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雨水的收集、儲存及凈化技術

發布時間:2020-10-27瀏覽次數:156
 一、從雨水回收利用的現狀看我國城市化存在的問題
 
  隨著我國城市化進程的發展,制約城市可持續發展的干旱缺水、洪澇災害和水環境惡化三大問題日益凸顯,使得城市原先的水文循環路徑發生改變,給城市水生態帶來一系列影響,改變了原有城市水體自然循環路徑,給城市帶來一系列的問題。如導致大部分城市的市區氣溫比郊區高出 1℃~3℃,形成“熱島效應”,造成局部天氣異常,并且這一現象有逐年增高的趨勢。
 
  城市的發展不可避免地造成了不透水地面面積的增加,地表雨水徑流系數和徑流量的提高,地下水入滲量的減少,使得地下水得不到充分涵養。還有部分城市為滿足用水量需要而大量超采地下水,造成了地下水枯竭、地下水位不斷下降和海水入侵等環境問題,有些地方甚至出現了地面塌陷和沉降等情況,雨水利用能減少地下水開采量,有效補充地下水,防止地下漏斗擴大和地面下沉。
 

  雨水利用減少了城市雨水的外排量,直接減少了雨水徑流挾帶的污染物數量,使得進入城市水體的面源污染大為減少,促進了城市水環境的改善。另外,隨著城市規模擴大發展,城市空間的立體開發得到發展,當蘊藏著巨大自然力的暴雨天氣作用于城市,而城市所具有的排水抗災能力不能與之抗衡時,就造成瀝澇災害。汛期一遇暴雨就積水成災,影響城市生活,堵塞交通,甚至淹沒設施,經濟損失巨大。同時,雨洪的肆虐,污水泛濫,加大了城市治污難度,環境惡化。因此,我們急需在城市建立蓄、滯、排相結合的排澇及雨水利用體系。

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  現代城市雨水利用已經從上個世紀八十年代開始引起世界各國的重視。我國是一個缺水的國家,許多城市水資源缺乏。目前,雨水利用在我國處于剛剛起步階段,其技術還不夠完善。從整個雨水利用的基本建設成本,以及以后的雨水處理成本來看,有可能雨水利用的價格要高于自來水的價格,而且絕大部分的市民還沒有用過雨水,對雨水的可靠性和安全性不放心。
 
  由于下雨頻率的不均勻性,以及從整體上雜用水量和景觀補充水量遠大于可收集的雨水量,單獨使用雨水實現穩定運行存在困難。一方面,雨水沒有被廣泛收集,也沒有人為地進行雨水土地入滲,而是直接流入下水管道,還有一些沒有經過處理就排入了自然水體。另一方面,綠化、景觀用水的主要問題為用水成本,很多居住區都規劃設計了水景,但一般只在節假日使用,平時不開,主要原因是用水費用太高,使水景達不到規劃設計的預期效果。應該說雨水利用還沒有引起足夠的重視。把雨水作為重要水資源加以收集利用,實行綜合治理已經成為一個重要的新興課題。
 

  政府應加緊制定一系列有關雨水利用的法律法規,盡快出臺雨水利用方面的規范,以方便設計人員。如大型公用設施區以及居住小區應建立雨洪處理設施和中水利用系統,否則不予批準。節約用水是當今社會所關注的重要問題,增強節水意識尤為重要。為了節約用水和實現可持續發展,要提高全民回收利用雨水意識。來自屋頂上的降水徑流除初期受到輕度污染外,后期釋流一般水質良好,對其稍加處理就可以予以利用,如果全民都參加到雨水回收利用這一活動中來,每年就可以節省大量水資源。雨水回收利用雖然資金投入多,收集難度大,但卻是非常必要的。雨水利用不僅僅是一種資源的開發和節約,也可實現節水、水資源涵養與保護、減輕城市排水和處理系統的負荷、減少水污染和改善城市生態環境等,同時還能節省市政和居民用水開支。

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  二、雨水的收集、儲存及凈化技術
 
  對于雨水的回收利用工程可分為三個部分:雨水的收集、雨水的處理和雨水的供應。一般模式是將屋頂雨水通過雨漏管收集,通過分散或集中過濾,除去徑流中顆粒物質,然后將水引入蓄水池貯蓄,再通過水泵輸送至用水單元,一般用于沖洗廁所或灌溉綠地等。在廣義的范圍內,雨水的收集利用包括了大型水庫的建設、河川徑流的取用等。
 
  雨水收集有許多種方式,例如屋頂集水、地面徑流集水或截水網等。其收集效率會隨著收集面材質、氣象條件(日照、溫濕度等)以及降雨時間的長短等因素而有所差異。雨水的收集后的處理過程,與一般的水處理過程相似,唯一不同的是雨水的水質明顯比一般回收水好,依據試驗研究顯示,雨水除了 pH 值較低(平均約在 5.6)以外,初期降雨所帶入的收集面污染物或泥砂,是最大的問題。雨水的使用,在未經過妥善處理前(如消毒等),一般建議用于替代不與人體接觸的用水(如衛生用水、澆灌花木等)為主。也可將所收集下來的雨水,經處理與儲存的過程后,用水泵將雨水提升至頂樓的水塔,供廁所的沖洗使用。另外,如與人接觸的用水,仍以自來水供應。
 
  雨水被收集后,要進行一定的處理,其水質應達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》(G B /T18920)、《城市污水再生昨用景觀環境用水水質》(G B/T18921)、《地表水環境質量標準》(G B 3838)等國家相關標準的要求,才能應用。根據用途確定雨水處理應該達到的水質。
 
  當同時用于多種用途時,其水質應按最高水質標準確定。研究表明,城市雨水徑流因徑流表面材料、氣溫、降雨量、降雨強度和降雨間隔時間等條件不同而變化。不同的用途也要求不同的水質標準和水量,故應根據收集雨水水質和用水水質標準來確定凈化工藝和規模,在試驗的基礎上進行技術經濟分析比較后確定。
 
  雨水儲存和凈化系統含調節池和水凈化系統兩部分。調節池用于儲存雨水和循環景觀水,水凈化系統用于凈化所收集的初期雨水和景觀循環水。一般雨水在收集處理之前,需要進行初期棄流。對于初期棄流的雨水將其排放回到下游市政雨水管網。經過初期棄流后收集的雨水,還要考慮到初雨之后,承雨面積內仍然存在著的可能帶來污染以及偶然突發事件可能帶來的嚴重污染,故可以選擇采取隔油池、斜板沉淀池、砂濾池等幾種手段進行綜合處理。
 
  雨水的污染主要是由屋面污染和地面污染造成的,控制好屋面及地面的污染狀況可大幅減輕雨水的污染程度。屋面雨水收集系統應獨立設置,不得與室內污廢水系統連接。如陽臺排出的廢水(如洗衣廢水)不能進入雨水立管。立管的底部應設檢查口。雨水進入收集系統前應有隔柵或濾網截污。也可在屋面建立花園雨水利用系統,利用屋頂花壇中的土壤較強的凈化水體能力對雨水進行預處理可減輕雨水的污染程度。當對水質要求較高時,可采用常用水處理工藝,如混凝、過濾、沉淀、膜技術等都能將雨水水質大幅提升的。


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