一種施工工地雨水回收再利用系統的制作方法

本發明涉及能源利用領域，特別是一種施工工地雨水回收再利用系統。

背景技術：

建筑施工始終是城市主要用水大戶之一，據相關測算，我國每平方米建筑施工用水量約1噸。除了如混凝土、砂漿、砌塊、石材等建筑材料的生產過程中需耗費大量水資源外，施工現場各種灑水、降塵、車輛沖洗、混凝土養護、施工人員日常生活洗漱用水等方面也占了很大的比例。但是大量的基坑降水、自然雨水卻往往并未得到足夠重視，造成水資源的浪費，且增加了工程的施工成本，因此施工工地雨水回收集再利用系統在施工現場的使用將成為一種必然的趨勢。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種施工工地雨水回收再利用系統，要解決施工工地雨水不能得到充分利用，造成水資源浪費，施工成本增加的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種施工工地雨水回收再利用系統，包括依次連通的雨水回收系統、處理系統、雨水再利用系統以及補給系統；

所述雨水回收系統包括雨水井以及與雨水井連通的屋面雨水收集箱和地面雨水排水溝；所述處理系統包括與雨水井連通的沉淀池，所述沉淀池為三級沉淀池、包括依次連通的一級沉淀池、二級沉淀池以及清水池；所述雨水再利用系統包括與一級沉淀池和清水池循環連通的洗車系統以及與清水池循環連通的雨水收集罐；

所述補給系統包括與雨水收集罐連通的市政自來水管網和市政排水管網。

優選的，所述屋面雨水收集箱通過管路與衛生間沖廁系統連通。

優選的，所述地面雨水排水溝包括收集辦公區和生活區雨水的日常活動區排水溝和收集施工現場臨邊道路雨水的施工區排水溝。

優選的，所述沉淀池為矩形池、內部通過兩塊平行間隔設置的隔離壁分隔為一級沉淀池、二級沉淀池和清水池；所述一級沉淀池和二級沉淀池之間通過第一隔離壁分隔，所述第一隔離壁的上部一端開有連通二者的第一溢流槽；所述二級沉淀池和清水池之間通過第二隔離壁分隔，所述第二隔離壁的上部一端開有連通二者的第二溢流槽；所述清水池內設有提升泵。

優選的，所述一級沉淀池和二級沉淀池的池深相同、且小于清水池的池深。

優選的，所述沉淀池的一側壁頂端間隔開有三個槽口；其中一個槽口對應開在一級沉淀池位置，為回流槽口；另兩個槽口對應開在清水池位置，為卡管槽口，所述卡管槽口內卡有連接水管；所述回流槽的寬度大于卡管槽的寬度。

優選的，所述沉淀池的側壁外側對應槽口位置設有通長的導流槽，所述導流槽的槽底由卡管槽口向回流槽口方向傾斜設置，且坡度為2％；所述導流槽與回流槽口相接處底面平齊；所述導流槽的外壁設有卡口。

優選的，所述洗車系統包括一端卡合在導流槽外壁的卡口上的洗車平臺以及連接在洗車平臺兩側的噴水管架；所述洗車平臺的上表面平行均勻間隔設有垂直導流槽軸線方向的排水溝槽，所述排水溝槽向導流槽一側傾斜設置、且坡度為2％；所述洗車平臺的上表面與沉淀池的頂面平齊；所述噴水管架通過卡管槽內的連接水管與清水池連通。

優選的，所述清水池與雨水收集罐首尾連通形成循環回路；所述雨水收集罐的進水口通過雨水收集罐進水管路與清水池連通、出水口通過雨水收集罐出水管路與清水池連通。

優選的，所述雨水收集罐還通過降塵管路與降塵系統連通、通過綠化灌溉管路與綠化灌溉系統連通、通過混凝土養護管路與混凝土養護系統連通。

與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果：本發明的施工工地雨水回收再利用系統，實現施工工地雨水的合理回收和再利用，可以大量的減少自來水的使用，不但節約了水資源，還降低了工程施工成本；沉淀池與洗車系統和雨水收集罐之間均形成循環回路，實現回收雨水的多次循環利用，提高雨水的利用率；雨水收集罐還與市政自來水子系統和市政排水子系統連通，保證了雨水收集罐與沉淀池之間的良性循環。

