高效复合絮凝剂应用于住宅小区雨水回用工程的设计样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
高效复合絮凝剂应用于住宅小区雨水回用工程的设计
郑 祥 明 唐 贤 军 杨 三 妹
(湖南净源环境工程有限公司, 湖南长沙 410000)
摘要: 随着可利用水资源的日趋紧张, 雨水以其处理成本低廉, 处理方法简单等优点, 而成为一种新的可利用水资源。本文介绍了当前国内外小区雨水回用工程技术, HNJY新型高效复合絮凝剂应用于住宅小区雨水回用工程的工艺设计、 技术参数、 运行费用等。
关键词: 住宅小区; 雨水利用; 新型高效复合絮凝剂; 工艺设计

Design of High Effect Compound Flocculent HNJY in the Reuse of Residential Rainwater
Zheng Xiang Ming Tang Xian Jun Yang San Mei
(Hunan Jingyuan Environmental Engineering CO.,LTD Hunan Changsha 410000)
Abstract: With the shrinking of available water resource, rainwater is being a new available water resource due to its low treatment cost and simple treatment methods. This article introduces the reuse of residential rainwater engineering at home and abroad at present, the technology design, the technical parameters and the running costs of the usage of the new-type and high effect compound flocculent HNJY in rainwater reuse of housing estates.
Key words: housing estates; recycling of rainwater; the new-type and high effect compound flocculent HNJY; technology design

0 引言
随着人口剧增和经济高速发展, 水的供求矛盾已成为制约中国工农业生产和城市发展的瓶颈。有专家指出 后, 中国将进入严重缺水时期; 2030年, 中国将缺水400亿立方米至500亿立方米, 缺水高峰将会出现。因此把雨水作为重要水资源加以收集利用, 实行综合治理已经成为一个重要的新兴课题。
由于天然雨水具有硬度低, 污染物少等优点, 因此它在减少城市雨洪危害, 开拓水源方面正日益成为重要主题。对于大型公用建筑、 居住区、 建筑群体等屋面及地面雨水, 经收集和一定处理后, 除用于浇灌农作物、 补充地下水, 还可用于景观环境、 绿化、 洗车场用水、 道路冲洗、 冷却水补充、 冲厕及一些其它非生活用水用途。住宅小区雨水可根据生产工艺需要,将雨水进行适当处理后用于补充部分生产用水。因此, 经过因地制宜的规划设计结合雨水收集、 利用设备的实施, 减少用于以上用途的自来水用量, 能够节约水资源, 大大缓解中国的缺水问题[1]。
1设计资料
万科金域华府位于长沙的东大门, 万科金域华府项目总占地约26万㎡, 总建筑面积56万㎡, 容积率3.0/1.89, 绿化率35.15%, 万科房产公司提供的平面布置图可知雨水收集面积为14900m2, 其中房屋面积为1900m2, 绿化面积为1100m2, 道路、 车位面积为11900m2。按照甲方要求按绿化灌溉水量、 道路洒水量进行设计, 贮水量为一个月, 根据长沙市区的暴雨强度公式及汇水量计算得知: 重现期为2年, 最大设计流量为100m3/h, 平均设计流量为35m3/h。雨水水质应以实测资料为准。屋面雨水经初期径流弃流后的、 混合雨水水质资料可采用以下数值:
屋面雨水经初期弃流后:
CODcr 20～50mg/L; 浊度 6～40NTU。
混合雨水:
CODcr 50～110mg/L; 浊度 30～70NTU[2]。
经处理达标后的雨水可回用作不与人体直接接触的杂用水、 景观用水及冷却循环用水, 如用于消防、 小区道路清洗、 草地喷灌、 水景喷泉、 厕所冲洗和洗车等。雨水经过处理后能够满足设计条件下小区用水量及《城市污水再生利用》GB/T18920— 城市杂用水水质及景观环境用水的水质标准。
2住宅小区雨水回用技术现状
由于雨水可生化性很低, 采用物理处理方法为主, 由于雨水能够分为屋面雨水、 混合收集雨水, 相对而言屋面雨水污染程度轻, 在沙石土质或人工处理过渗水性较好土质能够采用人工土壤一植被渗滤的生态过滤。而对于混合收集的雨水, 由于雨水水质污染程度重, 特别初期雨水成份复杂, 一般采用混凝沉淀--过滤技术, 下面就这二种主要雨水回用工艺进行简单介绍。
2.1人工土壤一植被渗滤的生态过滤工艺
试验证明, 雨水经1m的人工植被土层过滤, 雨水COD去除率可达70％-80％ , 悬浮固体去除率接近100％, 水质可达到生活杂用水标准的要求。该措施本质上类似于给水处理中的慢滤, 接近真正意义上的水处理技术。雨水的净化与处理采用自然净化技术中的土壤渗透技术。雨水土壤渗滤技术实质上是一种生物过滤, 经过土壤和植被微生物净化功能来完成物理、 化学、 生物等净化作用, 植物根系和土壤中的生物对污染物的吸收和分解。选择具有较强净化能力和较高水力负荷、 渗滤系数不小于10m/s的土壤有利于植物生长, 选用天然砂性土等人工土壤层作为渗滤土, 在表层覆盖一定厚度的腐质土。选择满足抗旱和耐水能力、 能够耐夏季高热、 冬季过冬, 并适应当地气候条件的本地植物, 以有利于植物生长, 而且费用比较低。可渗土层过滤设施在运行时不需要能源和人工操作等特点, 适用性强。雨水中污染物的去处率均随着渗透深度的增加而增加, 但土层的厚度增加到一定程度后, 去处率的增加就很少, 对于垂直土壤渗滤床可采用土壤厚度1.2—1.6m[3]。
2.2混凝沉淀--过滤工艺
由于雨水中含有定量悬浮物, 加入在原水中投入药剂( PAC、 PAM) , 使药剂与原水经过充分的混合与反应( 即混凝过程在反应池进行) , 这样水中的悬浮物和胶体杂质形成易于沉淀的大颗粒絮凝体, 俗称”矾花”。形成的矾花沉淀速度很慢, 由于雨水处理后达到城市杂用水水质标准, 因此一般要加上过滤工序后才能杂用水水质标准, 过滤滤料一般采用石英砂, 石英砂过滤是去除水中悬浮物最有效手段之一, 是污水深度处理、 污水回用和给水处理中重要的单元。其作用是将水中已经絮凝的污染物进一步去除, 它经过滤料的截留、 沉降和吸附作用, 达到净水的目的。
3．万科小区雨水回用系统设计
3.1 雨水回用系统工艺流程

