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1、武汉市工程科学技术研究院科技雨水运用工程设计方案中南建筑设计院2007年7月1总论1.1 概述联合国早在1977年2月就向全世界发出警告“水很快将成为一种重要的全球性危机”。如今，全世界面临水资源危机，产生B原因重要包括用水量急剧增长、水污染、水资源开发不合理、挥霍严重等几种方面。伴随社会的迅速发展和文明时不停进步，尤其是人口的急剧增长，人类对水的依赖程度越来越高，世界用水量急剧增长。我国是一种水资源短缺的国家，人均水资源量约为2200n,约为世界平均水平的四分之一。并且,我国用水挥霍严重，水资源运用效率较低。目前,我国农业用水运用率仅为40%50%,浇灌用水有效运用系数只有0.4左右。工业方
2、面,工业用水反复运用率低,仅为20%40%,单位产品用水定额高。都市生活用水方面，供水管网和卫生设备日勺漏水是形成挥霍0重要原因，我国都市供水管网0漏水量约占所有供水量010%左右。此外，我国产业构造不合理，高耗水量行业发展集中，生产管理水平低，生产用水挥霍严重；人们思想认识模糊,缺乏危机感，节水意识差,都市生活用水、家庭用水挥霍现象普遍；缺乏全局控制,违反生态规律发展，出现掠夺式开发、挥霍式运用、混乱式管理；水的反复运用率低,有关法律、制度不健全,都是我国水资源危机出现的原因。雨水回用，是处理都市水资源危机B重要途径，也是协调都市水资源与水环境的主线出路，既能减小对地下水口勺开采，又能给我们
3、带来一定的经济效益。由于“水危机”的困扰，许多国家和地区积极着手巩固和加强节水意识以及研究都市雨水回用工作。由于近年来武汉市都市化进程不停加紧，不透水面积增长，大量的雨水资源被弃流排放。假如能将流失的雨水进行运用，实现都市雨水资源化，不仅可以节省有限的水资源，缓和暴雨期间都市排水系统的负荷，还能改善都市水环境和水循环，收到良好的经济效益和社会效益。都市雨水资源化是指通过工程技术措施搜集、储存并运用雨水，同步通过雨水aJ渗透、回灌、补充地下水及地面水源，维持并改善都市的水循环系统。就目前武汉市的实际状况而言，实现都市雨水资源化的一条直接可行H途径是对小区、工业园区、办公区雨水进行回用，经处理后日
4、勺雨水可用于浇灌、洗车等。尤其对新建建筑，设计雨水回用设施是一条节省水资源的有效途径。1.2 项目概况武汉市工程科学技术研究院科技园位于武汉科技新城流芳簇团，面临光谷大道，北面为建设中的交委物流中心，东面及南面为建设中的中原电子工业园。规划用地面积约169553m,其中代征道路用地约23630m2o规划净用地面积145922m20其中建筑占地面积3583InA道路广场面积40325i112,水体面积5230/,绿地面积6OO6511科技园容积率为0.9,建筑密度24.5%,停车位240辆，绿地率44.7%。本项目共分3期，其中1期工程设计已经完毕。设计雨水回用重要用于冲洗道路、绿化、洗车等3个
5、方面。1.3 设计根据1、室外排水设计规范(GB50014-2023)；2、建筑与小区雨水运用工程技术规范(GB50400-2023)；3、建筑给水排水设计规范(GB50015-2023)；4、建筑中水设计规范(GB50336-2023)；5、生活杂用水水质原则(GB/T18920-2023)；6、回用水原则符合国家都市污水再生运用景观环境用水水质(GB/T18921-2023)；7、建设方提供的有关生活污水水质、水量、布局、工程图纸等基础资料；8、其他有关原则及规范。1.4设计原则1、雨水处理回用工程以投资省，运转费用低，占地面积小为原则。2、处理系统先进，设备运行稳定可靠，维护简朴、操作以