在城市建設中，注意發展雨水回收和再利用工程，把原來被排走的雨水節約下來利用，既增加了水資源，也是節約自來水的好措施。同時，通過雨水收集利用的廣泛開展，由于雨水被留住或回滲地下，減少了排水量，減輕了城市洪水災害威脅，因此，地下水得以回補，水環境得以改善，生態環境得以修復；可以說，雨水收集利用是城市水資源可持續利用的重要措施之一；使用雨水回收再利用技術可在一定程度上解決水資源短缺、利于環境保護和可持續發展等問題，將雨水收集利用技術用于施工駐地，是一次有益的嘗試，有助于施工單位在節約用水及水資源開發方面盡到責任。

雨水利用運行費用低廉，經濟效益突出；施工現場充分利用收集的雨水可以減少自來水的使用，還可用于綠化灌溉，沖廁清洗等，節約費用相當可觀的，最主要的是節約了北京地區有限的水資源，并且本工程所應用的雨水收集設備也均為可以多次周轉使用的設備，收集設備投入可多次攤薄，提高了資源利用率，避免了建筑材料一次性投入的浪費。

本發明可廣泛應用于水資源的再利用系統中。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

圖1是本發明的系統的示意圖。

圖2是屋面雨水回收再利用系統的系統圖。

圖3是地面雨水回收再利用系統的系統圖。

圖4是實施例一的雨水回收再利用系統的示意圖。

圖5是沉淀池與洗車系統連接的結構示意圖。

圖6是沉淀池的平面結構示意圖。

圖7是圖6中a-a斷面的結構示意圖。

圖8是圖6中b-b斷面的結構示意圖。

圖9是排水溝的立體圖。

圖10是排水溝溝槽的平面圖。

圖11是排水溝溝槽的立面圖。

圖12是雨水篦子的立面圖。

圖13是雨水篦子的平面圖。

圖14是雨水井的立體圖。

圖15是井室砌筑排磚示意圖。

附圖標記：1－雨水井、2－屋面雨水收集箱、3－日常活動區排水溝、4－施工區排水溝、5－沉淀池、6－洗車系統、7－雨水收集罐、8－市政自來水管網、9－市政排水管網、10－衛生間沖廁系統、11－降塵系統、12－綠化灌溉系統、13－混凝土養護系統。

具體實施方式

實施例一參見圖1和圖4所示，以北京某項目施工工地雨水回收再利用系統為例，從北京地區的氣候特點考慮，北京的年日照時數為2778.7小時，氣候為典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促，根據《建筑與小區雨水利用工程技術規范》(gb50400-2006)得出北京市的年平均降雨量為571.9mm，年均最大月(七月)降雨量為185.2mm，是華北地區降雨最多的地區之一，山前迎風坡可達700mm以上，降水季節分配很不均勻，全年降水集中在夏季，七、八月常有暴雨出現。

一種施工工地雨水回收再利用系統，包括依次連通的雨水回收系統、處理系統、雨水再利用系統以及補給系統；所述雨水回收系統包括雨水井1以及與雨水井連通的屋面雨水收集箱2和地面雨水排水溝；所述處理系統包括與雨水井連通的沉淀池5，所述沉淀池5為三級沉淀池、包括依次連通的一級沉淀池、二級沉淀池以及清水池；所述雨水再利用系統包括與一級沉淀池和清水池循環連通的洗車系統以及與清水池循環連通的雨水收集罐7；所述補給系統包括與雨水收集罐7連通的市政自來水管網8和市政排水管網9；所述屋面雨水收集箱2通過管路與衛生間沖廁系統10連通；所述地面雨水排水溝包括收集辦公區和生活區雨水的日常活動區排水溝3和收集施工現場臨邊道路雨水的施工區排水溝4；所述清水池與雨水收集罐7首尾連通形成循環回路；所述雨水收集罐7的進水口通過雨水收集罐進水管路與清水池連通、出水口通過雨水收集罐出水管路與清水池連通；所述雨水收集罐7還通過降塵管路與降塵系統連通、通過綠化灌溉管路與綠化灌溉系統連通、通過混凝土養護管路與混凝土養護系統連通。

