銘源關(guān)于城市初期雨水收集與自清洗過濾器處理的探討

     1. 國內(nèi)外城市雨水利用現(xiàn)狀
　　1.1 國外城市雨水利用
　　從20世紀80年代開始，世界各國就開始探索雨水資源化利用。目前世界上很多國家已經(jīng)認識到了雨水的利用價值，采用各種技術(shù)、設(shè)備和措施對雨水進行收集、利用、控制和管理。美國、加拿大、意大利、德國、法國、日本、蘇丹、也門、澳大利亞等五大洲約40多個國家和地區(qū)已經(jīng)開展了不同規(guī)模的雨水利用與管理的研究和應(yīng)用。
　　技術(shù)方面，國外城市雨水利用的方式主要有三種：一是屋面雨水集蓄系統(tǒng)，收集下來的雨水主要用于家庭、公共場所和企業(yè)的非飲用水；二是雨水截污與滲透系統(tǒng)，道路雨水通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補充地下水；三是生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)，小區(qū)沿著排水道建有滲透淺溝，表面植有草皮，供雨水流過時下滲，超過滲透能力的雨水則進入雨水池或人工濕地，作為水景或繼續(xù)下滲。

　　設(shè)備方面，專門生產(chǎn)雨水利用設(shè)備的廠家和公司也逐漸增多。

　　　　1.2 國內(nèi)城市雨水利用
　　我國城市雨水利用具有悠久的歷史，而真正意義上的城市雨水利用的研究與應(yīng)用卻從20世紀80年代開始，并于90年代發(fā)展起來。總的來說技術(shù)還較落后，缺乏系統(tǒng)性，更缺少法律、法規(guī)保障體系。20世紀90年代以后，我國特大城市的一些建筑物已建有雨水收集系統(tǒng)，但是沒有處理和回用系統(tǒng)。在技術(shù)和資金缺乏的情況下，收集后的雨水未經(jīng)任何處理直接排入水體，對城市水體水質(zhì)造成了很大的影響。
　　隨著城市和工業(yè)的發(fā)展，水源危機和雨洪危害日益嚴重。雨水作為重要的水資源加以收集利用，實行綜合治理已成為重要的新興課題。在城市總體規(guī)劃上，過去普遍采用的合流制排水系統(tǒng)大多數(shù)已被改制，改為分流制或截流制排水系統(tǒng)。但是，對于初期雨水未進行截流處理，多與中后期雨水一樣排入水體。
　　雨水收集利用的新技術(shù)和新設(shè)備也不斷涌現(xiàn)。對于大型公用建筑、居住區(qū)、建筑群等屋面及地面雨水，經(jīng)收集和一定處理后，除用于土地入滲補充地下水，還可用于景觀環(huán)境、綠化、洗車場用水、道路沖洗、冷卻水補充、沖廁及一些其他生活用水用途。通過因地制宜的規(guī)劃設(shè)計結(jié)合雨水收集、利用設(shè)備的實施，減少用于以上用途的自來水用量，既可以節(jié)約水資源，又可以節(jié)約大量自來水費和排污費。另外還有小型雨水利用設(shè)備如一體化HDPE雨水貯存利用設(shè)備，是以HDPE密封式貯罐為基體，在罐內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的機電設(shè)備。罐體可以安放在地面上或者埋入地下，自屋面或者其他集流場所收集的雨水在罐內(nèi)做簡單處理。貯水可以通過自動化設(shè)備提供給沖廁、澆灌綠地、洗車、水景等用途。罐內(nèi)設(shè)有水位計量裝置，最低水位時限制吸水，提示引入其他水源。該設(shè)備可廣泛應(yīng)用于小型建筑、別墅、洗車場、住宅的雨水收集與利用。但是這些設(shè)備中，對于初期雨水均采用棄流的方式，也沒有對棄流后的處理提出較好的方案。
　　2 .城市初期雨水收集處理的必要性
