雨水收集弃流装置.doc

初期雨水特点：(可加上长沙雨水特点)
初期雨水，就是指降雨初期时的雨水。但是，由于降雨初期，雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，而且一般含有一定量的影响植物生长的毒素，这些毒素可能包括硫化物、盐分、TDS(总溶解固体)等，甚至不适当的pH值。降落地面后，又由于冲刷沥青油毡屋面、沥青混凝土道路、建筑工地等，使得前期雨水中含有大量的有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质，因此前期雨水的污染程度较高，通常超过了普通的城市污水的污染程度。如果将前期雨水直接排入自然承受水体，将会对水体造成非常严重的污染，也不能将雨水直接回收利用，所以必须对前期雨水进行弃流处理，可以设置雨污切换装置，将降雨初期雨水分流至污水管道，降雨后期污染程度较轻的雨水进过预处理截留水中的悬浮物、固体颗粒杂质、沉淀、过滤，就可以达到回收利用的标准。
初期弃流量的确定
是否采用初期弃流、采用何种弃流控制措施及如何合理确定初期弃流量应该根据项目现场条件、汇水面特性、管渠系统大小、污染状况、控制目的(雨水利用或污染控制)及设计的工艺系统等综合分析而定,当初期弃流量不足时,控制径流污染的效果不明显;当弃流量过大时,则会增大控制措施的规模和投资或减少雨水收集利用量。
在国内外已有的相关研究中, D. BrettMartin-son等人以0. 5 m2的自制屋面为研究对象,提出每弃流1 mm的降雨量则污染物负荷就会减少50%[9],故弃流量应根据需控制的污染物负荷确定;对美国德克萨斯州奥斯汀市的研究结果表明,屋面雨水的弃流量为0. 4~0. 8 mm[10];日本有研究表明屋面雨水的收集利用可按1 mm的弃流量控制。对北京城区不同汇水面的雨水径流污染物冲刷规律的研究表明,初期弃流量应控制在一定范围:屋面为1~3 mm,小区路面或小区内的管道系统为4~5mm,市区路面为6~8 mm,市政管道系统还需要加大;具体数值视汇水面性质和大小、污染程度、系统设计与水量平衡(雨水利用)等因素而定[1]。（改为长沙的雨水需弃流量）但在具体应用时还需要注意以下问题:
① 在雨水利用系统中弃流量的确定还需考虑后续处理利用系统和水量平衡的问题,保证可以收集到充足且水质较好的雨水量;当收集雨水量不足或汇水面雨水水质较好时可以减少弃流量,并通过后续的雨水处理措施保障雨水利用的水质要求。
② 如果雨水的受纳水体环境容量较大、纳污自净能力强,可减少雨水弃流量,并通过沉淀、植物吸收等自然方式降解污染物。
③ 当没有良好的衔接条件、弃流的初期雨水处置困难或现场条件适合采用其他径流污染控制措施(校区雨水分散汇入景观水体)时,可不用初期弃流控制。
④ 当在学校校区或建筑群雨水收集利用系统中采用初期弃流装置时,可适当集中设置装置,避免过多装置带来成本的增加和管理上的麻烦。一般而言,应考虑分散与集中相结合的方式实施径流污染控制,可结合总体设计方案并通过技术经济分析来选择或组合高效率的径流污染控制措施。
⑤ 在有条件的地区可通过实测雨水径流污染数据获取第一手的雨水资料,有针对性地确定初期弃流量和设计弃流装置。
道路的分散式雨水弃流装置：
对于道路的初期雨水弃流，我们一般采用分散式处理装置，如在单个雨漏管或道路雨水收集管下安装分离设备。这种方法可去除粒径大于0.25~的物质，适合多种初期雨水水质。分散式处理的末端装置形式各异，常见的形式有:
① 分散式初期雨水弃流装置：

弃流装置原理：
在弃流装置内设有浮球阀，随着水位的升高，浮球阀逐渐关闭;当收集到一定雨量后，浮球阀完全关闭;弃流后的雨水沿旁通管流至雨水收集管道。已收集的初期雨水，在降雨结束后打开放空管上的阀门将其排入污水管道。对于道路雨水，考虑到其埋设于地下，收集的初期雨水不容易接入污水管道，且大面积的道路收集的初期雨水容易对污水管道系统形成冲击，因此可以考虑将收集的初期雨水排入适宜的渗透系统(如渗井、渗透管沟等)。这种装置构造简单实用，但需要一定的人工维护。
屋顶的容积法弃流方式：
对于小汇水面的径流雨水,由于初期雨水弃流量相对较小,可设置图3所示的雨水弃流装置。初期雨水径流首先进入弃流池,当弃流池充满后雨水从设置的高水位出水管进入后续处理系统,待雨停后排空弃流池。

图4为利用屋面雨落管的弃流方式。初期雨水首先被滞留在雨落管下部的初期弃流空间,当弃流空间灌满后雨水从出水管排出进入收集利用系统,雨停后排空弃流空间的雨水。容积法弃流控制具有简单易行、控制量准确稳定、效果好的特点,但汇水面积较大时需要较大的池容,导致造价提高。

国外的先进弃流装置：
据德国资料，旋流分离原理在初期雨水弃流装置中普遍采用，见图2一2。由雨水管道收集的雨水沿切线方向流入旋流筛网，筛网由一定目数的合金材料制成。降雨初期当筛网表面干燥时，在水的表面张力和筛网坡度作用下，雨水在筛网表面以旋转的状态流向中心的排水管，初期雨水即被排入雨水或污水管道。随着降雨的延续，筛网表面不断被浸润，水在湿润的筛网表面上的张力作用将大大减小，中后期雨水就会穿过筛网汇集到雨水收集管道，最终接入蓄水池。

图2一2旋流分离原理
这种装置的主要优点有:通过改变筛网的面积和目数可以按时间控制初期雨
水弃流量;初期雨水来临时，可以自行将上次残留在筛网上的树叶等滤出物冲入雨水或污水管道中，自行清洁。

[9]Martinson D Brett, Terry Thomas. Quantifying the first-flush phenomenon[A].
12thInternationalConference onRainwaterCatchment Systems[C]. India, New Delh:iConference Proceeding (PeerReviewed), 2005.
[10]TexasWaterDevelopmentBoard.Texas Guide to Rain-waterHarvesting[M].
Texas:WaterDevelopmentBoar-din Austin, 2005.
[11] 车　伍，张　炜，李俊奇，孟光辉，汪宏玲，城市雨水径流污染的初期弃流控制
[13]　车伍,李俊奇.城市雨水利用技术与管理[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.