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雨水處理利用工程 設(shè) 計(jì) 方 案 目 錄 前言 1 一 設(shè)計(jì)依據(jù)及原則 2 1 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 2 1 2 設(shè)計(jì)原則 2 二 雨水利用系統(tǒng)分析 2 2 1 項(xiàng)目概況 2 2 2 水量平衡分析 2 2 3 系統(tǒng)處理能力分析 3 2 4 系統(tǒng)工藝流程 3 三 雨水棄流系統(tǒng) 3 四 雨水處理站 4 4 1 雨水處理站設(shè)計(jì) 4 4 2 雨水蓄水池 4 4 3 清水池 4 五 雨水凈化處理 4 5 1 雨水水質(zhì) 4 5 2 回用水質(zhì) 5 5 3 處理工藝 6 5 3 1 混凝 7 5 3 2 過濾 8 5 3 3 消毒 8 1 六 主要構(gòu)筑物及設(shè)備明細(xì) 9 6 1 構(gòu)筑物列表 9 6 2 主要設(shè)備表 9 6 3 運(yùn)行成本分析 10 6 4 人員培訓(xùn)及售后服務(wù) 10 2 一 設(shè)計(jì)依據(jù)及原則 1 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范 GB50400 2006 雨水利用工程技術(shù)規(guī)范 DGJ32 TJ113 2001 室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50013 2006 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50014 2006 2014 年版 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50015 2003 2009 年版 主設(shè)計(jì)單位提供的參數(shù)和圖紙等資料 1 2 設(shè)計(jì)原則 1 安全性 結(jié)合工程實(shí)際情況 對棄流系統(tǒng)進(jìn)行合理的高程設(shè) 計(jì) 避免暴雨倒灌 保證雨水收集 處理系統(tǒng)的安全運(yùn)行 2 經(jīng)濟(jì)性 合理進(jìn)行雨水棄流和處理的工藝設(shè)計(jì) 減少初投資 和運(yùn)行費(fèi)用 智能控制 提高雨水利用率 最大限度的體現(xiàn)雨水利 用的經(jīng)濟(jì)性 3 可靠性 選擇穩(wěn)定可靠的工藝 保證處理后水質(zhì)達(dá)標(biāo) 實(shí)現(xiàn) 用水的安全 可靠 4 簡便性 雨水棄流 處理處理設(shè)施應(yīng)能自動運(yùn)行 操作 維 護(hù)簡便 以減少勞動強(qiáng)度 二 雨水利用系統(tǒng)分析 2 1 項(xiàng)目概況 雨水處理利用工程主要收集屋面雨水及路面雨水 前期雨水做棄流 3 處理 后期雨水收集 雨水經(jīng)處理后主要回用于綠化灌溉及道路清 洗 2 2雨水利用量計(jì)算 日用水量最大為 地塊 Qd 16430 3 10 3 49 3m 3 d 由于降雨的不確定性 雨水作為雜用水水源和補(bǔ)水水源具有不 穩(wěn)定性 則清水池上部應(yīng)設(shè)置自來水補(bǔ)水設(shè)施 2 3 設(shè)計(jì)范圍 根據(jù)現(xiàn)有資料 本方案主要針對雨水回收利用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì) 包括初期雨水的棄流處理 雨水蓄水 水質(zhì)凈化 不包含雨水收集 管網(wǎng) 