基于“生態海綿城市”構建的新型雨水收集回用技術與經濟效益研究

趙志龍

摘 要：雨水作為一種不可忽視的重要水源，對其的開發利用已成為許多節約用水的新途徑，尤其是在城市小區中的雨水利用，其回用技術、經濟效益、社會效益受到普遍的關注。

關鍵詞：生態;海綿城市;新型;雨水收集;技術;經濟效益;研究

現代城市是一個鋼筋混凝土的森林。雨水降落到地面以后幾乎都從污水管道流走，對地下水補充很少;城市用水越來越依靠地下水，造成很多城市地下水位下降，地下漏斗越來越大;而相反，很多低洼處卻由于排水不暢，引發了一系列的生態、經濟和社會問題。同時雨水大量進入污水管網，也給污水處理增加了很大的負擔。

根據《關于加強新建建設工程城市雨水資源利用的暫行規定》，新建、改建、擴建的建設項目均宜考慮采用雨水利用措施。而且隨著社會發展和全民環保意識的提升這種趨勢將越來越明顯。

雨水處理回用技術能夠有效的對屋面、路面等的雨水進行處理，去除SS、濁度等，并使其達到國家《生活雜用水水質標準》的回用標準，用于綠化、路面清洗、沖洗廁所、洗車等，節約了水資源，符合國家對于節能減排的要求。系統采用全自動運行，無需專人看護，維護方便。

雨水處理回用設備作為節水重要措施，是綠色建筑申報必備條件;根據國家相關政策，綠色建筑已逐步成為主流趨勢，各級政府也正在不斷倡導和支持。

一、實現雨水收集回用系統的意義

（一）經濟發展的需求

我國的水資源浪費十分嚴重。水資源匱乏是不爭的事實。如何循環使用水資源，減少水資源的浪費成為首要任務。隨著水資源供需矛盾的日益加劇，越來越多的國家認識到雨水資源的價值，并采取了很多相應的措施，因地制宜的進行雨水綜合利用。

（二）社會發展需求

節能呼聲越來越高，使得雨水回收再利用也越來越被人重視。采用雨水收集系統。符合我國可持續發展戰略。傳統城市雨水收集是在雨水落到地面上后，一部分通過地面下滲補充地下水，不能下滲或來不及下滲的雨水通過地面收集后匯流進入雨水口，再通過收集管道收集后，排入河道或通過泵提升進入河道。隨著城市化程度的提高，傳統的雨水管理模式經常會造成城市洪災、雨水徑流污染、雨水資源大量流失、生態環境破壞等主要問題。因此目前，市場非常迫切需要一種節能環保的新型雨水收集系統。

（三）科技發展的需求

當前國內市場收集雨水的方式有傳統的鋼筋混泥土及不銹鋼蓄水池，這兩種方式施工工藝復雜，工序多，工期長，所耗費的人力物力財力都比較大。而新型的雨水收集系統是由若干個模塊合成的一個水池，產品使用壽命長，施工方便，工期短，可重復利用，成本較低，產品廣泛應用在小區、大型體育場館、學校操場、城市市政工程、園林綠化工程、高爾夫球場、私人別墅花園等雨水綜合利用項目中。

二、雨水收集回用系統根據雨水源不同，可粗略分為兩類

（一）屋頂雨水。屋頂雨水相對干凈，雜質、泥沙及其他污染物少，可通過棄流和簡單過濾后，直接排入蓄水系統，進行處理后使用。

（二）地面雨水。地面的雨水雜質多，污染物源復雜。在棄流和粗略過濾后，還必須進行沉淀才能排入蓄水系統。

三、雨水收集回用系統的工藝流程

初期雨水經過多道預處理環節。采用蓄水模塊進行蓄水，有效保證了蓄水水質，同時不占用空間，施工簡單、方便，更加環保、安全。通過壓力控制泵和雨水控制器可以很方便地將雨水送至用水點，同時雨水控制器可以實時反應雨水蓄水池的水位狀況，從而到達用水點。

各不同的雨水收集流程都具有針對性，可以有效處理不同匯水面的雨水。既可以有效收集雨水又可以合理節約成本兼顧系統的雨水預處理、雨水蓄水、雨水深度凈化、雨水供水、補水和系統控制，全面科學。采用大量新型專利、專業裝置，材料，可以方便地解決雨水收集中特殊問題，如棄流、蓄水、供水等。收集設計中盡可能避免電氣設備的使用，更多利用雨水自流的特點完成污染物的自動排放，凈化、收集，做到真正節能、環保、高使用壽命、低成本的特點。整套系統都由雨水控制器進行控制，完成收集、凈化、供水、補水，安全保護等功能。

