屋面雨水收集及凈化系統工藝概述

摘 要：通過對屋面雨水收集系統及凈化系統的介紹，了解雨水收集及凈化的原理，可供同類型雨水收集及凈化做參考。

關鍵詞：屋面雨水；雨水收集；雨水凈化；工藝

一、屋面雨水收集、凈化的必要性

據2012年的統計，中國人均水資源量只有2100立方米，僅為世界人均水平的28%，我國是個是個淡水缺乏的國家，隨著人口的增加和社會的發展，我國的水資源形式可能還繼續惡化，因此，節約用水和充分利用水資源，是我們生存和持續發展的基礎。目前，我們可以利用的水有地下水、地表水、雨水等。雨水，是我們可以利用的天然資源。稍加處理或不處理就可以直接利用。成本低，適用于各種人群，利用面廣。降雨降到屋面、地面上形成雨水，地面有硬化的地面和沒有硬化的地面組成，硬化的地面由于受機動車輛尾氣、人們生活等的影響，污染較重，雨水水質差，不能直接利用，雨水直接流入污水系統。沒有硬化的地面入滲至土壤內。但是屋面的雨水污染程度相對較低，稍微處理就可以重新利用，因此，如何對屋面雨水的收集、凈化，對屋面雨水的重新利用起著關鍵性的作用。

二、傳統的屋面雨水收集系統

（一）傳統的屋面雨水收集系統

在日常生活中，辦公區域、住宅小區等處房屋上的雨水在房屋上面通過天溝（檐溝）等匯聚后，經沿墻的雨水排水管道排至地面，由地面匯入地下雨水管道，排入污水系統。

（二）傳統屋面雨水收集系統的缺點

傳統屋面雨水收集是屋面雨水沿墻雨水管道流至地面，再流入地下雨水管道，最后流入污水管道。一方面，屋面雨水經地面流入地下雨水管道，使地面積水較多，路面濕滑，給居民的生產和生活帶來許多不便；一方面雨水流入污水管道，進入污水處理廠凈化處理，給污水處理廠的污水處理增加了負擔，增加了凈化處理的費用；另一方面雨水不能被利用，浪費雨水資源。

三、一種新型的屋面雨水收集系統

為了避免屋面雨水流到地面，對人們的生產、生活帶來的不便；為了節約水資源，對雨水的重新再利用，需對屋面雨水進行科學、有效的收集。

（一）沿墻雨水管道的改進

在不改變現有天溝（檐溝）及沿墻雨水管的情況下，將現有的沿墻雨水管沿墻面向下延伸，一直延伸至散水30cm以下，延伸管道的材料采用與沿墻雨水管道相同材質、相同規格的管材。

（二）水平雨水管道的敷設及雨水的收集

沿墻雨水管道延申至散水以下后，通過水平方向的雨水管道將沿墻雨水管串聯在一起，把雨水匯聚再一起，通過水平雨水管道將雨水流入指定位置的雨水凈化池進行凈化處理。水平方向的雨水管道與沿墻雨水管道材質相同，管道的型號大于沿墻雨水管道2個型號。

四、屋面雨水的凈化

（一）屋面雨水的污染源

屋面雨水的污染源主要是：大氣中污染顆粒的污染、屋頂上的防水材料的污染。不同地區大氣污染程度不同及屋頂采用不同的防水材料，屋面雨水的污染程度有所不同。例如，化工企業周邊的空氣污染要比學校周邊的空氣污染要嚴重，屋面采用改性瀝青防水卷材比使用細石防水混凝土防水污染要嚴重等。一般來說，屋面的污染物主要為：化學需氧量CODcr和懸浮物SS。

（二）雨水凈化材料的組成及作用

屋面雨水凈化是在雨水凈化池中進行的，雨水凈化池內填充雨水凈化材料，雨水凈化材料由碎石、硝化酶、反硝化酶組成。組成雨水凈化材料的碎石直徑為15mm至30mm，去除雨水中的懸浮物SS等顆粒物質的過濾和凈化；碎石內部摻硝化酶和反硝化酶，有效去除雨水中有害的污染物質，從而達到雨水凈化的目的。為了節約使用土地，大部分雨水凈化池埋在地下，雨水凈化池上部可以種植花卉，以增加與周邊環境的和諧一致。

（三）雨水凈化材料的鋪設及凈化機理

雨水凈化池內凈化鋪設雨水材料的高度為1.2m，長度和寬度可根據雨水量的大小確定。雨水凈化池內的凈化材料共有四層填料組成，凈化材料組成及尺寸從下到上依次為：

第一層為200mm厚，直徑為20mm—30mm的碎石層，該層碎石主要是將上層的凈化過濾的雨水，通過埋在該層的穿孔管道流出雨水凈化池，經水泵抽出至給水管道進行二次利用。穿孔管道是在PVC管道上打孔，孔大小均為10mm，穿孔間距為300mm。

第二層為100mm厚，直徑為10mm—20mm的碎石，由于下層碎石直徑較大，表面凹凸不平，通過該層直徑較小的碎石找平，簡稱找平層。

第三層為600mm厚，直徑為10mm—20mm的碎石，該層為雨水凈化的核心。鋪設碎石時，每平方米均勻混合5kg的反硝化生物酶填料，碎石鋪設完成后，每平方米投放固體消化菌50kg，再投放每平方米100g的固體反硝化菌。當上層過濾的雨水通過該層時繼續過濾，同時雨水中的有害物質與該層的硝化酶（菌）、反硝化酶（菌）等進行硝化作用和反硝化作用，從而分解和氧化雨水中的有害物質。

第四層為300mm厚，直徑為5mm—15mm碎石，是雨水凈化池的最上面的一層，該層碎石主要去除雨水中的懸浮物等顆粒物質，為下層凈化雨水中的有害物質做準備。

（四）凈化后的雨水的排出

排水管安裝在雨水凈化池的底部，排水管采用穿孔管，穿孔管底部外邊緣距池底約60mm，穿孔管在雨水凈化池外側接給水管道，由給水管道輸送至用水部位。

五、新型雨水收集系統及凈化系統的優點

屋面雨水通過新型雨水收集系統的收集和凈化，比傳統的雨水收集系統由下列優點。

（1）屋面雨水經沿墻排水管道直接排入地下，使地面積水較少，減少了路邊的積水量，給居民的生產和生活帶來許多方便。

（2）雨水凈化池結構簡單，施工成本低，每年只需將表面的樹枝、樹葉等雜物簡單清理即可，維護費用低，凈化成本低。

（3）為了節約土地，與周邊環境的和諧，一般雨水凈化池埋設在地下。根據使用者的使用情況，也可以放在地上，供使用者選擇，選擇機會較大。

（4）面雨水凈化后，可以重新利用，利用效率高。經給水管道和水泵抽水加壓，將凈化后的雨水輸送至用水部位，如：沖洗廁所、澆樹、澆花等用途。

六、結語

按照上述方法進行屋面雨水的收集與凈化，工藝簡單，成本低，使用方便等優點，同時，提高了屋面雨水的利用率。在其他的雨水收集及雨水凈化中可做類似參考。

作者簡介：杜昱涵，河北省衡水志臻中學44班在讀。