雨水回用管網(wǎng)和雨水入滲等系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 4 系統(tǒng)處理能力分析 根據(jù)上述水量計(jì)算 本方案相關(guān)設(shè)計(jì)水量如下 1 雨水蓄水池容積 目前尚無規(guī)范對雨水蓄水池容積計(jì)算做具 體規(guī)定 一般認(rèn)為 該池容積設(shè)計(jì)需綜合考慮可收集雨水量 雨水 利用需水量和建設(shè)方的投資能力 本項(xiàng)目收集面積分別為 9000 平米 根據(jù)降雨一年重現(xiàn)期 收集水量遠(yuǎn)大于綠化日用水量 38 m3 雨水蓄 水池容積應(yīng)根據(jù)用水量進(jìn)行設(shè)計(jì) 應(yīng)保證至少 3d 的綠化日用水量 從經(jīng)濟(jì)合理性角度考慮 建議蓄水池容積按 100m3設(shè)計(jì) 2 由于降雨的不確定性 雨水作為雜用水水源具有不穩(wěn)定性 因此綠化用水應(yīng)考慮設(shè)置自來水補(bǔ)水設(shè)施 3 雨水處理設(shè)施的處理能力 根據(jù)用水量計(jì)算結(jié)果 雨水處理 設(shè)施的日處理能力應(yīng)按日用水量 38 m3 d 設(shè)計(jì) 處理設(shè)施小時處理 雨水量可按 10m3 h 設(shè)計(jì) 最長每天運(yùn)行約 4h 4 2 5 系統(tǒng)工藝流程 雨水收集利用系統(tǒng)流程如圖 2 所示 圖 2 雨水收集利用系統(tǒng)流程圖 3 工藝流程說明及設(shè)計(jì) 雨水利用系統(tǒng)由初期雨水棄流 調(diào)蓄存儲和凈化處理三部分組成 棄流部分主要由安全分流井 雨水棄流控制器和復(fù)合流過濾器組成 調(diào)蓄存儲主要為蓄水池 凈化處理部分根據(jù)雨水的用途和用量 選 擇混凝 反應(yīng) 過濾 消毒的物化法處理工藝 3 1 初期雨水棄流部分 由于降雨過程中 初期的雨水沖刷屋面 道路 其中夾雜著大 量的粉塵和泥砂 水質(zhì)較差 應(yīng)對其進(jìn)行棄流處理 使其直接排入 溢流雨水 市政雨水管網(wǎng) 雨水處理 蓄水池 雨水收集管網(wǎng) 清水池 徑流雨水 回用綠化 雨水棄流器安全分流井 復(fù)合流過濾器 方案設(shè)計(jì)范圍 5 市政污水管線 對于后期較為清澈的雨水進(jìn)行收集儲存后經(jīng)適當(dāng)?shù)?處理回用 以減少處理工序和降低運(yùn)行費(fèi)用等 一般建議以初期 2 3mm 降雨徑流為界 進(jìn)行棄流和收集 雨水水質(zhì)應(yīng)以實(shí)測資料為準(zhǔn) 無實(shí)測資料時可采用 建筑與小 區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范 GB50400 2006 中的經(jīng)驗(yàn)值 雨水棄流 前的雨水水質(zhì)為 CODCr SS 均達(dá)到兩千多 污染較高 雨水初期徑 流棄流后的水質(zhì)為 CODCr 70 110mg L SS 20 40mg L 色度 10 40 度 連續(xù)降雨時徑流水質(zhì)較好 3 1 1 安全分流井 安全分流井井底標(biāo)高低于雨水棄流管 雨水匯集管與棄流管標(biāo) 高相同 分流井通過雨水收集管連接至棄流控制器 井內(nèi)設(shè)有水質(zhì) 傳感器 水質(zhì)信號傳輸至棄流控制器用以控制雨水收集管道的開閉 分流井內(nèi)雨水收集管距井底有一定高度 但低于雨水匯集管 作為 沉泥空間 井底可滲水 或預(yù)埋鋼套管 便于降雨結(jié)束后清理 3 1 2 棄流控制器 棄流控制器前端具有格柵 用于攔截大顆粒懸浮物 柵條間距 3mm 雨停后將提籃格柵取出傾倒即可 棄流控制器附帶控制箱 控 