雨水收集系統，是指雨水收集的整個全過程，雨水收集主要包括四個主要方面：初期棄流---過濾---儲存---回用。即雨水收集系統。

四、雨水利用技術

對于雨水的利用技術可分為三個部分：雨水的收集、雨水的處理和雨水的回用。

（一）雨水的收集

雨水的收集途徑如下：①徑流雨水通過室外雨水管網收集;②綠地草坪果嶺通過滲流進入雨水管網進行收集;③景觀水池直接收集降水作為貯備水，具有調節池的作用。

雨水收集的主要問題在于如何保持水量平衡，即集流量、處理量和用水量三者應平衡，亦即供水量（含集流量、處理量）大于或等于用水量，其中集流量和處理量也處于平衡，亦即集流量大于或等于處理量。考慮到雨水在實際利用時受到諸多因素的限制，像氣候條件、降雨季節的分配，所以降雨量的季節波動性和

隨機性很大，應根據地區綠化澆灌經驗，結合地區月平均降雨量的資料，對于澆灌相對比較集中的月份進行了水量平衡。

在雨水相對比較充沛的雨季多收集雨水對于其余月份是很好的補充，并考慮區域內主景觀水系調蓄水量，在收集階段可根據使用情況加設取水池作為調蓄設施，可保證水量平衡。

雨水在降落過程中，空氣中的溶解性氣體，溶解或懸浮狀固體，重金屬及細菌等會進入其中。地表徑流中的污染物主演來自降雨對地表的沖刷。所以地表沉積物是地表徑流中污染物的主要來源。地表沉積物包括許多污染物質，有固態廢棄物碎屑、化學藥品、車輛排放物等，雨水的水質也就會因地點、時間的不同而有所差異。因此設置棄流井，可以將初期雨水污染物及泥沙外排，同時還可將多余雨水外排。之后經過格柵井可以有效的阻止漂浮物進入取水池，起到粗過濾的作用。

（二）雨水的處理

雨水收集后的處理工藝選擇主要根據雨水的水質情況而定，一般情況下雨水水質比一般回收水的水質要好，其BOD、COD的含量相對較低，污染較少。因此小區雨水處理多采用膜過濾水處理技術。

取水池中的雨水通過取水泵進入回用水處理站，首先通過粗過濾器，主要用于去除雨水中的無機懸浮顆粒以及毛發等懸浮狀固體。然后進入膜過濾器，所謂膜過濾器即膜分離技術，它是物質分離技術中的一個單元操作，膜法分離的最大特點在于動力為壓力，不伴隨大量的熱量的變化。此技術可有效的去除膠體物質，同時對水中的BOD和COD等也有一定的去除作用。膜過濾器與其他過濾器相比處理效果更好、熱量變化小更加節能、耐污能力高、過濾周期長，承受前級處理出水水質波動的能力強，在濾料上生長生物膜有利于污水的硝化和脫氮。但在用水反沖洗時，若反沖洗強度稍大就會出現上層濾料流失。為保證反沖洗干凈，膜過濾器采用氣水聯合反沖洗，增加反沖洗氣壓裝置，即先用空氣反沖洗3～5min，空氣壓力采用35kpa，然后再用濾后水反沖洗5～10min。在應用中，小區采用新型的過濾膜，在繼承上述優點的同時，具用通量大、壽命長、不易堵塞等突出優點。最后通過紫外線進行消毒，可有效的去除水中的細菌和病毒。與傳統消毒工藝相比，紫外線消毒速度快，效率高，且不影響水的物理和化學成分，不增加水的臭和味。經過處理后的水質達到國家雜用水水質標準，并且水質穩定。

（三）雨水的回用

雨水作為回用水的補充水源，通過回用水處理站中的水泵進入整個小區的綠地澆灑管網，可以為草坪噴灌、道路澆灑以及景觀水系提供用水。水泵設計供水能力、回用水池容積根據使用規模確定。

五、經濟效益分析

雨水利用工程帶來的經濟效益主要體現在以下兩個方面：

（一）節省巨額市政投資

雨水利用工程可以減少需由政府投入的用于大型污水處理廠、收集污水管線和擴建排洪設施的資金。將地面雨水就近收集并回灌地下，不僅可以減少雨季溢流污水，改善水體環境，還可以減輕污水廠負荷;雨水蓄水池和分散的滲渠系統可降低城市洪水壓力和節省封閉路面下的排水管網負荷。

（二）節省居民用水開支

雨水利用運行費用低廉，經濟效益突出。按照使用1m3自來水費用（含污水處理費）為3.80元。而從運行管理和雨水回用水費用支出分析，投入收集1m3雨水的年運行費用約為0.20元，這樣可以大大減少居民用水開支。

六、社會效益分析

建筑領域的社會效益有：環保、減排、節水、節能。節水與節能是相呼應的，同時其還與減少排碳量的多少有關，不能只談節水多少，而不考慮建材來源的影響、建材生產排放的碳量、系統建設能耗和系統運行能耗等多方面因素。這些因素的計算比較復雜，大致可以通過分析雨水利用系統的經濟效益來推斷其社會效益。

七、結語

隨著我國城市化進程的加快和國民經濟的高速發展，對水資源進行合理開發、高效利用、全面節約、有效保護和綜合治理，已成為一項重要的戰略任務。雨水作為一種不可忽視的重要水源，對其的開發利用已成為許多節約用水的新途徑，尤其是在城市小區中的雨水利用，其回用技術、經濟效益、社會效益受到普遍的關注。

參考文獻：

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