基于“生态海绵城市”构建的新型雨水收集回用技术与经济效益研究

2019-10-20赵志龙

砖瓦世界·下半月 2019年11期

赵志龙

摘要：雨水作为一种不可忽视的重要水源，对其的开发利用已成为许多节约用水的新途径，尤其是在城市小区中的雨水利用，其回用技术、经济效益、社会效益受到普遍的关注。

关键词：生态;海绵城市;新型;雨水收集;技术;经济效益;研究

现代城市是一个钢筋混凝土的森林。雨水降落到地面以后几乎都从污水管道流走，对地下水补充很少;城市用水越来越依靠地下水，造成很多城市地下水位下降，地下漏斗越来越大;而相反，很多低洼处却由于排水不畅，引发了一系列的生态、经济和社会问题。同时雨水大量进入污水管网，也给污水处理增加了很大的负担。

根据《关于加强新建建设工程城市雨水资源利用的暂行规定》，新建、改建、扩建的建设项目均宜考虑采用雨水利用措施。而且随着社会发展和全民环保意识的提升这种趋势将越来越明显。

雨水处理回用技术能够有效的对屋面、路面等的雨水进行处理，去除SS、浊度等，并使其达到国家《生活杂用水水质标准》的回用标准，用于绿化、路面清洗、冲洗厕所、洗车等，节约了水资源，符合国家对于节能减排的要求。系统采用全自动运行，无需专人看护，维护方便。

雨水处理回用设备作为节水重要措施，是绿色建筑申报必备条件;根据国家相关政策，绿色建筑已逐步成为主流趋势，各级政府也正在不断倡导和支持。

一、实现雨水收集回用系统的意义

（一）经济发展的需求

我国的水资源浪费十分严重。水资源匮乏是不争的事实。如何循环使用水资源，减少水资源的浪费成为首要任务。随着水资源供需矛盾的日益加剧，越来越多的国家认识到雨水资源的价值，并采取了很多相应的措施，因地制宜的进行雨水综合利用。

（二）社会发展需求

节能呼声越来越高，使得雨水回收再利用也越来越被人重视。采用雨水收集系统。符合我国可持续发展战略。传统城市雨水收集是在雨水落到地面上后，一部分通过地面下渗补充地下水，不能下渗或来不及下渗的雨水通过地面收集后汇流进入雨水口，再通过收集管道收集后，排入河道或通过泵提升进入河道。随着城市化程度的提高，传统的雨水管理模式经常会造成城市洪灾、雨水径流污染、雨水资源大量流失、生态环境破坏等主要问题。因此目前，市场非常迫切需要一种节能环保的新型雨水收集系统。

（三）科技发展的需求

当前国内市场收集雨水的方式有传统的钢筋混泥土及不锈钢蓄水池，这两种方式施工工艺复杂，工序多，工期长，所耗费的人力物力财力都比较大。而新型的雨水收集系统是由若干个模块合成的一个水池，产品使用寿命长，施工方便，工期短，可重复利用，成本较低，产品广泛应用在小区、大型体育场馆、学校操场、城市市政工程、园林绿化工程、高尔夫球场、私人别墅花园等雨水综合利用项目中。

二、雨水收集回用系统根据雨水源不同，可粗略分为两类

（一）屋顶雨水。屋顶雨水相对干净，杂质、泥沙及其他污染物少，可通过弃流和简单过滤后，直接排入蓄水系统，进行处理后使用。

（二）地面雨水。地面的雨水杂质多，污染物源复杂。在弃流和粗略过滤后，还必须进行沉淀才能排入蓄水系统。

三、雨水收集回用系统的工艺流程

初期雨水经过多道预处理环节。采用蓄水模块进行蓄水，有效保证了蓄水水质，同时不占用空间，施工简单、方便，更加环保、安全。通过压力控制泵和雨水控制器可以很方便地将雨水送至用水点，同时雨水控制器可以实时反应雨水蓄水池的水位状况，从而到达用水点。

各不同的雨水收集流程都具有针对性，可以有效处理不同汇水面的雨水。既可以有效收集雨水又可以合理节约成本兼顾系统的雨水预处理、雨水蓄水、雨水深度净化、雨水供水、补水和系统控制，全面科学。采用大量新型专利、专业装置，材料，可以方便地解决雨水收集中特殊问题，如弃流、蓄水、供水等。收集设计中尽可能避免电气设备的使用，更多利用雨水自流的特点完成污染物的自动排放，净化、收集，做到真正节能、环保、高使用寿命、低成本的特点。整套系统都由雨水控制器进行控制，完成收集、净化、供水、补水，安全保护等功能。