制箱內(nèi)具有雨量傳感器 棄流控制器無須人工控制 完全由內(nèi)置 PLC 控制程序進(jìn)行多點(diǎn) 信號串聯(lián)監(jiān)測控制 可對降雨的雨型 頻次 雨量 pH 值 暴雨倒 灌等進(jìn)行記憶處理 根據(jù)測試數(shù)據(jù)調(diào)整棄流時間和流量 收集優(yōu)質(zhì) 6 雨水 多點(diǎn)信號串聯(lián)監(jiān)測控制點(diǎn)位包括 根據(jù)匯流面積 匯流時間 確定棄流初期 2 3mm 降雨徑流的時 間 常規(guī)值 根據(jù)雨頻確定收集時間 動態(tài)值 根據(jù)雨水水質(zhì)在線監(jiān)測結(jié)果 確定棄流時間 監(jiān)測值 根據(jù)分流井內(nèi)水位 確定是否收集 報(bào)警值 設(shè)備性能參見下表 棄流控制器直接置于安全分流井之后 盡 量縮小其間距離 3 1 3 復(fù)合流過濾器 復(fù)合流過濾器采用折流 逆向流的復(fù)合流原理 不間斷對雨水 進(jìn)行分離過濾 其結(jié)構(gòu)順暢 工藝完善 從根本上克服了過濾器的 前期過濾堵塞問題及反洗結(jié)淤的弊病 保證在降雨過程中 無人操 作狀態(tài)下 雨水不堵塞 不結(jié)淤 過濾順暢 設(shè)備過濾精度為 1mm 設(shè)備性能參見下表 復(fù)合流過濾器置于收集管路末端 進(jìn)入蓄 水池之前 設(shè)備性能表 棄流控制器 復(fù)合流過濾器 材質(zhì) 碳鋼 玻璃鋼 默認(rèn) 鋼制 內(nèi)外防腐 鋼制 不銹鋼 玻璃鋼 默認(rèn) 鋼制 內(nèi)外防腐 功耗 220V 50Hz 300W 無 工作壓力 小于 0 05mH2O 小于 0 05mH2O 7 聯(lián)接方式 與雨水管插接 與雨水管插接 控制方式 現(xiàn)場控制與遠(yuǎn)程控制相結(jié) 合 無 3 1 4 棄流過濾過程功能分析 1 安全方面 本系統(tǒng)必須保證建筑區(qū)域的排水安全 利用安全分流井 進(jìn)行 分流收集和初期雨水棄流 過大流量棄流 相當(dāng)于未在雨水排水支 管或干管上加裝閥門等阻斷 截流設(shè)備 當(dāng)降雨徑流量超過設(shè)置的 用來收集優(yōu)質(zhì)雨水分流管的最大流量 或系統(tǒng)發(fā)生故障時 多余的 徑流量可繼續(xù)通過安全分流井中的棄流排水管排出 避免在暴雨時 由于系統(tǒng)失靈或人為誤操作造成溢水事故 同時 該系統(tǒng)具有自動 報(bào)警功能 信號可傳輸直值班室 復(fù)合流過濾器采用折流 逆向流的復(fù)合流原理 不間斷對雨水進(jìn) 行分離過濾 其結(jié)構(gòu)順暢 可保證在降雨過程中 無人操作狀態(tài)下 不堵塞 不結(jié)淤 2 水質(zhì)保障方面 系統(tǒng)設(shè)有棄流控制裝置 該裝置采用多點(diǎn)信號控制棄流水量 選取最佳棄流量 收集優(yōu)質(zhì)的雨水 棄流后雨水經(jīng)過復(fù)合流過濾器 有效減少了雨水中夾帶的雜質(zhì)進(jìn)入蓄水池 從而減少了對優(yōu)質(zhì)雨水 的二次污染 3 經(jīng)濟(jì)方面 安全分流井的設(shè)計(jì)既可保證系統(tǒng)排水安全 又可減少系統(tǒng)投資 8 安全分流井可以實(shí)現(xiàn)棄流排水管與雨水收集管之間的管徑差異 降 低管網(wǎng)和后續(xù)棄流裝置的投資 另外 通過棄流 初級過濾等措施 從源頭控制進(jìn)入處理設(shè)施的雨水水質(zhì) 防止優(yōu)質(zhì)雨水的二次污染 降低水質(zhì)處理的負(fù)荷 節(jié)約投資與運(yùn)行成本 3 2 雨水的調(diào)蓄儲存 3 2 1 蓄水池容積 