城市雨水处理工艺与技术

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·水 环 境·
北 京 水 务 ２００６ 年第 ４ 期
健康的物质， 例如会引起皮肤过敏的物质。由于雨水 下游， 如图 １ 所示。弃流池一般用砖砌、混凝土现浇
有硬度水的优点， 就此而言它比源自地下水、地表水 或预制， 可设计为在线或旁通方式， 所截留的初期雨
的城市给水系统的饮用水水质更适合衣物清洗， 如此 水在降雨结束后或者由水泵排入污水管道， 或者逐渐
（ 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
淀是一种简单而有效的处理方法。
２．２ 道路庭院雨水处理工艺
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，
１ 城市雨水处理技术
１．１ 城市雨水用途与对水质的要求
城市雨水用途主要包括以下方面： 生活杂用 （ 如 冲洗厕所、洗衣洗车、消防用水等） ， 市政杂用 （ 如绿 地灌溉、构造水景观等） ， 地下水回灌等。不同的回用 用途应满足相应的水质标准， 针对雨水的特点， 也有
其特殊的使用要求。 冲洗厕所对雨水水质要求： 从使用价值观点看，
２ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｅｎｔｅｒ， １０００３６， Ｃｈｉｎａ ） Ａｂｓｔ ｒ ａ ｃｔ Ｔｈｅ ａｒｅａ ｏｆ ｉｍｐｅｒｍｅａｂｌｅ ｇｒｏｕｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｒａｐｉｄｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｕｎｏｆｆ ｉｎｃｒｅａｓｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ． Ａｓ ｔｈｅ ｒａｉｎｆａｌｌ ｗａｓｈｅｓ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｉｒ ａｎｄ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ， ｉｔｓ ｔｈｒｅａｔ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃａｎ ｎｏｔ ｂｅ ｉｇｎｏｒｅｄ ａｎｙｍｏｒｅ． Ｒｕｎｏｆｆ ｈａｓ ｏｂｖｉｏｕｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆｌｕｓｈｉｎｇ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ａｎｄ ｍｏｓｔ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆｌｕｓｈ， ｓｏ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆｌｕｓｈ ｂｅｃｏｍｅｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ． Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆｌｕｓｈ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｐｏｎｄ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ａｂａｎｄｏｎｉｎｇ ｆｉｒｓｔｌｙ， ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｗｅｌｌ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ａｂａｎｄｏｎｉｎｇ， ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ａｎｄ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｏｆ ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｅｔｃ． Ｔｈｅ ｒｕｎｏｆｆ ｅｘｃｅｐｔ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆｌｕｓｈ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｏ ｂｅ ｄｉｓｐｏｓｅｄ ｂｙ ｐｈｙｓｉｃ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃ ｍｅａｓｕｒｅｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｇｒｉｄ， ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ， ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｅｔｃ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒ ｄｓ Ｕｒｂａｎ ｒａｉｎｗａｔｅｒ Ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
