雨水收集系统——技术
1.简介 雨水收集系统是将雨水根据需求进行收集后，并经过对收集的雨水进行处理后达到符合设计使用标准的系统。雨水收集与利用可分为收集系统、储存净化系统、渗透系统。 2.组成 雨水收集系统的由六部分组成： 集水区：是一个确定的表面区域。收集降落的雨水一般来自于屋顶表面地面墙体。 输水系统：将水从集水区转输到贮水系统的渠道或者管道。 屋顶冲洗系统：该系统可以过滤并且去除污染物和碎屑，包括初期的弃流装置。 贮水系统：用做贮水收集雨水的地方。 配送系统：利用重力或泵配送雨水的系统。 净化系统：包括过滤设备、净化装置和用于沉淀、过滤和消毒的添加剂。 3.雨水利用 雨水利用就是直接对天然降水进行收集、储存并加以利用。成熟的雨水利用技术从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制都有一系列的定型产品和组装式成套设备。 1）雨水直接利用 雨水直接利用是指将雨水收集后直接回用，应优先考虑用于小区杂用水、环境景观用水和冷却循环用水等。由于我国大多数地区降雨量全年分布不均，故直接利用往往不能作为唯一水源满足要求，一般需与其它水源一起互为备用。 2）雨水间接利用 雨水间接利用是指将雨水简单处理后下渗或回灌地下，补充地下水。在降雨量少而且不均匀的一些地区，如果雨水直接利用的经济效益不高，可以考虑选择雨水间接利用方案。 3）雨水综合利用 雨水综合利用是指根据具体条件，将雨水直接利用和间接利用结合，在技术经济分析基础上最大限度地利用雨水。 | 集蓄能力 (mm) | 屋面面积（m2） | 存储池体积（m3） | 初期雨水弃流池（m3） | 集蓄水量 （m3/a） | 屋面年径流量（m3/a） | 集蓄效率（E%） | 建设投资额 (万元） | 年运行费（元） | 年总效益（元） | | 10 | 5000 | 50 | 5 | 2026 | 4700 | 43.11 | 22.5 | 1823 | 6078 | | 10000 | 100 | 10 | 4052 | 9400 | 28 | 3647 | 12156 | | 20000 | 200 | 20 | 8105 | 18800 | 40 | 7295 | 24315 | | 20 | 5000 | 100 | 5 | 3059 | 4700 | 64.84 | 30 | 2753 | 9176 | | 10000 | 200 | 10 | 6117 | 9400 | 41 | 5505 | 18351 | | 15000 | 300 | 15 | 9175 | 14150 | 52 | 8258 | 27525 | | 20000 | 400 | 20 | 12235 | 18800 | 63 | 11012 | 36705 | | 40 | 5000 | 200 | 5 | 3936 | 4700 | 83.84 | 53 | 3542 | 11808 | | 10000 | 400 | 10 | 7872 | 9400 | 73 | 7085 | 23616 | | 15000 | 600 | 15 | 11863 | 14150 | 89 | 10680 | 35590 | | 20000 | 800 | 20 | 15744 | 18800 | 112 | 14170 | 47232 | | 50 | 5000 | 250 | 5 | 4135 | 4700 | 87.67 | 65 | 3721 | 12404 | | 10000 | 500 | 10 | 8269 | 9400 | 88 | 7442 | 24807 | | 20000 | 1000 | 20 | 16538 | 18800 | 136 | 14884 | 49614 |
