1、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 1 六、主要构筑物及设备明细 9 6.1 构筑物列表
2、 .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 2 一、设计依据及原则 1.1 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。 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
3、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 3 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=16430310-349.3m 3/d； 由于降雨的不确定性，雨水作为
4、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：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
5、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。 4 2.5 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
6、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 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 5 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，
7、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
8、） ，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 6 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
9、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、3
10、00W 无 工作压力 小于 0.05mH2O 小于 0.05mH2O 7 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
11、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。 8 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，
12、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： 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。 3.3 雨水净化处理 3
13、.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 9 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（GB50400-20
14、06） 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
15、 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 10 (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
16、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：0.37kW 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
17、，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 11 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
18、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
19、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：0.25t/次 12 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/m2s-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
20、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
21、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。 13 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 =1500 1 座 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 深度与雨水 管 埋深有关
22、 4 雨水弃流器 基础 LBH=1500860 250 1 座 5 复合流过滤 器基础 H=1200500 1 座 6 蓄水池 LBH=60004500 4000 1 座 14 7 清水池 LBH =250040004000 1 座 8 集水坑 LBH=10001000 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 =1200mm H=2.2m N=1.1kw 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=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=0.75 kW 1 台 室外蓄水池内 10 电控柜 1 套 位于处理机房