系统冷却水、采暖系统补水等其他用途时， 其水质应达 将初期雨水弃流管设计为分支小管， 初期水质差的小
到《空调用水及冷却水水质标准》 （ ＤＢ１３１／Ｔ１４３－ ９４） 。 流量首先通过小管排走， 超过小管排水能力的后期径
１．２ 初期雨水控制与弃流
流再进入雨水收集系统。该法的特点是自动弃流， 可
雨水径流有明显的初期冲刷作用， 即在多数情况 以减少切换带来的运行和操作的不便， 但弃流量难以
冲洗厕所的雨水只要看上去干净， 无不良气味即能满 足使用要求。雨水中的重金属和盐类冲厕使用影响关 系不大。
洗衣用雨水水质要求： 洗衣用水应能保证良好的 洗涤效果， 不应在衣物上留下任何会影响外观和人体
收稿日期： ２００６ － ０５ － ２５ 作者简介： 廖日红 （ １９７４ —） ， 男， 高级工程师。
下， 污染物是集中在初期的数毫米雨量中， 因此， 控 合理控制， 尤其是在降雨强度较小而降雨量很大时
制初期雨水成为雨水利用系统和城市径流污染控制的 可能会使弃流量加大， 减少收集水量甚至收集不到
一项主要举措。由于初期雨水污染程度高， 处理难度 雨水。该法一般适用于汇水面较大， 有足够的收集
大， 因此对初期雨水的控制主要采用弃流处理。初期 水量时。
雨水弃流可去除径流中大部分污染物， 包括细小的或
（ ３） 旋流分离式初雨弃流设备。由雨水管道收集
溶解性污染物， 因此是一种有效的水质控制技术。初 的雨水沿切线方向流入旋流筛网， 筛网由一定数目的
雨弃流装置有多种设计型式， 可以根据流量或初期雨 合金材料制成。降雨初期当筛网表面干燥时， 在水的
水排除水量来设计控制装置。
表面池。初期雨水弃除最常用的方 的状态流向中心的排水管， 初期雨水即被排入雨水或
法是优先流法， 即将设计的集雨面的初期径流量优先 污水管道。随着降雨延续， 筛网表面不断被浸润， 水
排入相应容积的需水空间内， 然后再流入收集系统的 在湿润的筛网表面上的张力作用将大大减少， 中后期
回用于景观用水水质应符合《景观娱乐用水水质标准》 应有措施防止污水管中污水倒流入雨水管线， 可采用
（ＧＢ１２９４１－ ９１） 。食用作物、蔬菜浇灌用水还应符合《农 加大 ２ 根连通管的高差等方式。由于降 雨过程和径流
田灌溉水质标准》 （ ＧＢ５０８４－ ８５） 要求。雨水用于空调 过程均表现出初期水质差而 流量小的特点， 可以考虑
是利用自动翻转的翻板进行弃流。没有雨水时， 翻板
透水混凝土
处于弃流管位置， 降雨开始后， 初雨沿翻板经过弃流
１∶６
管 排 走 。 随 着 降 雨 的 增 多 ， 一 般 降 雨 到 ２～３ ｍｍ 时 ，
翻板依靠重力会自动反转， 雨水沿翻板经过雨水收集
管进入蓄水池。当停止降雨一定时间后翻板依靠重力
图 １ 优先流法初期径流去除池
雨水就会穿过筛网汇集到集水管道， 最终接入蓄水池。
这种装置的主要特点是通过改变筛网的面积和目
初雨池
浮球 ! ２００
! ２００
清
数可以按时间控制初期雨水弃流量； 初期雨水来临时，
雨
池
!２００ 可以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。
（ ４） 自动翻板式初雨分离器。该装置的工作原理
关键词 城市雨水 水质 处理
中图分类号 ＴＶ２１３．９
文献标识码 Ａ
文章编号 １６７３ － ４６３７ （ ２００６） ０４ － ００４６ － ０３
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｒ ａｉｎｗａｔｅｒ ｔｒ ｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ ｕｒ ｂａｎ ａｒ ｅａ ＬＩＡＯ Ｒｉ－ ｈｏｎｇ１ ＧＵ Ｂｉｎ－ ｊｉｅ２ ＤＩＮＧ Ｙｕｅ－ ｙｕａｎ１ ＨＵ Ｘｉｕ－ ｌｉｎ１ （ １ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， １０００４４， Ｃｈｉｎａ
道路雨水水质污染程度大， 水质复杂， 应先除去 滤 层 厚 度 为 ８０～１２０ ｍｍ。 双 层 滤 池 滤 料 采 用 无 烟 煤
初期径流， 再进行混凝、沉淀、除油和过滤等工艺处 和细砂， 滤料粒径与厚度与单层滤池接近。由于使用 理， 必要时增加生物活性炭工艺， 然后再回用或回灌 率低及操作简易的考虑， 雨水过滤一般不设反冲洗装
作用， 污染物集中在初期的数毫米雨量中， 因此， 控制初期雨水成为雨水利用系统和城市径流污
染控制的一项主要举措。初雨弃流装置主要有优先流法弃流池、切换式或小管弃流井、旋流分离
式初雨弃流设备、自动翻板式初雨分离器等多种型式。弃除初雨的径流建议采用物化方法进行处
理， 宜采用筛网格栅、混凝沉淀及过滤等工艺。
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。
可减少洗衣时洗衣剂的用量， 也可不再用织物柔软剂。 渗入周围的土壤。相应的雨水弃除设施如图 １ 所示。
但是冶金厂附近的雨水中含有铁和镁， 若用于洗衣会 该方法设计根据雨水径流的冲刷规律合理确定弃流水
使衣物发黄， 公路附近的雨水含有害健康的芳香烃物 量。优点是简单有效， 可以准确地按设计要求控制初
质， 当这类有害物含量高时也不适合洗衣， 若雨水中 期雨水量， 效果好。主要缺点是当汇水面较大收集效
粒子以及微小悬浮物的聚集过程。混凝剂推荐用铝盐、
２ 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。
２．１ 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