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雨水净化工艺分析
水是人类赖以生存不可或缺的资源,但随着人口的日益增多,地表水和地下水受到污染。全世界的水资源已日益短缺。水资源短缺已成为21世纪人类面临的重大难题。为了缓解水资源危机,雨水已成为一种不容忽视的重要水源。开发利用雨水资源已成为许多国家和地区解决水危机的新途径,受到普遍关注。我国雨水资源丰富,年降水量达6190亿立方米[1],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。表1为国外部分城市雨水水质指标[2]。表2 为南京市区雨水径流水质[2]。

表2 南京市区雨水径流水质 mg/l

由表1和表2可知,无论是不同国家,还是同一城市不同地点的雨水水质都有很大差别。因而,我们应根据不同的雨水水质以及不同的使用目的选择恰当的净化工艺。

物理处理工艺主要去除雨水中的悬浮颗粒物。适用于雨水水质较好,且对于回用水质要求不太高的雨水。图1和图2[3]是雨水物化处理过程图。

图1 设置筛网过滤器的雨水净化系统

图2 设置旋流分离器的雨水净化系统
这两个物理处理工艺不同之处主要在于图1用筛网进行过滤,而图2用旋流分离器进行过滤。其主要目的都是用于水中颗粒物与水的分离。从处理效果来看,旋流分离器高于筛网过滤器。但是,由于漩流分离器的运行需借助电力,因而处理成本高于筛网过滤器的处理。
澳大利亚某公司将传统的筛网过滤器进行改进,研发出了一种新型的雨水净化设备。图3[3]为其剖面图。在离心和重力作用下,该设备不仅可截留大于滤网的颗粒,还可截留小于滤网的颗粒,大大提高了净化效率。同时,由于雨水是由侧面掠过滤网的,因而滤网有一定的冲刷作用。该设备的另一优点在于不需动力操作。这在很大程度上降低了处理成本,具有较强的实用价值。

图3 CDS单元结构

含高浓度氮磷的初期雨水的物化处理采用的是两级药剂混凝沉淀法[4]。一级反映投加磷酸钠、硫酸镁,且加碱调pH值呈中性,产生磷酸铝沉淀,去除污水中的磷。化学反应式为
其流程框图,如图4所示。

人工湿地是一种人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面,建在一定长宽比及底面坡度的洼地中,由填料和土壤混合组成填料床,废水可以在床体的填料缝隙中流动,或在床体的表面流动,并在床的表面种植具有处理性能好,成活率高,抗水性能强,成长周