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綠色給水排水系統設計與實踐
2022.04.19 公司新聞 1886

所謂綠色給水排水系統設計,是指既能(néng)滿足當懂會代人的生活需求。又不影響後(hòu)代兵就人需要的一種(zhǒng)尊重自然規律的發(fā)展模式【1】。要想真正實現給水排水系統的綠色化發(fā)展,需要我們從宏觀、中觀、微觀時電等多個層面(miàn)不斷地思考與探索。積極尋資來求新的給水排水系統設計理念,不斷推陳出新研發(fā)新的給水排水适應技術。事為同時(shí),以小區、各類園區爲著(zh哥民e)力點開(kāi)展中試研究.以點帶面(跳房miàn)地推動綠色給水排水系購器統設計。

1 國(guó)内外綠色給水排水發(fā)展現狀

國(guó)内外綠色給水排水發(fā)展現相的狀.大緻包含直飲水系統的建設、低碳化的污水處理、一離雨水的綜合利用及水資源的可持續利用4個方面(mià這那n)。

1)直飲水系統的建設

可以說(shuō)直飲水是當今世界發(f愛個ā)展的主要潮流,也是發(fā)達國(g睡亮uó)家的重要标志。在發(fā)達國(guó)家直飲水已經鐘家(jīng)比較普遍,美國(guó)、歐洲、13本的普及行開率分别爲60%、56%和38%。而我廠子國(guó)的直飲水事(shì)業與國(guó)外相差較大,直飲水量僅占城市要鐘供水量的1%~3%【2】

2)低碳化的污水處理

有人說(shuō)"自進(jìn)入21世紀以來,集中式污水處理正在弟火被(bèi)分散式污水處理所取代"。在美國(內現guó),分散式污水處理已經(jīng)走過(guò學店)了100多年的曆程,它與集中式污水處理相互補充、相得益彰,解決了不同條現著件下的污水處理問題【3】。在德國(guó),通過(guò)構建分散式雨污水處理照木設施系統,就(jiù)近處理雨污水:其一,建設PAK些如濕地污水處理系統,利用介質層和濕地植物營造生态系統;其二,將(j微站iāng)污水分爲雨水、灰水和黑水分别處理,實現資源回收與好頻利用【4】。在我國(guó),如山西科技城等創新園區、資服科技園區、生态園區的排水系統設計也在不斷地摸索與踐行類似的低機筆碳、綠色化的污水處理系統,在方答慢案設計時(shí)引入了污染分離消納、循環利用的理念。

3)雨水的綜合利用

雨水的綜合管理是城市發(fā)展的必然趨勢。將(冷民jiāng)防汛排澇、雨水利用和面(miàn)源污染控制綜合考慮算人。解決城市雨水問題。在日本,雨水生明主要用于補充地下水、複活泉水、恢複河川基流、改善生遠美态條件,目前屋頂集水面(miàn)積已超過務議(guò)20萬m2[5]:澳大利亞推行的是以"節水"爲核心的城市雨水利用影黑,從源頭收集控制雨水,用水箱收又高集雨水并用于沖廁和戶外用水【6】:美國(guó)則以提高雨水天然老師人滲能(néng)力爲主,建立屋頂蓄水系統和由人滲池、入滲井明了、草地、透水地面(miàn)組成(chéng)的地表回灌街事系統;而我國(guó)也正在積極推行以"滲、滞、蓄、淨、用、房相排"相結合的海綿城市,實現雨水的自然淨化、自然積國雪存、自然滲透。

4)水資源的可持續利用

水資源的可持續利用是全世界共同的任務,一些國(guó)家較早物校認識到了水資源危機的嚴重性.將(jiāng)水資源保護和利用提升到重要戰略高度.并開(kāi)展了大量實少亮踐工作。馬德裡(lǐ)市的污水處理率爲100%.年處聽用理量3億m3,淨化後(hòu)的再生水通過(guò)長歌劇(cháng)約150km的地下管道(dào)供給噴泉和城市清潔等公共用問飛水,年利用量高達600萬m3[2]。新加坡則將(jiāng)雨水短亮全部收集回用.全國(guó)有一半的國(guó)土面(miàn)積是集水刀熱區,雨水收集存儲後(hòu),輸送至自來水廠說也處理,處理後(hòu)的水用于居場照民飲用。在我國(guó),無論是污水再生利用還(hái)是雨水利用都(dōu)那麗處于剛剛起(qǐ)步階段,全國(guó)污水再生利用率不足30%書秒.雨水利用率則低于10%。

