雨水收集系统设计

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无论您是想如何收回用于建筑的水,用于管道应用,或用作饮用水,我们将设计理想的系统。

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雨水收集解决方案取决于每个终端用户的需求。我们确保您的系统能够满足您的需求并为您服务。

安全可靠的系统

我们知道水质对健康和安全的重要性,并确保我们的雨水收集系统安全可靠。

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雨水收获图像

雨水收获的基础知识

收获雨水涉及利用某种雨水收集系统,用于各种用途,包括管道,和/或灌溉和各种其他户外和不可饮用室内用途。

环境保护局(EPA)在其市政手册中,用绿色基础设施管理潮湿天气考虑到雨水采伐政策,雨水收获也降低了雨水的径流,因此污染,降低了城市环境的土壤侵蚀。

随着越来越多的美国州受到干旱的影响,人们越来越重视收集雨水用于消费。正如环境保护署文件所指出的,雨水会:

  • 提供廉价的水供应
  • 增强饮用水用品
  • 帮助饮用水系统需求管理

通常情况下,雨水收集系统将住宅和商业屋顶的径流分流并储存起来。然后,它被输送到可以使用的地方。

然而,既不是由纽约州(NYS)修订通过的国际管道规范(IPC),也不是由国际管道协会(uppc)制定的统一管道规范(UPC)管道和机械官员(IAPMO),地址在雨水或饮用水部中的雨水收获。代码尽管覆盖水以进行再利用。

重用水的UPC定义是:

  • 灰水,即未与污水(黑水)接触的未经处理的废水。这包括来自淋浴、浴缸、厕所和洗衣服的洗衣机的水。
  • 再生水已由公共机构对废水三级标准进行处理,适合受控使用。在紫色管道中传送,再生水通常用于水壁橱,小便池和专为地板和排水管设计的陷阱密封底漆供水。
  • 收获雨水,即从建筑物屋顶输送的雨水,储存在蓄水池(或水箱)中,经过消毒和过滤后,才用于冲厕所。UPC还指出,它可以用于景观灌溉,但没有列出上面提到的其他可能的用途。

尽管有这些规定,直到最近,当新的雨水收集系统引入后,人们对水的再使用产生了相当大的困惑。此外,各州的立法也有所不同,一些州在如何使用雨水方面有更多的限制,有些州在使用雨水方面有更多的限制。例如,在科罗拉多州,水权法被解释为禁止雨水收集,因为蓄水池和桶阻止雨水径流到达该州的河流。这反过来又减少了下游用户的用水权,所以雨水的收集和再利用完全被禁止了!

同时,一些州有鼓励雨水收集的激励措施。例如,纽约州参议院提出了税单该组织计划向投资绿色基础设施的房主和企业提供信贷,这些基础设施管理“潮湿天气影响”,为社区带来许多好处。这包括从源头上减少和处理雨水,而不是利用传统的灰色雨水基础设施,将城市雨水从建筑环境(包括我们的家)转移出去。其他可能获得回报的举措包括雨水花园、绿色屋顶和透水路面。

雨水收获的新标准

最近,国际规范委员会(ICC)和非营利标准发展CSA小组发布了雨水收集系统的新标准。有头衔的CSA B805-18/ICC 805-2018 -雨水收集系统在美国和加拿大均可使用。

它由美国国家标准协会(ANSI)和加拿大标准委员会(SCC)批准,由两国专家组成的技术委员会开发,成员包括管道和公共卫生官员、管道和水技术工程师、产品和系统制造商以及公共安全专家。

该标准针对的是作为饮用水和非饮用水应用水源的雨水和屋顶表面雨水。具体地说:

  • 非饮用水应用包括厕所和小便器冲水、洗衣服、灌溉、消防、清洗车辆、水龙头和装饰喷泉。
  • 饮用水应用包括人类饮用水、食品制备、口腔护理、洗碗和洗澡。

新标准与健康、建筑和管道规范密切协调,将雨水收集系统设计与相关建筑元素,包括管道、屋顶、风暴管理、灭火、冷却塔和灌溉联系起来。它还提供工具,以建立适当的水质,为特定的最终用途。

