城市雨水作為中水原水在中水工程中的應(yīng)用
來(lái)源： 閱讀：1864 更新時(shí)間：2011-06-03 11:431、概述
水是任何其它物質(zhì)不可以替代的，是一種不可缺少的重要資源，它維系著人類的生命活動(dòng)和一切與其相關(guān)的社會(huì)活動(dòng)，是保持人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展不可缺少的重要因素。
近年來(lái)，由于世界人口的迅猛增長(zhǎng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及人類生活水平的不斷提高，人類對(duì)水量的要求變得越來(lái)越大，原有的清潔水資源由于受到人類生命活動(dòng)的影響而污染，因此地球上的水資源利用日趨緊缺。
我國(guó)水資源形式十分嚴(yán)峻，如果單從總體來(lái)看中國(guó)的淡水資源年擁有量為28124億立方米，其中地表水為27115億立方米，其余為地下水，總量居世界第6位，但是按人口統(tǒng)計(jì)，人均水資源量?jī)H2220立方米，不及世界人均淡水資源量的1/4，并且水資源分布南北顯著不均。我國(guó)已被列為世界12個(gè)貧水國(guó)家之一。目前全國(guó)缺水城市已達(dá)200多座，有近50個(gè)城市不得不實(shí)行限量供水，缺少不僅僅是許多城市面臨的難題，而且已成為世界性的問(wèn)題。
隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市化將成為21世紀(jì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)之一，城市建筑物、構(gòu)筑物以及道路形成了大量的不透水地面、屋面、混凝土和瀝青路面，他們的徑流系數(shù)一般為ψ＝0.9，也就是說(shuō)降雨量的90％將形成地面徑流。大量的雨水徑流沒(méi)有利用就直接排放掉了，不僅僅是水資源的巨大浪費(fèi)，同時(shí)也加大了城市排水設(shè)施的負(fù)擔(dān)以及增加了城市雨水洪災(zāi)的概率。
以前城市水資源主要致力于地表水資源和地下水資源的開(kāi)發(fā)，不重視對(duì)城市匯集徑流雨水的利用而任其排放，造成了大量寶貴雨水資源的流失，隨著城市的迅速擴(kuò)張，雨水流失量也越來(lái)越大。一方面是城市的嚴(yán)重缺水，地下水的過(guò)量開(kāi)采，地下水位逐年下降（例如鄭州，1996年至今人均可用水量下降了33％，由于過(guò)度的地下水開(kāi)采，使鄭州地下水已形成面積比市區(qū)還大的160平方公里的深層漏斗區(qū)，并仍以年平均10平方公里的速度擴(kuò)張），另一方面大量地排放雨水又帶來(lái)城市雨水排除不暢、城市生態(tài)環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題，為了解決和緩解這些問(wèn)題，雨水利用是行之有效的方法之一。
2、中水的概念以及水質(zhì)要求
中水是指生活污水經(jīng)過(guò)處理后，達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水，主要作為辦公樓、公寓、客房和公共衛(wèi)生間沖廁所用水和室外綠化用水。中水供應(yīng)系統(tǒng)是分質(zhì)供水的一種形式，在供水系統(tǒng)中設(shè)生活飲用水和生活雜用水（中水）兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，以次質(zhì)水替換優(yōu)質(zhì)水，減輕供水的壓力，當(dāng)然雜用水應(yīng)該滿足一定的水質(zhì)要求（見(jiàn)表1）。
3、城市雨水的收集與水質(zhì)分析
3.1 城市雨水的收集
城市雨水在實(shí)際利用時(shí)受到諸多因素的限制，像氣候條件、降雨季節(jié)（南方地區(qū)多集中在春夏兩季）的分配，雨水水質(zhì)的情況和地質(zhì)地貌等自然因素的制約以及特定地區(qū)建筑物的布局和結(jié)構(gòu)等一些其它因素的影響。城市雨水的收集通常有如下幾種途徑：①屋面雨水集蓄；②道路雨水截流，道路雨水通過(guò)雨水管道排入沿途大型蓄水池收集（如日本名古屋的若宮大通調(diào)節(jié)池，建在城市的街道下面，長(zhǎng)約316m，寬度47～50m，深約10m，最大貯留量約為10×104m3）；③綠地草坪滯蓄，綠地草坪供雨水徑流流過(guò)時(shí)下滲，超過(guò)綠地草坪滲透能力的雨水則進(jìn)入雨水池收集
表一 生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
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項(xiàng)目
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廁所便器沖洗、城市綠化
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洗車、掃除
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濁度NTU/度
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10
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5
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Ss(mg/l)
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10
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5
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色度/度
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30
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30
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臭
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無(wú)不快感覺(jué)
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無(wú)不快感覺(jué)
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pH
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6.5～9.0
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6.5～9.0
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BOD5(mg/l)
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10
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10
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CODcr(mg/l)
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50
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50
