一、雨水收集利用意义---提高城市的防水浸防洪防内涝能力

 

    雨水作为一种宝贵的水资源,已得到全世界各国的认可。收集利用的雨水在一定范围内可代替自来水,以缓解城市水资源的短缺,同时能在一定程度上减轻城市污水管网的负荷，起到调蓄作用。而屋面雨水污染程度较轻,处理成本低，更应该是我们收集利用的主要对象。新型的PP模块雨水收集系统，可以提高城市的防洪防内涝能力。

 

    与生活污水和工业废水相比，雨水具有污染程度小，处理、回用简单的优势。因而，对其收集、处理回用，近年来日益受到各级政府的重视。而我国对城市雨水，特别是屋面雨水的利用尚处于起步阶段，但是，经过各科研部门和水处理单位的积极努力，已经取得了可喜的进步，逐步形成了行之有效的处理工艺和设备，投入工程使用后，获得了令人满意的效果。

 

    雨水的利用分间接和直接两种。间接利用是采用多种雨水渗透设施，将雨水回灌地下，以补充地下水资源：直接利用是将雨水进行收集、贮存和净化后，水质达到《建筑与小区雨水利用工程技术规范(GB50400-2006)》，然后直接用于冲洗路面、绿化、洗车、冲厕等。

 

    国际上雨水资源处理、处置和管理的理念发生了显著变化，雨水蓄渗、缓排、利用等已成为雨水管理的重要内容。德国、美国和日本是雨水资源利用和管理开展较早的国家，从20世纪70年代至今经过几十年的发展，取得了较为丰富的实践经验，制定较为系统全面的法律法规，利用经济、技术和管理手段，开发了多种多样的雨水利用技术措施，形成了较为完善的雨水资源利用管理框架和技术体系。

 

    我国颁布的《城镇排水与污水处理条例》规定：凡在城市规划区范围内新建、改建、扩建工程，建设规模达到下列要求的，应配套建设雨水收集利用系统：地上总建筑面积2万平方米以上或有景观水池的新建住宅小区项目;单体建筑屋顶面积3000平方米以上的公共、工业建筑项目;总用地面积5000平方米以上的广场、公园、绿地项目;路幅超过80米的城市主干道和交通主干道等。

 

    二、雨水收集工艺和方式

 

    1，雨水收集利用主要有三个步骤，汇聚收集——模块储存——处理回用。

 

    下图为整体雨水收集流程图：

 

    在雨水收集利用的流程中，最大差异化为雨水储存和处理方式。雨水储存方式目前多样化，主要方式为现浇混凝水池和新型PP材料模块。针对雨水处理方式千差万别，雨水水质相对较好，COD、BOD、SS等较低，简单处理即可回用，如浇洒灌溉、消防水、洗车等，建议以达到客户需要和最佳经济比为主。

 

    2，屋面雨水径流总量的计算公式：

 

    W=10ΨchyF

    式中:

    W——雨水设计径流总量(m³);

    Ψc——雨量径流系数，综合径流

    时取0.45;

    hy——设计降雨厚度(mm);

    F——汇水面积(hm²,)，

 

3，雨水回用重点指标

项目	冲厕	道路清扫消防	城市绿化	车辆冲洗
PH	6.0~9.0
色度（度）≤	30
嗅	无不快感
浊度（NTU）≤	5	10	10	5
溶解性固体(mg/L)≤	1500	1500	1000	1000
(BOD5)	10	15	20	10

 

    雨水收集系统程序介绍----    系统名称功能介绍

系统名称	功能介绍
截污挂篮装置	产品为PE成品材料制成，直接埋地。内置不锈钢过滤网和提篮(方便手动清理），拦截较大垃圾和树叶。
弃流过滤装置	PE不锈钢材料制成，利用雨水流量自动调节，完成初期的雨水弃流、过滤、自动排污。无需电源和任何电气装置。
雨水收集模块	雨水模块采用环保pp材质，产品设计灵活、施工方便、周期短，50年以上设计寿命，承重能力强
地埋一体机	产品集完整的过滤、排污、投药消毒系统为一体，一体化设计，大大减少土建工程量，缩短工期，维护方便。
雨水控制器	对雨水收集系统中雨量强度、阀门工作状态、水泵运行、启停、过载、缺相、面板漏电、电机进水、电流、电压等进行监控。自动控制雨水使用，使系统在雨水充足、缺水时都可以工作，实现系统工作的节能、环保。
配套设备	土工布、防水膜供应、主要设备的指导安装