上清液回流
污泥
雨水
格栅
弃流池
调节池
一体化沉淀池
清水池
回用
HNJY高效复合絮凝剂
消毒
污泥干化
泥饼外运
泵

图1 雨水回用系统工艺流程图
Fig．1 Rainwater recycling system process flow diagram

3.2 雨水的净化工艺流程简介
首先, 混合雨水从小区雨水井经过排水管道自流入人工格栅, 人工格栅去除大颗粒杂物, 初期雨水经过弃流池后自流入调节池, 经过提升泵提至一体化沉淀池中的反应池, 同时投加HNJY复合高效絮凝剂。絮凝剂的投入量可经过实验确定, 运转中也能够从搅拌池根据矾花的形成情况调节到最佳的投入量。经过沉淀池泥水快速分离, 污泥沉积于沉淀池底部, 处理后的雨水( 浊度低于2NTU) 进入清水池经过消毒后回用。
污泥排至污泥干化池干化后定期清理。
3.3 HNJY复合高效絮凝剂技术
此项技术结合了有机和无机絮凝剂的优点, 打破了污水处理的常规, 解除了现在使用的絮凝剂和污水处理剂对环境可能存在的隐患。经过对污水的超速处理, 使处理设备大大简化, 土地占用面积大幅减少, 而且将污水处理运营成本降低到当前国内外的最低水平。产品具有如下优点:
1) 沉降速度极快, 直接缩短工艺流程, 大幅度的减少了基础建设成本及节约了土地使用面积, 处理过程时间短, 比传统的处理工艺节约占地面积2/3;
2) 处理后形成的沉降渣呈抱团状, 不易碎, 污泥含水率为96%, 脱水性好;
3) 添加量为10ppm, 运营成本比传统成本可降低到30%到50%。
4) 处理后水质浊度小于2NTU, 出水水质优于杂用水水质标准;
5) 产品无毒、 无腐蚀, 不会对环境造成二次污染;
3.4 现场实验结果

