雨水回用系统在别墅项目中的运用

2020-12-22邓月明

建材与装饰 2020年35期

关键词：原水径流水位

邓月明

（重庆市设计院，重庆 400000）

0 前言

水资源的保护主要应从开源与节流两个方面着手，首先要让全社会公民意识到节约用水的重要性，认识到水资源的珍贵，培养大家的节水意识，其次提高水资源的利用率，减少水资源的浪费也是非常重要的手段。

本文从如何提高水资源利用率的角度进行研究，实现水资源的重复利用，以达到节水的目的。

1 雨水回用系统定义及组成

雨水回用系统，顾名思义就是将雨水进行收集，并按照不同的需求对所收集的雨水进行处理并达到符合设计使用标准的系统[1]。

而常用于建筑类项目的雨水回用系统主要由“预处理”“蓄水”“净化”及“回用”四部分组成。

图1 雨水回用系统组成

“预处理”装置主要有过滤装置及初期雨水弃流装置，可尽量避免初期较脏的雨水及大的杂质进入蓄水池，保证后续工艺的水质，延长净化装置的使用寿命，减少加药量。

“蓄水”装置主要用于雨水的收集及场地雨水的径流控制，在暴雨来临时，能有效控制场地内的雨水管网进入市政管网的峰值流量；在不下雨的时间，“蓄水”装置内储存的水可作为小区内绿化及道路浇洒的水源，进行回收利用。

“净化”装置由过滤、加药、消毒及处理装置组成，其主要作用是使储存在“蓄水”装置内的原水经处理之后达到相应的回用水水质标准。

“回用”装置就是通过变频泵组将处理后的回用水提升到各用水点。

2 雨水回收利用的意义

2.1 环境效益

雨水回用系统的普及会减少自来水厂对地下水的开采，可有效防止由于地下水过度开采导致地下水位降低地面下沉。另一方面通过对雨水的收集，可减少大量轻污染水进入环境水体，导致环境水体的污染，促使整个社会水环境向有利的方向发展[2]。

2.2 资源效益

首先，雨水重复利用可减少供水单位的供水量，缓解我国北方城市缺水的现状。在雨水量丰富但又缺乏持水能力的城市，可以通过雨水回用系统缓和城市供水紧张的现状；其次，自来水的制备，必然会消耗其他能源，减少自来水供应量，自然也会减少相应的能源消耗，具有积极的促进意义。

2.3 社会效益

我国于2006年发布的《“十一五”规划纲要》中就已经提出“节能减排”的概念，在“十四五”规划启动之际，国家越来越强调推动绿色循环低碳发展的战略思路。雨水重复利用不仅与企事业机关单位有关，同时也和广大市民的生活息息相关，培养大家的节水、节能的意识，是开展雨水利用的坚实基础，也是城市水资源可持续利用的必备条件。

3 雨水处理工艺流程

雨水处理工艺流程应包括但不限于以下流程如图2所示。

小区雨水经收集汇合后进入前端“预处理装置”，让初期污染程度高的雨水直接溢流进入市政管网。

经预处理后的雨水进入雨水收集池，而雨水收集池作为原水的储存设施，也同时起到调节暴雨峰值流量、提高场地径流控制率的作用，防止内涝的形成。

图2 雨水收集回用系统工艺流程

雨水收集池内的原水通过原水提升泵提升进入“净化单元”达到用水水质标准。

处理达标后的杂用水储存至清水箱内，通过变频提供泵加压供给到各用水点，实现整个雨水处理回用过程。

4 雨水回用系统控制

雨水回用系统的控制主要分为过滤罐控制、水池液位控制及系统自动连锁控制三部分。

4.1 过滤罐控制

①系统采用气动隔膜阀控制。当压力介质气体进入阀门的控制腔，隔膜下压，关闭阀门通道；当控制腔的压力排网大气或下游管道，隔膜上升，阀门通道就被打开。阀门没有轴杆、密封垫、定向座等，通道中运动的唯一部件就是隔膜，所以不存在锈蚀及抱死现象，具有更高的稳定性；②水质质量稳定应由自动化控制系统实现，避免设备频繁启停；③设计采用全自动气水联合反冲洗，增强反冲洗效果。反冲洗由程序时间设定自动控制，系统自动切换；④处理工艺中所用到的多介质过滤器的正常过滤、反冲洗、正洗等均同时具有全自动、半自动及全手动的功能，正常过滤及反冲洗的时间在人机界面中能任意修改设定。