 

    三、我们的雨水处理介绍

 PP模块是一种近几年新出现的可以蓄水、排水的雨水设施。PP模块即塑料模块，材料一般为高品质的100％再生PP聚丙烯。具有水侵泡无析出物，无异味，耐高温-30~120°C，超强的耐强酸、强碱性等特点，不受土壤微生物、海藻、细菌和沥青等物的影响。  雨水收集处理系统设计规划要点

1.天气因素：降雨量，地表的蒸发量，设计的重现期再加上暴雨强度公式等。譬如说潮湿的地区降雨量大，地表蒸发量还少，蓄水量相对小一些，而有的南方地区降雨量大，地表蒸发量也大，蓄水量相对大一些。所以比较下来看，两个地区的雨水收集系统必定会有不一样的地方。

2.地址情况像上面的地表蒸发量就与土壤的渗透程度相关联，所以土壤的渗透程度是要考虑到因素之一，除了土壤的渗透程度之外，还有自然水体情况。

3.建筑的规划用途及规模: 绿色植被覆盖率，地面的高度落差，还要看看是否有景观水体。一般的情况，如果植被的覆盖率比较高，我们就可以少收集一些雨水，因为即使是雨量比较大，有植被的固定作用也会在一定程度上避免土壤被冲刷和暴洪情况的出现。而如果小区内有景观水体的话，收集的雨水先被用来补充景观水体（或者用来调蓄）。


4.利用范围不同的建筑和小区对雨水收集系统的要求不一样，一般的要求是以下几点：消防备用，绿化植被，道路的冲洗，还有的用作家庭生活用水。根据要求来控制用水定额，用水时间等。

PP模块由聚丙烯塑料注塑成型，单体呈长方体系，内部为镂空形状，竖向设有圆形承力柱和方形承力柱，模块四周留有透水缝。单元模块组合，周围根据工程需要包裹防渗土工布或透水土工布，可以组成贮水池、渗透池、调节池不同类型。水池安装方便，承载力大，不滋生蚊蝇及藻类，且在临建地区使永后，可以拆除迁移到其他区域继续使用。适用于大型建筑小区、工业园区、广场及厂房区域的雨水收集利用。


PP模块还可以组合成快速排水通道，实现广场、道路快速排水的目的。四周有镂空透水孔隙的PP模块，包裹单向透水土工布，可组成渗透式水池，功能类似于渗透式雨水井（沟），短期降雨量较大或是暴雨来袭时，模块内雨水可以迅速向四周土壤渗透，大大增加排水能力。且PP模块可任意组合成不同形状，比形状大小相对固定的雨水井（沟）更具有适用性。同时，该模块产品还能用于建造排水灌渠，取代露天的排水渠道。
模块池适合大容量收集雨水，施工周期短，避让周边构筑物灵活。低洼地带、下穿桥下接纳雨水，设雨水缓冲中转站，系统自动控制雨水到达控制液面，启动泵提升至河道明渠。平时保证排空状态。


PP模块为一种新型的雨水收集储存设施，采用100％可回收的再生聚丙烯塑料为原料，安全环保，可循环利用。模块单元四周留有透水缝，可灵活组合堆叠，配合不同的包覆材料，防渗土工布或透水土工布，即可做成不同的规格的普通储水池或渗透式储水池，就PP模块与传统钢筋混凝土水池相比的优势及其在雨水收集中的应用进行了分析，该产品具有很好推广价值。

    为什么蓄水池用PP模块：现浇混凝水池和PP模块的性能对比

主要收集方式对比	混凝土水池	PP雨水收集模块
投资成本	按500立方计，混凝土水池模块投入为100-120万，加上防水、设备和管道安装总费用达到200万。	按500立方计，PP材料、配套设备含安装和土建，共计150万左右。
工期	施工工艺复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护等），施工受季节、天气的影响较大。	工期可缩短到几天内完工。由若干个模块组合成一个水池，形状可根据需求任意组合，不受场地限制，大小自如。
要求	池面承受荷载低，无法二次利用。自重大，容易产生不均匀沉降。抗聚性差，容易产生渗漏。	产品设计周期50年以上。模块采用的是PP 聚丙烯材料，材料经久耐用，耐老化、高低温、能适应各种恶劣环境。地上可做绿化带或停车，且不易变形。
维护	定现人工清理池内污泥，需更放空水池，响水池效率，增加人工成本。	无需放空，定时自动反冲洗，吸污泵自动吸污。
环保	材料废弃后无法回收，对环境造成二次污染。	材料可回收重复使用。

