通過分析我國小區(qū)雨水回收與利用系統(tǒng)的類型,對(duì)雨水回收與利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的探討,引起社會(huì)各界對(duì)科學(xué)合理地利用雨水資源的重視,從而推動(dòng)水資源的可持續(xù)發(fā)展。
小區(qū)雨水回收與利用系統(tǒng);雨水的回收方式;雨水的初期棄流;雨水的儲(chǔ)存;雨水的處理;雨水的回用。
在我國城市水資源日益短缺的今天,必須采取開源與節(jié)流并舉,科學(xué)合理的利用一切可回收、再利用的水資源,非傳統(tǒng)水源--雨水的回收與利用越來越受到社會(huì)各界重視。
中山市是一個(gè)雨水充沛、臺(tái)風(fēng)暴雨頻繁的城市,降雨時(shí)空分布極為不均,年降雨量85%集中在每年的4-9月份。由于降水季節(jié)不均,深圳一方面常年缺水,一方面暴雨洪澇災(zāi)害常有發(fā)生。雨水利用工程不但可以有效地減少雨洪、營造地表水文景觀、改善小區(qū)周邊環(huán)境,也有利于增強(qiáng)居民愛水節(jié)水意識(shí),而且還可以改善室內(nèi)的局部熱島效應(yīng)。這樣可以使經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn){zd0}化的目的,保持經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的可持續(xù)發(fā)展。
一、雨水的回收方式
來自小區(qū)不同集水面的降雨徑流水質(zhì)有較大差異,一般建議采用如下的雨水利用策略:
1. 屋面雨水污染較少,集水效率高,是收集利用的{sx};
2. 廣場、路面特別是機(jī)動(dòng)車道的雨水相對(duì)較臟,不宜收集;
3. 綠地上的雨水收集效率低,不經(jīng)濟(jì)。
對(duì)于考慮雨水收集利用的小區(qū),在設(shè)計(jì)時(shí)室外應(yīng)設(shè)置兩套雨水排水管網(wǎng),一套為雨水收集利用管網(wǎng),一套為雨水收集排放管網(wǎng)。屋面雨水由雨水管道收集后排入雨水收集利用管網(wǎng),收集后回用。場地雨水經(jīng)滲排雨水口收集后排入收集排放管網(wǎng),收集利用管網(wǎng)的溢流排水、初期棄流排水均排至收集排放管網(wǎng),最終排至市政雨水管。
二、雨水的初期棄流
在降雨的過程中由于降雨對(duì)大氣的淋洗作用,地面徑流對(duì)下墊面表面沉積物及表面建筑材料的分解析出物的沖刷作用,致使初期雨水污染程度較高,隨著降雨的延續(xù),雨水徑流中污染物含量逐漸減少并趨于穩(wěn)定,雨水徑流的水質(zhì)明顯提高。利用雨水降水過程的這個(gè)規(guī)律,在雨水利用系統(tǒng)中對(duì)污染濃度較高的初期雨水棄之不用,而把中后期雨水收集起來的做法稱之為雨水的初期棄流;初期棄流是為了有效的收集到水質(zhì)良好的雨水,減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)擔(dān),節(jié)約投資,減少運(yùn)行費(fèi)用。
初期徑流棄流量應(yīng)按照下墊面實(shí)測收集雨水的COD、SS、色度等污染物濃度確定。當(dāng)無資料時(shí),規(guī)范以初期2~3mm降雨徑流為界,將屋面降雨區(qū)分為初期徑流和持續(xù)徑流。從規(guī)范對(duì)棄流的規(guī)定中可以得出以下的結(jié)論:
1. 雨水的棄流發(fā)生在降雨初期;