所述沉淀池5為矩形池、內部通過兩塊平行間隔設置的隔離壁分隔為一級沉淀池、二級沉淀池和清水池；所述一級沉淀池和二級沉淀池之間通過第一隔離壁分隔，所述第一隔離壁的上部一端開有連通二者的第一溢流槽；所述二級沉淀池和清水池之間通過第二隔離壁分隔，所述第二隔離壁的上部一端開有連通二者的第二溢流槽；所述清水池內設有提升泵；所述一級沉淀池和二級沉淀池的池深相同、且小于清水池的池深；所述沉淀池的一側壁頂端間隔開有三個槽口；其中一個槽口對應開在一級沉淀池位置，為回流槽口；另兩個槽口對應開在清水池位置，為卡管槽口，所述卡管槽口內卡有連接水管；所述回流槽的寬度大于卡管槽的寬度；所述沉淀池5的側壁外側對應槽口位置設有通長的導流槽，所述導流槽的槽底由卡管槽口向回流槽口方向傾斜設置，且坡度為2％；所述導流槽與回流槽口相接處底面平齊；所述導流槽的外壁設有卡口。

所述洗車系統6包括一端卡合在導流槽外壁的卡口上的洗車平臺以及連接在洗車平臺兩側的噴水管架；所述洗車平臺的上表面平行均勻間隔設有垂直導流槽軸線方向的排水溝槽，所述排水溝槽向導流槽一側傾斜設置、且坡度為2％；所述洗車平臺的上表面與沉淀池的頂面平齊；所述噴水管架通過卡管槽內的連接水管與清水池連通。

一、雨水井設計：參見圖14所示，根據《室外排水設計規范》雨水井井口間距宜為25～50m，本工程中雨水井采用30m設置一個可滿足使用要求。

雨水井施工流程：施工放線→開挖坑槽→素土夯實→拌和3:7灰土(澆筑砼)→砌筑多孔磚→安裝雨水篦→養護。

雨水井施工方法：

(1)基礎：基礎采用砼墊層基礎，內壁用水泥砂漿批蕩。

(2)井室砌筑：參見圖15所示，混凝土基礎強度必須達到1.2mpa以后，方可進行井室砌筑，砌筑前，應將砌筑部分清理干凈，并灑水潤濕，并對鑿毛處理的部位刷素水泥漿，井室砌筑采用丁磚砌法，兩面排磚，外側大灰縫用“二分棗”砌，砌完一層后，再灌一次砂漿，然后再鋪漿砌筑上一層磚，上下兩層磚豎向縫應錯開；砌磚宜采用“三一”磚砌法，即一鏟灰、一塊磚、一擠揉；采用鋪漿法操作時，鋪漿長度不超過500mm，磚砌體水平灰縫砂漿飽滿度不得低于90％，豎向灰縫宜采用擠漿或加漿方法，使其砂漿飽滿，嚴禁用水沖漿灌縫。砌筑時，要上下錯縫，相互搭接，水平灰縫和豎向灰縫控制在8～12mm。

(3)踏步安裝：踏步安裝時，要求上下垂直，尺寸一致，踏步應邊砌筑井墻邊安裝，位置要準確，隨時用尺測量其間距，在砌磚時用砂漿埋牢，不得事后鑿洞補裝，砂漿未凝固前不得踩踏。

(4)井筒砌筑：井筒高度應符合設計要求，砌筑時要掛中心線，邊砌邊測量內徑尺寸，防止尺寸出現偏差，圓形收口井井筒砌筑時，要根據設計要求進行收口。四面收口時每層不應超過30mm；三面收口時每層不應超過40～50mm。

(5)抹面勾縫：抹面前應先用水濕潤磚面，然后采用三遍法抹面，第一遍1：2.5水泥砂漿打底，厚10mm，必須壓入磚縫，與磚面粘貼牢固，第二遍抹厚5mm找平，第三遍抹厚5mm鋪順壓光，抹面要一氣呵成，表面不得漏砂粒，抹面完成后，井頂應覆蓋養護，勾縫前檢查墻體灰縫深度，清除墻面雜物，灑水濕潤。勾縫要求深淺一致，交接處平整，一般要求比墻面深3～4mm，勾完一段清掃一段。

(6)井環及井蓋安裝：井環采用c25混凝土預制，下鋪1：3水泥砂漿座底。井蓋采用型號為ot500-7的球墨鑄鐵新型防盜井環蓋，為了保證井蓋與道路路面的平順，我司將按照路面設計高程、縱橫坡度，在路面瀝青上面層施工前完成井環和井蓋的安裝；具體施工尺寸可參照施工圖集02s515《排水檢查井》。

