海绵城市小区雨水收集利用系统研究

海绵城市小区雨水收集利用系统研究

陈宇 朱靖

南方智水科技有限公司 浙江 杭州 311107

摘要：海绵城市小区雨水收集利用系统具有显著的节水优势，能够有效解决我国水资源紧缺问题，并起到保护环境的作用，是新形势下我国科技发展的重要标志。基于此，本文以海绵城市小区雨水收集利用系统为切入点，就其对于城市建设、环境的意义以及应用策略展开讨论，以期能够得到相关工作者的重视，为雨水收集利用系统应用提供参考。

关键词：雨水收集利用系统；小区；海绵城市

引言：据国家用水量相关资料显示，去年我国全部用水量约占6100亿m³，因此被联合国认定为水资源紧缺国家。近年来，为了缓解我国水资源匮乏问题，我国在海绵城市建设发展进程中对于小区雨水收集利用系统的应用明显增加。雨水收集利用系统是在确保小区排水防涝的前提下，最大程度储存、净化雨水，从而促进雨水资源利用，保护生态环境。

1海绵城市小区雨水收集利用系统的意义

1.1对于城市建设的意义

小区雨水收集利用系统对我国大部分城市，尤其是对缺水问题严重的城市具有重要节水作用。随着我国南北各省市的不断建设发展，城市中很多自然地表被小区建筑、道路和停车场等人工构筑物所取代。并且，通常在这些构筑物的施工中，都采用了不透水的防渗层处理，使雨水通过排水系统迅速排入城市雨水管网，因此导致了雨水资源直接被大量排放、地下水位逐年下降等一系列问题。而利用小区雨水收集利用系统能够有效收集储存和净化回用城市中的雨水资源，减缓雨水排放，增加小区雨水资源的循环利用，从而明显改善城市环境。小区雨水收集利用主要是指屋面雨水收集利用，园区雨水收集利用等，因为雨水本身硬度较低，且雨水中污染物质含量较低，因此小区雨水收集利用日益成为减少城市降雨和洪水造成的破坏以及开发水源的一个关键技术。另外，雨水在收集储存、弃流截污、过滤消毒后，不仅可以灌溉作物，还能够补充小区绿化用水、洗车用水、道路冲洗用水以及地下水等各种生活及非生活用水。

1.2对于环境的意义

雨水收集利用在水土保持和生态环境改善中具有重要作用。它不仅可以减少地下水的开采量，还可以补充部分地下水，降低整个自然水循环系统的压力。减少水土流失对生态农业建设、生态城市建设和环境保护具有重要意义^[1]。

我国为水资源短缺国家，特别是在大多数城市地区，近四百个城市面临缺水或严重缺水的问题，水资源短缺问题已成为比老龄化还要日益严重的问题。因此，最近这些年来，我们国家在水资源收集储存和净化回用方面投入大量资金、人力进行科学研究。终于不负所望，创造发明出海绵城市小区雨水收集利用系统。雨水是自然界中一种高质量的淡水资源，经过简单的过滤、消毒处理，可以用于冲洗卫生间、道路清洗和绿化灌溉。因此，雨水的收集利用具有显著的节水效果，城市小区雨水收集利用系统以其生态环境效益，适应了新时期我国城市的发展现状和建设需要，是未来我国水资源可持续发展的重要方向。

2海绵城市小区雨水收集利用系统的应用策略

2.1收集雨水

海绵雨水收集模块是海绵城市小区雨水收集利用系统的主要组成部分之一，是一种新型的雨水储存材料，制成材料为PP塑料，对强酸、强碱有很强的抵抗力，被雨水浸泡也没有沉淀。将防渗土工布包裹在水池周围，形成雨水收集池。由于雨水收集池表面光滑，不容易滋生蚊蝇或藻类，收集的水质可以长期保持稳定。此外，雨水收集池的模块化组合可以在很大程度上适应场地的限制条件，组成各种不同的形状。并且，海绵雨水收集模块还具有安装简便、容量大、承载力大、可随意拆卸移动到其他区域继续使用等诸多优点。海绵雨水收集模块通常采用拼装法，采用百分百可回收、无毒、无污染的材料制成，有助于提高收集的雨水的水质，且深埋于地下不会对生态环境造成污染，维护方式也较为简单，并且能够回收利用。海绵雨水收集模块的应用大大降低了时间成本与人工成本。

