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城市雨水系统综合利用的功能转化理念

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城市雨水系统综合利用的功能转化理念

城市雨水系统综合利用的功能转化理念

  • 作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司
  • 来源:www.spongerain.com
  • 发布时间:2018-07-06 00:00
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    摘要:国内外城市雨水利用系统现状表明,目前的雨水利用技术包括雨水的集蓄利用、间接利用与综合利用。介绍了国外先进的雨水利用技术及国内的雨水利用现状,对国内外目前的雨水处理技术进行了分类和总结。通过借鉴国外先进的雨水利用技术及设备,指出目前我国城市雨水利用的发展和研究方向应为研究经济实用的雨水处理工艺和向一体化处理设备发展,并对我国的雨水利用工程提出建议,提出了将城市雨水系统的功能由快速疏排为主向综合利用为先转化的理念。
    根据现代资源概念,城市雨水是一种宝贵的自然资源,城市雨水集蓄及处理技术的发展,起源于对雨水的利用。自20世纪70年代未起,包括我国在内的许多国家开始注意城市雨水利用技术的开发和应用。其中国外发达国家城市雨水资源化和雨水的收集利用已有几十年的历史,有较为成熟的工程技术及制度保证。目前,城市雨水系统的功能已开设由单一的快速疏排为主向排渍与利用并重,乃至以利用为主转化。因此,城市雨水排水工程方案的确定在理念上,应综合考虑雨水的排放与在汇水流域内尽可能的集蓄。
 
    一、城市雨水利用技术现状
 
    现代城市雨水利用是一种新型的多目标综合性技术,其技术应用有着广泛而深远的意义,通过合理的规划和设计,采取工程措施将汛期雨水蓄积起来并作为一种可用水源,可实现节水、水资源涵养与保护、控制城市水土流失和水涝、减轻城市排水和处理系统的负荷、减少水污染和改善城市生态环境等目标。
 
    具体讲,包括下列方面;
 
    (1)雨水的集蓄利用,可以缓解目前城市水资源紧缺的局面,是一种开源节流的有效途径。
    (2)雨水的间接利用,将雨水下渗回灌地下,补充涵养地下水资源,改善生态环境,缓解地面沉降和海水入侵,减少水涝等。
    (3)雨水综合利用,利用城市河湖和各种人工与自然水体、沼泽、湿地调蓄、净化和利用城市径流雨水、减少水涝、改善水循环系统和城市生态环境。
 
    在雨水利用技术方面,发展较快的德国和日本等国家。德国雨水利用技术已经从第二代向第三代过渡,其第三代雨水利用技术的特征就是设备的集成化,各项雨水利用技术已达到了世界领先水平。德国的城市雨水利用方式有3种:一是屋面雨水集蓄系统,收集的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水,二是雨水截污与渗透系统,道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水,三是生态小区雨水利用系统,小区沿着排水道建有渗透浅沟,表面植有草皮,供水径流流过时下渗,另外,德国还制定了一系列有关雨水利用的法律法规,对雨水利用给予支持。如目前德国在新建小区之前,无论是工业、商业还是居民小区,均要设计雨水利用设施,若无雨水利用措施,政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费等。
 
    二、雨水处理利用技术措施
 
    从国内外城市雨水利用发展情况可以看出,对于城市雨水,目前在指导思想上已由快速疏排为主转化为综合利用为先,即使是相对丰水的城市,虽然还不存在将雨水作为一种资源利用的必要性,但根据雨水利用的理念,利用有效方法和措施降渍减污还是有必要的。如合理提高地面渗透性能,增加地下层蓄水能力,雨水管终端水处理技术等。
 
    雨水处理技术就是其目的而言,分为两类。一是收集处理后利用,二是收集处理后减污排放。
 
    针对城市雨水存在初期雨水污染严重的情况,控制初期雨水成为雨水利用系统和城市径流污染控制的一项主要举措。初期雨水控制方法有很多种,各有利弊,一般常用的是初期雨水弃流装置,包括容积法弃流池,切换式或小管弃流井,高效率弃流装置等,弃流后的污水进入城市排水管网,进入污水厂进行处理,剩余雨水则进行处理后进行回用。
 
    对雨水进行处理的物理化学方法主要是根据流体力学原理,通过沉淀、过滤、消毒等技术进行处理,其基本处理过程程类似于城市的给水处理工艺,通过混凝设施、沉淀池、过滤设备及消毒设备等,对雨水进行处理后回用于日常杂用水。对雨水进行处理的生物方法则是利用自然界的微生物和动植物进行处理,收集后的雨水通过建立生物塘、湿地等技术、利用自然净化技术进行净化、处理后的雨水一般经收集提升后排入水体或用于补充地下水。也可以将物化法相结合,建立雨水深度处理系统,则其处理效果会更好。雨水处理装置一般设在雨水管道的终端,通常为地埋式、图1、图2为雨水处理设施模型。
 
    图3、图4为几种商品化的雨水管终端处理装置,可用于进行住宅小区的雨水收集与处理。图5和6所示装置可利用虹吸原理自行对格栅和滤料进行反冲洗。这几种雨水处理装置都有较好的处理效果,适用于口径较小的雨水管。
 
    结语
 
    国外内工程实践表明,解决城市雨水及渍水问题,单纯依靠管渠方式疏排是一种被动且效果单一的方式。如何在延缓雨水在地表层乃至城区生态环境中的滞留时间,而又不形成地面渍水,才是面向城市雨水工程的科学思维。从这个意义上说,雨水利用、提高城区绿化面积,改善地面渗入性都是城市雨水工程的有机组成部分,有必须要统筹考虑。
 
    我国目前雨水处理利用尚处于研究探索阶段,目前在全国各地建立的雨水利用工程处理规模小,处理过程简单,基本未考虑经济因素。随着研究的进一步深入,伴随着各项科技成果的研发,目前的雨水利用已进入快速发展时期,未来的研究方向主要侧重于手工艺上寻求更经济实用的雨水处理工艺,工程上研发与开发小型的一体化雨水处理设备。