术语“雨水收获”在整个标准中始工地使用,而雨水和屋顶径流。此外,标准旨在使雨水包括其所有形式的水,包括雨水和雪花。

在基本术语中,新标准涵盖为一系列应用提供水的系统:

  • 单户住宅和住宅应用
  • Multi-residential应用程序
  • 非住宅申请

该标准不包括为商业农业过程开发的水分配系统,地表水收集系统,或为制造业或工业过程设计的雨水收集系统。

《标准》非常新,美国各州的法规和立法仍然存在巨大差异。

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雨水收集系统

雨水收获的集水系统

集水和输送系统

排水系统的雨水收集系统与雨水进行第一次接触并引导雨水进入输送系统。通常情况下,集水区位于屋顶表面,它们根据通常下落的水量提供一定的产量。但有些材料的产量更高,因此增加了雨水收集系统收集水的能力。

当然,屋顶是由各种材料制成的,这影响了集水区的性能(和质量)。一般来说,金属屋顶是为饮用水设计的雨水收集系统的最佳选择,因为它们很容易排出污染物,而且碎片的积聚也较少,所有这些都能保持水的清洁。此外,更陡的倾斜屋顶可以让水流得更快,从而更快地清除污染物。

金属屋顶也具有低渗透性和高径流系数,这导致了暴雨或雨水的高产量。只是一个警告:为饮用水或灌溉设计的集水系统不应该安装在金属闪光含有铅的地方。

确定了集水区后,必须设计一个输送系统,将水输送至储水区坦克。这通常是通过使用一系列的水槽和落水管来实现的。

纽约雨水收集指南中提到了两种类型的输送系统:湿式和干式。

  • 湿式输送系统将水从集水区输送至地下,并从地下输送至地上水箱。一个缺点是管道中的水在降雨期间会变得停滞。
  • 干式输送系统将水直接从集水区流到水箱中,这样只有在下雨时,输送系统中才会有水。

雨水收集系统组件

适用于雨水收集的普通雨桶相对便宜,易于改造,以减少雨水径流,并为家庭提供灌溉用水。

一般来说,深色的材料是雨桶和蓄水池的首选,因为它们最大限度地减少了光线的穿透,有助于防止藻类的生长。如果它们被用来收集饮用水,那么雨桶应该符合饮用水使用标准,并且,一旦安装,它们应该屏蔽阳光直射。此外,应该安装减压回流总成或气隙,以防止对市政水系统的任何交叉污染。

其他典型的雨水收集系统组件包括:

  • 通常包含叶栅的排水沟。
  • 管道与饮用水管分开。这些管道通常是紫色的,以便于识别识别,当地法规通常需要它们清楚地标记。
  • 将至少10加仑的雨水转移到蓄水池的屋顶垫圈。这些通常含有18英寸的粗砂,过滤织物和大约6英寸的豌豆砾石,所有这些都可以确保水的良好过滤。请注意,屋顶垫圈通常不需要从透水表面和绿色屋顶收集的水。
  • 如果需要,泵用于给系统加压。它们可以位于储罐内或在管道内。
  • 加压罐有时用于避免泵不断开启和关闭。

作为设计工程师,我们还需要确定任何收集系统能够收集多少雨水。第一步将是检查国家气象局提供的正常年降水量数据。这些数据将显示在任何一个州的不同地区平均下降了多少。但仅凭这些信息是不够的。我们还需要确定屋顶的集水区以及径流系数,这主要取决于屋顶的表面类型。

