城市初期雨水收集与处理方案研究

文章编号:100722284(2010)0620041203

城市初期雨水收集与处理方案研究

洪 忠

(深圳市水务规划设计院,广东深圳518008)

摘 要:针对城市初期雨水产生的过程及其特性,对城市初期雨水收集与处理方法进行分析和整理,为控制城市河道及受纳水体污染、改善城市水环境状况提供设计思路。 关键词:城市初期雨水;收集;处理;方案 中图分类号:X32 文献标识码:B

收稿日期:2010204213

作者简介:洪 忠(19802),男,助理工程师。

0 引 言

初期雨水,顾名思义就是降雨初期时的雨水。城市初期雨水在降雨初期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,降落地面后,又由于冲刷沥青油毡屋面、沥青混凝土道路、雨污渠道中存积的污水、污泥及垃圾等,使得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。因此初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。如果将初期雨水直接排入河道或者自然承受水体,将会对水体造成非常严重的污染,必须对初期雨水进行收集、处理,本文针对城市初期雨水收集与处理的方法,结合目前国内已经或正在实施的相关项目做些归纳和整理。

1 城市初期雨水的特性

本文所叙城市初期雨水主要指携带城市主要面源污染、一定量的降雨初期时的雨水。随着城市化水平逐渐提高,城市人口聚集化程度加快,面源污染已经成为城市水环境污染的重要来源。

城市初期雨水的特性因区域差别而不同,对应的污染河流的初期雨水水质也不尽相同,这主要与区域人口分布情况、产业布局、截治污水平以及城市发展水平息息相关,比如深圳市的特区内、特区外河流初期雨水性质就有很大的差别。但是作为城市初期雨水还是有一定共性,表象上可以见到是垃圾漂浮物多、降雨初期水体黑臭明显,伴随着着降雨时间的持续,水体污染程度逐渐减轻;化学性质上初雨有机物、重金属、油脂等污染物质含量较高。城市中大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气

等污染性气体,硬化路面灰尘颗粒,雨污渠道中存积的污水、污泥以及垃圾溶解入初期雨水是造成城市初期雨水污染的的主要原因。

2 城市初期雨水收集处理的必要性

河流作为城市中重要的环境资源,其作用无可替代。城市河流的价值正在广泛地为人们所重新认识,人们对河流的要求亦不仅限于传统的防洪和水利,进而提出了河流多样化和高品质的要求。城市河流特有的自然景观对于人们具有一种无可比拟的吸引力;河流空间是重要的生态环境,有很高的生物多样性,为鱼类、鸟类、昆虫、小型哺乳类动物以及各种植物提供了良好的生存环境和迁徙通道。

作为河流组成的基本元素)))水,是城市河流景观生态是否良好的最基本要求。随着城市的发展,城市面源污染负荷加大,污染的初期雨水进入河道是造成河流污染的主要原因之一,为保证城市河流原本脆弱的景观生态,实施区域污染初雨收集处理是污染减排的基本工程措施。

3 城市初期雨水收集处理方案

3.1 城市初期雨水收集方法

城市初期雨水流行路径一般是通过路面雨水篦子进入城市雨、污水管涵,大部分直接进入河道,少量进入污水管网至污水处理厂处理。根据城市初雨流行路径,通常采用收集方法的是在雨水口设置工程措施对其实施截流。3.1.1 初雨水截流形式的选择

初期雨水截流方案大致分2种。

方案一:截流初期雨水半分流制排水系统,如图1。优点为管道简洁,且初期雨水得到有效处理。缺点为晴雨天污水相差大,影响污水厂运行;雨水调蓄池的建设用地协调难度大。

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中国农村水利水电#2010年第6期

图1 截流初期雨水半分流制排水系统

方案二:截流初期雨水的分流制排水,如图2。截流初期雨水的分流制排水系统是一种更高标准的排水系统。根据建调蓄池或初雨水处理设施及雨水管截流井设置位置的不同,具体可分为4种方式截流。优点为雨污各行其道,互不混掺,雨污分流彻底,且初期雨水和漏入雨水系统的污水得到收集处理。缺点为实施两套管道,投资大,建设难度也高,雨水澄清池用地

协调难度也大。

图2 截流初期雨水的分流制排水系统

3.1.2 初雨水截流井选择

初雨截流井有多种形式,应根据不同雨水口的情况有针对性的选择。

(1)跳跃堰式截流井。一般置于新设合流污水管道上,对于现状合流管道,如果距出水口较近,且下游溢流管道标高有降低的条件,才可采用跳跃堰式溢流井。

(2)侧流堰式截流井。一般设于现状合流污水管道上,侧流堰式截流井则可以在暴雨期间使进入截污管道的流量控制在一定的范围内。

(3)闸门式截流井。闸门截流井用于渠道截流。旱季和平

常雨水时闸门关闭,保证旱季时能有效地将污水截流到截污系统;平常雨水时上游水通过闸门顶溢流到下游;暴雨时可以把闸门打开,增加过流断面。

(4)防倒灌设施。雨量特别大时,排水渠中的水位会急速增高,当截污口标高较低时,河道内的水将倒灌至截流井,使截流管道的实际流量会大大超过设计流量。在此情况下,截流系统必须考虑防倒流措施。推荐采用橡胶拍门,如图3

。

图3 常用截流井及防倒灌设施

在截流井的溢流堰上或溢流管道上安装拍门止回阀,可以使防倒灌措施直接在截流井内部解决。拍门采用橡胶材料,水头损失小,耐腐蚀。

3.2 城市初期雨水截流规模

对于初雨截流系统规模的计算方法,国内外研究甚少。目前很多方法只适合应用于建筑小区、屋面等集雨面积较小的工程设计,对于全流域总口截流初雨的规模计算尚无准确的计算方法可以参考。

3.2.1 国内相关地区初雨收集规模

北京:通常同一场降雨,路面的初期雨水量比屋面大。初期屋面初期雨水净雨量约为2~3mm,可控制整场降雨径流污染负荷约60%以上,控制净雨量超过3mm,效果增加很少。初期路面初期雨水净雨量数据变化幅度大,但一般净雨7~8mm 时,径流污染相对较轻。

邯郸:建立雨水污染物冲刷模型的基础上,通过取样分析,建立雨水中污染物浓度与降雨量的指数关系,确定出该市屋面、路面初期雨水弃流量为3mm 和6mm,能分别去除COD 总量的78.3%与77.9%。

郑东新区:根据经验及5规范6进行估算,初雨按3mm,可利用雨水按实测降雨减3mm 初雨,若前日降雨量大于3mm,则按当日不扣除初雨考虑。