图2处理效果比较图
Fig．2 Comparison of Treatment effect diagram

左图为经过HNJY复合高效絮凝剂处理过后雨水, 中图为PAC+PAM处理后的雨水, 右图为原水, 加入药剂后两种试样搅拌时间、 强度均为一致, 左图沉淀时间为2min, 中图沉淀时间为15min, 经过上图肉眼观察可知, 在同时外部反应条件、 加入不同的絮凝剂, HNJY复合高效絮凝剂处理后水质浊度低, 而PAC+PAM处理后水质在相同的沉淀时间内浊度较高。
3.5混凝沉降实验
取一组500mL的相同性质混合雨水, 在不调整其pH值条件下分别加入聚合氧化铝PAC、 硫酸铁FeSO4 、 HNJY复合高效絮凝剂[4], 絮凝剂全为固态加入, 加入药剂量分别为50ppm、 40ppm、 15ppm, 先快速搅拌2分钟(搅拌速度为( 150r／min) , 再慢速搅拌4分钟拌速度为( 40—60r／min) , 然后静置．在3、 6、 9、 12、 15、 18、 21、 24分钟时取上清液测定剩余浊度, 处理结果见
图3所示。

图3 混凝沉降曲线
Fig3.Curve of Coagulating Edimentation
由图3可知: HNJY复合高效絮凝剂在5min时基本上沉淀完全且上清液浊度低于2NTU, 而聚合氧化铝PAC、 硫酸铁FeSO4在24min内上清液浊度在12-15NTU, 由此说明在相同的条件下, 用HNJY复合高效絮凝剂做为沉淀剂比传统的絮凝剂相比具有明显的技术、 经济有、 优势。
3.6 HNJY复合高效絮凝剂成分数据
主要成分
含量wt%
备注
Al2O3
25.5
无毒性、
无危险性
K2O
0.2
CaO
21.3
SiO2
44.5
Cl-
0.2
FeO
5.5
MgO
0.3
有机成分
2.5
3.7本工程设计参数、 经济指标
3.7.1设计参数
本工程设计按设计流量为100m3/h, 其中弃流池有效容积按收集地面积水2mm厚度进行计数, 弃流池有效容积30m3, 调节池停留时间2小时进行设计, 有效容积200m3, 沉淀池表面负荷为4m3/m2· h, 沉淀池表面积25m2, 清水池容积按储水量一个月进行设计( 绿化灌溉水量、 道路洒水量) , 有效容积为600m3。
3.7.2主要经济指标
1) 运行费用: 0.2元/吨;
2) 总投资: 67.5万元;
3) 占地面积: 260平方米;
4) 高效絮凝剂费用:0.1元/m3;
5) 电耗:8KWh/100m3。
4 设计特点及应用前景
4.1设计特点
根据环保部门对住宅小区雨水处理要求, 收集雨水用以在一定范围内补充小区用水, 减少市政供水。完善小区屋顶和地表径流规划, 避免雨水淹渍、 冲刷给环境带来的破坏。本文设计了一套力求投资省、 运行费用低的雨水收集和回用工程。本工程具有如下特点:
1) 采用环保型HNJY新型高效复合絮凝剂做为混凝剂, 具有加药系统简单、 自动化程度高;
2) 雨水回用工程工艺简单, 省去了庞大的过滤系统, 处理效果稳定;
3) 产生的污泥含水率低, 极易于脱水, 经过简单的干化工艺后污泥就达到填埋的要求;
4) 本工艺不但适用于小区雨水回用, 而且对于小区建设初期过程中泥水回用于生产建设具实际意义, 能保持水土流失, 减轻对雨水管道的堵塞;
5) 本工程具有施工周期短, 投资省、 运行费用低、 占地面积小、 操作简单等特点。
4.2应用前景
当前, 房地产业住宅小区建设方兴未艾, 雨水回用不但符合国家环保节水政策, 而且在小区内进行雨水利用不可是缓解水资源紧张、 实现污水资源化势在必行的重要举措, 符合未来的发展趋势, 而且随着水价的增长, 它具有更大的发展潜力。小区雨水的回收与利用方面的合理设计由于考虑了生态环境和可持续发展的理念, 也为小区住宅的推广使用提供了重要的依据, 必将是今后未来住宅建设的发展模式, 值得大力推广。

参考文献:

[1] 陈立主编．绿色建筑水循环安全保障[M]．北京: 中国建筑工业出版社, ．
[2] 中华人民共和国建设部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．建筑与小区雨水利用工程技术规范GB50400— [M]．北京: 中国建筑工业出版社, ．
[3] 田 葳．生态小区雨水回用设计[J]．农机化研究, ( 9) : 229．
[4] 胡翔.聚硅酸铝系列混凝剂的发展与展望[J].化工进展,1998,(6):20-22.