 

    四、安装方面：

 

    安装方面比较简单。在确定了蓄水量后，材料按照蓄水量的105%确定，在挖掘方面，若是考虑蓄水就需要在材料的四周包裹起防水材料，同时在四周回填软性土，填土的宽度至少50cm，在材料的上层需要添加土工布，然后覆土，覆土厚度在30-90cm.需要预先预留管路。 

  

五、项目举例

PP模块雨水收集系统对于提高城市排涝能力有很大作用，PP模块是一种高品质的再生聚丙烯塑料，具有无毒无污染、使用寿命长、施工周期短、便于施工等特点，PP模块雨水池就是PP模块为组件制成的雨水收集利用设施，对合理利用雨水，提高城市排涝能力等具有巨大的作用。下面是实际工程对PP模块收集利用系统及施工技术加以阐述。 　　


1、项目举例概况 　　


项目建筑面积约2.3万m²，占地面积约0.9万m²，雨水来源主要为建筑屋面雨水，硬化道路雨水以及绿地雨水。广州市年均降雨量为1623mm，夏季雨量较大，按照海绵城市建设要求，需配建雨水调蓄池，有效调蓄容积为500m³。 　　


2、系统介绍 　　


雨水通过管网汇流、地表径流等形式进入收集管网，在前端设置预处理系统，经截污沉淀、弃流、过滤等物理工艺后进入调蓄池中，雨水经处理后回用于绿化、浇灌等，弃流雨水排入下游雨水管网中，工艺流程见图1.(雨水收集回用系统工艺流程)　

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初期雨水的弃流以及悬浮物的去除是雨水处理的关键，预处理措施可确保进入调蓄池的雨水水质，工艺流程见图2.(雨水预处理系统工艺流程)　　

　　
2.1雨水截污挂篮沉淀装置　　
主要应用于管网雨水口处或雨水收集回用的弃流井之前。采用PE+PPB外壳、内置不锈钢304提篮及过滤网，可有效拦截较大固体污染物，保护后期设备正常运行，便于清理。 　　


2.2雨水弃流过滤装置
　　
装置内置水流堰挡板、控制阀、控制球，不锈钢滤网，当达到设定的弃流量时，排污口自动你关闭，停止弃流，进入雨水收集，过滤产生的污染物留在排污口箱体内，待降雨结束后排污口自动打开，污染物随剩余水流排出，装置回复原状，等待下次降雨。 　　


2.3复合流过滤器 　　


采用折流、逆向流的复合流原理，连续对雨水进行分离过滤，在污染较轻的区域可直接达到生活杂用水的水质标准，结构简单，过滤顺畅。 　　


2.4  PP模块雨水调蓄池

　　
池体部分包括：钢筋混凝土底板、防渗土工布、PP模块、周边保护等。防渗土工布选用聚烯烃类防渗材料，保证防渗效果和使用年限，PP模块选用承压能力强的塑料模块，保证抗压强度大于400KN，防止系统出现垮塌、变形。 　　


2.5控制系统 　　


设置主控制柜1台，采用室外防水型，就近安装，所有设备具备手动和自动控制功能，对整个系统内的主要设备及工艺处理过程进行监控，建议电控柜具有信号远传接口。 　　


3、施工工序及控制要点 　　


雨水调蓄池开挖深度为4m，基坑周边无重要建筑，地下管线简单明了，施工工序如下：场地规划→基坑开挖→基坑基础处理→下部防渗层铺设→PP模块安装→上部防渗层包裹→检查井及管道等的铺设→土方回填→机电设备安装。施工前，做好熟悉图纸工作，在图纸交底过程中加强沟通，明确好系统各部分的标高，合理掌握各环节控制要点。 　　


3.1场地规划 　　
根据校区用地现状，井多方现场踏勘确定将雨水调蓄池设为两座，分别位于项目东西两侧的绿地及广场的地下区域。 　　

3.2基坑开挖

　　严格按照土方开挖方案进行放线测量开挖，采用反铲挖土机挖土、人工清基平整。挖土时严格控制标高，自上而下水平分段分层进行，做好放坡及基坑支护并及时修整，不得超挖和扰动槽底土，挖掘机挖土不得一次挖至设计标高，应暂留200~300mm土层，测出槽底设计标高后由人工挂线挖土并清理整平，坑底平整度不超过±20mm，落实好土方堆放及外运方案。 　
　
3.3基坑基础处理