2.2弃流截污

弃流截污在雨水收集和利用系统也是极为重要的。通常在城市降雨初期中，前3、4毫米的雨水往往容易会受到严重的污染，并且流量相对较低。应用雨水初始排放过滤系统，当雨水通过初始排放过滤系统时，由于重力的原因，雨水首先通过低位敞口污水管道排放。随着雨水的增多，挡板上的压力也随之增加，污水管上端的浮球在水流压力作用下关闭污水管，桶内液位上升，雨水经水平滤网过滤后流入出水口收集。雨停后，随着仪器内储存雨水的减少，浮球在弹簧弹力作用下自动复位，将桶内过滤产生的垃圾带出，以实现弃流截污功能^[2]。在弃流截污中，主要有两个部分，一是截污挂篮，它能将大量的大型垃圾及其他污染物截留，只需要定期做好清洁工作就可以了，二是雨水初始排放过滤系统，它能够自动弃污，通常按照降雨时间进行弃污处理，然后自动收集干净的雨水。

2.3过滤消毒

根据海绵城市小区各管道系统（分系统或合流系统）排水系统的不同，雨水收集利用系统中过滤消毒可进行单独处理，也可与居民生活污水或工业生产废水合流过滤消毒处理。雨水过滤消毒处理量需要依据雨水通道（按稀释率或雨水泵站的水量）计算，并且应当在进入处理构筑物前应设置雨水调节池。雨水水质可为：bod20-80mg/L，ss150-300mg/L。雨水单独过滤消毒处理，可以设雨水收集沉淀池。池前设格栅，池后设过滤消毒器。并且，池内雨水流速不得大于0.01m/s，停留时间应不少于一至两小时，处理后BOD可降低60%左右。与居民生活污水、工业生产废水合并过滤消毒时，格栅、沉砂池的水量需要依据总水量计算，在沉淀池中停留时间不少于一小时。曝气池可按计算处理部分雨水，污泥沉淀量和处理部分按污泥量之和计算。处理后的雨水用于工业循环水时，需要按照循环利用水的水质计算处理要求。

2.4净化回用

海豚净水机组是海绵城市小区雨水收集利用系统实现高质量、安全净化回用的主要模块，主要部件为康威海豚过滤器和紫外线灭菌装置。海豚过滤器是康威在多年水处理技术基础上开发的新型高速高精度过滤器，是一种特殊的过滤器，以自感应过滤材料（滤料形状与海豚相似，称为海豚滤料）为技术核心。过滤后的水的澄清度、COD等指标能够完美符合不同领域用水的水质要求。而且，海豚净水机组过滤器污容高，易于反洗，最大限度防止了传统滤砂罐常见的结砂硬化问题。过滤层工作阻力小，不需要安装高压水泵，有效降低了原水增压泵所需功率，降低了增压设备的投资和运行成本。紫外线灭菌装置能杀灭过滤雨水中的病菌，与其他杀菌方法相比较而言，紫外线杀菌装置具有使用安全、管理方便等优点，是现阶段海绵城市小区雨水收集利用系统中极为普遍的净化回用方法。

结束语：综上所述，海绵城市小区雨水收集利用系统的试点应用显著提高了水资源的利用率，有效缓解了我国水资源匮乏的问题。随着国家水资源可持续发展战略的提出与国民对于环境保护理念认识的提升，政府及相关部门也越来越重视海绵城市小区雨水收集利用系统的应用，因此雨水收集利用系统的应用现在已成为新形势下国家发展的必然趋势。

参考文献：

[1]王洪健.雨水收集系统在海绵城市中的利用[J].住宅与房地产,2018(31):215-216.

[2]李彬,张宝华,李贤胜,施永生.海绵城市工程案例——昆明市某小区雨水收集利用工程设计[J].建筑节能,2018,46(02):131-134+142.