雨水处理工艺处理

一、我国雨水资源丰富，年降水量达6190亿立方米，但是随着城市化建设的不断发展，不透水面积日益增多，大量的雨水径流未加以利用就直接排放，不仅造成了水量的巨大浪费，同时也加大了城市排水设施的负担。因而对雨水加以适当处理，不仅可节约水源，还可减轻城市排水设施的负担。

雨水在降落过程中，空气中的溶解性气体，溶解或悬浮状固体，重金属及细菌等会进入其中。地表径流中的污染物主演来自降雨对地表的冲刷。所以地表沉积物是地表径流中污染物的主要来源。地表沉积物的组成决定着地表径流污染的性质。地表沉积物包括许多污染物质，有固态废弃物碎屑（城市垃圾、动物粪便、城市建筑施工场地堆积物）化学药品（草坪施用的化肥农药）、车辆排放物等。具有不同土地使用功能的地表其沉积物的来源不同。因而，雨水的水质会因地点、时间的不同而有所差异。一般雨水水质主要考虑BOD、 COD 、SS 、TN等的浓度。

二、雨水处理工艺

实验研究结果表明屋面和道路雨水水质可生化性较差, 宜采用物化处理。雨水净化工艺视水质和使用目的确定, 若出水作为杂用水, 则处理工艺的选择应以简便、实用为原则, 优先考虑混凝、沉淀、过滤等物化处理方案。

1、屋顶雨水处理工艺

屋顶雨水集蓄利用系统主要用于家庭、公共场所和企事业单位的非饮用水, 如浇灌、冲厕、洗衣洗车、冷却循环等中水系统。参考屋顶雨水径流自然沉淀和混凝沉淀试验的结果, 当自然沉淀时间超过90 min 时,COD 去除率达到30%以上。混凝沉淀对COD 及SS 的去除率明显高于自然沉淀, 但混凝沉淀工艺增加了投药设备, 成本较高, 如果有足够的停留时间, 自然沉淀是一种简单而有效的处理方法。

2、 道路庭院雨水处理工艺

道路雨水水质污染程度大, 水质复杂, 应先除去初期径流, 再进行混凝、沉淀、除油和过滤等工艺处理, 必要时增加生物活性炭工艺, 然后再回用或回灌地下水。在道路和庭院雨水径流中通常有许多大颗粒杂物和油污, 使用滤栅除去径流中的树叶、纸张、塑料废弃物及其他大颗粒杂物, 如果滤栅被堵塞, 采用溢流装置将水溢至沉淀池。

对于雨水中的油污, 采用弯管法拦截。例如, 在雨水由沉淀池进入过滤池的管道上安装弯头, 使正常水位在弯头的进水口上, 漂浮在水面上的油污就被拦截在沉淀池内了。
机动车道径流由于污染程度太高, 处理难度与成本非常大, 故不主张对其处理与回用, 可直接排入市政管道进污水处理厂。

3、常规雨水处理工艺

(1) 筛网与格栅。由于雨水中含有较粗的漂浮物与悬浮物, 如树叶、果皮、纤维等, 为减轻后续处理负荷, 需采用格栅或筛网对其进行截留。格栅采用金属栅条, 可用型钢直接焊接制成, 以细格栅为宜( 栅条间距为2～5 mm) ; 筛网采用平面条形滤网, 倾斜或平铺放置, 滤网间隔应在0.5 ～2 mm 之间。对于道路径流雨水需设格栅与筛网去除雨水处理中较粗的悬浮物质,对于屋顶径流, 可不设格栅, 直接采用筛网过滤, 能去除绝大部分树叶与粗颗粒物质。

(2) 混凝沉淀。对于悬浮物含量较高的雨水处理, 加设混凝设备能提高后续处理效率。混凝是水体中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程。混凝剂推荐用铝盐、铁盐或聚合电解质, 助凝剂可用生石灰、活化硅酸等。混凝剂投加采用液体投加方式, 将固体溶解后配成一定浓度的溶液投入水中。沉淀是解决雨水泥沙与悬浮物的最适用的方法, 形式宜采用平流式沉淀池, 易于建造, 沉淀效率较高。沉淀池停留时间最小不应超过2 min, 对于屋顶径流( 去除初雨后) 等较清洁的雨水在沉淀后能去除70%的悬浮物、40%的有机污染物质, 可直接回用于绿地灌溉。对于道路径流等污染程度较严重的雨水, 混凝沉淀能去除60%～80%的污染物, 但仍需进一步过滤处理。

(3) 过滤。过滤的目的是为了进一步去除前处理中剩余的悬浮物固体颗粒、胶体物质、浊度及有机物等, 提高出水水质。雨水处理在过滤之间应去除初期雨水, 否则滤池极易堵塞, 对于道路径流, 在过滤之间还应增加沉淀工艺。雨水过滤池设计一般采用单层滤池和双层滤池, 单层滤池滤料可采用细砂, 滤料粒径以0.5～1.2 mm 为宜, 也可粗至1.5～2.0 mm,滤层厚度为80～120 mm。双层滤池滤料采用无烟煤和细砂, 滤料粒径与厚度与单层滤池接近。由于使用率低及操作简易的考虑, 雨水过滤一般不设反冲洗装置, 而是通过定期清理更换上层滤料的做法防止滤池堵塞。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

三、下面，我们以混凝/沉淀/过滤/消毒工艺雨水处理为例，介绍雨水处理工艺。

本雨水处理项目采用了混凝/沉淀/过滤/消毒工艺（见下图）。混凝过程投加聚合氯化铝（PAC）混凝剂使悬浮物质产生聚合作用，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。此处采用了集沉淀和过滤工艺于一体的浮动床过滤器。其特点是针对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、排污水量大的问题。同时，比一般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。雨水经混凝—过滤处理后，再用次氯酸钠溶液进行消毒。

该雨水处理工艺的成本较低，并有资料表明其对浊度的去除率为73%~88%，对SS的去除率为60%~70%，对色度的去除率为40%~60%，对BOD5的去除率为31%~77%，对COD的去除率为25%~40%，对总磷的去除率为29%~90%。出水水质可以满足市政杂用及景观用水水质标准，是较为经济合理的雨水处理工艺。

本项目雨水回用水量为530 m3/d。利用雨水经处理达到杂用水标准，作为部分冲厕、浇灌等生活用水后，自来水代替率达到75％左右，每年可节约自来水用水量约11.3万m3。