6、便。3、雨水处理系统不产生二次污染源污染环境。4、控制管理按处理工艺过程规定尽量考虑自控，减少运行操作0劳动强度，使雨水处理站运行可靠、维护以便，提高雨水处理站运行管理水平。2工艺设计2.1 雨水水质分析科技园区拟采用地面及屋顶雨水径流作为水源，由于径流的形成包括降水过程、蓄渗过程、坡地漫流和集流4个基本过程，在形成径流B过程中，雨水径流将冲刷屋面、路面、草地以及其他裸露的地面等，因此形成地面径流的水质要受到降水水质、屋面水质、植物叶面沉积物、地面污染物等影响。根据有关文献，地面雨水径流0水质变化范围比较大，COD为2801250mgL,BoD5为50210mgL,SS为10452288mg/
7、L0为此，在进行园区雨水管线设计时，每隔50m均设置了沉砂井，雨水通过沉砂井初期沉淀之后，雨水径流的水质比较稳定，从其他已建项目沉砂池的雨水管下游进行取样分析，成果表明污染物质含量很低。参照同类型的工程经验可知，该雨水经合适处理后，完全可以抵达中水回用的水质原则。2.2 雨水回收系统阐明、屋面雨水阐明屋面雨水一雨水斗一雨水立管一雨水检查井一雨水弃流井一雨水调整池、园区地面雨水阐明地面雨水一地面与水沟或雨水口一雨水检查井一雨水弃流井一雨水调整池屋面雨水、绿地雨水和道路场地雨水尽量先引入附过的低势绿地或、下渗净化。对超过绿地储存容量和下渗量而形成的地表降雨径流则运用边沟或雨水管道向雨水调整池汇集。
8、2.3雨水水量计算园区汇水面积包括道路、绿地、屋面面积，因汇集雨量较大，园区平均径流系数按0.8计。则：、整年可用雨水资源总量为1.2691459220.8=1.4814105m3)、最大月均雨水资源量为0.2751695530.8=0.373105m3o、最小月均雨水资源量为0.0241695530.8=3255m2.4需水量计算根据浇洒道路、绿化、洗车用水定额及对应面积计算用水量O浇洒道路用水定额L5L/(md),绿化用水定额2L/(md),洗车用水定额300升/(辆天)，则：、浇洒道路及场地需水量为0.0015X40325365=2.2IOm3e、园区绿化需水量为0.002X60065X
9、365=4.38IOm3、洗车需水量为0.3240365=2.628IOm3、人工湖年蒸发量为5230Xl=523(W、人工湖及绿地渗透系数为L26X10s,则年均渗水量为65295X1.26X360024365=25945m由上述数据得知，园区年可运用雨水资源量为L4814X1()5-5230-25945=116965In园区年需水总量为22023+43800+26280=9108(Wo可见雨水水量完全可以满足总需水量0规定。2.5设计水量水质及用水原则本项目最大雨水处理量约116965m3/365d=320m3d,本工程设计时考虑到因有调整池对水量0调整，后续设备的设计处理能力为26.0m
10、3h雨水处理后所有回用于绿化、浇洒道路场地和洗车等，雨水深度处理部分0处理能力为26.0m3h.经取样和参照类似工程设计经验，确定设计水质见表表2-1设计进出水水质项目CODcr(mgL)BOD5(mgL)SS(mgL)NH3-N(mgL)LAS(mgL)原水水质280125050-2101045228820-3058设计水质350200220308出水水质501055CIO2CI2NH2CI),其氧化能力是氯02倍，杀菌能力是氯的数百倍，可以氧化分解水中的有机物，氧化清除无机还原物质，能极迅速地杀灭水中0细菌、藻类、病原体等。由于雨水BOD/COD值仅为0.17左右，阐明其可生化性差，因此一
11、般不适于用生物处理。参照国内外0工程实例，同步结合本园区的实际状况，选择以物理化学处理为主B处理流程，处理措施为絮凝沉淀、过滤、化学氧化法(二氧化氯、除藻剂等)。通过有机合理的组合，以期抵达最佳的处理效果，满足回用规定。2.7 工艺流程根据处理的雨水水量、水质及处理规定，本方案采用物理化学处理的工艺思绪，工艺流程如图2-1所示。lL-Ts. I雨水回用图21中水回用处理工艺流程图2.8 流程阐明2.8.1 雨水汇集地面雨水和屋面雨水径流通过雨水管道汇流在雨水调整池中搜集均质，调整池前端设置初期雨水弃流井，弃流井内设置格栅和电动阀门，通过水位控制器和浊度仪来控制电动阀门抵达初期雨水弃流。2.8.
