雨水收获系统设计

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无论您想要回收水用于建筑,管道应用,或使用作为饮用水,我们将设计理想的系统。

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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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雨水收集图片

雨水收集基础知识

收集雨水涉及到各种用途的雨水收集系统的利用,包括管道,和/或灌溉,以及各种其他室外和非饮用室内用途。

环境保护署(EPA)在市政手册中,用绿色基础设施管理潮湿天气该组织考虑了雨水收集政策,指出雨水收集还可以减少雨水径流,从而减少污染,并减少城市环境中的土壤侵蚀。

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
  • 增加饮用水供应
  • 帮助管理饮用水系统的需求

通常,雨水收集系统从住宅和商业屋顶转移径流并将其存放。然后将其管道或通道它可以使用它的位置。

然而,国际管道守则(IPC)都没有通过纽约州(NYS)的修正,也不是由国际协会制定的统一管道代码(UPC)管道和机械官员(IAPMO)在他们的雨水区或饮用水区处理雨水收集。尽管这些法规涵盖了水的再利用。

UPC对再用水的定义如下:

  • 可再利用废水,这被定义为未与污水(黑水)接触的未处理废水。这包括来自淋浴,浴缸,厕所和用于服装的洗衣机的水。
  • 再生水经公共机构处理达到废水三级标准,适合控制使用。通过紫色管道输送的再生水通常用于供水卫生间、小便池,以及设计用于地板水槽和排水管的疏水阀密封底漆。
  • 收获雨水(这是从挡泥水输送的雨水,所述建筑物的屋顶被储存在水槽(或罐)中并在它用于厕所冲洗之前消毒和过滤。UPC还指出它可用于横向灌溉,但没有列出上述其他可能的用途。

尽管有这些规定,直到最近,当新的雨水收集系统介绍,与水重用有相当大的混乱。此外,国家立法不同,一些美国的不同之处在于如何在雨水如何使用时更具限制性,以及所有人都在使用雨水方面。例如,在科罗拉多州,水权法被解释为禁止雨水收获,因为蓄水池和桶防止雨水径流到达国家的河流。反过来,这减少了下游用户分配的水权,因此简单禁止雨水捕获和重用!

与此同时,一些州有鼓励收集雨水的激励措施。例如,纽约州参议院已经引入了一个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。

雨水收集新标准

最近,国际规范理事会(ICC)和非营利标准发展组织CSA集团发布了一项雨水收集系统的新标准。题为CSA B805-18 / ICC 805-2018 - 雨水收集系统,它适用于美国和加拿大。

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:

  • 解决的非饮用申请包括厕所和小便冲洗,洗衣服,灌溉,防火,车辆,水管枝(Bibccocks)和装饰喷泉。
  • 可饮用的应用包括人类消费的饮用水、食物制备、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。

“雨水收集”一词在整个标准中被广泛使用,涉及到雨水和屋顶径流。此外,该标准还指出,雨水包括各种形式的水,包括雨水和融雪。

总的来说,新标准涵盖了为一系列应用提供水的系统:

  • 单户住宅和住宅应用
  • 多住所应用
  • 非住宅的应用程序

该标准不涵盖为商业农业工艺,地表用水收集或设计用于制造或工业过程的雨水收集系统而开发的水分配系统。

《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

用于收集雨水的集水系统

集水区和输送系统

集水系统雨水收集系统使第一次接触雨水并将其引导到输送系统中。通常,集水器是屋顶表面,它们基于通常落下的水量提供一定的产率。但一些材料产生了更高的产量,从而提高了雨水收集系统收获水的能力。

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,必须设计一种输送系统来将水引到蓄水池坦克。这通常是通过使用一系列的水槽和落水管来实现的。

在NYS雨水收集指南中提到了两种输送系统:湿式和干式。

  • 湿传输系统将水从集水区输送到地下,再从那里输送到地上的水箱。一个缺点是,在降雨期间,管道中的水会停滞不前。
  • 干传输系统将水直接从集装箱到坦克,以便在下雨时在运输系统中只有水。

雨水收集系统的组件

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。

通常,雨桶和水箱的暗色材料是优选的,因为它们最小化了光的渗透,有助于防止藻类的生长。如果他们用来捕获饮用水,雨水桶应该被评为饮用水,并且一旦安装,它们应该从定向的阳光下筛选。另外,应安装减压回流组件或气隙以防止城市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:

