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技术推介
沙包袱”变身透水砖

背景——

  水资源短缺是制约当前我国经济社会可持续发展的瓶颈之一,科学开发利用雨水资源是增加水供给、缓解水资源短缺的有效途径。

  随着我国城市的快速发展,城市区域不断扩大,硬化面积不断扩展,不透水面积快速增长。在相同降雨情况下,地表径流系数和洪峰流量增大,汇流时间缩短。城市建设中若只考虑将雨水快速排放,会导致排水系统负荷过大,短时间暴雨可造成严重的城市内涝。

  北京仁创科技集团有限公司基于目前水资源日益短缺、城市暴雨洪涝灾害频发的社会问题,针对沙漠硅砂资源难以利用的现实难题,确定了“沙—砂—砂产品—集成治水解决方案”技术路线,经过20多年探索与实践,攻克“微颗粒全包覆技术、微颗粒界面改性技术、微颗粒免烧结成型技术”三大“用沙”难题,破解了透水与强度的矛盾,掌握了透水与滤水关键技术,从而实现了沙漠硅砂资源化利用。生产出了微米级孔隙透水滤水功能的系列硅砂产品,创造出由传统“点式”强行排水变成“线式”与“面式”结合、“蓄滞渗排”有机结合的立体雨水收集与利用系统——“仁创雨水专家系统”。该系统涵盖了雨水回收、储存、净化、利用一整套技术方案,并拥有独立的知识产权。

 

  内容——

  收集过滤子系统。道路降雨雨水沿滤水路缘石汇集到雨水口,通过雨水收集管与渗透路面的滤后雨水混合后,进入雨水分配水池内,初期雨水和超设计重现期的溢流雨水单独排出,收集的雨水进入硅砂蓄水池中。硅砂滤水砖、硅砂滤水路缘石等核心部件产品实现了微米级孔隙长时间透水,透水与过滤过程同步完成,替代了传统雨水篦子的点式排水。

  蓄存保鲜子系统。蓄存保鲜模块的核心设施是硅砂净化蓄水池。水池内填满硅砂透水砌块拼装的六边形硅砂透水井,构成蜂窝状的储水空间,结构稳定,安全可靠,储水率高达91.5%。井体硅砂砌块的蜂窝状孔隙构造是优良的过滤界面,配备合理的水池进、出水通道,保证了雨水的良好过滤效果。净化蓄水池底部的部分面积以透气防渗砂铺装池底,有防水、透气双重功效,能有效提髙水体的含氧量(水体中溶解氧含量在8%~10%),有利于水质保持。

  渗透回补子系统。道路雨水采用了间接利用与直接利用两种方式:间接利用渗透回补设施是一条雨水综合利用管渠,由一组硅砂透水井和渗透管渠串联组成,蓄水池排出的水滞留在管渠内,经过透水井砌块微米级的孔隙体过滤净化后,经渗透管渠入渗地下,回补地下水;直接利用方式是用雨水作为绿地灌溉用水。

  溢流排放子系统。对于超过设计重现期标准的降雨,借用现有城市排水管道,将前端“蓄存保鲜”和“渗透回补”设施不能容纳的超量雨水做溢流排放。

 

  特点——

  仁创雨水收集与利用技术综合效益突出。该技术实现了对雨水的有效集蓄,解决了雨水的回用问题,及时补充了地下水;缓解了城市的内涝问题,从源头削减了雨水径流,减少了不透水硬化地面的面积,渗水滤水的路面硅砂制品同时具有保水功能,减少了城市热岛效应;原材料来源为沙漠中的风积沙,实现了“沙源变资源,变废为宝,化害为利”,节能减排效果明显,经济效益突出。

  采用沙漠硅砂创制的硅砂透水砖、滤水砖等产品,免烧结成型,并以“沙”替代水泥或陶瓷,既节材节源又节能,每替代一吨水泥可节约175公斤标准煤。

  雨水收集与利用技术既可以把宝贵的雨水资源有效收集利用,消除暴雨洪涝,又可以因地制宜建设,不占用城市紧缺的地表空间。

  以沙漠硅砂为原料,制造出“生泰”系列产品,开了“用沙”先河,以“用沙”的方式减少了沙尘暴沙源,有效改善了生态环境,硅砂“生泰”系列产品自身既无放射性危害又无有害物质,还可以再生循环利用。

 

  应用——

  仁创雨水收集与利用技术拥有26项发明专利,其中7项国际发明专利,并荣获2012年北京市科学技术发明一等奖。

  2007年以来,仁创雨水收集与利用技术先后在北京、天津、合肥等地的10多项工程中得到应用,其中北京地区雨水收集与利用工程包括北京市水利规划院、北京市节能环保中心、中关村生命科学园、丰台科技园区生态园等工程,每年可收集回用雨水近5万立方米。经过长期连续不间断跟踪检测,采用仁创雨水收集与利用技术处理过的雨水水质达到了《城市污水再生利用—城市杂用水水质》标准,能够满足洗车、绿化、景观、灌溉、冲洗场地等用水要求。北京汇文中学、北京市水利规划院采用该技术收集屋面、地面雨水集中渗透补充地下水,每年可收集渗透雨水约1万立方米。

  相关资料显示,我国有170多万平方公里的沙化土地,按全国每年铺设20亿平方米砂基透水砖计算,可消耗沙子2亿吨,相当于新开发3万多亩的沙化土地,同时可收集雨水1.2亿立方米,而免烧结工艺每年节省标准煤可达到1亿吨。

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