2 項目概況及核心設計理念

2.1項目概況

貴安生态文明創新園(下文簡稱"能友創新園")位于貴州省貴安新區中心區.是中英兩(她輛liǎng)國(guó)生态技離很術戰略合作的開(kāi)端。園區規劃用地約619hm2,總建築面(miàn)積9672m2,總容納人數約410人,西鄰百馬大道(dào)和月亮湖公園,商舊南鄰貴安新區臨時(shí)行政中心,北側爲松林,區位條件優良金筆。園區建設以"生态、低碳、安全、音一智慧"爲核心,并緻力于能知打造一個獨特且領先的綠色技術展示平購習台。

2.2核心設計理念

結合國(guó)内外綠色給水排水技術的發(fā)展及創新園的功能(快大néng)定位(創新園給水排水系統的總體定位爲"工師生态、低碳、安全、智慧"),通過(guò)睡藍構建基于節水優先的分質供水系統、基于源頭分離的負壓排水系統、基于海綿城市外和的自然排水系統、基于資源化利用的末端處理系統,形成慢來(chéng)高效循環的水資源體系匠得,如圖1所示。


3 項目創新及新技術應用

創新園的建設理念先進(jìn),但其項目開(kāi)發(fā)及建電舞設時(shí)序存在著(zhe)一定的不确定性,因此設計志月方案不僅要立足于創新園的實際需求,還(hái)要靜木涵蓋給水排水領域的全部内容,與創新園綠色個飛化發(fā)展的理念相契合,這(zhè)樣(yàng)才能(下關néng)很好(hǎo)地應對(duì)項目的分期開(kāi)發(著化fā),從而保證創新園支撐系 統的穩定運行。因此,該項目在規劃設計時(子謝shí)引入了源分 離污水處理系統、負壓污水著友收集系統、低影響開(kāi)發(fā)雨 水利用系統等多項技術。

3.1源分離污水處理系統

源分離污水處理系統,即將(jiāng)污水分爲褐水、黃水和灰水分嗎電别進(jìn)行處理、利用與資源化,與創新園"低碳、 綠色&quo區地t;的發(fā)展理念相契合。

1)褐水處理系統

褐水主要是指糞便等營養鹽含量較高的混合生活污水,一般污染物質量濃度較低師高的廚房廢水也可歸 入此類,園區的綠化垃圾如稭林火稈、樹枝等也可以通過(guò)褐水處理系統一并進(jìn)行處理。在處理時(s費房hí),稭稈和樹枝等 可通過(guò)厭氧熱解生站女成(chéng)生物炭,糞便、餐廚校關垃圾和有機 垃圾等可通過(guò)厭氧發(fā)酵形成(chéng)沼氣知場和綠色肥料E。

2) 黃水處理系統

黃水主要是指尿液廢水,其處理工藝主要采用的是吸附塔的結晶流化床工藝,該工去飛藝能(néng)有效地去除黃水中的氮麗街、磷等營養元素并獲取有機肥料卩-氣

3)灰水處理系統

灰水是指洗浴、盥洗、洗衣機等雜排水,其特點是水中的懸浮物、有機物、營林服養物(氮、磷)及微生物含量 比混合生活污水低四。灰水處理主要采用的是農村微光喝動力一體化設備,利用生物化學(xué)處理和MBR到身處理,提高 出水水質,達到回用于景觀水體的标準。

3.2 負壓污水收集系統

考慮到園區項目分期建設,先期建設的項知生目污水 産生量相對(duì)較少,而污水經(jīng家中)源頭分離後(hòu),各管道(dào)内實際流動的污水通門量及流速也會(huì)明顯減小,易造成(chéng)污染物在管道(d自刀ào)内淤積并腐蝕管網,而負壓污水收集系統由于其特殊兒到的工作原理與工作特性,剛好(h師這ǎo)可有效解決以上問題, 爲創新園綠色歌刀給水排水系統設計與實踐提供了便利。

負壓污水收集系統由負壓收集器、負壓志玩管道(dào)及負 壓收集站組成(chéng)。負壓收集器行火爲污水的前端收集系統,當負壓收集器内的污水達到預國低定液位後(hòu),會(huì)發(fā)出一個信号視哥傳遞給末端的負壓收集站,負壓收集站開(kāi)始工作,形 成(chéng)負又那壓,將(jiāng)負壓收集器内的污水抽吸至負壓收集站,再將(jiāng)收一雨集到的污水不斷地輸送給終端的污什讀水處理系統。

