雨水收集利用系统关键技术及工程示范研究

论文摘要

镇江,地处长江沿岸,水资源总量充沛,然而,随着社会经济的发展,人们对水的需求量越来越大,加上环境污染,水质型缺水的问题逐渐显现,同时市区用水浪费现象严重,管网漏失率比较高,镇江的水资源供应要保证长期的可持续发展存在一些隐忧。雨水是一种最根本、最直接、最经济的水资源,是自然界水循环系统中的重要环节,对补充地下水、改善和保护生态环境起着极为重要的作用,因此雨水利用成为实现水资源可持续发展的一条重要途径。论文主要研究了雨水收集利用系统的关键技术,结合镇江市实际情况,在镇江市第三人民医院建立示范工程,以期为镇江市城市雨水利用提供依据和技术支持。论文首先在研究大量国内外文献和应用实例的基础上,分析归纳了城市雨水利用的途径、原则,继而对示范工程现场的水资源情况、雨水径流污染的状况和水质特性进行分析,进行了水量平衡计算。在以上研究基础上,对收集的雨水进行净化处理。净化工艺采用:初期雨水弃流、旋流分离器和生态浮床技术,同时对此净化工艺进行污染物去除能力测定。最后对此雨水收集利用示范工程进行技术经济分析。论文的主要研究成果与结论主要包括:（1）示范工程所收集的雨水经合理调配完全能满足回用所需的水量要求。（2）示范区域初期雨水污染物含量较高,不宜直接利用,需进行净化处理,在径流初期COD高达210mg/L、SS达288mg/L、NH4+-N达20.5mg/L、TP达7.1mg/L、TN达26.3mg/L。并且各污染物浓度均随降雨历时呈减少趋势,后趋于平缓,可采用弃流部分初期雨水后进行收集。（3）雨水径流中,SS和COD、浊度、TP、TN存在一定相关性。可以采用旋流分离进行SS的去除,来达到去除部分COD、N、P的目的。（4）研究了雨水径流的冲刷规律,得出弃流初期3mm的雨水可去除50%-70%的污染物。（5）参考已有的文献和专利技术,设计了一套初期雨水弃流装置,该装置无需人工控制,部件简单,且从实验检测数据看,该装置运行效果良好,作用明显。（6）改进设计了一套旋流分离器,其中浊度最高去除率达77%、SS达70%、TP达55%、COD达53%、TN达32%。（7）生态浮床采用了空心菜、美人蕉这两种植物,并进行了实验室内的模拟试验,得出NH4+-N最高去除率达85%、COD达40%、TN达53%、TP达57%。在现场应用生态浮床,处理后的雨水优于回用水水质标准,并营造了良好的景观效果。（8）经济分析表明,示范工程每年综合利用雨水6000m3,平均每立方米雨水收益为3.46元,在经济上可以获得部分收益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题来源
• 1.3 雨水利用技术概述
• 1.3.1 城市化与城市雨水利用
• 1.3.2 城市雨水资源利用的原则
• 1.3.3 城市雨水利用的基本途径
• 1.4 城市雨水利用的必要性、可行性分析
• 1.4.1 城市雨水利用的必要性
• 1.4.2 城市雨水利用的可行性
• 1.5 国内外城市雨水利用现状研究
• 1.5.1 国外城市雨水利用现状
• 1.5.2 国内城市雨水利用现状
• 1.5.3 雨水利用工程实例
• 1.6 论文主要研究内容及技术路线
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 技术路线
• 第二章 示范工程雨水收集及雨水水质特性
• 2.1 现场概况
• 2.1.1 建筑结构说明
• 2.1.2 现场雨水给排水量
• 2.2 水量平衡计算
• 2.2.1 计算依据
• 2.2.2 平衡计算
• 2.3 雨水收集系统设计
• 2.4 雨水处理工艺确定
• 2.5 示范点雨水水质特征
• 2.5.1 雨水收集及水质测定试验
• 2.5.2 示范点天然雨水水质状况分析
• 2.5.3 示范点雨水径流水质状况分析
• 2.5.4 示范点雨水径流污染指标相关性分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 雨水径流污染控制技术
• 3.1 初期雨水弃流控制技术
• 3.1.1 初期雨水弃流技术概述
• 3.1.2 初期弃流量计算
• 3.1.3 初期雨水弃流装置的设计
• 3.1.4 初期雨水弃流装置现场施工及运行效果
• 3.2 旋流分离污染控制技术
• 3.2.1 旋流分离技术概述
• 3.2.2 旋流分离器结构设计
• 3.2.3 现场示范研究
• 3.3 生态浮床控制雨水径流污染技术研究
• 3.3.1 生态浮床技术概述
• 3.3.2 静态模拟试验研究
• 3.3.3 现场示范
• 3.4 本章小结
• 第四章 雨水利用设施设计
• 4.1 绿地设计灌水量的确定
• 4.2 土壤允许喷灌强度的校核
• 4.3 绿地灌水周期的确定
• 4.4 喷灌喷头的选择及布置
• 4.5 管道的水力计算
• 4.6 水泵的选择
• 第五章 技术经济分析及应用前景
• 5.1 经济效益分析
• 5.1.1 预计总投资
• 5.1.2 经济收益
• 5.2 环境效益
• 5.3 社会效益
• 5.4 推广应用的背景及条件
• 第六章 结论
• 6.1 主要研究成果
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录:实验数据记录
• 在学期间发表的论文