根據(jù)本項(xiàng)目水量平衡分析結(jié)果 雨水蓄水池容積建議按雨水匯集全額收集設(shè)計(jì) 即 V 100m3 蓄水池采用混凝土結(jié)構(gòu) 尺寸 L B H 6000mm 4500mm 4000mm 3 2 2 蓄水池功能設(shè)計(jì) 雨水經(jīng)初期棄流后進(jìn)入蓄水池 蓄水池兼具沉淀功能 進(jìn)水和 出水都需要避免擾動沉積物 以免影響后續(xù)處理流程 進(jìn)水可采取 淹沒式進(jìn)水 且進(jìn)水口斜向上或水平 進(jìn)水可采取淹沒式進(jìn)水 且 進(jìn)水口斜向上或水平 出水通過設(shè)于池內(nèi)的過濾提升泵送至雨水處 理系統(tǒng) 此外 蓄水池要設(shè)有排泥裝置 以免過量沉淀 3 3 雨水凈化處理 3 3 1 雨水水質(zhì) 此次項(xiàng)目收集的雨水為屋面雨水 雨水水質(zhì)應(yīng)以實(shí)測資料為準(zhǔn) 本項(xiàng)目無實(shí)測資料 因此方案設(shè)計(jì)中參考 建筑與小區(qū)雨水利用工 程技術(shù)規(guī)范 GB50400 2006 中的經(jīng)驗(yàn)值 其中 屋面雨水初期徑 流棄流后的水質(zhì) CODCrr 70 110mg L SS 20 40mg L 色度 10 40 度 本項(xiàng)目按棄流后的雨水水質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì) 3 3 2 用水水質(zhì) 本項(xiàng)目計(jì)劃將雨水回用于綠化 根據(jù) 建筑與小區(qū)雨水利用工 9 程技術(shù)規(guī)范 GB50400 2006 的規(guī)定 回用水的 CODCr SS 指標(biāo)應(yīng) 滿足表 2 的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 表 2 雨水處理后 CODCr SS 指標(biāo) GB50400 2006 項(xiàng)目指標(biāo) 循環(huán)冷 卻 系統(tǒng)補(bǔ) 水 觀賞 性 景觀 水 娛樂 性 景觀 水 綠 化 車 輛 沖 洗 道 路 澆 灑 沖 廁 CODCr mg L 30 30 20 30 30 30 30 SS mg L 5 10 5 10 5 10 10 3 3 3 處理工藝 雨水當(dāng)中的污染物主要以無機(jī)物為主 并含有大量的泥砂 雨 水的可生化性很差 一般不采用生物處理技術(shù) 且避免引起細(xì)菌總 數(shù)的增加 根據(jù) 建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范 GB50400 2006 的工藝流程設(shè)計(jì)要求 應(yīng)采用物理 化學(xué)方法進(jìn)行處理 處理水量 根據(jù)用水量計(jì)算 日用水量 38 m3 d 雨水凈化處理 能力按 10m3 h 設(shè)計(jì) 平均每天運(yùn)行約 4h 雨水處理工藝采用混凝 過濾工藝 具體工藝流程如圖 2 所示 圖 2 雨水處理工藝流程圖 泵 浮動床過濾器混凝反應(yīng)器蓄水池 清水箱 消毒加藥混凝加藥 綠化 回用泵 10 1 混凝反應(yīng) 本項(xiàng)目為雨水回收系統(tǒng) 雨水中含大量空氣中的粉塵 在水中 形成大量的懸浮物 而粉塵形成的懸浮物粒徑非常小 單純使用填 料式過濾器 石英砂 活性炭 浮動床均屬于填料式過濾器 難以 達(dá)到理想的過濾效果 故我司為本項(xiàng)目配備混凝反應(yīng)器以提高過濾 效率 混凝過程利用混凝劑對懸浮物質(zhì)的聚合作用 將水中的污染 物質(zhì)聚集起來后形成較大直徑的絮狀物質(zhì) 通過過濾裝置將其從水 中分離出來 