2. 連續(xù)幾場降雨,只需要在{dy}場降雨完成棄流,這個(gè)間隔期視情況一般為3至7天;
3. 雨水棄流主要是為了降低后續(xù)雨水處理系統(tǒng)的難度和成本,后續(xù)有完善的處理系統(tǒng)的情況下,可以不做棄流;
4. 經(jīng)棄流的雨水其水質(zhì)也好過污廢水,可直接排至市政雨水系統(tǒng),不建議排到污水系統(tǒng)。
初期徑流棄流量Wi=10×δ×F
式中:Wi:設(shè)計(jì)初期徑流棄流量,m3;
δ:初期棄流厚度,mm;
F:匯水面積,hm2;
1.雨水棄流設(shè)施的分類及原理
從市場上主要的棄流設(shè)施使用情況來看,按工作原理來區(qū)分可分為五大類:
1.1容積型
容積型雨水初期棄流裝置的工作原理是利用雨水徑流的沖刷規(guī)律,降雨時(shí)初期雨水儲(chǔ)存在雨水初期棄流池中,當(dāng)水池中的儲(chǔ)水量等于雨水初期棄流量時(shí),收集管開始收集雨水。
優(yōu)點(diǎn):方式簡單有效,維護(hù)管理方便,可以準(zhǔn)確的按設(shè)計(jì)要求控制初期雨水量。
缺點(diǎn):連續(xù)幾場降雨時(shí),無法有效的控制棄流,影響回收利用率;當(dāng)匯水面較大時(shí)需要比較大容積的棄流池;初期雨水同時(shí)在棄流池中完成沉淀作用,維護(hù)管理較為復(fù)雜;純?nèi)莘e式棄流池需專項(xiàng)設(shè)計(jì)。
1.2流量型
流量型雨水初期棄流裝置,是使用智能流量計(jì)測得雨水徑流量,通過控制器控制電動(dòng)閥的啟閉,達(dá)到雨水初期棄流的要求。為市面上廣泛使用的類型。
優(yōu)點(diǎn):準(zhǔn)確地按設(shè)計(jì)要求控制初期雨水量;連續(xù)幾場降雨時(shí),可有效的控制棄流量,有較高的回收利用率。
缺點(diǎn):需通過流量信號(hào)和時(shí)間信號(hào)來控制電動(dòng)閥的啟閉來完成棄流,控制較為復(fù)雜,成本較高。
1.3雨量型
雨量型雨水初期棄流裝置與流量型雨水初期棄流裝置的主要區(qū)別,是棄流裝置的信號(hào)不再是降雨初期下墊面的徑流量,而是雨量計(jì)檢測到的降雨量,棄流裝置的控制只與降雨量有關(guān)。通過降雨量值(降雨厚度)控制雨水初期棄流量。
優(yōu)缺點(diǎn)同流量型雨水初期棄流裝置。
1.4滲透棄流井
通過滲透式棄流井截留初期雨水并下滲來達(dá)到對(duì)初期雨水的棄流的目的。
優(yōu)點(diǎn):方式簡單有效,可以準(zhǔn)確的按設(shè)計(jì)要求控制初期雨水量。
缺點(diǎn):連續(xù)幾場降雨時(shí),無法有效的控制棄流,影響回收利用率;維護(hù)管理較為復(fù)雜,常年使用,會(huì)因?yàn)V水層截污太多,而降低效率甚至失效。
1.5室外雨水檢查井大小管棄流方式
利用降雨過程表現(xiàn)出初期水質(zhì)差而流量小的特點(diǎn),在室外雨水檢查井底部設(shè)置一根初期雨水棄流小管,在檢查井溢流水位設(shè)置一根溢流雨水的排水管。水質(zhì)差的初期小流量的雨水首先通過小管排走,超過小管排水能力的后期徑流進(jìn)入雨水收集系統(tǒng),超過雨水收集系統(tǒng)能力的雨水通過溢流管排至小區(qū)雨水排水管內(nèi),保證雨水收集區(qū)域的排水安全。
優(yōu)點(diǎn):該法的特點(diǎn)是自動(dòng)棄流,可以減少切換帶來的運(yùn)行和操作的不便。
確定:棄流量難以合理控制,尤其是在降雨強(qiáng)度較小而降雨量很大時(shí)可能會(huì)使棄流量加大,減少收集水量甚至收集不到雨水。