12、2 毛发过漉器本工程毛发汇集器设于污水泵吸水管上，毛发汇集器规定如下:1、过滤网B有效过水面积等于连接管截面面积的2.5倍;2、过滤网的J孔径为3mm。2.8. 3过滤系统生化出水首先通过砂滤罐，罐内置石英砂。该装置重要用于清除出水中较细小的固体颗粒和其他悬浮在水中的微小杂质。本工艺采用新型的J高效滤料，此滤料由多种介质混合加工而成，具有强度高、过滤流速高、反冲洗以便和效果稳定可靠等特点，从而使其对进水的J过滤净化功能大大增强，提高了出水的水质状况。2.8.4氧化消毒系统通过砂滤的废水进入高级催化氧化系统，二氧化氯由二氧化氯发生器产生，反应过程加入催化剂二氧化氯，高级氧化过程几乎清除掉污水中所
13、有细菌及有机物等，确保出水符合回用水原则。2.8 .5活性炭吸附系统吸附法常用来清除水中B有机物、胶体物质、微生物等。而活性炭是目前水处理中最为常用的吸附剂，其处理效果好、占地面积小、管理以便、又可再生。同步，对某些金属及其化合物也有很强的吸附能力。本装置并非单纯0采用活性炭吸附，而是将活性炭进行了一种特殊处理，加大了活性炭的吸附容量，从而加强了活性炭的!吸附效果，使出水水质愈加提高。活性炭吸附出水在回用水池中搜集待用。供水采用变频泵组。2.9 重要构筑物、设备尺寸及设计参数2.9.1 调整池用于排出雨水B搜集均质，设计停留时间48小时。平面尺寸10.0mxl6.0m,有效水深4.0m,总深4
14、.5m,有效容积64Om3。内设穿孔曝气管，用于废水的气力搅拌，池底设置集水井，配置潜水式排污泵两台，Q=30.0m3h,H=10.0m,一用一备，用于废水的提高。2.9 .2过滤水泵过滤水泵用于将调整池内的雨水送入过滤砂缸内，过滤砂缸的反冲洗压力抵达2kgcm,过滤水泵采用单极离心式水泵，水泵流量为Q=3O.Om3h,H=20.0mo水泵前面设置毛发过滤器，对调整池水进行粗过滤。毛发过滤器采用蓝式过滤器。2.9.3 过滤砂缸过滤砂缸用于雨水精过滤，通过石英砂滤料进行精细过滤，过滤精度抵达5口。过滤砂缸采用玻璃纤维缠绕，配置5通道多路阀，可以实现过滤、循环、反冲洗、排污等功能。过滤砂缸过滤流量
15、Q=35.0r113h,过滤速度V=20mh,过滤面积S=IMn?2.9.4 二氧化氯发生器及自动加药系统采用德国二氧化氯自动投加系统，杀灭水中细菌，保证游泳者的卫生安全，自动投加，控制游离子氯在700左右；二氧化氯B毒副作用极底，是当今水处理消毒的主流，在水中对有机物氧化降解时不会产生氯化产物。二氧化氯投加量按3mgL计算，二氧化氯产生量为90gh0自动投药系统采用专用日勺PH控制监控系统和二氧化氯控制监控系统，该检测控制系统具有自动监测水质，自动报警功能，可根据探头检测B参数自动控制投药量，保证水质B稳定。2.9.5 活性炭吸附罐过滤器按国标（GB）及英国原则（BS）加工。罐体的材料选用不
16、锈钢，采用焊接构造，所有封头采用碟形封头，滤咀板的材料选用不锈钢。入口与出口的接管选用不锈钢无缝钢管，使用措施兰连接。人孔材料选用不锈钢，带人孔盖（详细位置根据规定决定）。过滤介质排放孔选用ABS滤嘴，带法兰盖板（详细位置根据规定决定）。设计流量为35m3ho垫底砂层15Omm厚粗砂颗粒尺寸为0.91.9mm；活性碳面层700mm,颗粒尺寸为0.50.8mm。其他包括不锈钢自动排气阀及压力表。2.9.6 回用清水池清水池用于处理后雨水的储存待用，设计为6小时杂用水量，清水池有效容积为130m3,机房内设置变频泵组,水泵流量为Q=20.0m3h,H=28.0m,二用一备。2.9.7 综合机房综合