混凝劑可采用聚合氯化鋁 PAC 聚合效果較為明顯 混凝劑與雨水混合后進(jìn)入反應(yīng)器 藥劑與污染物反應(yīng)生成較大混凝 體 經(jīng)過濾器濾除 加藥裝置的作用是向處理水中定量投加混凝藥劑 加藥裝置由 加藥罐 攪拌機(jī)和計(jì)量加藥泵共同組成 加藥罐儲存藥液 攪拌機(jī) 用于加藥罐內(nèi)藥液的攪拌 使之藥液中藥劑均勻分布不形成沉淀 計(jì)量泵用于藥液的定量投加 加藥裝置性能參數(shù) 加藥罐 材質(zhì) PE 聚乙烯 耐腐蝕性強(qiáng) 外形尺寸 直徑 710mm 高 980mm 有效容積 300L 攪拌機(jī) 功率 0 37kW 計(jì)量加藥泵 最大輸出流量 10L h 最大輸出壓力 0 6MPa 電機(jī)功率 42W 混凝反應(yīng)器性能參數(shù) 材質(zhì) 鋼質(zhì) 內(nèi)外防腐 外形尺寸 直徑 1200mm 高 2200mm 有效高度 不包括攪拌電 機(jī) 主要結(jié)構(gòu) 反應(yīng)罐體 進(jìn)水口 出水口 泄水口 排氣口 吊 11 裝環(huán) 攪拌電機(jī) 1 1kW 水力停留時間 15min 藥劑主要成分為聚合濾化鋁 PAC 投加濃度 10 投加方式 粉末型藥劑 按 10 濃度配制人工溶藥 注入加藥 罐 計(jì)量泵自動投加 應(yīng)在調(diào)試時根據(jù)來水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)整 確定實(shí) 際投加量 2 過濾 浮動床過濾器 傳統(tǒng)的過濾器存在著過濾流速較小 設(shè)備占地面積大 使用周 期短 反沖洗水量大等缺點(diǎn) 我公司所研制的浮動床過濾器恰恰彌 補(bǔ)了傳統(tǒng)工藝的不足 浮動床式全自動過濾器融合全新的設(shè)計(jì)理念 是采用最新的專利技術(shù)研制而成的新一代水處理設(shè)備 該過濾器針對所采用的過濾介質(zhì)的懸浮特性 采用了逆流過濾 無壓力順流再生的工作方式 解決了傳統(tǒng)過濾器設(shè)備容易堵塞和介 質(zhì)再生效果差 自耗水量高 排污水量大等問題 同時比石英砂 多介質(zhì)等粒料型過濾器的過濾流速提高了 2 3 倍 且設(shè)備體積 重 量大大降低 是粒料型過濾器的替代產(chǎn)品 該過濾器實(shí)現(xiàn)了過濾精 度與進(jìn)水壓力及流速的自適應(yīng)性 進(jìn)水壓力增大時 流速加快 過 濾層的緊密度增強(qiáng) 相應(yīng)的過濾精度也提高 設(shè)備過濾流速高達(dá) 40 60m h 體積較通用類過濾器減小近 1 3 本設(shè)備具有壓力損失小 過濾反洗效果好 可實(shí)現(xiàn)全自動無人 值守 設(shè)備運(yùn)行管理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn) PLC 控制單元發(fā)出信號 通過 控制各閥門的通斷完成正常過濾狀態(tài)到介質(zhì)再生狀態(tài)的切換 過濾 介質(zhì)的再生過程及相關(guān)的時間參數(shù)是通過人機(jī)界面進(jìn)行設(shè)定的 可 以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定再生過程的重復(fù)次數(shù) 性能參數(shù) 材質(zhì) 鋼質(zhì) 內(nèi)外防腐 外形尺寸 直徑 800mm 高 2240mm 濾速 35m h 排污水量 0 25t 次 12 壓力損失 0 03 0 08MPa 設(shè)備凈重 450kg 設(shè)備運(yùn)行重量 970kg 氣源強(qiáng)度 30 50L m2 s 1 設(shè)備特點(diǎn) 