負壓管道(dào)是負壓污水收集系統的一個中間環節, 基于負壓污水姐水收集系統的工作原理及工作特點,負電花壓管道(dào)的管徑較常規重力對也流污水管道(dào)明顯減小,其管徑多介于75〜160mm之間。在敷設過(為分guò)程中負壓管道(dào)可成(chéng)束排列,管道(dào)埋深也數線可明顯減小,對(duì)管道(dà東短o)坡降的要求也相對(duì)較低,更适用于複雜地形,一般情況下亦無需按照國刀常規污水管道(dào)每隔30m設置1個檢查井,可節約 路技土方、管材、空間。

3.3 低影響開(kāi)發(fā)雨水利用系統

3.3.1透水鋪裝

爲了充分發(fā)揮"海綿體"村一的特性,園區路面(miàn)及停車 場釆用高分子納米合金材料和四維門南蜂巢約束系統(見圖2),該系統通可具有使用壽命長(cháng)、施工周期短、又房維護成(chéng)本低、便于雨水下滲、可減少水土流失等優點。火制同時(shí)在進(jìn) 行園區建設時(s票美hí)還(hái)將(jiāng)訊訊石料填入柔性鋼絲籠中達到一定 的孔隙率,逐層砌築成(chéng)柔志舞性擋土構築物,從而形成(chéng)石 農月籠擋牆(見圖3),保證水土自然交換,防習有止水土流失, 保證園區排水安全。

3.3.2多級台地

依據原始地形,借鑒貴州省當地梯田新近模式設置台 地化解高差(見圖4),台地内部平緩。擋牆與平台之間。

留100-200 mm的高差,煙和用于滞水。充分借助自然力量,選擇順應地形、成(錯知chéng)本低、維護少的技術措施,大大降低建設成(ché讀國ng)本。

3.3.3下沉式綠地

下沉式綠地可利用植被(bèi)截東相留、土壤滲透截留淨化雨水。園區的西要個北角、東南角及東北角地勢較低,現狀爲天然的窪地,适宜進(jì生會n)行下沉式綠地建設與改造。

3.3.4濕塘

濕澹是具有雨水調蓄和淨化功能(néng)的景觀水體,平時照如(shí)發(fā)揮正常的景觀及休閑、娛樂功能(néng),暴雨發(這明fā)生時(shí)發(fā)揮調蓄功能(néng)。創新園窗好在地形上呈馬鞍形,形成(chéng)了大、小 2個台知音地及1個谷地,具備建設濕塘的天然條件。

3.3.5蓄水模塊及雨水資源化利用

貴安新區多年平均降雨量約爲1106mm,而創新 園總建設用地面(mi高我àn)積爲6.9hm2,則園區内年均降雨總量 約爲7.6萬m3,下沉式綠地、蓄水模塊等積蓄的雨水可 笑自用于園區的綠化、道(dào)路澆灑等,緩解再生子做水的用水壓力。蓄水模塊示意圖如圖5所示;雨水回用于景觀上頻水池 如圖6所示。

4 系統設計方案

4.1基于節水優先的分質供水系用空統

考慮優水優用的原則,將(jiāng)園區内的供水分爲兩(liǎng)大系統雜暗,一路爲供給生活的自來水系統,一路務多爲供給建築沖廁及綠化澆灑等的非常規水系統。服子其中非常規水資源主要爲園區的再生水及通過(guò)低影響開(kāi地放)發(fā)設施收集到的雨水。

4.1.1供水配置方案

園區内的建築由餐飲、辦公及配套公建組成(chén為亮g),最高日室内用水量約爲82m3/d。考慮優水優用的原則,建築 沖廁用水由再生水弟上供給,約占室内總用水量的60%【10】, 生活用水由自來水供給,每日新鮮水需求量約爲33m3

4.1.2再生水供給策略

再生水是園區可利用的重要水資源之一,宜將(jiāng)其納入園又遠區水資源統一調配,并優先回用于建築沖廁,家用其餘用于綠化、道(dào)路澆灑及園區生态補水,其産水能(néng)力及雪影需求分析如表1所示。

因此,爲滿足園區再生水的使用需求,除自供給外仍需要貴安新區城市再生水管網補充供金村給。

4.2 基于源頭分離的負壓排水系統

4.2.1 負荷預測

園區内污水由居民生活污水和公建污水組新業成(chéng),污水排放系數取0.85,日變化知路系數爲1.3,污水集中處理 率爲100%,平均日市火污水總量約爲54m3/d。沖廁用水約占60%,可近似認爲園區内實際産生的灰水離草量占污水總量的40%,黃水與褐水按1:1進(jìn)行分配音鐵各占30%, 則灰水、黃水、褐水的排放量分别爲22、16、16m3/d。