17、机房设于地下室，内设风机房、电控室及设备室等。机房面积约需40n?。2.10 重要设备重要设备见表2-40表24重要设备表序号名称重要技术参数数量备注型号规格性能参数1格栅B=38mm12液位感应器BL-043不锈钢3浊度仪876514电动阀门DN800I5毛发汇集器I6废水提高泵Q=30.0m3h,H=10.0m2潜水式7过渡水泵Q=30.0m3h,H=18.0m2离心式8污泥回流泵Q=3.0m,H=10.0m2潜水式9砂滤罐1.41.6m处理能力Q=35m3h2玻璃纤维10二氧化氯发生器CDVB120130gh112自动加药系统包括如下I非标、成套药箱PT200L3加药计量泵BT4a-10
18、05酸碱、水处理药剂、催化剂等3PH计3-2716(8750)213活性炭吸附罐0.82.5m处理能力Q=3O.Om3h1不锈钢14变频杂用泵Q=20.0m3h,H=28.0m15电气控制柜含PLC,控制编程等1非标、成套2.11 预期处理效果预期处理效果见表2-5o表25预期处理效果序号雨水名称水量CODBODSSPHUdmg/Lmg/Lmg/L1原水653502002206.09.02厌氧+兼氧出水65250150/3好氧出水65120120/4混凝砂滤+CMF出水658015IO/5氧化消毒出水6530105/6活性炭吸附652055/7回用原则/501056.09.0根据对有关雨水回用
19、的试验研究及工程实践，各处理单元要抵达上述预期的处理效率是也许的。3土建设计3.1 建筑设计略。3.2 构造设计略。4电气、仪表雨水处理工程电气为三级负荷，拟直接从厂区变电室引380V电源至本工程。动力设备保护按厂内既有系统，接地电阻10C0电控室设配电屏一面，水泵、压滤机在控制室控制，并结合现场控制。本工程用电负荷见表41:表4”用电负荷序号I设备名称电动阀门装机容量(kW)2.2数量1工作参数1日工作时间(hr)1日用电量(kWh)2.2备注2雨水提高泵1.5211218一用一备3过滤水泵4211248一用一备4二氧化氯发生器1211212一用一备5变频杂用泵3211236一用一备合计11
20、.79116.2由上表可知，本工程总装机容量21.2kW,实际运行容量11.7kW0实际用电容量为116.20.75=87.12kWhd,其中0.75为功率因数。5给排水略。6劳动定员本工程劳动定员1人，兼职作为雨水回用工程现场的控制及管理等。7投资估算设备及总投资估算见表7-1。表投资估算(万元)序号名称规格数量单价总价备注（万元）（万元）一土建H?雨水奔流井3.05.02,5m37.50.051.875钢碎1调整池10.0I6.04.5m7200.0536.00钢碎2水池防腐3940.013.94环氧树脂土建费小计41.82二设备1格栅B=5mm10.200.20铸铁2毛发汇集器40.20
21、0.803雨水提高泵Q=3O.Om3h,H=10.0m20.81.60.用备4电动阀门Dn80012.62.605浊度仪876513.43.40液位感应器BL-430.200.60不锈钢9过滤水泵Q=30.0m3h,H=20.0m20.901.80一用一备IO砂滤罐Q=35.0m3h11.501.5013二氧化氯发生器I3gh121.5017.50德国15活性炭过滤罐Q=35.0m3h14.504.50钢防腐16自动加药系统BT4A-I00531.504.50非标、成套17Ph、ORP监控仪PH自动调整、水处理药剂、催化剂自动加入等22.505.00非标、成套19管阀件15.005.0020电
