17 页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March 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 设计依据.2 设计原则.2 二、雨水利用系统分析.2 项目概况.2 水量平衡分析.2 系统处理能力分析.3 系统工艺流程.3 三、雨水弃流系统.3 四、雨水处理站.4 雨水处理站设计.4 雨水蓄水池.4 清水池.4 五、雨水净化处理.4 雨水水质.4 回用水质.5 处理工艺.6 混凝.7 过滤.8 消毒.8六、主要构筑物及设备明细.9 构筑物列表.9 主要设备表.9 运行成本分析.10 人员培训及售后服务.10 一、设计依据及原则 设计依据 建筑与小区雨水利用工程技术规范(GB50400-2006)；雨水利用工程技术规范(DGJ32/TJ113-2001)；室外给水设计规范（GB50013-2006）；室外排水设计规范(GB50014-2006)；（2014 年版）建筑给水排水设计规范(GB50015-2003(2009 年版)；主设计单位提供的参数和图纸等资料。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 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。雨水利用量计算 日用水量最大为 地块 Qd=16430310-3d；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。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。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：目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。系统工艺流程 雨水收集利用系统流程如图 2 所示。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。初期雨水弃流部分溢流雨水 市政雨水管网 雨水处理 蓄水池 雨水收集管清水池 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 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(GB50400-2006)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。分流井通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 小于 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通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。安全分流井可以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，通过弃流、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。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：LBH=6000mm4500mm4000mm。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，出水通过设于池内的过滤提升泵送至雨水处理系统。此外，蓄水池要设有排泥装置，以免过量沉淀。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(GB50400-2006)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(GB50400-2006)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（GB50400-2006）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(GB50400-2006)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。图 2：雨水处理工艺流程图泵 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 (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，通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：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 搅拌机 功率：计量加药泵 最大输出流量：10L/h 最大输出压力：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：；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，通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通过人机界面进行设定的，可以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：次 压力损失：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，可以达到很高的过滤精度，可以完全替代石英砂、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。这个过程实质上是通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 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=1500 1 座 深度与雨水管 埋深有关 2 雨水弃流器 检查井 LB=20001360 1 座 3 复合流过滤器 检查井=1400 1 座 4 雨水弃流器 基础 LBH=1500860250 1 座 5 复合流过滤 器基础 H=1200500 1 座 6 蓄水池 LBH=600045004000 1 座 7 清水池 LBH=250040004000 1 座 8 集水坑 LBH=10001000500 1 座 位于设备间 地面以下 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 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=V=300L 1 套 含搅拌机、加药 5 混凝反应器=1200mm H=N=1 台 含搅拌器 6 浮动床过滤器 Q=15m3/h=800mm V=40m/h 1 台 含气动阀、电控柜 7 罗茨风机 Q=min H=49kpa N=1 台 8 消毒加药装置 Q=h P=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=1 台 室外蓄水池内 10 电控柜 1 套 位于处理机房