雨水利用规模费用效益分析成果表2 (注：费用效益分析的前提：屋面雨水处理流程按规范GB50400-2006 8.1.3.3执行，回收的雨水满足中水或杂用水标准，以3.0元/m3计算自来水替代率得到总效益。钢筋混凝土室外埋地水池按容积每立方米1095-925元/m3估算。建设投资总费用包括土建工程、水处理及管道设备等。年运行费用以人工+动力+药剂的成本0.9元/m3计算。) 4.初期水质控制技术 初期雨水经过多道预处理环节，保证了所收集雨水的水质。采用蓄水模块进行蓄水，有效保证了蓄水水质，同时不占用空间，施工简单、方便，更加环保、安全。通过压力控制泵和雨水控制器可以很方便地将雨水送至用水点，同时雨水控制器可以实时反应雨水蓄水池的水位状况，从而到达用水点。初期雨水控制方法有多种，各有利弊，一种常用的是初期雨水弃流装置。 初期雨水弃流装置是一种非常有效的水质控制技术，可去除径流中大部分污染物，包括细小的或溶解性污染物。弃流装置有多种设计型式，可以根据流量或初期雨水排除水量来设计控制装置，排除量需要根据汇水面的污染程度、水量的平衡和后续的处理技术等综合考虑确定。初期屋面径流雨水的弃流原理： 初期屋面径流雨水流入分水井后，经弃流器进入弃流池，弃流器中的浮球随着弃流池中 的水位提高而逐步上升，当弃流池中的水位到达设计水位时，浮球也上升至弃流器顶部，堵住了弃流器的进水口，之后产生的径流雨水便改道流入雨水储存池，从而完成对污染严重的初期径流雨水的弃流。弃流器采用用标准化设计，弃流器的数量配置理论上应按最大初期径流量确定，但由于影响最大初期径流量的不确定因数很多(如初期降雨强度、屋面形式、雨水在收集管道内的流行时间 等)，难以做到准确计量，因此建议采用流量分配法配置弃流器个数。计算公式： n·π·75² ≥π·R ² 式中：n―弃流器配置个数； R―雨水收集管道半径，mm。 弃流池的设计水位为弃流器进水口设置标高， 设计容量为初期径流雨水的弃流量。初期径流雨水的弃流量一般应按建筑物屋面实测收集雨水中污染物浓度变化曲线和雨水利用要求确定。当无资料时可采用 2-3mm 降雨深度作为屋面初期雨水弃流深度。弃流池的排放一般有二种排放方式：方式一采用雨后延时排放的方式，延长时间可按当地间歇性 降雨情况确定，该方式的优点是不受设置条件的限 制，缺点是需要设置一套控制延时排放的装置；方式二采用细管自流排放的方式，具体做法是在弃流池底部设置一根能自流排水的排放细管，该方式的优点是设置简单、操作方便，缺点是在收集雨水的过程中需要损耗少许收集雨水。 经弃流后较为清洁的雨水径流全部流入储存 水池，储存水池的设计容量应综合考虑屋面雨水的利用量，可参考下式计算： V ＝ K×a×A×(H-h)×10-3 式中： V―屋面年平均可利用雨水量，m³； K―径流系数(通常取 0.9)； a―季节折减系统； A―集水面水平投影面积，m²； H―年平均降雨量，mm； h―初期雨水弃流量，mm。 其中季节折减系数 a 考虑了当地气候，季节等因素的影响。初期弃流量 h 根据当地降雨量，空气质量，建筑物的屋面等资料确定。 这里仅介绍以下三种弃流装置： （1）容积法弃流池 在雨水管或汇集口处按照所需弃流雨水量设计弃流池，一般用砖砌、混凝土现浇或预制。弃流池可以设计为在线或旁通方式，弃流池中的初期雨水可就近排入市政污水管，小规模弃流池在水质条件和地质、环境条件允许时也可就近排入绿地消纳净化。 这种方法的设计是根据雨水径流的冲刷规律合理确定弃流水量。优点是简单有效，不受降雨变化的影响，可以准确地按设计要求控制初期雨水量，效果好。主要缺点是当汇水面较大时需要比较大的池容积，增加了投资。 （2）切换式或小管弃流井 在雨水检查井中同时埋设连接下游雨水井和下游污水井的两根连通管，在两个连通管入口处设置简易手动闸阀或自动闸阀进行切换。可以根据流量或水质来设计切换方式，人工或自动调节弃流量。这种方法最大的问题是对随机降雨操作控制比较困难。当弃流管与污水管直接连接时，应有措施防止污水管中污水倒流入雨水管线，可采用加大两根连通管的高差等方式。由于降雨过程和径流过程均表现出初期水质差而流量小的特点，可以考虑将初期雨水弃流管设计为分支小管，初期水质差的小流量首先通过小管排走，超过小管排水能力的后期径流再进入雨水收集系统，该法的特点是自动弃流，可以减少切换带来的运行和操作的不便。但弃流量难以合理控制，尤其是在降雨强度较小而降雨量很大时可能会使弃流量加大，减少收集水量甚至收集不到雨水。该法一般适用于汇水面较大，有足够的收集水量时。 （3）高效率弃流装置 各种弃流装置一个突出的问题，就是很难保证在随机降雨条件下，既要达到高效率地控制初期径流，又能合理控制弃掉的比较干净的雨水量和最大限度地减小弃流装置的体积，降低操作的复杂程度。
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发表于 2017-5-22 22:04:49