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陰離子合成洗滌劑(mg/l)
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1.0
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0.5
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總大腸菌（個(gè)/l）
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3
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3
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3.2城市雨水水質(zhì)分析
城市雨水水質(zhì)情況非常復(fù)雜，城市與城市之間的差異、匯水面、降雨的季節(jié)、降雨特征等的不同都會(huì)影響到城市雨水的水質(zhì)。雨水徑流污染主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
第一是由于大氣的污染，直接由于降雨帶來(lái)的污染物，這些污染物的種類主要取決于各個(gè)城市的空氣狀況，還可能由于大氣的遷移，從外域帶入（如北方地區(qū)的沙塵暴）。
第二是屋面。屋面雨水徑流的水質(zhì)主要取決于非降雨期空氣中沉降物和屋面所用的材料。屋面材料對(duì)屋面徑流水質(zhì)的影響非常明顯。尤其是瀝青油氈類屋面材料（特別是普通油氈類）污染比較嚴(yán)重，比混凝土平板、現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面以及瓦屋頂（像小青瓦、石棉瓦、平瓦）的污染量高出許多倍。材料的老化和夏季的高溫曝曬，收集雨水中的污染物濃度都會(huì)有顯著的提高，并且色度大，主要為可溶性COD，多集中在暴雨初期徑流中，濃度達(dá)到數(shù)百甚至超過(guò)數(shù)千mg/l，當(dāng)然雨水水質(zhì)也取決于該城市的降雨量、氣溫、降雨間隔時(shí)間、屋面材料的種類等，一般說(shuō)來(lái)降雨后期COD的濃度可穩(wěn)定在100mg/l以內(nèi)。
第三是路面雨水徑流水質(zhì)和影響因素最為復(fù)雜[6]。大氣、屋面污染物都會(huì)匯入到路面，加上路面本身各種污染因素，如路面所用材料、汽車尾氣排泄物、生活垃圾、裸露和植被地帶沖出的泥沙等，其成分異常復(fù)雜，隨機(jī)性很大。但也有一定的規(guī)律：如污染物主要集中在雨水初期徑流中，污染濃度主要受兩次降雨之間的間隔時(shí)間、空氣質(zhì)量、降雨量和暴雨強(qiáng)度，路面狀況等因素影響？偟恼f(shuō)來(lái)，在降雨過(guò)程中，濃度逐漸下降，最后趨于穩(wěn)定，其主要污染成分有COD、SS、油類、表面活性劑，重金屬及其它無(wú)機(jī)鹽類。
4、 城市雨水作為中水原水在中水工程中的應(yīng)用
從雨水的水質(zhì)分析可知，屋面雨水的水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于通過(guò)道路雨水截流收集到的雨水，
當(dāng)然綠地草坪滯蓄收集到的雨水水質(zhì)也非常好，但是由于綠地草坪的滲透能力比較強(qiáng)，能收集到的雨水?dāng)?shù)量有限，因此在實(shí)際過(guò)程中通常采用屋面收集到的雨水作為中水原水。筆者對(duì)某市某次雨水的水質(zhì)進(jìn)行了分析，見(jiàn)下表2。
表2 屋面雨水水質(zhì)分析
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COD(mg/l)
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BOD5(mg/l)
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BOD5/COD
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1360
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168
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0.124
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356
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25
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0.070
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98
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12
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0.122
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從表中可知BOD5/COD(可生化系數(shù))的值小于0.3，由此可見(jiàn)屋面雨水不宜采用生化處理工藝，宜采用物化處理。從以前所采用的中水系統(tǒng)來(lái)看，大部分的建筑中水系統(tǒng)都采用生化處理工藝，因此雨水利用必須采用獨(dú)立系統(tǒng)。
在屋面雨水作為中水原水的處理方案選擇時(shí)，由于初期降雨的污染濃度比較高，應(yīng)該考慮屋面雨水的初期棄流，初期棄流量大約2mm時(shí)比較合適。雨水處理方案如下圖所示.
5、 結(jié)束語(yǔ)
1） 在目前水資源日益緊張，水污染日趨嚴(yán)重，城市生態(tài)環(huán)境惡化的情況下，城市雨水作為補(bǔ)充水源加以利用，不僅可以減輕城市的用水壓力，而且還可以降低城市的雨水洪澇災(zāi)害。
2） 目前雨水利用還缺乏一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。各地的雨水利用處于摸索階段，缺乏充分的科學(xué)分析和指導(dǎo)。雨水利用系統(tǒng)的組成、集流面的面積、儲(chǔ)水池的防滲材料選用，水窖水質(zhì)的凈化，都尚未形成公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
3） 在現(xiàn)階段，政府應(yīng)該加大對(duì)中水工程的投資力度，在政策上應(yīng)該給予優(yōu)惠、扶持采用生命力。目前中水的實(shí)際價(jià)格比自來(lái)水要高，人們單從經(jīng)濟(jì)方面去考慮，往往不愿意投資中水工程。因此政府應(yīng)該盡快采取一定的措施來(lái)調(diào)節(jié)中水的價(jià)格，刺激中水的廣泛應(yīng)用。
城市雨水作為中水原水利用時(shí)應(yīng)該考慮到雨水的季節(jié)和時(shí)間的波動(dòng)，往往無(wú)法準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，因此既要考慮盡可能充分利用雨水，又要兼顧經(jīng)濟(jì)可行，并對(duì)不同方案作技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。同時(shí)中水回用以及雨水利用要與區(qū)域性水資源利用結(jié)合起來(lái)，與城市規(guī)劃及景觀的整體布局綜合考慮，通過(guò)全面規(guī)劃，合理布局達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，充分體現(xiàn)整體經(jīng)濟(jì)效益。