　　基坑清槽完成后浇筑100mm厚C15素混凝土垫层，然后建筑200mm厚C25钢筋混凝土底板，再铺30~50mm厚中砂找平层，做好浇筑及养护工作。基础处理保证其足够的承载力，为后续模块组装创造有利条件。

顶部和底部 采用加强钢筋混凝土的 注意事项

1. 防止土壤发生局部沉降，影响水池结构，PP模块水池顶部、底部采用钢筋混凝土，混凝土等级为C25；

C25钢筋砼底板厚 200mm  ∅12@200双层双向搭筋

2. 顶部、底部钢筋混凝土结构中钢筋为∅12@200双向搭筋，采用三级钢；   

3. 在混凝土模块等构筑物角点与防水包裹物接触处需做柔性防护；    

4. 在顶部配筋施工时,需将模块四周回填夯实与模块池顶部同高；    

5. 回填土的密度应符合具体工程要求,在设计无要求时可按以下要求执行,密实度检验可用环刀法,沟槽回填土的最佳密实度不少于90%；    

6. 水池顶面上部0.5m内的最佳密实度:85%； 

7. PP模块水池底部钢筋混凝土表面应用水泥砂浆进行找平，以便保证模块水池的平整性；

8. 基础平整度允许偏差为5mm，如用激光扫平仪测量出现偏差≥10mm，则基础平整度视为不合格，须做修补或打磨处理。

 

　　
3.4铺设防渗土工布

　　铺设前作好存放方案避免二次搬运，并清理底板和基坑边坡的石块、铁丝等尖锐物，避免对土工布的损坏。铺设过程中采用人工卷铺，注意长方向沿基坑长方向铺装，其中心与底板中心重合，做到铺设平整，避免剐破，将底部及侧面土工布焊接一体以加强池体的密闭性。铺设完成后再次对防渗土工布检查并及时修补。 　　


3.5  PP模块安装
　　
做好PP模块进场验收以确保各组件的完好。采用拼接组装方式，先将PVC防护板铺在防渗土工布上，再装第一层，然后逐层往上，模块用连接，每个模块长边侧使用4只连接件，短边侧使用2只连接件，上下模块之间也用连接件连接。模块拼装过程中，高度为450mm的上下面承压面以确保最大强度，上下层之间为交叉式连接，避免垂直连接，在供水装置和排泥装置处安装模块加固框架。严格按照工艺要求安装，轻拿轻放避免磕碰，做到安全文明施工。 　　
3.6包裹防渗土工布

　　将焊接好的整张防渗土工布包裹在池体周围，按折痕折好，顶部包裹时两侧搭接长度不大于0.5,m，进、出水管以及连通接口作好密封处理，再将进水管引入进水井，出水管引入出水井，进、出水管与池体采用专门装置连接。包裹好后，在池体四周和顶部满铺PVC防护板。 　　
3.7检查井及管道等的铺设

　　检查井按相关图集施工，雨水管选用HDPE双壁波纹管，采用弹性密封圈承插连接，与排污泵连接的管道，选用涂塑钢管法兰连接。控制系统电缆线按现场路由铺设。 　　
3.8土方回填

　　上述施工验收合格后及时安排回填，回填土土质须符合设计或规范要求，不得含有石块、砖头、冻土及其他杂硬物体等，保证回填土的强度和稳定性。沿水池四周、从底部向上对称分层回填至水池顶部，控制好分层厚度要求，用打夯机夯实以保证密实度，模块顶部0.5m以内须由人工回填，可回填宽沙或熟土并夯实。回填区域应避免重型机械辗压，做好成品保护。 　　


3.9机电设备安装 　　


按照各设备装置的位置，标高安装。雨水处理装置的管道连接要控制好标高，水泵、阀门、总控制柜等按照图纸设计要求核验好规格型号，并作好材料的复试，试验合格后再投入运行。 　　


结语 　　


雨水收集回用践行了节能环保和可持续发展的方针，PP模块技术作为雨水收集回用系统的工艺，解决了布局、选型、施工等难点。目前，PP模块的综合施工周期、适用性、可重复利用率等方面，具有较好的经济性和推广价值。以PP模块技术为代表的雨水收集利用设备的集成化将成为一种发展趋势，为创建节约型建筑防水浸防内涝防洪发挥不可或缺的重要作用。