4.2.2 系統設計與設施布局

在園區東南角設置污水資源化中心1座,設置灰 水、黃水和褐水3套也舞污水處理工藝,其中灰水處理設施 按西業再生水标準設計,資源化中心總占地面(miàn)積約78化購0m2。并設置灰水、黃水、褐水3套負壓排水管道(dào答刀),將(jiāng)污水分類收集并輸送至資源中筆業心,如圖7所示。

園區内各建築物内需采用源分離潔具,化很以實現糞 便和尿液的分離,保證園區污水分類收集、分類處錢他理 的可行性。

4.3基于海綿城市的自然排水系統

4.3.1指标選取

參照《貴安新區中心區海綿城市專項規劃》中的相關建設标讀市準,确定規劃區的年徑流總量控制率爲85 %, 其對(duì)應的設計降雨量爲3問站2mm。

創新園現狀以耕地爲主,開(kāi)發(fā)建設前的中刀綜合徑流 系數約爲0.15,開(kāi)發(房日fā)建設後(hòu)雖然下墊面(miàn)組成(chéng)發(fā)金從生了變化,但通過(guò)采取透水鋪裝、下沉式綠地等措施,盡量維持開(水業kāi)發(fā)後(hòu)的水文特征接近于開(kāi)發(照文fā)前的水文特征。

4.3.2場地分析及功能(néng)會資設施布局

結合創新園的天然産彙流分析、天然彙水分區以及創新園的用地布局(見圖8),將煙化(jiāng)園區劃分爲4個主要的排水分區,并以此作爲創新園海綿化建設的設計關靜分區,落實建設任務。

4.3.3自然排水系統

創新園雨水系統規劃以"自然積存、自然滲透、自然淨化"熱腦爲核心,取消傳統的雨水管渠集中收集的模式司兵,使區域内的雨水就(jiù)近下滲及順地勢排放至下跳章沉式綠地、濕澹等調蓄設施,從而實現雨水的間接利用。自然排水系統如圖9所示頻話。

4.3.4溢流及監測系統

爲了更好(hǎo)地實時(shí)掌握低影響開(kāi)發劇報(fā)設施的運行狀 态,實現園區&qu村又ot;海綿"建設效果的定量化評機線估,將(jiāng)在園區設置2個雨量計、習電4個流量計和10個液位計分别監算說 控園區的降雨量、雨水外排量和雨水下滲利用量。

從保證園區排水安全的角度出發(fā),按50年一遇強降雨新請的标準,對(duì)園區消納、滞留、積蓄雨水的能(néng)力進(jì工民n)行校核,并在園區北側及東南側下沉式綠地中雨兒設置4處雨水溢流口,溢流管管徑爲600mm,保證強降雨時(shí劇不)園區内的雨水可在2h内全部排除。體為

4.4基于資源化利用的末端處理系統

在末端進(jìn)行分類處理和資源化回收,形成(短亮chéng)再生水和有機肥料,建立廠麗水、營養物質與能(néng)源的循環圈,實現污廢零排,是生态文明創的都新園建設的終極目标。

園區内的餐廚垃圾産生量按0.1kg/(人下坐.d)考慮, 則園區每天産生的餐廚垃圾總量約爲41k城銀g,經(jīng)廚餘垃圾粉碎機粉碎後(hòu),由褐水系統收集至資源中心,經有數(jīng)厭氧發(fā)酵處理回收利用,土鐘無需單獨收集及轉運。園區綠化垃圾則由環衛工人月算收集後(hòu),清運至資源中心,進(jìn)行生态化處理。綠化垃圾産生量什現按20kg/hm2估算,則園區 每年産生的綠化垃圾總量約爲93kg。

5 結語

給水排水規劃是城市建設規劃中的刀明重要一環,綠 色、環保、節能(néng好務)已成(chéng)爲未來城市草農發(fā)展的方向(xiàng),在規劃設計時(shí)筆藍要勇于創新,通過(guò)新的理念、新的技術雨員更好(hǎo)地支撐給水排水的設計工作,用以指導光民我國(guó)城市的科學(xué)建設與發(fā)展。

污水處理是我國(guó)實現節能(néng)減排、低碳綠色發(fā)展的重要途兵做徑,在系統規劃、建設和運行的全過樹嗎(guò)程中,需要梳理低碳規劃理念,選擇适宜的低碳購站污水處理技術,在保障處理效果的前提下,木日最大限度地削減碳排放,并盡 可能(néng)地實現資源回收。離鐵

貴安新區生态文明創新園隻是綠色給水排水系有車統設計的一個探讨與應用,其運行效果尚待時(shí)間的檢驗,而我國什黑(guó)綠色給水排水系統設計的推生高行也需不斷地嘗試與探索,以點帶面(miàn)逐漸推廣。


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