二、沉淀池設計：參見圖5至圖8所示，工地的施工污水、泥漿必須設置三級沉淀排放設施，制作沉淀池可采用磚砌后水泥抹光，亦可用商品混凝土澆制，但底板必須使用商品混凝土，沉淀池應設置外徑尺寸長≥5.5m、寬≥3m、深≥2.0m，上沿口應離地面高度≤500mm，池壁和三級沉淀隔離壁厚度≥200mm，底板厚度應≥200mm；設置圍擋的占路工地，其沉淀池設置的外徑尺寸可適度減小，但須滿足排水量需要；本工程中，沉淀池應設置外徑尺寸長為5.96m、寬為3.6m、深為2.2m或2.7m，其中一級沉淀池和二級沉淀池的外徑池深為2.2m，清水池的外徑尺深為2.7m，池壁和三級沉淀隔離壁厚度均為240mm，底板厚度應為200mm。

(1)沉淀池的尺寸設計要求：

1)沉淀池的超高不應小于0.3m。

2)沉淀池的有效水深宜采用2.0m～4.0m。

3)當采用污泥斗排泥時，每個污泥斗均應設單獨的閘閥和排泥管，污泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗宜為60°，圓斗宜為55°。

4)排泥管的直徑不應小于200mm。

5)沉淀池應設置浮渣的撇除、輸送和處置設施。

三、雨水收集罐：根據《室外排水設計規范》規定，雨水收集罐的容積不應小于最大一臺水泵30s的出水量，參見圖4所示，本工程中與雨水收集罐連通的水泵有兩臺，一臺設在沉淀池內、負責向沉淀池供水，另一臺通過管路與雨水收集罐連通、負責向灑水車供水供施工現場降塵使用，現場布置兩個50m³的雨水收集罐完全能夠滿足施工要求，本工程所用的雨水收集罐為yfrp-環保型整體雨水收集池，材料為玻璃鋼，工程結束時可以挖出循環再利用，不會對環境造成破壞，且節約建筑材料。

四、排水溝：參見圖9所示，本工程由于施工現場路面硬化做的好，道路平坦，為了減少施工量，水口深度不宜過深，故采用排水溝排水；施工現場的排水溝要求并不嚴格，只需滿足施工現場臨邊道路的排水要求即可。

參見圖10和圖11所示，本工程中所述排水溝的縱截面為半圓弧形，邊坡值采用1:0.75，所述排水溝包括溝槽和蓋板，所述溝槽包括半圓弧形主體以及沿主體端部向兩側延伸的外延邊，所述外延邊的兩端設有連接孔，所述溝槽長為1000mm、寬為460mm、有效排水深度為200mm；所述蓋板為矩形板，包括主體和沿主體向兩側延伸的搭接邊，所述搭接邊的厚度為35mm小于主體的厚度為50mm；所述蓋板的中部設有雨水篦子，所述雨水篦子為矩形篦子，長為500mm、寬400mm，斷面尺寸與蓋板一致。

1)排水溝的尺寸設計：本發明排水溝的設計主要用于施工現場，所以排水溝的尺寸不宜過大，只需滿足清理方便的要求即可，因此排水溝的斷面是按照鐵鍬的形狀設計的；此排水溝的長度共設計了六個尺寸，0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m，以便于不同長度的場地使用。

2)排水溝的材料選擇：采用不銹鋼材質，運輸和安裝都很方便，并且抗腐蝕性好，使用年限長，價格合理，外表美觀，最主要的是可以反復使用，符合綠色施工，文明施工的施工理念。

3)排水溝的連接方式：通過連接件用螺栓固定好即可，并且每節排水溝之間使用軟防水條將縫填緊，防止雨水泄露流失。

4)雨水篦子的尺寸設計：參見圖12和圖13所示，為了對應排水溝的尺寸，雨水篦子的長度采用500mm，寬度為400mm，如有特殊需要再另行加工。

5)雨水篦子的材料選擇：為了和排水溝達到美觀一致的效果，所以雨水篦子也采用不銹鋼材質；但考慮到全部采用不銹鋼雨水篦子費用較高，充分利用施工現場資源，利用剩余的混凝土做成和雨水篦子尺寸相同的混凝土預制板，起到保護排水溝以及保持排水溝清潔的作用，這樣不但減少了成本，而且減少了資源的浪費。