4.2 水池液位控制

当回用系统开始用水时，水位降到中水位时，水处理设备自动开始水处理工作，将原水蓄水池的雨水处理好后供至清水箱。当清水箱的水位达到高水位时，水处理设备停止工作；当原水蓄水池水位降至低水位时，水处理设备保护停止水处理工作，而此时清水箱内水位降到中水位时，雨水处理循环泵停止工作，自来水补水管上的电磁阀打开，利用市政管网向清水箱内补水，当清水箱内水位达到高水位时，自来水补水管上的电磁阀关闭。

4.3 系统自动连锁控制

电控柜对整个雨水收集系统从雨水收集到变频恒压供水实现集中自动控制，电控柜采用内置PLC控制，并配人机界面（触摸屏），能结合现场情况进行系统控制设定，确保系统出水水质。电控柜显示齐全有各用电设备运行、停止、过载、缺相、面板漏电、电机进水、电流、电压等显示，并对泵进行全自动保护（过载、缺相、短路、渗漏）。

整套系统采用全自动PLC控制，控制系统具有BA远传数据通信接口功能，实现无人值守（除人工开启和停运、正常巡视外）。

5 雨水回用系统设计计算

建筑小区的雨水回用系统的设计计算主要是基于《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范（GB 50400—2016）》与《民用建筑雨水利用工程技术规程（DBJ 50/T-260—2017）》进行的。

GB 50400—2016第3.1.3、3.1.6条规定，需控制及利用的雨水径流总量计算公式：

3.1.3建设用地内应对雨水径流峰值进行控制，需控制利用的雨水径流总量应按式（1）计算，当水文及降雨资料具备时，也可按多年降雨资料分析确定：

式中：W-需控制及利用的雨水径流总量，m3；ψC-雨量径流系数；ψ0-控制径流峰值所对应的径流系数，应符合当地规划控制要求；hy-设计日降雨量，mm；F-硬化汇水面面积，hm2，应按硬化汇水面水平投影面积计算。

根据GB 50400—2016第4.3.5条，单一雨水回用系统的平均日设计用水量不应小于汇水面需控制及利用雨水径流总量的30%可知，故回用雨水量的平均日设计用水量为30%W。再根据公式8.2.1可知，雨水处理设施的处理能力为：

8.2.1雨水过滤及深度处理设置的处理能力应符合下列规定：

当设有雨水清水池时，应按式（2）计算：

式中：Qy-设施处理能力，m3/h；Wy-回用系统的最高日用水量，m3；T-雨水处理设施的日运行时间，h。

其中Wy=30%W×Kd，处理设施日运行时间建议按12—16h选取。

上述公式是在整个项目汇水面积内的雨水进行全部回收利用的前提下进行计算，而蓄水池容积一般按照经验计算，采用雨水回用系统最高日设计用水量的25%～35%，多余雨水则通过溢流措施排水小区雨水管网。

重庆市也于2017年8月1日起批准，《民用建筑雨水利用工程技术规程（DBJ 50/T-260—2017）》作为我市工程建设推荐性标准施行，这项地方规范从本市实际情况出发，对国家规范进行了很好的补充。

6 雨水回用系统的前景及现状

6.1 前景

为了响应国家“节能减排”的号召，21世纪以来，国家住建部及重庆市建委相继发布了数本规范及标准，明确了何时采用“雨水回收系统”、如何设计“雨水回收系统”。“关于推进绿色建筑高品质高质量发展的意见”中明确指出，要加强水资源的综合利用，绿色建筑、绿色生态小区应统筹利用各种水资源，合理设置雨水回用系统，用于绿化灌溉、道路浇洒、车库清洗等小区用水[3]。

6.2 现状

然而随着本次研究的深入，发现有较多项目在雨水回收系统投入使用后不久便停止使用。究其原因主要有以下两点：①重庆地区不属于缺水地区，且自来水价格相对较便宜。所以物业为了节省投资且便于管理，就将系统关闭，直接采用自来水进行绿化灌溉及道路浇洒等；②在系统未广泛得到推广的初期，设计单位及厂家均属于摸索阶段，设计质量、现场施工及后期安装调试均未能达到较高的水平，导致整个系统的前期设计出现缺陷、后期故障率及维护管理困难，这也使得一部分项目被迫停止使用。