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主辦單位:水利部科技推廣中心
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技術推介
沙包袱”變身透水磚

背景——

  水資源短缺是制約當前我國經濟社會可持續發展的瓶頸之一,科學開發利用雨水資源是增加水供給、緩解水資源短缺的有效途徑。

  隨著我國城市的快速發展,城市區域不斷擴大,硬化面積不斷擴展,不透水面積快速增長。在相同降雨情況下,地表徑流系數和洪峰流量增大,匯流時間縮短。城市建設中若只考慮將雨水快速排放,會導致排水系統負荷過大,短時間暴雨可造成嚴重的城市內澇。

  北京仁創科技集團有限公司基于目前水資源日益短缺、城市暴雨洪澇災害頻發的社會問題,針對沙漠硅砂資源難以利用的現實難題,確定了“沙—砂—砂產品—集成治水解決方案”技術路線,經過20多年探索與實踐,攻克“微顆粒全包覆技術、微顆粒界面改性技術、微顆粒免燒結成型技術”三大“用沙”難題,破解了透水與強度的矛盾,掌握了透水與濾水關鍵技術,從而實現了沙漠硅砂資源化利用。生產出了微米級孔隙透水濾水功能的系列硅砂產品,創造出由傳統“點式”強行排水變成“線式”與“面式”結合、“蓄滯滲排”有機結合的立體雨水收集與利用系統——“仁創雨水專家系統”。該系統涵蓋了雨水回收、儲存、凈化、利用一整套技術方案,并擁有獨立的知識產權。

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  內容——

  收集過濾子系統。道路降雨雨水沿濾水路緣石匯集到雨水口,通過雨水收集管與滲透路面的濾后雨水混合后,進入雨水分配水池內,初期雨水和超設計重現期的溢流雨水單獨排出,收集的雨水進入硅砂蓄水池中。硅砂濾水磚、硅砂濾水路緣石等核心部件產品實現了微米級孔隙長時間透水,透水與過濾過程同步完成,替代了傳統雨水篦子的點式排水。

  蓄存保鮮子系統。蓄存保鮮模塊的核心設施是硅砂凈化蓄水池。水池內填滿硅砂透水砌塊拼裝的六邊形硅砂透水井,構成蜂窩狀的儲水空間,結構穩定,安全可靠,儲水率高達91.5%。井體硅砂砌塊的蜂窩狀孔隙構造是優良的過濾界面,配備合理的水池進、出水通道,保證了雨水的良好過濾效果。凈化蓄水池底部的部分面積以透氣防滲砂鋪裝池底,有防水、透氣雙重功效,能有效提髙水體的含氧量(水體中溶解氧含量在8%~10%),有利于水質保持。

  滲透回補子系統。道路雨水采用了間接利用與直接利用兩種方式:間接利用滲透回補設施是一條雨水綜合利用管渠,由一組硅砂透水井和滲透管渠串聯組成,蓄水池排出的水滯留在管渠內,經過透水井砌塊微米級的孔隙體過濾凈化后,經滲透管渠入滲地下,回補地下水;直接利用方式是用雨水作為綠地灌溉用水。

  溢流排放子系統。對于超過設計重現期標準的降雨,借用現有城市排水管道,將前端“蓄存保鮮”和“滲透回補”設施不能容納的超量雨水做溢流排放。

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  特點——

  仁創雨水收集與利用技術綜合效益突出。該技術實現了對雨水的有效集蓄,解決了雨水的回用問題,及時補充了地下水;緩解了城市的內澇問題,從源頭削減了雨水徑流,減少了不透水硬化地面的面積,滲水濾水的路面硅砂制品同時具有保水功能,減少了城市熱島效應;原材料來源為沙漠中的風積沙,實現了“沙源變資源,變廢為寶,化害為利”,節能減排效果明顯,經濟效益突出。

  采用沙漠硅砂創制的硅砂透水磚、濾水磚等產品,免燒結成型,并以“沙”替代水泥或陶瓷,既節材節源又節能,每替代一噸水泥可節約175公斤標準煤。

  雨水收集與利用技術既可以把寶貴的雨水資源有效收集利用,消除暴雨洪澇,又可以因地制宜建設,不占用城市緊缺的地表空間。

  以沙漠硅砂為原料,制造出“生泰”系列產品,開了“用沙”先河,以“用沙”的方式減少了沙塵暴沙源,有效改善了生態環境,硅砂“生泰”系列產品自身既無放射性危害又無有害物質,還可以再生循環利用。

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  應用——

  仁創雨水收集與利用技術擁有26項發明專利,其中7項國際發明專利,并榮獲2012年北京市科學技術發明一等獎。

  2007年以來,仁創雨水收集與利用技術先后在北京、天津、合肥等地的10多項工程中得到應用,其中北京地區雨水收集與利用工程包括北京市水利規劃院、北京市節能環保中心、中關村生命科學園、豐臺科技園區生態園等工程,每年可收集回用雨水近5萬立方米。經過長期連續不間斷跟蹤檢測,采用仁創雨水收集與利用技術處理過的雨水水質達到了《城市污水再生利用—城市雜用水水質》標準,能夠滿足洗車、綠化、景觀、灌溉、沖洗場地等用水要求。北京匯文中學、北京市水利規劃院采用該技術收集屋面、地面雨水集中滲透補充地下水,每年可收集滲透雨水約1萬立方米。

  相關資料顯示,我國有170多萬平方公里的沙化土地,按全國每年鋪設20億平方米砂基透水磚計算,可消耗沙子2億噸,相當于新開發3萬多畝的沙化土地,同時可收集雨水1.2億立方米,而免燒結工藝每年節省標準煤可達到1億噸。

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