22、气控制柜含PLC及编程等13.003.00非标、成套设备费小计52.00三直接费合计93.82四其他费用1设计费直接费X3%5%4.692调试费设备费X2%2%1.044设备安装费设备费x5%5%2.605管理费直接费x3%3%2.796税金工程总价x3.69%3.46小计14.58五工程总费用108.40阐明：本方案未包括道路、绿化及特殊B基坑维护费用。8运行成本8.1雨水处理运行费用雨水处理运行费用重要包括电费、人工费及药剂费，各项取费分别为：1、电费由表4-1用电容量记录可知，本工程实际电耗为87.2kWhd,折算成单位雨水的电耗为0.35kWh?雨水。按电价0.70元ZkWh计，则电费
23、为0.35kWhm3雨水x0.70元kWh=0.245元?雨水。2、人工费劳动定员1人,每人每月1800.00计,则人工费为1人*1800元/人月共2491、心301/月）=0.24元?废水。3、运行总费用根据上述论述，该雨水处理站综合雨水处理运行费用为0.245+0.24=0.4857Gm3雨水。满负荷年运行总费用为：0.485元?雨水x249m3dx360d年=4.4万元/年。4、年节省水费该于水处理站年节省水费为910802元m3=182160.00元9重要技术经济指标1、处理规模：249d2、工程总投资：108万元3、总装机容量：21.2kW4、劳动定员：1人5、年运行总费用：4.4万
24、元10环境效益雨水不仅可用于都市道路浇洒和绿化，还可用于冲厕、洗衣和工业用水等方面；雨水集蓄工程建设可减少都市雨洪压力和排水管网负荷，可减少雨水管道投资；通过雨水集蓄运用工程，可节省大量的自来水，通过资源替代和调整用水构造，可为都市居民生活和工业用水等提供水源。雨水运用减少了排污，节省了有限的J水资源，具有明显的环境效益。1总论错误!未定义书签。1.1 概述错误!未定义书签。1.2 项目慨况错误!未定义书签。1.3 设计根据错误!未定义书签。1.4 设计原则错误!未定义书签。2工艺设计错误!未定义书签。2.1 雨水水质分析错误!未定义书签。2.2 雨水回收系统阐明错误!未定义书签。2.3 雨水
25、水量计算错误!未定义书签。2.4 需水量计算错误!未定义书签。2.5 设计水量水质及用水原则错误!未定义书签。2.6 工艺选择错误!未定义书签。2.7 工艺流程错误!未定义书签。2.8 流程阐明错误!未定义书签。2.8.1 雨水汇集错误!未定义书签。2.8.2 毛发过滤器错误!未定义书签。2.8.3 过滤系统错误!未定义书签。2.8.4 氧化消毒系统错误!未定义书签。2.8.5 活性炭吸附系统错误!未定义书签。调整池错误!未定义书签。过滤水泵错误!未定义书签。过滤砂缸错误!未定义书签。二氧化氯发生器及自动加药系统错误!未定义书签。活性炭吸附罐错误!未定义书签。回用清水池错误!未定义书签。综合机房错误!未定义书签。2.10 重要设备错误!未定义书签。2.11 预期处理效果错误!未定义书签。3土建设计错误!未定义书签。3.1 建筑设计错误!未定义书签。3.2 构造设计错误!未定义书签。4电气、仪表错误!未定义书签。5给排水错误!未定义书签。6劳动定员错误!未定义书签。7投资估算错误!未定义书签。8运行成本错误!未定义书签。8.1雨水处理运行费用错误!未定义书签。9重要技术经济指标错误!未定义书签。附图：雨水回用处理系统流程图