設(shè)備過濾速度高 最大可高達(dá) 40m h 體積較通用類過濾器減 小近 1 3 以松散的多規(guī)格比重小于 1 的圓球形粒徑介質(zhì)代替了傳統(tǒng)的石 英砂介質(zhì) 實(shí)現(xiàn)了過濾精度的自適應(yīng) 可以達(dá)到很高的過濾精度 可以完全替代石英砂 多介質(zhì) 纖維球等通用過濾器 實(shí)現(xiàn)了過濾精度與進(jìn)水壓力及流速的自適應(yīng)性 進(jìn)水壓力增大 時 流速加快 過濾層的緊密度增強(qiáng) 相應(yīng)的過濾精度也提高 過濾介質(zhì)再生的過程是一個無壓力 稀釋性的溶解過程 這個 過程實(shí)質(zhì)上是通過松散過濾介質(zhì)進(jìn)而擴(kuò)充污物存在空間的過程 從 而使大量的污物從介質(zhì)中溶出并分層 最后排出 本設(shè)備具有壓力損失小 過濾反洗效果好 可實(shí)現(xiàn)全自動無人 值守 設(shè)備運(yùn)行管理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn) 3 消毒 對處理后的回用水采用次氯酸鈉溶液進(jìn)行消毒 以保證回用水 的細(xì)菌指標(biāo)達(dá)到要求 加藥裝置由一個儲藥罐和一臺加藥計(jì)量泵組成 儲藥罐采用 PE 材質(zhì) 計(jì)量泵采用進(jìn)口隔膜泵 該工藝成熟穩(wěn)定 污染物去除率可達(dá)到 85 以上 且運(yùn)行操作 簡單 完全自動化控制 降低勞動強(qiáng)度 4 清水池 消毒反應(yīng)的場所 并存儲一定容積處理后的清水 以備綠化回 用 采用混凝土結(jié)構(gòu) 有效容積 40 立方 設(shè)自來水自動補(bǔ)水設(shè)施一套 13 四 主要構(gòu)筑物及設(shè)備明細(xì) 4 1 構(gòu)筑物列表 土建部分 序 號 名 稱 規(guī)格型號 mm 數(shù) 量 單 位 備 注 1 安全分流井 1500 1 座 2 雨水棄流器 檢查井 L B 2000 1360 1 座 3 復(fù)合流過濾 器 檢查井 1400 1 座 深度與雨水 管 埋深有關(guān) 4 雨水棄流器 基礎(chǔ) L B H 1500 860 250 1 座 5 復(fù)合流過濾 器基礎(chǔ) H 1200 500 1 座 6 蓄水池 L B H 6000 4500 4000 1 座 14 7 清水池 L B H 2500 4000 4000 1 座 8 集水坑 L B H 1000 1000 500 1 座 位于設(shè)備間 地面以下 4 2 主要設(shè)備表 序 號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 數(shù) 量 單 位 備注 1 雨水棄流 分離器 DN300 1 臺 含電控系統(tǒng) 格柵 室外地埋 2 復(fù)合流過 濾器 DN300 1 臺 全自動過濾 室外地埋 3 過濾提升 泵 Q 10m3 h H 33m N 3kW 2 臺 1 用 1 備 4 混凝加藥 裝置 Q 10L h P 0 6MPa V 300L 1 套 含攪拌機(jī) 加 藥 泵 加藥桶5 混凝反應(yīng) 器 1200mm H 2 2m N 1 1kw 1 臺 含攪拌器 6 浮動床過 濾器 Q 15m3 h 800mm V 40m h 1 臺 含氣動閥 電 控柜 7 羅茨風(fēng)機(jī) Q 0 7m3 min H 49kpa N 1 5kw 1 臺 8 消毒加藥 裝置 Q 3 8L h P 0 6MPa N 25w V 200L 1 套 含加藥泵 加 藥桶9 蓄水池排 泥泵 Q 10m3 h H 10mN 0 75 kW 1 臺 室外蓄水池內(nèi) 10 電控柜 1 套 位于處理機(jī)房