　　雨水徑流污染屬于非點源污染，具有突發(fā)性和非連續(xù)性。雨水污染的特點是：初期雨水中的污染物含量高，隨著徑流的持續(xù)，雨水徑流的表面被不斷沖洗，污染物含量逐漸減小到相對穩(wěn)定的濃度。
　3 .初期雨水收集處理問題及建議
　　3.1 初期雨水量的計算
　　既然要進行初期雨水的收集處理，初期雨水量的計算是必不可少的。但是目前在我國對初期雨水量還沒有較為統(tǒng)一準確的計算方法。綜合設(shè)計院設(shè)計人員的經(jīng)驗，一般按照下雨10 min或者15 min的時間來計算初期雨水量。依據(jù)《給水排水工程快速設(shè)計手冊》中相關(guān)要求，確定建設(shè)項目初期雨水收集時間為5 min，根據(jù)實際工程經(jīng)驗計算出降雨歷時為8 min，由此按降雨歷時8 min計算初期雨水流量。這些不同的計算方法并沒有注明適用條件，在具體設(shè)計中不知如何選用。因此，期待有更準確的計算方法，標注有清楚的使用條件以及較為精確的公式系數(shù)，為初期雨水的設(shè)計提供理論依據(jù)。
　　3.2 初期雨水的截流
　　隨著初期雨水的危害性被人們所認知，在我國一些大中型城市的規(guī)劃設(shè)計中，已經(jīng)開始考慮到初期雨水的收集處理。由于道路初期雨水的污染最為嚴重，首先開始引起重視的是道路初期雨水的分流問題。在排水系統(tǒng)為合流制或截流制的城市，怎樣把初期雨水截流到生活污水管網(wǎng)成為最普遍的問題。
　　若采用截流，當雨量較大時，后期的雨水必然會對污水處理廠產(chǎn)生負荷沖擊，由此帶來截流管徑應(yīng)該取多少的問題；若按照截流井的做法把初期雨水截入污水系統(tǒng)，溢流井應(yīng)該按照怎樣的條件設(shè)計；如何確定截流井的截流倍數(shù)；截流點至匯流面積內(nèi)不同距離也導(dǎo)致截流的不科學性，通常會出現(xiàn)該截流的污水流入了水體，水質(zhì)較好的雨水進入了污水處理廠，因此是否應(yīng)該采用截流和調(diào)蓄相結(jié)合的方式。諸如此類的問題在具體設(shè)計中經(jīng)常遇到。由于國外的污水雨水排水系統(tǒng)多為雨污分流制，因此少有合流制和截流制的技術(shù)經(jīng)驗可借鑒。在我國初期雨水收集處理的經(jīng)驗較少的情況下，對于這些問題的解決就依靠設(shè)計者從失敗中總結(jié)經(jīng)驗，得出適合我國國情的初期雨水截流的方法。
　　3.3 初期雨水的污染負荷對水體影響的評價
　　前面已提到，做出雨水攜帶的污染負荷對水體影響的評價。根據(jù)評價結(jié)果，可以分析應(yīng)該如何布置雨水處理設(shè)施或提出改進現(xiàn)有雨水處理設(shè)施的建議。我國現(xiàn)階段對雨水的收集處理還沒有較系統(tǒng)的污染負荷評價方式，對雨水的收集也未根據(jù)水質(zhì)而分類處理。因此，學習引進國外先進的經(jīng)驗技術(shù)，對我國雨水收集技術(shù)的發(fā)展是相當必要的。
　　3.4 初期雨水的處理方法
　　我國目前對初期雨水的收集處理還處于初期階段，收集初期雨水僅僅是不讓其排入水體污染水質(zhì)，但對于初期雨水的處理和回用考慮得相當少，多數(shù)直接排入市政生活污水管網(wǎng)。初期雨水中含有的污染物濃度較高，尤其是道路初期雨水，直接排入生活污水管網(wǎng)會給污水廠帶來較大的負荷。另外，屋面初期雨水中污染物的含量雖高，但是多為固體顆粒和無機雜質(zhì)，經(jīng)簡單沉淀處理后水質(zhì)也可以達到較好的標準。因此，對于初期雨水的處理和回用應(yīng)該分具體情況而定，找出針對不同區(qū)域初期雨水的處理利用方式，做到珍惜水資源，充分利用雨水資源。