然后我们就能确定该系统一年的雨水收集潜力。

水的过滤、储存和分配

在对雨水收集系统的类型做出任何决定之前,确定需要什么以及为什么需要雨水收集系统是至关重要的,以便确定系统的大小和安装需求。

如前所述,雨水收集系统设计涉及屋顶落水管的规范,该落水管将雨水输送至某种集水系统,通常为蓄水池或某种雨水桶。无论使用干或湿输送系统,我们都需要确定收集的雨水是否会立即使用,或者是否会储存起来供以后使用。

实际使用也很重要。例如,如果雨水收集系统将用于喷洒作物,我们需要设计一个高压系统。如果要用滴灌系统给作物浇水,我们将设计一个低压系统。

我们还需要确定需要多少水。

为了防止碎屑进入输送系统,我们通常在落水管顶部安装一个叶栅。然后,水应通过第一个冲洗分流器,该分流器阻止污染物进入蓄水池或蓄水池雨水池.内联沉淀物过滤器设计用于在水到达出口前从水箱中流出时清除沉淀物。

EPA的市政手册关于雨水收获政策的指导方针提供了将重复使用的雨水的建议治疗方案。例如,需要的水:

  • 饮用室内使用应该是:
    • 预先过滤与第一冲洗分流器
    • 通过3微米沉淀筒过滤,然后通过3微米活性炭过滤器过滤
    • 用UV或通过氯残留处理0.2ppm以消毒水
  • 非饮用室内使用应该是:
    • 预先过滤与第一冲洗分流器
    • 通过5微米沉淀筒过滤
    • 紫外线处理或家用漂白剂消毒
  • 户外用途要求用首次冲洗分流器对水进行预过滤

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利用收集的雨水

雨水收集的好处

锡拉丘兹大学环境金融中心于2015年发布了新的州雨水收集指南,其中讨论了雨水收集的好处。

除了简单地获取“免费”水,这些好处包括:

  • 雨水引起的径流侵蚀下降,这反过来又可以提高农业生产力。
  • 与水电费有关的费用减少。
  • 减少可能含有肥料、杀虫剂或沉积物的潜在有害径流。当径流发生在农场或靠近某种水体时,这一点尤为重要。
  • 清洁机械雨水的可用性,供水到灌溉系统,用于洗掉动物笔,或者为使用饮用水提供动物。

收集雨水消耗的安全系数

雨水收获系统的主要关注率并非令人惊讶,水质和对人类健康的影响。新的CSA B805/ICC 805雨水收集系统标准提供的工具旨在根据水源水的质量和清洁度以及所需的最终用途类别确定适当的水质。

虽然雨水通常被认为是“干净”的水,但如果雨水从屋顶流出,它通常会从屋顶材料、大气中的营养物甚至鸟类粪便中的细菌中吸收污染物。这就是为什么考虑水的最终用途并确保它在必要时被过滤和/或处理是非常重要的。

新的CSA/ICC标准提供了开发水安全计划的关键信息,以及可用于分级系统的技术。相关的系统组件,包括储存罐,水箱,和消毒系统可以根据其他现有的标准进行评估,这些标准由不同的机构建立,包括美国机械工程师协会,NSF国际,ASTM国际,以及在制定新标准中发挥了重要作用的CSA集团。

由于包括收获的雨水的再生水,需要以其他方式过滤或处理,以确保它对人类消费安全,地方当局通常要求雨水收集管道和出口,提供水壁橱,小便池,软管枝,灌溉网点等待回收水非常清晰地标记。

然而,收集的雨水的最终使用也很重要。例如,如果用于住宅灌溉,通常根本不需要进行任何处理。如果要用于商业灌溉或室内非饮用水,通常需要进行某种处理,这取决于有关地方当局的要求。大多数都需要某种形式的消毒(例如紫外线或氯)来去除细菌。

另一项保障措施与管道系统有关,而与人体健康和安全无关。这就是为什么当我们设计雨水收集系统时,我们确保有一定程度的筛选和过滤,以防止碎片和颗粒进入管道系统。

最终,虽然市政当局将在安装过程中检查雨水收集系统,但有时每年检查回流防止系统,普遍运行和维护这些是个人业主的责任。

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