  • 通常带有叶栅的排水沟。
  • 与饮用水管道分开的管道。这些管道通常是紫色的,便于识别,当地法规经常要求它们明确的标签。
  • 屋顶清洗机将至少10加仑的雨水从蓄水池中分流出去。这些过滤器通常包含18英寸的粗砂、过滤织物和大约6英寸的豌豆砾石,所有这些都确保了水的良好过滤。注意,从透水表面和绿色屋顶收集的水一般不需要屋顶垫圈。
  • 如果需要,泵用于加压系统。它们可以位于储罐或在线内。
  • 加压罐有时被用来避免泵的不断开启和关闭。

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。

然后我们能够建立雨水收获潜力一年的内容。

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到屋顶落水管的规格,它将雨水输送到某种集水系统,通常是蓄水池或某种雨桶。无论采用干式或湿式输送系统,我们都需要确定收集的雨水是会立即使用,还是会储存以备日后使用。

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,我们将需要设计一个高压系统。如果要用滴灌系统来灌溉作物,我们会设计一个低压系统。

我们还需要确定需要多少水。

为了防止杂物进入输送系统,我们通常在落水管顶部安装一个叶筛。然后水应该通过第一个冲洗分流器,阻止污染物进入蓄水池或雨水坦克.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。

美国环保署的《雨水收集政策市政手册》的指导方针提供了将被再利用的雨水的建议处理方案。例如:

  • 饮用室内使用应该是:
    • 预先过滤,用第一冲洗转向器
    • 经过3微米沉淀池过滤,然后通过3微米活性炭过滤器过滤
    • 用紫外线或残余0.2 ppm的氯消毒水
  • 饮用室内使用应该是:
    • 预先过滤,用第一冲洗转向器
    • 通过5微米沉淀物盒过滤
    • 用UV处理或使用家庭漂白剂消毒
  • 户外使用要求用第一冲洗转向器预先过滤水

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使用收集雨水

雨水收集的好处

雪城大学环境金融中心在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。

除了简单地收获“免费”水,这些益处包括:

  • 减少雨水造成的径流侵蚀,从而提高农业生产力。
  • 减少与公用事业费用有关的费用。
  • 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。
  • 雨水可用于清洁机械、灌溉系统供水、冲洗畜栏或为动物提供饮用水。

雨水收集的消费安全因素

雨水收集系统的一个主要问题是水质及其对人类健康的影响,这不足为奇。新CSA B805/ICC 805雨水收集系统标准提供工具,旨在根据源水的质量和洁净度以及最终用途的期望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或大气中的营养物质中带走污染物,甚至从鸟粪中带走细菌。这就是为什么考虑水的最终用途是如此重要,并确保在必要时对水进行过滤和/或处理。

新的CSA / ICC标准中提供了关键信息,用于开发水安全计划以及可用于尺寸系统的技术。相关系统组件包括储罐,水箱和消毒系统可以根据各种机构,包括美国机械工程师,NSF国际,ASTM International和CSA集团在内的各种机构设立的其他现有标准进行评估建立新标准。

由于包括收集的雨水在内的再生水需要经过过滤或以其他方式处理,以确保人类消费的安全,地方当局通常要求提供抽水马桶、小便池、软管bibbs、有再生水的灌溉口等都有很清楚的标示。

但是,已经收获的雨水的最终使用也很重要。例如,如果要用于住宅灌溉,通常需要以任何方式治疗。如果要用于商业灌溉或室内以进行非饮用用途,通常需要某种治疗,这取决于有关当地当局的需求。大多数人需要某种消毒(例如紫外线或氯),其会消除细菌。

另一种保障措施涉及管道系统而不是人类健康和安全。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,这将防止碎屑和颗粒进入管道系统。

最终,市政当局将在安装期间检查雨水收集系统,有时每年检查防回流系统,这些系统的一般操作和维护是个人业主的责任。

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“感谢Jahnavi和团队为HANAC和科罗娜社区的这个重要项目所付出的奉献和辛勤工作。”

John-Napolitano_48x48HANAC资本项目总监John Napolitano说

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Silviu-Herscher_48x48西尔维乌·赫舍尔(Silviu Herscher)是新学院资本基础设施主管