6)雨水篦子的連接方式：雨水篦子的斷面是按照排水溝的斷面尺寸設計的，本身可以卡到排水溝上，不會發生移動；按順序安裝至排水溝上即可。

7)施工臨邊道路向排水溝找坡坡度取0.3％。排水溝從遠端向雨水井、沉淀池找坡，滿足排水坡度要求。

五、雨水回收利用系統的計算

(1)雨水設計流量qs計算：

應按下列公式計算：

qs＝qψf

式中：qs—雨水設計流量(l/s)；

q—設計暴雨強度[l/(s·hm²]；

ψ—徑流系數；

f—匯水面積(hm²)。

本工程生活區、辦公區地面為滲水磚路面，所以徑流系數取0.4，施工區地面為混凝土路面，徑流系數取0.9。

(2)設計暴雨強度q計算：

應按下列公式計算：

式中：q—設計暴雨強度[l/(s·hm²]；

t—降雨歷時(min)；

p—設計重現期(a)；

a1、c、n、b—參數，根據統計方法進行計算確定。

(3)雨水管渠設計重現期：

雨水管渠設計重現期，應根據匯水地區性質、地形特點和氣候特征等因素確定。同一排水系統可采用同一重現期或不同重現期。重現期一般采用0.5～3a，重要干道、重要地區或短期積水即能引起嚴重后果的地區，一般采用3～5a,并應設計協調。特別重要地區和次要地區可酌情增減。由于本工程正在施工，不能存在大量積水，所以重現期取5a。

(4)雨水管渠的降雨歷時t計算：

t＝t1+mt2

式中：t—降雨歷時(min)；

t1—地面集水時間(min)，視距離長短、地形坡度和地面覆蓋情況而定，一般采用5～15min；

m—折減系數，暗管折減系數m＝2，明渠折減系數m＝1.2，在陡坡地區，暗管折減系數m＝1.2～2；

t2—管渠內雨水流行時間(min)。

本工程中，地面集水時間取5min，折減系數為2，管渠內雨水流行時間為5min，所以計算的降雨歷時為15min。

(5)設計暴雨強度計算：

雨水設計流量計算：

qs＝qψf＝67×0.4×1.3+67×0.9×1.0＝95.14l/s

所以本工程的雨水設計流量為95.14l/s。

本發明的工作原理：原理中將本發明施工工地雨水回收再利用系統分為屋面雨水回收再利用系統和地面雨水回收再利用系統，并分別進行論述。

一、屋面雨水回收再利用系統：參見圖2所示，施工現場臨時用房屋面的有組織排水經屋面落水管集中匯入屋面雨水收集箱2內，并通過重力流入衛生間沖廁系統10，供衛生間沖廁使用，屋面雨水收集箱2中多余雨水溢流至地面上的雨水井1內及其他屋面雨水收集箱內。

二、地面雨水回收再利用系統：參見圖3所示，灑落于地面上的雨水，少部分通過現場鋪設的滲水磚滲透入土壤內，大部分通過現場周邊設置的日常活動區排水溝3和施工區排水溝4徑流至分布現場的各雨水井1內，再集中匯入沉淀池5內，經過沉淀池5的一級沉淀池、二級沉淀池和清水池進行三級沉淀和過濾后，暫存于沉淀池中，并與洗車系統6連通后用于施工現場車輛的自動清洗。

沉淀池的清水池內的水通過連接水管與洗車系統的噴水管架連通后用于車輛的清洗，車輛清洗后的廢水通過落入洗車系統的洗車平臺的排水溝槽內，并通過導流槽及回流槽口回流至一級沉淀池內重新進行沉淀過濾。

多雨季節，當沉淀池5中存儲的水量過多時會自動流入現場雨水收集罐7中；沉淀池5中的存水量不足時，再通過設在清水池內的提升泵向沉淀池中引水；沉淀池中的水位通過液位計、提升泵及繼電器自動控制，具體為，由液位計檢測清水池內水位，當清水池內水位小于低位設定值時，自動控制清水池內提升泵開啟，由雨水收集罐7向清水池內供水；當清水池中水位處于高位設定值時，控制提升泵自動關閉，超出清水池最大水位時，清水池中的水會自動流入雨水收集罐內；當因故障或雨水偏少造成雨水罐內雨水不足時，即水中水位低于最低水位時，自動開啟自來水對雨水收集罐進行補水。

雨水收集罐7內的水可用于施工現場的降塵、綠化灌溉和混凝土養護，其中混凝土養護用水需經ph值檢測，滿足要求方可使用；當雨水收集罐7內存水不能滿足施工現場所必須的臨時用水時，通過市政自來水管網8供水滿足；暴雨季節雨水收集罐7內收集的雨水過多，除提前進行降水量和存儲量計算，配備盡量滿足需求的成品雨水存儲罐外，超出了雨水存儲罐的儲水能力的多余的雨水會自動流入市政排水管網9內。