雨水收集系统，是指雨水收集的整个全过程，雨水收集主要包括四個主要方面：初期弃流---过滤---储存---回用。即雨水收集系统。

四、雨水利用技术

对于雨水的利用技术可分为三个部分：雨水的收集、雨水的处理和雨水的回用。

（一）雨水的收集

雨水的收集途径如下：①径流雨水通过室外雨水管网收集;②绿地草坪果岭通过渗流进入雨水管网进行收集;③景观水池直接收集降水作为贮备水，具有调节池的作用。

雨水收集的主要问题在于如何保持水量平衡，即集流量、处理量和用水量三者应平衡，亦即供水量（含集流量、处理量）大于或等于用水量，其中集流量和处理量也处于平衡，亦即集流量大于或等于处理量。考虑到雨水在实际利用时受到诸多因素的限制，像气候条件、降雨季节的分配，所以降雨量的季节波动性和

随机性很大，应根据地区绿化浇灌经验，结合地区月平均降雨量的资料，对于浇灌相对比较集中的月份进行了水量平衡。

在雨水相对比较充沛的雨季多收集雨水对于其余月份是很好的补充，并考虑区域内主景观水系调蓄水量，在收集阶段可根据使用情况加设取水池作为调蓄设施，可保证水量平衡。

雨水在降落过程中，空气中的溶解性气体，溶解或悬浮状固体，重金属及细菌等会进入其中。地表径流中的污染物主演来自降雨对地表的冲刷。所以地表沉积物是地表径流中污染物的主要来源。地表沉积物包括许多污染物质，有固态废弃物碎屑、化学药品、车辆排放物等，雨水的水质也就会因地点、时间的不同而有所差异。因此设置弃流井，可以将初期雨水污染物及泥沙外排，同时还可将多余雨水外排。之后经过格栅井可以有效的阻止漂浮物进入取水池，起到粗过滤的作用。

（二）雨水的处理

雨水收集后的处理工艺选择主要根据雨水的水质情况而定，一般情况下雨水水质比一般回收水的水质要好，其BOD、COD的含量相对较低，污染较少。因此小区雨水处理多采用膜过滤水处理技术。

取水池中的雨水通过取水泵进入回用水处理站，首先通过粗过滤器，主要用于去除雨水中的无机悬浮颗粒以及毛发等悬浮状固体。然后进入膜过滤器，所谓膜过滤器即膜分离技术，它是物质分离技术中的一个单元操作，膜法分离的最大特点在于动力为压力，不伴随大量的热量的变化。此技术可有效的去除胶体物质，同时对水中的BOD和COD等也有一定的去除作用。膜过滤器与其他过滤器相比处理效果更好、热量变化小更加节能、耐污能力高、过滤周期长，承受前级处理出水水质波动的能力强，在滤料上生长生物膜有利于污水的硝化和脱氮。但在用水反冲洗时，若反冲洗强度稍大就会出现上层滤料流失。为保证反冲洗干净，膜过滤器采用气水联合反冲洗，增加反冲洗气压装置，即先用空气反冲洗3～5min，空气压力采用35kpa，然后再用滤后水反冲洗5～10min。在应用中，小区采用新型的过滤膜，在继承上述优点的同时，具用通量大、寿命长、不易堵塞等突出优点。最后通过紫外线进行消毒，可有效的去除水中的细菌和病毒。与传统消毒工艺相比，紫外线消毒速度快，效率高，且不影响水的物理和化学成分，不增加水的臭和味。经过处理后的水质达到国家杂用水水质标准，并且水质稳定。

（三）雨水的回用

雨水作为回用水的补充水源，通过回用水处理站中的水泵进入整个小区的绿地浇洒管网，可以为草坪喷灌、道路浇洒以及景观水系提供用水。水泵设计供水能力、回用水池容积根据使用规模确定。

五、经济效益分析

雨水利用工程带来的经济效益主要体现在以下两个方面：

（一）节省巨额市政投资

雨水利用工程可以减少需由政府投入的用于大型污水处理厂、收集污水管線和扩建排洪设施的资金。将地面雨水就近收集并回灌地下，不仅可以减少雨季溢流污水，改善水体环境，还可以减轻污水厂负荷;雨水蓄水池和分散的渗渠系统可降低城市洪水压力和节省封闭路面下的排水管网负荷。

（二）节省居民用水开支

雨水利用运行费用低廉，经济效益突出。按照使用1m3自来水费用（含污水处理费）为3.80元。而从运行管理和雨水回用水费用支出分析，投入收集1m3雨水的年运行费用约为0.20元，这样可以大大减少居民用水开支。

六、社会效益分析

建筑领域的社会效益有：环保、减排、节水、节能。节水与节能是相呼应的，同时其还与减少排碳量的多少有关，不能只谈节水多少，而不考虑建材来源的影响、建材生产排放的碳量、系统建设能耗和系统运行能耗等多方面因素。这些因素的计算比较复杂，大致可以通过分析雨水利用系统的经济效益来推断其社会效益。

七、结语

随着我国城市化进程的加快和国民经济的高速发展，对水资源进行合理开发、高效利用、全面节约、有效保护和综合治理，已成为一项重要的战略任务。雨水作为一种不可忽视的重要水源，对其的开发利用已成为许多节约用水的新途径，尤其是在城市小区中的雨水利用，其回用技术、经济效益、社会效益受到普遍的关注。